如何為高頻電子設計進行材料特性分析

USB 向量網路分析儀
+ USB 向量網路分析儀

材料性質表徵

針對高頻電子設計進行材料特性分析,需在目標應用的工作頻率範圍內,精確測量介電常數、損耗正切及導體導電率。 測量配置通常包含向量網路分析儀、校準標準樣品、適當的諧振器夾具,以及依照所選測量方法製備的材料樣品。根據待評估材料的不同,會使用法布里-珀羅諧振器、分體圓柱諧振器或導電率諧振器,以測量受測材料所引起的諧振頻率偏移及品質因數變化。 由向量網路分析儀獲取的寬頻散射參數測量數據,將由「材料測量套件」進行處理;該套件會應用適當的萃取演算法,以計算用於印刷電路板、積體電路封裝、導電薄膜及先進基板技術中的介電與導電材料的電磁特性。

所萃取的材料特性會直接整合至電磁模擬、訊號完整性模型、天線設計及元件開發工作流程中。工程師可藉此比較候選材料、評估製造一致性、驗證供應商規格,並針對人工智慧資料中心、先進封裝、汽車雷達、衛星通訊,以及第五代與第六代無線應用,優化材料選用。 所得的材料參數亦可匯出至模擬環境,藉此在設計過程中提升實際測量到的材料行為與預測的電路或系統性能之間的相關性。透過使用共通的測量平台,並搭配專用的材料特性分析軟體,不僅能建立一套可重複的工作流程,用於進行測量、萃取材料特性,以及產生可直接用於模擬的材料模型,同時還能降低因手動計算與後處理所帶來的不確定性。

材料特性分析解決方案

要精確表徵材料特性,必須結合基於共振器的測量技術與專用分析軟體,以在受控的實驗室條件下測定介電材料與導電材料的電磁特性。工作流程首先對向量網路分析儀及選定的共振器夾具進行校準,接著對材料樣品進行寬頻散射參數測量。 根據應用需求,法布里-珀羅諧振器用於測量極低損耗的介電材料;分體圓柱諧振器則常用於評估印刷電路板層壓板的介電常數與損耗正切;而導電性諧振器則用於表徵導電材料及金屬化層。Materials Measurement Suite 軟體會運用成熟的材料萃取方法,處理所測得的諧振頻率與品質因數數據,藉此計算出介電常數、損耗正切或導體導電率。 配合 Streamline USB 向量網路分析儀使用時,該軟體可提供完整的測量與分析工作流程,涵蓋從經校準的資料擷取,到自動提取材料特性、生成報告,以及建立適用於高速數位系統、射頻電路、半導體封裝、汽車雷達、衛星通訊及新興第六代無線技術的模擬用材料模型。

請參閱材料特性分析解決方案的方塊圖

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