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介電常數(shù)測試儀基本解譯
閱讀：2980發(fā)布時間：2015-3-4
介電常數(shù)測試儀 GDAT-A
介質(zhì)在外加電場時會產(chǎn)生感應(yīng)電荷而削弱電場,，介質(zhì)中電場與原外加電場（真空中）的比值即為相對介電常數(shù)(permittivity,， 不規(guī)范稱 dielectric constant),，又稱誘電率,，與頻率相關(guān),。介電常數(shù)是相對介電常數(shù)與真空中介電常數(shù)乘積。如果有高介電常數(shù)的材料放在電場中,，電場的強(qiáng)度會在電介質(zhì)內(nèi)有可觀的下降,，理想導(dǎo)體內(nèi)部由于靜電屏蔽場強(qiáng)總為零，故其介電常數(shù)為無窮,。
介電常數(shù)（又稱電容率），以ε表示,，ε=εr*ε0,，ε0為真空介電常數(shù)，ε0=8.85*10^(-12)F/m,。需要強(qiáng)調(diào)的是,，一種材料的介電常數(shù)值與測試的頻率密切相關(guān)。
一個電容板中充入介電常數(shù)為ε的物質(zhì)后電容變大εr倍,。電介質(zhì)有使空間比起實際尺寸變得更大或更小的屬性,。例如，當(dāng)一個電介質(zhì)材料放在兩個電荷之間,，它會減少作用在它們之間的力,，就像它們被移遠(yuǎn)了一樣。
當(dāng)電磁波穿過電介質(zhì),，波的速度被減小,，有更短的波長,。
根據(jù)物質(zhì)的介電常數(shù)可以判別高分子材料的極性大小。通常,，介電常數(shù)大于3.6的物質(zhì)為極性物質(zhì),；介電常數(shù)在2.8~3.6范圍內(nèi)的物質(zhì)為弱極性物質(zhì)；介電常數(shù)小于2.8為非極性物質(zhì),。
測量方法
相對介電常數(shù)εr可以用靜電場用如下方式測量：首先在兩塊極板之間為真空的時候測試電容器的電容C0,。然后，用同樣的電容極板間距離但在極板間加入電介質(zhì)后測得電容Cx,。然后相對介電常數(shù)可以用下式計算
εr=Cx/C0
在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,，不含二氧化碳的干燥空氣的相對電容率εr=1.00053.因此，用這種電極構(gòu)形在空氣中的電容Ca來代替C0來測量相對電容率εr時,，也有足夠的準(zhǔn)確度,。（參考GB/T 1409-2006)
對于時變電磁場，物質(zhì)的介電常數(shù)和頻率相關(guān),，通常稱為介電系數(shù),。
附常見溶劑的介電常數(shù)，條件為室溫下,，測試頻率為1KHz,。
溫度對介電常數(shù)的影響
H2O (水) 78.5
HCOOH (甲酸) 58.5
HCON(CH3)2 (N,N-二甲基甲酰胺)36.7
CH3OH (甲醇) 32.7
C2H5OH (乙醇) 24.5
CH3COCH3 (丙酮) 20.7
n-C6H13OH （正己醇）13.3
CH3COOH (乙酸或醋酸) 6.15C6H6 (苯) 2.28
n-C6H14 （正己烷）1.88
"介電常數(shù)" 在工具書中的解釋：
1．又稱電容率或相對電容率，表征電介質(zhì)或絕緣材料電性能的一個重要數(shù)據(jù),，常用ε表示,。它是指在同一電容器中用同一物質(zhì)為電介質(zhì)和真空時的電容的比值，表示電介質(zhì)在電場中貯存靜電能的相對能力,。對于介電材料,，相對介電常數(shù)愈小絕緣性愈好?？諝夂虲S2的ε值分別為1.0006和2.6左右,，而水的ε值特別大，10℃時為 83.83,，與溫度有關(guān),。
2．介電常數(shù)是物質(zhì)相對于真空來說增加電容器電容能力的度量。介電常數(shù)隨分子偶極矩和可極化性的增大而增大,。在化學(xué)中,，介電常數(shù)是溶劑的一個重要性質(zhì)，它表征溶劑對溶質(zhì)分子溶劑化以及隔開離子的能力,。介電常數(shù)大的溶劑,，有較大隔開離子的能力，同時也具有較強(qiáng)的溶劑化能力。介電常數(shù)用ε表示,，一些常用溶劑的介電常數(shù)見下表：
"介電常數(shù)" 在學(xué)術(shù)文獻(xiàn)中的解釋：
1．介電常數(shù)是指物質(zhì)保持電荷的能力,，損耗因數(shù)是指由于物質(zhì)的分散程度使能量損失的大小。理想的物質(zhì)的兩項參數(shù)值較小
