在較高的毫米波頻率下，波長較短，電路尺寸必須非常精確，介質(zhì)基板的Dk，PCB電路板材料的Dk準(zhǔn)確性可能直接影響原型設(shè)計(jì)是否成功。電路材料的Dk值是根據(jù)電路材料的已知物理參數(shù)和測量過程中使用的電路形式和夾具的測量來確定的。實(shí)際上，沒有一種完美的Dk測量方法。正是這個(gè)原因，有許多不同的Dk測試技術(shù)都試圖實(shí)現(xiàn)盡可能的最高精度。不同方法的實(shí)施難度和精度各不相同，即使在相同頻率、溫度下，測試同一個(gè)材料時(shí)，也可能會(huì)產(chǎn)生不同的Dk值。

由于毫米波的應(yīng)用，對電子電路的需要越來越多，所以Dk值的不確定性可能造成設(shè)計(jì)過程緩慢。當(dāng)材料的Dk與宣稱值不同時(shí)，利用該材料制作的電路樣品的Dk值必須盡可能準(zhǔn)確以確保性能，尤其是精細(xì)特征的毫米波電路的電氣性能。不同的Dk測試方法會(huì)產(chǎn)生不同的Dk測定結(jié)果，因此對Dk測試的具體不同點(diǎn)和意義有一個(gè)基本的認(rèn)識，能夠很好的幫助毫米波下的電路設(shè)計(jì)。

隨著電路和應(yīng)用的頻率不斷增加，已經(jīng)開發(fā)出了多種不同的方法，用于確定材料Dk和損耗因子（Df）等基本參數(shù)。所有測試方法大致可分為基于原材料和基于電路的兩大類?；谠牧系腄k測試方法往往將材料放入一個(gè)特定測試夾具中，而基于電路的測試方法則會(huì)在這種材料上制作一個(gè)參考電路或結(jié)構(gòu)，并從該電路或結(jié)構(gòu)的測量結(jié)果中推導(dǎo)出材料的Dk。大部分基于原材料的Dk測試方法測量的是無導(dǎo)電銅箔層的純介質(zhì)材料，而基于電路的材料測量則包含導(dǎo)體的影響。

基于原材料的Dk測試方法通常測定單一頻率和溫度下的Dk值，而基于電路的Dk測試方法可以根據(jù)試驗(yàn)電路的類型，測試某一個(gè)頻率范圍的進(jìn)行Dk值。另外，基于傳輸線結(jié)構(gòu)的電路，例如微帶線和帶狀線，可以通過連續(xù)掃頻測量進(jìn)行頻率范圍內(nèi)的值，而使用諧振器的試驗(yàn)電路也僅可以測試單一頻率下的值。許多Dk測量方法根據(jù)如IPC等規(guī)定進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化處理，例如，IPC TM-650匯集了用于確定PCB的Dk、損耗因子（Df）和其它基本材料參數(shù)的測試方法。然而，即使進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化處理，而且對于測量的過程有明確的指導(dǎo)規(guī)則，但是對于同一種材料，不同的Dk測量方法仍可能會(huì)產(chǎn)生不同的Dk值，這僅僅是因?yàn)槊糠N測量所涉及的變量不同。

由于不同的Dk測試方法可能產(chǎn)生不同的Dk值，所以材料供應(yīng)商為同一種材料提供了多個(gè)Dk值：過程和設(shè)計(jì)的Dk。這里的過程Dk值是根據(jù)IPC-TM-650 2.5-5.5標(biāo)準(zhǔn)測試方法，測試單一頻率和溫度下的Dk值。而設(shè)計(jì)Dk值則是頻率范圍內(nèi)的一系列值。設(shè)計(jì)Dk值為工程師提供了更為具體的某一頻率下的材料的Dk值，特別是所設(shè)計(jì)電路的工作頻率下的值。若的確沒有相應(yīng)的Dk值，例如在毫米波頻率（30到300GHz）下，設(shè)計(jì)人員可能就不得不在相應(yīng)的頻率上進(jìn)行自己的Dk測量。不同的Dk測試方法會(huì)產(chǎn)生不同的Dk值，了解該事實(shí)后，在采用不同的Dk測量方法時(shí)，則可以更好地理解測試所得到的Dk值含義。

每種Dk測試方法的精度受多種因素的影響，例如測試設(shè)備（如矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀VNA）的校準(zhǔn)精度、基于原材料的測量中使用的夾具的變化，或基于電路的Dk測量中使用的傳輸線或諧振結(jié)構(gòu)的加工中發(fā)生的變化等。大部分電路材料是各向異性的，也就是Dk值在材料的x軸（長度）、y軸（寬度）和z軸（厚度）均有所不同。雖然測定x軸和y軸上的Dk值的方法也是有用的，但z軸上的Dk值的測量通常最值得關(guān)注，因?yàn)樗硎镜氖谴蟛糠蛛娐返膫鬏斁€材料的Dk值。

夾緊式帶狀線諧振器測試方法是IPC-TM-650 2.5-5.5定義的標(biāo)準(zhǔn)測試方法，用來測試電路材料的過程Dk值和損耗因子（Df）。這兩個(gè)參數(shù)均是測試材料厚度或z軸方向的值。該測試方法準(zhǔn)確高且可重復(fù)，但是僅測試的是單一頻率下的Dk值，例如10GHz的Dk值；且它表征的是無導(dǎo)電金屬銅箔的純介質(zhì)材料的特征。為了執(zhí)行這一測試，需要將PCB層壓板蝕刻去除掉銅箔后，將被測介質(zhì)材料放置于內(nèi)部含有諧振器的夾具中進(jìn)行測量。通過夾具兩側(cè)的接地板，與夾具內(nèi)含的諧振器共同構(gòu)成一個(gè)帶狀線諧振。為了進(jìn)行重復(fù)且準(zhǔn)確的測量，試驗(yàn)夾具必須謹(jǐn)慎裝配，這是因?yàn)檠b有被測材料的夾具中滯留的空氣（Dk值為1）會(huì)成為測試的一部分，降低材料測定的Dk值。

測試夾具是所有基于原材料的Dk測試裝置的基本構(gòu)件。夾具通常使用某些形式的諧振器，測量諧振頻率和材料厚度等物理參數(shù)從而測定材料的Dk值。所以，基于原材料的Dk測試的可重復(fù)性和精度更多的取決于試驗(yàn)夾具的精度，相比之下，基于電路的Dk測量方法的可重復(fù)性和精度取決于電路的加工影響。

很多不同類型的諧振結(jié)構(gòu)被用于測定電路材料Dk值，如分離柱介質(zhì)諧振器（SPDR）法、全板諧振（FSR）法和分離式圓柱形諧振器法等，這些都是IPC-TM-650 測量方法中定義的方法。SPDR測量將一個(gè)充滿空氣的諧振腔（空腔）與相同的裝有被測材料的腔體做比較，得出所測材料的Dk值。該方法的精度取決于材料厚度測量和諧振腔尺寸的準(zhǔn)確測量。SPDR測定的是材料x-y平面上的Dk值，而非z軸方向上的Dk值。FSR測量使用了一塊帶有完整銅箔的材料，通過掃頻測量找到駐波或諧振峰獲得Dk值。被測的帶有完整銅箔的PCB板類似開口平行板波導(dǎo)的工作模式，進(jìn)而測量該材料板的長度上的駐波。材料尺寸和諧振頻率能夠提供充足信息推導(dǎo)出材料在該諧振頻率下的Dk值。該方法適用于波長長、頻率低的應(yīng)用，但是在測定較薄材料時(shí)不夠準(zhǔn)確。

測量的精度取決于材料和電路物理尺寸的精確測量，例如傳輸線寬度、銅導(dǎo)體厚度以及介質(zhì)厚度等。這些測量在毫米波電路和結(jié)構(gòu)的尺寸上更具有挑戰(zhàn)性。介質(zhì)材料厚度的變化以及銅箔導(dǎo)體的粗糙度可能造成傳輸線上信號路徑的變化，這些變化在毫米波頻率下更加顯著，而且還會(huì)降低Dk測定精度。較光滑的銅箔導(dǎo)體會(huì)縮短傳輸線上信號傳輸路徑而得到不同的Dk測量值。

為了能測定電路材料的Dk值，很多測試方法被提出和驗(yàn)證。用同一種測試方法在不同時(shí)間測試同一個(gè)被測樣品材料，可以得到相同的Dk值；而對于使用不同的測試方法測量同一被測樣品會(huì)得到不同的Dk值。測試電路和夾具的變化造成了Dk值變化。這種變化可以通過每次使用相同的測試方法來將Dk值變化最小化，但是該測試方法可能不支持提供例如頻率下的Dk值，例如在毫米波頻率下的值。更好地了解Dk測試方法和它的變化，雖然不可能找到完美的Dk測試，但是對于相關(guān)應(yīng)用，至少可以采用最佳Dk測量方法進(jìn)行測定。愛彼電路(iPcb?)是專業(yè)高精密PCB電路板研發(fā)生產(chǎn)廠家,可批量生產(chǎn)4-46層pcb板,電路板,線路板,高頻板,高速板,HDI板,pcb線路板,高頻高速板,雙面,多層線路板,hdi電路板,混壓電路板,高頻電路板,軟硬結(jié)合板等