一种有效介电常数评估测试方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及介电常数检测技术领域，具体为一种有效介电常数评估测试方法及系统。本发明专利技术通过测定阻抗测试板中各阻抗的阻抗值并结合阻抗的线宽、线厚及相邻介质层厚度等参数，利用阻抗模拟软件反向计算与该阻抗对应的有效介电常数，再将有效介电常数与线宽、与阻抗相邻层的含胶量等参数进行回归分析得到用于计算有效介电常数的多项式方程，从而实现无需介电常数检测仪，通过计算的方式即可获知板材的有效介电常数，为生产设计提供便利。本发明专利技术方法所构建的多项式方程可比较准确的计算板材的有效介电常数，能够满足生产的精度要求。

A Method and System for Evaluating Effective Permittivity

The invention relates to the technical field of dielectric constant detection, in particular to an effective dielectric constant evaluation test method and system. By measuring the impedance values of each impedance in the impedance test board and combining the impedance parameters such as line width, line thickness and thickness of the adjacent dielectric layer, the effective dielectric constant corresponding to the impedance is inversely calculated by using impedance simulation software, and then the effective dielectric constant, line width and glue content of the impedance adjacent layer are regressively analyzed to obtain a polynomial for calculating the effective dielectric constant. The effective permittivity of the sheet can be obtained by calculating the effective permittivity without a dielectric constant detector, which facilitates the design and production of the sheet. The polynomial equation constructed by the method of the invention can calculate the effective dielectric constant of the sheet relatively accurately, and can meet the accuracy requirements of production.

【技术实现步骤摘要】
一种有效介电常数评估测试方法及系统
本专利技术涉及介电常数检测
，尤其涉及一种有效介电常数评估测试方法及系统。
技术介绍
介电常数(DK)是衡量单位体积的绝缘物质在每单位电位梯度下所能储存静电能量的物理量。介质具有在外加电场下产生感应电荷而削弱电场的作用，而阻抗是导体电阻、感抗和容抗的矢量和，介电常数对阻抗有着显著的影响，是PCB阻抗设计过程中重要的参数之一。PCB生产过程中涉及的芯板和半固化片(PP)的DK值均由供应商提供，无法确认实际的有效DK值，对于组合型材料，若无DK测量仪则无法获知组合型材料的有效DK值。如在PCB生产过程中，经常需要将不同规格的PP片(如型号为1080和型号为2116的PP)组合在一起使用，这种情况下更无法确认该组合材料的有效DK值。即现有技术除了直接使用DK测量仪测量材料的DK值外，无法确认不同板材及不同规格、不同含胶量的板材的有效DK值，对生产设计及即时监控和调整设计方案均极为不便。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术除使用DK测量仪器直接测量板材的有效介电常数外，无法通过计算的方式检测评估板材的有效介电常数，从而不便于生产设计的问题，提供一种有效介电常数评估测试方法，以及用于评估测试板材的有效介电常数的系统。