文獻(xiàn)來源
介電常數(shù)與頻率變化的關(guān)系
2.其介質(zhì)常數(shù)具有復(fù)數(shù)形式,，實數(shù)部分稱為介電常數(shù),，虛數(shù)部分稱為損耗因子.通常用損耗正切值(損耗因子與介電常數(shù)之比)來表示材料與微波的耦合能力，損耗正切值越大,，材料與微波的耦合能力就越強(qiáng)
3．介電常數(shù)是指在同一電容器中用某一物質(zhì)為電介質(zhì)與該物質(zhì)在真空中的電容的比值.在高頻線路中信號傳播速度的公式如下：V=K
4.為簡單起見,，后面將相對介電常數(shù)均稱為介電常數(shù).反射脈沖信號的強(qiáng)度，與界面的波反射系數(shù)和透射波的衰減系數(shù)有關(guān),，主要取決于周圍介質(zhì)與反射體的電導(dǎo)率和介電常數(shù),。
應(yīng)用
近十年來，半導(dǎo)體工業(yè)界對低介電常數(shù)材料的研究日益增多,，材料的種類也五花八門,。然而這些低介電常數(shù)材料能夠在集成電路生產(chǎn)工藝中應(yīng)用的速度卻遠(yuǎn)沒有人們想象的那么快。其主要
低介電常數(shù)薄膜機(jī)械性質(zhì)量測結(jié)果
原因是許多低介電常數(shù)材料并不能滿足集成電路工藝應(yīng)用的要求,。圖2是不同時期半導(dǎo)體工業(yè)界預(yù)計低介電常數(shù)材料在集成電路工藝中應(yīng)用的前景預(yù)測,。
早在1997年，人們就認(rèn)為在2003年,，集成電路工藝中將使用的絕緣材料的介電常數(shù)（k值）將達(dá)到1.5,。然而隨著時間的推移，這種樂觀的估計被不斷更新,。到2003年,，半導(dǎo)體技術(shù)規(guī)劃（ITRS 2003[7]）給出低介電常數(shù)材料在集成電路未來幾年的應(yīng)用，其介電常數(shù)范圍已經(jīng)變成2.7~3.1,。
造成人們的預(yù)計與現(xiàn)實如此大差異的原因是,，在集成電路工藝中，低介電常數(shù)材料必須滿足諸多條件,，例如：足夠的機(jī)械強(qiáng)度（MECHANICAL strength）以支撐多層連線的架構(gòu),、高楊氏系數(shù)（Young's modulus）、高擊穿電壓（breakdown voltage>4MV/cm),、低漏電(leakage current<10-9 at 1MV/cm)、高熱穩(wěn)定性（thermal stability >450oC),、良好的粘合強(qiáng)度(adhesion strength),、低吸水性（low moisture uptake）、低薄膜應(yīng)力（low film stress）,、高平坦化能力（planarization）,、低熱漲系數(shù)（coefficient of thermal expansion）以及與化學(xué)機(jī)械拋光工藝的兼容性（compatibility with CMP process）等等。能夠滿足上述特性的的低介電常數(shù)材料并不容易獲得。例如,，薄膜的介電常數(shù)與熱傳導(dǎo)系數(shù)往往就呈反比關(guān)系,。因此，低介電常數(shù)材料本身的特性就直接影響到工藝集成的難易度,。
目前在超大規(guī)模集成電路制造商中,，TSMC、 Motorola,、AMD以及NEC等許多公司為了開發(fā)90nm及其以下技術(shù)的研究,，先后選用了應(yīng)用材料公司（Applied Materials）的Black Diamond 作為低介電常數(shù)材料。該材料采用PE-CVD技術(shù)[8] ,，與現(xiàn)有集成電路生產(chǎn)工藝*融合,，并且引入BLOk薄膜作為低介電常數(shù)材料與金屬間的隔離層，很好的解決了上述提及的諸多問題,，是目前已經(jīng)用于集成電路商業(yè)化生產(chǎn)為數(shù)不多的低介電常數(shù)材料之一,。
標(biāo)簽：
介電常數(shù)常數(shù)測試儀
介電常數(shù)介質(zhì)損耗測試儀
介質(zhì)損耗因數(shù)測試儀
介電常數(shù)介質(zhì)損耗因數(shù)測試儀
工頻介電常數(shù)測試儀
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