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方用共享实验室测试案例:薄膜测试方案 


一、30MHz以下薄膜介电常数测试:4294A+16451B


(1) 测试仪表例子及测试频率:

4294A 的测试频率: 40 Hz to 110 MHz

16451B 夹具的测试频率: <30MHz


(2) 测试参数:

介电常数: εr’, εr”, ∣εr∣, tan δ

材料电容;C-V 曲线


(3) 对样品的要求:

直径:10mm-56mm,厚度:小于10mm


(4) 对材料加工及测试操作的要求:

• 材料电极是否符合要求

• 材料厚度是否均匀

• 测试夹具接触材料位置是否二次一样(如果材料厚度不均匀)

• 材料电极表面是否光洁

• 测量的材料厚度二次是否一致。

• 测量的材料电极直径二次是否一致。

• 压力力度不同(要按照操作规范)


(5) 测试方法和连接图:

16451B 是电介测量夹具,与四端对接口的阻抗分析仪(4294A)或LCR 表(E4980A/4285A)配合使用。它采用了平行极板技术,将被测材料夹在两电极间形成电容器,通过测试电容特性,计算出材料的介电常数和损耗因子。测试方法主要分为两种:接触法(contact mode)和非接触法(Non‐contact mode)。


(6) 测试例子:

图2:对某材​料的测试结果:


A 曲线在 1.057M Hz 的频率下介电常数为: 15.02

B 曲线在1.057MHz的频率下损耗0.00054 

 

二、1MHz-1GHz薄膜介电常数测试: E4991A+16453A


(1) 测试仪表及测试频率:

E4991A:1 MHz 到 3 GHz (1 mHz 分辨率)

选件002:电介质和磁性材料测量软件

16453A:1 MHz to 1 GHz


(2) 对材料加工尺寸要求:

使用16453A时:


要求:

• 材料厚度是否均匀

• 测试夹具接触材料位置是否二次一样(如果材料厚度不均匀)

• 材料电极表面是否光洁


(3) 测试方法和连接图:

KeysightE4991A 射频阻抗/材料分析仪可以为表面贴装的器件(SMD)和电介质/磁性材料的测量提供完整的测量解决方案,为您提供非常稳定、一致性高而且极为精确的测量结果。16453A 测量夹具使用平行板电极方法在 1 GHz 的范围内测量电介质材料的介电常数和正切损耗角。测量非常简单,只需要把被测材料放在两个平行板电极之间即可。使用 E4991A 选件 002 的材料测量功能可以直接把测量得到的介电常数显示在仪表的屏幕上。


(4) 测试例子:

如下图是对BT树脂频率对应的介电常数特性的测量结果, 测试设备使用E4991A与16453 A。


图4:树脂材料介电常数特性测试结果


上图是对树脂材料的测试结果:

A 曲线在605.12M Hz 的频率下介电常数为3.27

B 曲线在605.12MHz的频率下损耗 0.0027