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案。一种有效介电常数评估测试方法，包括以下步骤：S1、检测若干相同的阻抗测试板上阻抗的阻抗值；所述阻抗测试板的压合结构的参数是已知值，所述压合结构的参数包括压合结构中各半固化片层的含胶量。优选的，所述阻抗测试板是由从上往下编号依次为C1-C6的六块芯板、从上往下编号依次为P1-P7的七层半固化片层、上铜箔层和下铜箔层构成的多层板结构；所述上铜箔层和下铜箔层分别设有外层阻抗；所述芯板C1、C2、C3、C5、C6的一面为信号面，所述信号面上均设有内层阻抗，另一面均为参考铜面；所述芯板C4的一面为无铜面，另一面为参考铜面；所述芯板C1-C6中包括介质层含胶量小于50％、50-70％、大于70％的三类芯板；所述半固化片层P1-P7中包括含胶量小于50％、50-70％、大于70％的三类半固化片层；所述半固化片层中包括由单张半固化片构成的半固化片层和由两张半固化片构成的半固化片层。S2、对各阻抗测试板做切片分析，分别测量阻抗测试板上阻抗的上线宽、下线宽、线厚、上层介质厚度、下层介质厚度。S3、根据步骤S1和步骤S2测量所得的数据，使用阻抗模拟软件计算与各阻抗对应的有效介电常数。优选的，所述阻抗模拟软件是PolarSI8000或PolarSI9000。S4、对步骤S3所得有效介电常数以及对应阻抗的线宽、与对应阻抗相邻层的含胶量进行回归分析以拟合出关于Y、X1、X2、X12、X22、X1X2的多项式方程F(X)；所述Y为有效介电常数，X2为线宽，X1为含胶量，X22则为线宽的平方，X12则为含胶量的平方，X1X2则为含胶量与线宽之积。优选的，回归分析进行曲线拟合的相关指数R2≥0.85。S5、将板材的含胶量和板材上已制作/拟制作的线路的线宽代入所述多项式方程F(X)中，计算得到该板材的有效介电常数。优选的，步骤S4后还包括简化多项式方程的步骤，即将线宽X2分别设为三个定值并分别代入步骤S4所述的多项式方程F(X)中，分别得到简化后的三个多项式方程F1(X)、F2(X)和F3(X)；所述F1(X)对应的线宽X2小于4mil，所述F2(X)对应的线宽X2大于4mil且小于6mil，所述F3(X)对应的线宽X2大于6mil。相应的，所述步骤S5中，根据板材上已制作/拟制作的线路的线宽从F1(X)、F2(X)和F3(X)中选择多项式方程，将板材的含胶量代入所选择的多项式方程中，计算得到该板材的有效介电常数。例如，若板材上已制作/拟制作的线路的线宽X2＜4mil，选择多项式方程F1(X)计算该板材的有效介电常数；若板材上已制作/拟制作的线路的线宽4mil＜X2＜6mil，选择多项式方程F2(X)计算该板材的有效介电常数；若板材上已制作/拟制作的线路的线宽X2＞6mil，选择多项式方程F3(X)计算该板材的有效介电常数。优选的，所述F1(X)对应的线宽X2为3mil，所述F2(X)对应的线宽X2为5mil，所述F3(X)对应的线宽X2为7mil。优选的，所述阻抗测试板为特性阻抗测试板或差分阻抗测试板，所述特性阻抗测试板上设有内层特性阻抗和外层特性阻抗，所述差分阻抗测试板上设有内层差分阻抗和外层差分阻抗。相应的，若步骤S1中所述阻抗测试板为差分阻抗测试板，步骤S2所述的切片分析中，还包括分别测量内层差分阻抗和外层差分阻抗中两条线路的线底间距。优选的，所述步骤S4中，对同一类阻抗的有效介电常数以及对应阻抗的线宽、对应阻抗相邻层的含胶量进行回归分析以拟合出多项式方程F(X)。优选的，阻抗测试板上所述内层差分/特性阻抗由对称且连接在一起的左端内层差分/特性阻抗和右端内层差分/特性阻抗构成；所述外层差分/特性阻抗由对称且连接在一起的左端外层差分/特性阻抗和右端外层差分/特性阻抗构成。优选的，所述步骤S1中，测量阻抗测试板上每一阻抗其左右两端的阻抗值，若内层特性阻抗或外层特性阻抗左右两端的阻抗值之差的绝对值大于1.5Ω，则剔除该内层特性阻抗或外层特性阻抗的阻抗值测量数据；若内层差分阻抗或外层差分阻抗左右两端的阻抗值之差的绝对值大于3Ω，则剔除该内层差分阻抗或外层差分阻抗的阻抗值测量数据。优选的，所述步骤S2中，将每一阻抗测试板制作成两个切片进行切片分析，且比较这两块切片中各阻抗的切片分析数据，若同一阻抗的两切片分析数据中存在差值大于±10μm的数据，则剔除该阻抗的切片分析数据。一种有效介电常数评估测试系统，包括以上所述的方法建立的多项式方程F(X)。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术通过测定阻抗测试板中各阻抗的阻抗值并结合阻抗的线宽、线厚及相邻介质层厚度等参数，利用阻抗模拟软件反向计算与该阻抗对应的有效介电常数，再将有效介电常数、线宽、阻抗相邻层的含胶量等参数进行回归分析得到用于计算有效介电常数的多项式方程，从而实现无需介电常数检测仪，通过计算的方式即可获知板材的有效介电常数，为生产设计提供便利。本专利技术方法所构建的多项式方程可比较准确的计算板材的有效介电常数，能够满足生产的精度要求。附图说明图1为实施例中所述差分阻抗测试板的正视示意图；图2为实施例中所述特性阻抗测试板的正视示意图；图3为不同线宽下的有效DK值与RC％的趋势图；图4为Y拟合值与X1的散点图；图5为Y拟合值与X2的散点图。具体实施方式为了更充分的理解本专利技术的
