[SI-LIST] Re: embedded capacitance for decoupling

  • From: Joseph.Schachner@xxxxxxxxxxxxxxxxxx
  • To: james.f.peterson@xxxxxxxxxxxxx
  • Date: Wed, 20 Jul 2016 15:36:34 -0400

Capacitance of parallel plates with dielectric is C = k E0 A / d
where E0 is the permittivity of space (close enough to air) which is 
8.854e-12, k is dielectric constant (of FR4: about 4.5), A is Area of the 
plates and d is separation between the plates. 
So, how much area on two adjacent layers are you willing to devote to 
this?

I'll pick a really large guess: how about a square 30cm on each side, so 
the Area is 900 cm^2

I'll also be generous and say there are only 0.2mm between those planes. 
So:

C = 4.5 * 8.845e-12 * 0.9m^2  / 2e-4   = 0.1793uF

thirty 0.22uF capacitors total 6.6uF. 

SO, you need about 37 times more capacitance than a 30cm * 30cm square 
with 0.2mm separation gives.  You almost certainly don't have enough 
layers or enough area to get there.

In short: no, the capacitance realized by embedding capacitance in the PCB 
stackup can not (reasonably) replace thirty 0.22uF caps.

--- Joe S.







From:   "Peterson, James F (Chief Engineers)" 
<james.f.peterson@xxxxxxxxxxxxx>
To:     "si-list@xxxxxxxxxxxxx" <si-list@xxxxxxxxxxxxx>
Date:   07/20/2016 02:51 PM
Subject:        [SI-LIST] embedded capacitance for decoupling
Sent by:        si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx



Can the capacitance realized by embedding capacitance in the PCB stackup 
replace discrete decoupling capacitors?

Let's say the discrete decoupling solution for a processor's Vcore rail 
has thirty 0.22 uf Hi-F caps. Is there a practical way to use an embedded 
passives approach in the PCB stackup to achieve the needed decoupling 
capacitance and thus remove these thirty discrete capacitors?

If so, are there any papers published around this? (I've searched and 
can't find anything substantial on replacing discrete ceramic capacitors 
with embedded PCB capacitance.)

Thanks,
Jim Peterson
Honeywell Aero

------------------------------------------------------------------
To unsubscribe from si-list:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'unsubscribe' in the Subject field

or to administer your membership from a web page, go to:
//www.freelists.org/webpage/si-list

For help:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'help' in the Subject field


List forum  is accessible at:
               http://tech.groups.yahoo.com/group/si-list

List archives are viewable at: 
                                 //www.freelists.org/archives/si-list
 
Old (prior to June 6, 2001) list archives are viewable at:
                                 http://www.qsl.net/wb6tpu
 





------------------------------------------------------------------
To unsubscribe from si-list:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'unsubscribe' in the Subject field

or to administer your membership from a web page, go to:
//www.freelists.org/webpage/si-list

For help:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'help' in the Subject field


List forum  is accessible at:
               http://tech.groups.yahoo.com/group/si-list

List archives are viewable at:     
                //www.freelists.org/archives/si-list
 
Old (prior to June 6, 2001) list archives are viewable at:
                http://www.qsl.net/wb6tpu
  

Other related posts: