[發明專利]一種寬帶無過孔可復用介電常數測量裝置及測量方法

在審

• 申請號: 202211258956.2
• 申請日: 2022-10-14
• 公開（公告）號: CN115542019A
• 公開（公告）日: 2022-12-30
• 發明（設計）人: 吳亞飛;宋曉炫;游青;王洪斌;牛中乾;何宗銳;楊海寧;李廷軍;趙明華;王成;張波;樊勇;程鈺間
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01R27/26
• 分類號: G01R27/26
• 代理公司: 蘇州德萃知識產權代理有限公司 32629
• 代理人: 劉康寧

本發明提供一種寬帶無過孔可復用介電常數測量裝置及測量方法，包括金屬地板、金屬墊片、待測基片、周期性電磁帶隙結構和標準波導結構，測試結構的標準波導結構從下往上依次為標準法蘭、標準波導，周期性電磁帶隙結構包含兩個矩形耦合孔和周期性矩形金屬柱；本發明的饋電通過標準波導通過耦合孔耦合；本發明通過間隙波導形成的諧振腔對以封裝材料為代表的薄膜或薄片形介質的介電常數進行測試，相對于傳統的測試方法，本方法的介質基片加工簡單、不需打孔且測試精度較高。

技術領域

本發明屬于介電常數測試技術領域，涉及電磁帶隙結構技術以及多模諧振腔技術，具體為一種基于電磁帶隙諧振腔的一種寬帶無過孔可復用介電常數測量裝置及測量方法。

背景技術

近年來，由于印制電路板在極高頻波段面臨許多問題，影響系統性能，導致效率較低，在此背景下，為提高在毫米波頻段的性能，先進電子封裝迅速發展。先進的電子封裝，如晶圓級封裝，在5G通信、汽車雷達等各個細分市場中大量應用，推動了更先進的系統集成的設計。

先進的封裝技術為毫米波天線集成提供了多種集成策略，包括封裝天線和片上天線。天線和系統在如此高的頻率受封裝材料的電磁特性影響很大，因此精確了解封裝材料的復介電常數對于設計這樣的系統是很重要的。在先進的封裝技術中，大多數介質為薄膜形，所以直接從介質膜上測量復介電常數至關重要。

多年來，出現了各種提取材料特性的方法。這些測量方法大致可分為兩類，即透射/反射法和諧振腔法。在大多數情況下，透射/反射方法的帶寬較寬，精度較低。諧振法的優勢主要體現在較高的測試精度。

在這種背景下，本發明提出了一種新型的寬帶無過孔可復用介電常數測量方法，相對于現有的測試方法，其具有成本低、測試精度較高、可復用、對待測介質薄膜加工要求低的特點。

發明內容

本發明的目的是提供一種無過孔、可復用、成本低、加工難度低、高精度、應用于封裝薄膜材料領域的介電常數測量方法。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種寬帶無過孔可復用介電常數測量方法，其特征在于：其特征在于：包括金屬地板1、金屬墊片2、待測基片3、周期性電磁帶隙結構4和標準波導結構5，

所述的金屬地板1包括金屬板11、銷釘孔12和螺釘孔13，金屬板為矩形，銷釘孔和螺釘孔在金屬板的長邊兩側交替排列；

金屬墊片2從中間到外側包含矩形窗21，金屬板22，銷釘孔23和螺釘孔24，金屬板22為矩形，矩形窗21開在金屬板中間位置，銷釘孔23和螺釘孔24在金屬板長邊兩側；

待測基片3為矩形，位置位于金屬地板中心點，厚度由金屬墊片的厚度決定；

周期性電磁帶隙結構4從上到下依次為金屬板41，耦合孔42，周期性金屬柱43，其中金屬板41為矩形，周期性金屬柱43和金屬地板1形成間隙波導諧振腔，周期性金屬柱43和金屬地板1不接觸，中間存在空氣層，耦合孔42為矩形孔，位置位于金屬板中軸線上，分別在間隙波導諧振腔的兩端；

標準波導結構5從下到上依次為金屬圓臺51，標準波導52，長方體金屬主體53和標準法蘭54。

作為優選方式，待測頻段為W波段，即測量待測介質薄膜3在W波段的介電常數特性。

作為優選方式，使用W波段標準波導和標準法蘭。

作為優選方式，金屬地板1、金屬墊片2、周期性電磁帶隙結構4和標準波導結構5的長為50mm，寬為33mm。

作為優選方式，兩耦合孔42在間隙波導諧振腔的兩側，耦合孔42的長和寬分別為1.1mm和0.35mm，耦合孔位于電磁帶隙結構金屬板41的長邊中軸線上，與電磁帶隙結構在長邊方向上的距離為3mm。