PCB技術 - ミリ波に適した材料の誘電率の試験法の探索

ミリ波に適した材料の誘電率の試験法の探索

これミリ波 （ミリ波）頻度 かつては研究開発（RD）のために残されたスペクトルの一部だった。しかし, ミリ波sは現在広く使われました. 先進的なパイロット支援システム（ADAS）及びミリ波レーダ安全システム及び第5世代（5 G）セルラー通信技術の発展に伴い周波数, ミリ波周波数は、世界中の数十億人によって使用されます. これは、28ギガヘルツ以上の周波数をサポートするプリント配線板材料の需要も成長し続けることを意味する. 高周波を特徴づける 回路 プレート枚材料, 例えば, 周波数は約80 GHzであり、測定する必要があるマテリアル ミリ波 周波数. しかし, そのような高い周波数範囲で, 業界標準はまだ決まっていない.

誘電率は、動作周波数における回路の大きさに影響を及ぼすため、大部分の回路基板材料の主な関心事である。特に、ミリ波周波数では周波数が高くなるにつれて波長が小さくなるので、回路規模が非常に小さくなり、回路材料のDKを正確に知ることが重要である。本質的に、材料のDkまたは比誘電率は、金属板が真空または空気中にあるときに、材料が2つの金属板の間にあるときに記憶される電荷量の比として定義することができる。真空のDkは「1」であり、他の材料のDkは真空よりも高い。

DKの基礎知識

ほとんどの回路基板材料供給元によって使用される測定方法は、業界標準の方法を認識し、10 GHz以下のような特定のテスト周波数で測定される。ミリ波周波数では、回路基板材料のDKを測定する方法もいくつかあるが、これらの方法は、低周波数で使用される試験方法としてよく知られていない。

ミリ波周波数でDKを正確に測定するのは困難か材料のDk値を測定するために、試験中の原材料（MUT）上のいずれかの試験を行うか、または原料を基準回路のいくつかの形式に加工し、回路上でテストする。無線周波数、マイクロ波またはミリ波周波数であるかどうかは、回路基板材料のDK特性は通常異方性である。従って、材料のDk値を決定するための試験方法を用いる場合には、試験材料のZ軸（厚さ方向）又はX−Y平面（材料の長さ及び幅）のDkを求める必要がある。異なる材料方向に関しては、これらの値は通常異なり、周波数の関数である。従って、ミリ波回路設計技術者にとっては、Z軸上の10 GHzにおけるDk値は、同一材料のXY平面上で60 GHzのDk値に等しいとは考えられない。ミリ波周波数での回路材料のdkを正確に測定することは，今後のミリ波応用とその回路設計技術者にとって非常に重要である。

候補判定基準

ミリ波周波数での材料のdk値を決定する多くの方法がある。しかし，いずれもIEEEやIPCなどの技術標準機関による業界標準テスト手法として受け入れられていない。しかし，いくつかのdk試験法は測定精度と再現性を示し，ミリ波dk測定標準の候補となる。

マイクロストリップ微分位相長法は，ポテンシャル標準として使用できるミリ波dk測定技術の一つである。これは回路ベースのテスト方法です。この方法では、異なる長さの複数の50オームマイクロストリップ伝送線路回路を試験材料上に作製する。このように、2つの回路の位相角差を測定することにより、被試験材料のDk特性を得ることができる。試験された材料のDKが変化することがあるので、材料のDKを決定するとき、2つのマイクロストリップ回路は、材料DK変化の影響を最小にするために、できるだけ接近しなければならない。最大110 GHzの周波数カバレッジで高精度ベクトルネットワークアナライザ（VNA）を使用することができます。

ミリ波周波数での回路基板材料のdk値を決定する別の方法はリング共振器法であり，リング共振器はmut上のテスト回路である。これらの共振回路のサイズ及び設計パラメータは、共振周波数を詳細に正確に反映することができる。リング共振器をmut上で正確に加工すると，共振周波数を測定することにより，材料の誘電率などの情報を正確に推定できる。VNAを用いて、ミリ波周波数でのギャップ結合リング共振器の応答を測定し、これらの応答を商用電磁（EM）場計算ソフトウェアによって提供される数値ベースの結果と比較することによって、回路サイズ及び条件に基づいて、ミュートのDK値を抽出することができる。

もちろん, 実用上, 特に ミリ波 ぐるりと回って回路の大きさおよび公差は、測定された共振周波数を変化させる, それによって、測定された材料のDK値のエラーを引き起こす. 導体幅の変化 回路基板（MUT）厚さはリング共振器の周波数にも影響する。加えて, リング共振器回路上の銅箔の厚さは 回路基板. 回路銅厚さの変化はギャップ結合リング共振器の結合と共振周波数に影響する. したがって, リング共振器のテスト方法を適用する際には 回路基板 ざいりょうミリ波 周波数, 回路の銅の厚さの変化を最小限にする必要がある.

上記の方法は、多くの成熟した2つの古典的な方法である 回路基板 材料価値試験技術, と測定するための業界標準の方法として使用することができます 回路基板材料 Dkにあるミリ波 周波数. どちらも、回路ベースのテスト方法です, 原材料に基づく他の試験方法も使用することができる.

デザインや加工について何か質問がありますか？ロジャースは、あなたが関連する援助を提供することができます。これで、ヘルプのエンジニアに連絡するためにロジャースの公式サイト“テクニカルサポートセンター”にログインすることができます。