半導(dǎo)體溶劑的介電常數(shù)測(cè)試方案

       電子級(jí)環(huán)丁砜是一種高純度環(huán)丁砜（Sulfolane，化學(xué)式C?H?O?S），專為電子行業(yè)的高標(biāo)準(zhǔn)需求設(shè)計(jì)，主要用于半導(dǎo)體、液晶顯示（LCD）和光伏等領(lǐng)域的精密制造過程。為了評(píng)估環(huán)丁砜在特定應(yīng)用中的溶劑性能，尤其是涉及分子極化能力的工業(yè)場(chǎng)景，需要對(duì)其測(cè)定介電常數(shù)。

一、測(cè)試方法

1、當(dāng)測(cè)試頻率小于1GHz的時(shí)候（20Hz~1GHz），平行板法不失為一種簡(jiǎn)單，方便，性價(jià)比高的測(cè)試方案。平行板法，在ASTM標(biāo)準(zhǔn)D150中又被叫做三端法，需要將片狀被測(cè)材料夾在兩個(gè)電極中或者將液體材料注入到平行板容器中從而形成一個(gè)電容器，使用阻抗分析儀測(cè)得電容的大小進(jìn)而計(jì)算出材料的介電常數(shù)以及損耗等參數(shù)。

2、當(dāng)測(cè)試頻率為 200MHz~50GHz（搭配網(wǎng)絡(luò)分析儀）；10MHz-3GHz（搭配阻抗儀）時(shí)推薦同軸探頭法。同軸探頭法可以測(cè)試表面光滑且厚度較高的片狀固體材料，液體材料，粉末材料等。該測(cè)試方法利用開路式的同軸探頭，測(cè)試時(shí)將探頭浸入到液體或者接觸光滑固體平面，高頻信號(hào)將入射在探頭與被測(cè)材料的接觸面，在這一界面上，高頻信號(hào)的反射特性S11 將會(huì)因?yàn)椴牧系慕殡姵?shù)而發(fā)生變化，這時(shí)可以通過網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)得S11，再計(jì)算出被測(cè)材料的介電常數(shù)與損耗角正切等參數(shù)。

3、當(dāng)測(cè)試頻率為1.1G~110GHz的時(shí)候，推薦諧振腔法。不同的諧振腔測(cè)試頻率不同。常規(guī)款可以覆蓋1.1G~80GHz之間的標(biāo)志性頻點(diǎn)（一個(gè)諧振腔對(duì)應(yīng)一個(gè)頻點(diǎn)）；多頻點(diǎn)諧振腔可以覆蓋10G~110GHz頻率范圍。這種測(cè)試方法利用諧振腔在加入被測(cè)材料前后的諧振頻率變化以及品質(zhì)因數(shù)的變化來得到材料的介電常數(shù)等參數(shù)。大部分的諧振腔測(cè)試都是遵循美國(guó)材料測(cè)試協(xié)會(huì)的標(biāo)準(zhǔn)ASTM D2520 腔體微擾法進(jìn)行測(cè)量的。腔體微擾法在測(cè)量過程中，首先測(cè)量空腔的中心頻率以及品質(zhì)因數(shù)，然后插入樣品后再次測(cè)量加載樣品后的中心頻率以及有載品質(zhì)因數(shù)。再通過如下公式，計(jì)算出介電常數(shù)和損耗。其中為空腔體積，為樣品體積。

4、當(dāng)測(cè)試頻率為 5GHz~330GHz 的時(shí)候，推薦自由空間法。自由空間法利用天線將微波能量聚集或者穿過被測(cè)材料，這種測(cè)試方法將被測(cè)材料置于天線之間，通過測(cè)量傳輸S21或者反射S11的高頻信號(hào)得到材料的介電常數(shù)和磁導(dǎo)率。自由空間法是一種非接觸測(cè)量方法，因此也非常適合需要在高溫環(huán)境下進(jìn)行的材料測(cè)量。通常可以將待測(cè)材料放置在一個(gè)帶有“窗口"的隔熱材料箱中，被測(cè)材料在箱中可以被加熱，而隔熱材料對(duì)于微波信號(hào)來說是“透明的"。這樣就可以得到不同溫度下的材料特性。

二、測(cè)試步驟

       平行板電容法/同軸諧振腔法

       校準(zhǔn)→除氣泡→測(cè)空氣電容→注液→測(cè)液體電容→計(jì)算介電常數(shù)。低頻優(yōu)選平行板法?（操作簡(jiǎn)單），?高頻/高損耗選諧振腔法?（精度高）。