我们可以在PCB板上构建电容器吗？

对于nF或µF电容器的大小，我希望可以将它们构建在PCB板上。电容器就像是两个金属层，在它们之间。

这可能吗？

不购买电容器，只需在PCB板上设计电容器即可。PCB板上的双金属层。

只需在标准的两层FR-4板上铺设铜，就很难达到1 nF 。电容大致由平行板方程式给出：

$C = \dfrac{ \epsilon A }{ d }$

在这种情况下

$C = \dfrac{(4.7)(8.854 \times 10^{-12}) A }{ (1.6 \times 10^{-3} ) }$

要么

$C = A (2.6 \times 10^{-8}\mathrm{F/m^2})$

这意味着您需要0.013 m ²或380 cm ²的铜面积才能达到1 nF。我使用4.7作为FR-4 的典型介电常数（相对介电常数），并使用1.6 mm作为典型的板厚。

在平行的铜区域上制作pF标度电容器并不罕见，但是通常在d项可以小得多的多层板上完成。与分立电容器相比，这种构造电容器可以实现更低的ESR和ESL，因此对于旁路甚高频电路中的电源非常有用。

也有一些公司制造可以层压在多层PCB中的特殊材料，以提供高介电常数层，从而可以通过金属图案来构建更大的电容器值。3M是其中之一。这些通常称为嵌入式电容器或掩埋电容器。请与您的PCB制造厂联系，以查看它们是否支持这种类型的材料。

可以通过这种方式构建电容器，但您会忘记µF。它很可能在pF范围内。

$C = \dfrac{\varepsilon A}{d}$

很难在PCB上构建大面积，并且不能使板间距任意小，因为这样会使我们很难以这种方式构建它，并且您可能还希望它能够在其上具有一定的电压。

是的，这意味着您会从走线上获得电路板上的电容，通常这不是一个很大的值，但它很重要，尤其是当您的走线较长且彼此靠近且运行频率较高时。

$\varepsilon_r$

$C=\varepsilon_0\varepsilon_r \frac{A}{d}$

$\varepsilon_r$

$C=8.85 \cdot 10^{-12} \frac{\mathrm{F}}{\mathrm{m}} \cdot 4.2 \cdot\frac{0.01\space\mathrm{m}^2}{0.0015\space\mathrm{m}}$

$C=248\space\mathrm{pF}$

即使我们使用了更薄的电介质（FR4内核），甚至使用了一块多层板（用于两个以上的板），达到nF的要求都会很大，而我们还远未达到µF的范围。

但是，您可以在电路板的边缘使用一些电容器，并使用两个用作电容器的铜平面将其电压分布在电路板上。与您的PCB电容器并联的分立电容器可以用作一个近乎完美的集总电容器，从而为您的快速逻辑或电源设计提供了温暖的模糊感。

如果您需要精确或较大的值，则不会使用PCB电容器，但可以在整个设计中使用它来创建一个非常好的电源分配系统。

更加深奥的电容器形式使用边缘场，并将两个电极以交错的分形图案分布在两层上。没有封闭形式的解决方案，它对制造公差非常敏感，因此在这种情况下几乎没有用。电容的提升范围为4倍至5倍。只是为了完整性而提及。完全不建议。

去年，作为一个实验，我试图通过将铝箔纸和几张纸纸分开绕几圈来制作电容器。我认为我只得到大约20 nF左右的东西。很少 由于我使用的是相对较大的铝片，因此很难在PCB上达到任何水平。

这可能吗？是！

如果我逐字逐字地回答您的问题，则可以在非常大的PCB上构建如此大小的电容。我不知道计算PCB尺寸的公式，但我认为它会比您要在PCB上构建的电容器的成本大得多。

我一直在用“双面PCB”板制造双面盖。我的范围约为30-150 pf。我总是在表面和边缘涂上pCB，以帮助提高电压击穿能力。我绝对不会使它们承受几百伏以上的电压，因为在RF频率下，它们会变得很热！我将它们用在天线的陷波线圈中，如果设计得当，可以毫无问题地处理高达300w（PEP）的电流。我怀疑这种方法能否处理得更多。我肯定不会保证他们可以在这些级别上工作。我在QTH的受困天线和无线电郊游中使用它们，但我们始终处于“赤脚”功率水平。

欢呼声注意到数据有点晚。如果这不是预期的结果，请道歉。

我经常将这种方法用于高无功功率高频系统。但是，我要警告，像FR4玻璃纤维织物一样的“普通” PCB材料的作用不如预期。它的tan（fi）约为0.035，这意味着在我的结构中，在4 kV和10 A的100 MHz频率下的100 pF储能电容器会变得“有点儿”发热。...在最初的200秒钟内和在400分钟之后。

有一段时间，我尝试将散热器的两面都粘起来，试图将其浸入冷却液等中。从逻辑上讲，这一点都不好。红外照片显示的是表面均匀的温度场，丝线周围没有任何变化的斑块，因此可以肯定的是，由于介质发热而对铜没有福柯效应。

在我的案例中，我找到的最终解决方案是Rogers Inc.生产（在比利时制造）基于聚四氟乙烯的PCB，该PCB（有不同的材料，我给出了最好的数字）的tan（fi）= 0,0003。的确是值得的。并确保此电容器比kVAR系列的Vishay或Jennings等便宜得多。

第二：“特斯拉线圈人”通常需要40 kV电容帽之类的东西，并且它们的工作频率低至kHz范围频率，因此介电加热对他们而言并不那么重要。然后，没有什么比地板地毯PVC瓷砖更好了，它是半硬的roulon，厚约2 ... 3 mm。将两片铜叶之间插入“香肠”中。这种材料“原样”可能会持续到40 kV或极端50，并且ε在2.7至3.3之间，耗散因子在0.006至0.017之间。因此，除了铜可能会轻微“走动”或形成气穴外，与玻璃纤维环氧树脂PCB相比，PVC应该被视为电容器的更好材料。

3）我在这里阅读了有关纸质的试验。纸制品上的数字仍然是书面的：玻璃纸膜：e = 6.7 ... 7.6和tan = 0.065 ... 0.01，纸纤维6.5和0.005；牛皮纸1.8和0.001-0.0015; 棉布组织1.7和0.0008-0.0065; 压板3.2和0.008。对于浸渍纸的情况，从逻辑上讲，浸渍化学品起着主要作用。因此，纸张是有损材料，但是即使其性能也比PCB更好。