IC基板 - ミリ波帯回路基板材料の特性評価

The 誘電率 (Dk) or relative 誘電率 の PCB回路基板 材料は一定の定数ではありませんが. 例えば, 材料のDKは周波数で変化する. 同様に, 異なるDKテスト方法が同じ材料で使われるならば, 異なるDK値も測定することができる, たとえこれらのテスト方法が正確であっても. AS 回路基板 材料はますますミリ波周波数で使用される, 5 Gや先進運転支援システムなど, dkテストの方法は適切であり，dkの変化を理解することは非常に重要である.

のような組織が IPC この問題について話し合う委員会を持つ, のDKを測定する最良の業界標準のテスト方法はありません 回路基板 ミリ波帯材料. これは測定方法がないからではない. 事実上, Chen等による参考文献. 1は、DKを測定する80以上の方法を説明した. しかし, つの方法は理想的ではない. それぞれの方法には利点と欠点がある, 特に30〜300 GHzの周波数範囲で.
Circuit test and raw 材料 test

一般に、回路基板材料のDKまたはDF（損失正接またはtan－δ）を決定するために使用される試験方法の2つのタイプがある。すなわち、材料で作られた原料または測定回路を測定することである。原料ベースの試験は、高品質で信頼性の高い試験器具や機器に依存し、DKとDFの値は、原料を直接テストすることによって得ることができます。回路ベースの試験は、通常、共通回路を使用し、共振器の中心周波数または周波数応答を測定するような回路性能から材料パラメータを抽出する。原料試験方法は、通常、試験器具または試験装置に関連する不確実性を導入し、一方、回路試験方法は、試験中の回路設計および処理技術から不確実性を含む。これらの2つの方法が異なるので、測定結果と正確さレベルは通常矛盾しています。

例えば, Xバンドクランプストリップラインテスト法 IPC 原料試験方法, そして、結果は同じ材料の回路試験のDK結果と一致することができない. The clamping type stripline raw 材料 testing method is to clamp two pieces of material under test (MUT) in a special test fixture to construct a stripline resonator. 試験中の材料と薄いものとの間に空気がある 共振回路 試験器具内, そして、空気の存在は、測定されたDK. 回路試験が同じである場合 回路基板 material, 測定されたDKは、同伴した空気がないので異なっている. 高周波用 回路基板 DARK±0のDK耐性を持つ材料.原料試験による050の測定, 回路テストは、約±0の許容範囲を得る.075.
The 回路基板 材料は異方性であり、通常、3つの材料軸上で異なるDK値を有する. DK値は、通常、x軸とy軸との間に小さな差を有する, 最も高周波材料のために, DK異方性は、通常、z軸とx - y平面の間のDK比較に言及します. 材料の異方性のため, 同じ材料を試験する, z軸上のdkはx‐y平面上のdkと異なる, テストメソッドとテストによって得られたDK値はどちらも.
回路試験に使用される回路の種類は、測定されたDK値にも影響する. 一般に, つのタイプのテスト回路が使用されます：共鳴構造と伝送/反射構造. 共鳴構造は通常狭帯域結果をもたらす, 伝送中/反射試験は通常ブロードバンド結果を提供する. 共振構造を使用する方法は一般により正確である.

Examples of test methods
A typical example of raw material testing is the X-band clamped stripline method. 高周波で使用されている 回路基板 manufacturers for many years and is a reliable method to determine the Dk and Df (tanδ) in the z-axis of the 回路基板 material. それは、試験される材料サンプルのためのゆるく結合されたストリップライン共振器を形づくるためにクランプ器具を使用する. The measured quality factor (Q) of the resonator is no-load Q, それで、ケーブル, コネクタ, フィクスチャキャリブレーションは最終測定結果にほとんど影響しない. 銅クラッド 回路基板 テスト前にすべての銅箔をエッチングする必要がある, 誘電体原料基板のみが試験される. 回路原材料は、ある環境条件下で一定の大きさに切断され、その両端にクランプに配置される 共振回路 ((図1参照)。).

共振器は、周波数2の半波長共振器として設計されている.5 GHz, 第4の共振周波数は10 GHzである, これはDKとDF測定に一般的に使用される共鳴点である. 低い共振点と共振周波数を使用することができます, しかし、高調波と偽波の影響のため, より高い共振点は、通常避けられる. Measure and extract （DK）または相対 permittivity
Where n is the number of resonance frequency points, Cは、自由空間で光の速度です, frは共振の中心周波数である, また、Cheng＿Lは、結合ギャップ内の電界に起因する電気的長さ延長を補償する. It is also very simple to extract tanδ (Df) from the measurement, which is the 3dB bandwidth-related loss of the resonance peak minus the conductor loss (1/Qc) related to the 共振回路.
近似, これらの式は、初期のDK値. Using electromagnetic (EM) field solver and accurate 共振回路 サイズは、より正確なDKを得ることができます.
DKとDFを測定するときの疎結合共振器の使用は共振器負荷効果を最小化できる. 共振ピークにおける挿入損失が20 dB未満である場合, 緩やかな結合と考えられる. 場合によっては, 共鳴ピークは非常に弱い結合により測定されない. これは通常薄い共振回路で起こる. 薄型回路材料 ミリ波の用途では一般的に使用される, 短波長, そして、より小さい回路サイズ.