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介质材料的选择直接决定了电容器的基本频率和温度特性。Class I类材料，如COG（NPO）特性，具有比较高的稳定性：其介电常数随温度、频率和电压的变化微乎其微，损耗角正切（tanδ）极低，非常适合用于要求高Q值、低损耗和超稳定性的超宽带高频电路、谐振器和滤波器中。但其相对介电常数较低，因此难以在小体积内实现高容值。Class II类材料，如X7R、X5R特性，具有高介电常数，能在小尺寸下实现高容值，常用于电源退耦和通用滤波。但其容值会随温度、频率和直流偏压明显变化，损耗也较高，在高频高性能应用中受限。超宽带应用会根据具体频段和功能需求混合使用这两类材料。构建退耦网络时，需并联不同容值电容以覆盖全频段。113FCC1R2C100TT

系统级封装（SiP）是电子 miniaturization 的重要方向。在其中，嵌入式电容技术扮演了关键角色。该技术将电容介质材料（如聚合物-陶瓷复合材料）以薄膜形式直接沉积在SiP基板（如硅中介层、陶瓷基板、有机基板）的电源层和地层面之间，形成分布式的去耦电容。这种结构的比较大优势是几乎消除了所有封装和安装电感（ESL极低），提供了近乎理想的超宽带去耦性能，同时极大节省了空间。这对于芯片间距极小、功耗巨大且噪声敏感的2.5D/3D IC封装（如HBM内存与GPU的集成）至关重要，是解决未来高性能计算电源完整性的终方案之一。111XCC130K100TT通过创新设计极大降低等效串联电感（ESL）和电阻（ESR）。

单一电容器无法在超宽频带内始终保持低阻抗。因此，在实际电路中，需要构建一个由多个不同容值电容器组成的退耦网络。小容量电容（如0.1μF， 0.01μF， 1000pF， 100pF）拥有较高的自谐振频率，负责滤除中高频噪声；而大容量电容（如10μF， 47μF）或电解电容负责滤除低频纹波和提供电荷储备。这些电容并联后，它们的阻抗曲线相互叠加，从而在从低频到极高频的整个范围内形成一条平坦的低阻抗路径。PCB上的电源分配网络（PDN）设计就是基于此原理，通过精心选择不同容值、不同封装的电容并合理布局，来实现超宽带的低阻抗目标。

自谐振频率（SRF）是衡量电容器有效工作频率上限的重心指标。对于超宽带应用，必须要求电容器的SRF远高于系统的工作频率，否则其电感特性将无法有效抑制高频噪声。提升SRF的策略主要围绕降低ESL和减小电容值。根据fSRF = 1/(2π√(LC))，减小L或C都能提高fSRF。因此，超宽带电容常采用以下方法：一是优化内部结构和端电极设计以小化ESL；二是使用小尺寸封装（如0201比0805的ESL小得多）；三是对于极高频率的退耦，会故意选用较小容值的电容（如100pF， 1nF），因为其SRF更高，专门用于滤除特定高频噪声，与较大容值的电容配合使用以覆盖全频段，形成协同效应。失效模式包括机械裂纹、电极迁移和性能退化等。

即使选择了ESL极低的超宽带电容，不合理的PCB布局和安装也会引入巨大的安装电感，彻底毁掉其性能。安装电感主要来自电容焊盘到电源/地平面之间的过孔（via）和走线。为了小化安装电感，必须遵循以下原则：一是使用短、宽的走线连接；二是使用多个紧邻的、低电感的过孔（via）将电容的两个端直接连接到近的电源层和地层；三是采用对称的布局设计。对于比较高频的应用，甚至需要采用嵌入式电容技术，将电容介质材料直接制作在PCB的电源-地平面之间，实现近乎理想的平板电容结构，将寄生电感降至几乎为零，这是实现超宽带性能在系统级上的手段之一。车规级超宽带电容必须通过AEC-Q200等可靠性认证。111SEC9R1M100TT

在光模块中用于高速驱动电路的电源滤波和信号耦合。113FCC1R2C100TT

多层陶瓷芯片（MLCC）是实现超宽带电容的主流技术路径。为追求超宽带性能，MLCC技术经历了明显演进。首先，采用超细粒度、高纯度的介电材料（如Class I类中的NPO/COG特性材料），这类材料的介电常数随频率和温度的变化极小，保证了电容值的稳定性。其次，采用层层叠叠的精细内部电极结构，并通过优化电极图案（如交错式设计）和采用低电感端电极结构（如三明治结构或带翼电极），极大缩短了内部电流路径，有效降低了ESL。，封装尺寸不断小型化（如0201， 01005甚至更小），不仅节省空间，更关键的是因为更小的物理尺寸意味着更低的固有电感，使其自谐振频率得以推向更高的频段。113FCC1R2C100TT

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