技术实现思路
，下面结合具体实施例对本专利技术的技术方案作进一步介绍和说明。实施例本实施例提供一种有效介电常数评估测试方法，以及用于评估测试有效介电常数的系统。先准备用于收集相关数据的阻抗测试板，然后通过测量阻抗测试板收集阻抗值及对应阻抗的线宽、线厚、上下介质层厚度等数据，接着将测试所得数据通过阻抗仿真软件反向计算对应的有效介电常数，再接着利用计算所得的有效介电常数以及与线宽和含胶量相关的变量进行回归分析做出拟合曲线。利用拟合曲线即可计算已知含胶量的板材当制作一定线宽的线路时其有效介电常数。具体过程如下举例。一、阻抗测试板的制备本专利技术的有效介电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种有效介电常数评估测试方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、检测若干相同的阻抗测试板上阻抗的阻抗值；所述阻抗测试板的压合结构的参数是已知值，所述压合结构的参数包括压合结构中各半固化片层的含胶量；S2、对各阻抗测试板做切片分析，分别测量阻抗测试板上阻抗的上线宽、下线宽、线厚、上层介质厚度、下层介质厚度；S3、根据步骤S1和步骤S2测量所得的数据，使用阻抗模拟软件计算与各阻抗对应的有效介电常数；S4、对步骤S3所得有效介电常数、对应阻抗的线宽、与对应阻抗相邻层的含胶量进行回归分析以拟合出关于Y、X1、X2、X12、X22、X1X2的多项式方程F(X)；所述Y为有效介电常数，X2为线宽，X1为含胶量，X22则为线宽的平方，X12则为含胶量的平方，X1X2则为含胶量与线宽之积；S5、将板材的含胶量和板材上已制作/拟制作的线路的线宽代入所述多项式方程F(X)中，计算得到该板材的有效介电常数。

【技术特征摘要】
1.一种有效介电常数评估测试方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、检测若干相同的阻抗测试板上阻抗的阻抗值；所述阻抗测试板的压合结构的参数是已知值，所述压合结构的参数包括压合结构中各半固化片层的含胶量；S2、对各阻抗测试板做切片分析，分别测量阻抗测试板上阻抗的上线宽、下线宽、线厚、上层介质厚度、下层介质厚度；S3、根据步骤S1和步骤S2测量所得的数据，使用阻抗模拟软件计算与各阻抗对应的有效介电常数；S4、对步骤S3所得有效介电常数、对应阻抗的线宽、与对应阻抗相邻层的含胶量进行回归分析以拟合出关于Y、X1、X2、X12、X22、X1X2的多项式方程F(X)；所述Y为有效介电常数，X2为线宽，X1为含胶量，X22则为线宽的平方，X12则为含胶量的平方，X1X2则为含胶量与线宽之积；S5、将板材的含胶量和板材上已制作/拟制作的线路的线宽代入所述多项式方程F(X)中，计算得到该板材的有效介电常数。2.根据权利要求1所述的有效介电常数评估测试方法，其特征在于，步骤S4后还包括简化多项式方程的步骤，即将线宽X2分别设为三个定值并分别代入步骤S4所述的多项式方程F(X)中，分别得到简化后的三个多项式方程F1(X)、F2(X)和F3(X)；所述F1(X)对应的线宽X2小于4mil，所述F2(X)对应的线宽X2大于4mil且小于6mil，所述F3(X)对应的线宽X1大于6mil；所述步骤S5中，根据板材上已制作/拟制作的线路的线宽从F1(X)、F2(X)和F3(X)中选择多项式方程，将板材的含胶量代入所选择的多项式方程中，计算得到该板材的有效介电常数。3.根据权利要求2所述的有效介电常数评估测试方法，其特征在于，所述F1(X)对应的线宽X2为3mil，所述F2(X)对应的线宽X2为5mil，所述F3(X)对应的线宽X1为7mil。4.根据权利要求1所述的有效介电常数评估测试方法，其特征在于，步骤S4中，回归分析...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙保玉，彭卫红，宋建远，
申请(专利权)人：深圳崇达多层线路板有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44