微波介質基板介電性能測試方法探討

董彥輝

（中國電子科技集團公司第四十六研究所，天津 300220）

張永華

（無錫江南計算技術研究所軍用印制板質量檢測中心，江蘇 無錫 214083）

0 引言

無論是微波介質基板的研發制造，或是在成品微波印制板的設計、加工和調試過程中，介質材料的介電性能都是需要著重考慮的一個參數[1}-[2]，需要通過準確、有效的方法進行測量。相對介電常數（Dk）是一個非常復雜的參數，在電路板基材的三根軸線上（X、Y和Z），它的值都是不一樣的，同時它會隨信號頻率的變化而變化，且對于不同的測試方法和測試環境，Dk的測試結果也會不同。

對于生產及科研單位而言，通常最關心的是微波介質基板材料在X波段（8 GHz ～12 GHz)下的介電性能參數指標，即介電常數Dk、損耗因子Df。以及介電常數熱系數TCDk（Dk隨溫度的變化率）。本文將探討的幾種方法：GB/T 12636-1990[3]微波介質基片復介電常數（帶狀線）測試方法；IPC TM-650 2.5.5.5C[4]Strip-line Test for Permittivity and Loss Tangent（Dielectric Constant and Dissipation Factor) at X-Band；IPC TM-650 2.5.5.13[5]Relative Permittivity and Loss Tangent Using a Split-Cylinder Resonator；QWED公司的分離電介質諧振器（SPDR）、TE01δ等方法均可以實現常溫狀態下Dk、Df的測試，其中GB/T 12636-1990 、IPC TM-650 2.5.5.5c、SPDR、TE01δ等方法通過外接溫控控制系統的方式還可以實現介電常數熱系數TCDk的測試，但IPC TM-650 2.5.5.13所用諧振器結構相對復雜，目前尚未見到能夠實現介電常數熱系數TCDk測試的商用測試系統。

國內外對于高頻介電性能的測試方法論著很多，但普遍存在的問題是對于同一種材料，采用不同的測試原理、測試方法、測試夾具，其結果存在明顯差異，并沒有任何一種測試方法可以獲得唯一性認可。此外，國內對于介電性能參數測試設備的計量通常也只停留在計量矢量網絡分析儀，以及相關的測試溫度、測試壓力等外界環境條件上，沒有統一的標樣進行衡量?！?br>