介电常数及损耗测试方法

　　介电常数(Dielectric Constant, εᵣ)和介电损耗(Dielectric Loss, tan δ)是表征电介质材料在交变电场中储能与耗能能力的关键参数，广泛应用于电子封装、高频电路基板(如PCB)、微波器件、电缆绝缘、电容器介质及高分子复合材料等领域。

　　主流测试方法

　　1. 平行板电极法(低频，DC–100 MHz)

　　标准：GB/T 1409–2006 / IEC 60250 / ASTM D150

　　原理：将样品夹在两平行金属电极间，构成电容器，测电容 C 和损耗角 δ

　　计算：

　　d ：样品厚度， AA ：电极面积， ε0=8.854×10−12 F/mε0​=8.854×10−12F/m设备：LCR 阻抗分析仪(如 Keysight E4990A)

　　适用：塑料、陶瓷、橡胶等固体块状材料

　　要求：

　　样品表面平整、平行

　　电极需良好接触(可涂导电银胶)

　　厚度 0.1–5 mm

　　2. 同轴探头法(宽频，100 MHz–20 GHz)

　　标准：ASTM D5568, IEC 63276

　　原理：开放式同轴探头接触样品表面，通过反射系数反演 εᵣ 和 tan δ

　　优点：

　　非破坏、快速、无需制样

　　适用于液体、膏体、软材料(如硅胶、生物组织)

　　局限：

　　表面粗糙度影响精度

　　不适合高损耗材料(tan δ > 0.5)

　　设备：矢量网络分析仪(VNA)+ 开放式同轴探头(如 Agilent 85070E)

　　3. 谐振腔法(高精度，固定频率，如 1–10 GHz)

　　标准：IEC 60250 Annex B, ASTM D2520

　　原理：将样品放入微波谐振腔，测量谐振频率偏移(Δf)和 Q 值变化

　　优点：精度极高(εᵣ 误差 < ±0.5%)

　　缺点：仅单频点，样品尺寸受限

　　适用：低损耗高频基板(如 Rogers RO4003, PTFE)

　　4. 传输线法(波导/同轴线，1–110 GHz)

　　原理：将样品填充于波导或同轴线中，测 S 参数，用 Nicolson-Ross-Weir 算法反演

　　适用：高频/毫米波材料(5G、雷达)

　　标准：ASTM D5568

      来源：网络