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PCB板材介電常數(shù)測量方法及其應(yīng)用

嘉峪檢測網(wǎng)        2018-11-07 20:09

介電常數(shù)是PCB阻抗設(shè)計中不可或缺的因子，指相對于真空增強材料儲能容量的能力，屬于材料本身所固有的電氣特性。

隨著線路板向高頻高速發(fā)展，對控制傳輸線阻抗的精度要求越來越高，而板材商提供介電常數(shù)值一般采用諧振腔法測得，且介電常數(shù)受到頻率影響，在不同頻率下存在差異，設(shè)計中如何取值才能提高阻抗的精度。提供一種準(zhǔn)確并與使用設(shè)計模型匹配的介電常數(shù)值至關(guān)重要，同時如何測量及選取介電常數(shù)需引起板材商和PCB生產(chǎn)廠商重視。

文章通過實驗考察諧振腔法、傳輸線法（S3）、反推法對測量Megtron6板材Dk值的差異，分析其對阻抗精度的影響，對比三種方法的優(yōu)勢和局限性，通過統(tǒng)計與推算，給出不同規(guī)格材料的Dk修正值，為后續(xù)相關(guān)研究提供理論依據(jù)。

 

1、什么是介電常數(shù)

 

 

介質(zhì)在外加電場時會產(chǎn)生感應(yīng)電荷而削弱電場，原外加電場（真空中）與介質(zhì)中電場的比值即為相對介電常數(shù)（permittivity）介電常數(shù)指相對介電常數(shù)與真空中絕對介電常數(shù)乘積。

PCB板材介電常數(shù)測量方法及其應(yīng)用

介電性能是指在電場作用下，表現(xiàn)出對靜電能的儲蓄和損耗的性質(zhì)，通常用介電常數(shù)（Dk)和介質(zhì)損耗（損耗因子Df或損耗正切角tanδ）來表示。

 

 

2、復(fù)介電常數(shù)及其意義

PCB板材介電常數(shù)測量方法及其應(yīng)用

 

 

 

 

3、PCB介電常數(shù)測試技術(shù)簡介

平行板法（電容法)

PCB板材介電常數(shù)測量方法及其應(yīng)用

 

 

 

 

全板共振法

PCB板材介電常數(shù)測量方法及其應(yīng)用

PCB板材介電常數(shù)測量方法及其應(yīng)用

 

 

 

 

帶狀線諧振腔法

PCB板材介電常數(shù)測量方法及其應(yīng)用

 

 

 

 

 

共振頻率與品質(zhì)因子計算方法

PCB板材介電常數(shù)測量方法及其應(yīng)用

 

 

 

 

諧振腔微擾法（包括圓柱腔體和柱形腔體）

PCB板材介電常數(shù)測量方法及其應(yīng)用

 

 

 

 

S3法（Stripline S-parameter Sweep Test Method）

PCB板材介電常數(shù)測量方法及其應(yīng)用

 

 

 

 

反推法

PCB板材介電常數(shù)測量方法及其應(yīng)用

 

 

 

 

4、PCB測量技術(shù)的應(yīng)用

諧振腔的應(yīng)用

PCB板材介電常數(shù)測量方法及其應(yīng)用

 

 

在1GHz～10GHz測量Megtron6材料的1035（RC73%）、1078（RC64%）、3313（RC54%）、2116（RC54%）pp片的介電常數(shù)及10GHz下 不同含膠量pp的Dk如下：

 

 

S3法

PCB板材介電常數(shù)測量方法及其應(yīng)用

 

 

 

 

反推法

PCB板材介電常數(shù)測量方法及其應(yīng)用

 

 

 

 

幾種方法測試結(jié)果對比

PCB板材介電常數(shù)測量方法及其應(yīng)用

 

 

 

 

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來源： 興森科技

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