介电常数(εᵣ)是衡量电介质材料在电场中极化能力的无量纲参数,定义为材料中的电场强度与真空中电场强度的比值。对于树脂而言,它反映了树脂储存电荷的能力,数值越小通常绝缘性能越好。如中等数值树脂(如环氧树脂)多用于电子灌封和绝缘涂层,低介电常数树脂(如PTFE)用于5G通信和半导体封装。
介电性能的测试方法主要有平行板电容法、电感法、同轴探针法、传输线法、自由空间法、谐振腔法。同其他测试方法相比,谐振腔法(共振法)具备测试精度高以及可以测量低损耗材料的特点广泛用于基片、印刷电路板等材料的测试。
一、测量原理
使用矢量网络分析仪来测量谐振频率和谐振腔体夹具Q值,在测试开始时首先测量谐振腔空腔谐振频率以及Q值,随后加载被测样品测量放置样品后谐振腔谐振频率和Q值。当已知样品的体积和谐振腔的其他参数时,可通过这些测量代入以下公式来计算介电常数和损耗角正切。(εₐ为复介电常数,Q为品质因子,f₀为谐振频率,Lₐ为电感,π为圆周率)
εₐ = 1 + (Q²/2πf₀Lₐ) [1/(1 - Q/(2πf₀Lₐ)]
二、测试系统
SPDR测试系统主要由矢量网络分析仪、谐振腔夹具、测试软件构成,通过软件控制矢量网络分析仪读取空腔以及加载样品后的谐振腔Q值和谐振频率,并计算出介电常数和损耗正切。
SPDR测试技术可获得材料的介电常数和介电损耗(10-4),该方法是谐振方法,所以只会生成一个频率点的报告。
三、主要企业
1、圣泉集团
2、东材科技
3、宏昌电子