5G向け測定技術 (比誘電率、誘電正接)

5G、ミリ波帯域用電気材料向けの誘電特性測定

5Gネットワークの普及により、様々な分野の機器が高周波で通信し、あらゆるものが繋がる世界へ変化します。

最大95GHz、温度範囲-55℃~+150℃で評価、薄膜材料も測定可能

弊社では、自動車、エレクトロニクス、デバイス、素材分野における最先端の材料評価を行い、5G(第5世代移動通信システム)時代の到来によるお客様の評価の効率化、製品の開発支援を目指したソリューションを提供します。

5Gテクノロジーの課題を解決

5Gテクノロジーの課題を解決

誘電特性の受託サービスの特徴

  • 高周波対応として最大95GHzの比誘電率(DK)および誘電正接(Df)を測定、温度範囲-55℃~+150℃で高精度の評価
    薄膜材料(フィルム、樹脂シート)も測定可能
  • 銅箔、樹脂付き銅箔は表面比導電率測定で最大30GHzまで測定
  • シミュレーションにてプリント配線板の最適仕様を提案
    パターン設計から受託します
  • 伝送損失は最大95GHzまで測定
    (シミュレーションと実測比較も可能)

弊社受託(サービス)メニュー

測定種類 測定対象 周波数帯 温度範囲
1 比誘電率(DK)・ 誘電正接(Df)測定 平衡形円板共振器法(厚さ方向) 誘電体 10~95GHz -55℃~+150℃
2 比誘電率(DK)・ 誘電正接(Df)測定 空洞共振器法 (平面方向) 誘電体 9,12,18, 24,33,36,50,60,80GHz 常温のみ
3 表面比導電率測定 銅箔 5,10,20, 30GHz 常温のみ
4 伝送損失測定/ シミュレーション ・パターン設計 ・プリント配線板手配も可能 プリント配線板 ネジ留め式 コネクタ 10M~67GHz -55℃~+150℃
マイクロプローブ 10M~67GHz 55~95GHz -55℃~+150℃

比誘電率(DK)および誘電正接(Df)を測定

測定事例

・サンプル:フィルム

サンプル:フィルム

・測定システム

測定システム

・測定結果

測定結果
測定結果

お客様の声

  • ■素材の異方性(厚さ方向・平面方向)で誘電率の把握が出来ました。
  • ■広範囲の周波数帯域(低周波から高周波)で温度特性データが取得して頂き、  お客様へ最適な材料提案が出来ました。
  • ■短納期のご対応を頂きまして有難うございます。
  • ■試料の必要な分析方法を詳細提案いただき助かりました。

表面比導電率測定

測定事例

・サンプル:銅箔

サンプル:銅箔

・測定システム

測定システム

ネットワークアナライザを使用

・測定結果

測定結果

お客様の声

  • ■伝送損失測定結果からの導電率算出が不要になり、シミュレーションの精度が向上しました。
  • ■”表面粗さ”ではなく「表面比導電率」で銅箔を採用判定が出来ました。
  • ■お客様へ最適な材料組み合わせ[基板材料と銅箔)の提案が出来ました。
  • ■短納期のご対応を頂きまして有難うございます。

伝送損失測定/シミュレーション

伝送損失は周波数に比例して大きくなる
誘電体による伝送損失 ∝ √Dk ×Df ×周波数
導体による損失  ∝ (1/σ)x√周波数

※伝送損失:一定距離を進むと発生する電気信号の劣化

Dk:比誘電率
Df:誘電正接
σ:導電率

  • 配線板の伝送損失増加により、回路の損失マージンが小さくなり設計通りに回路が動作しないリスクが増加
  • 5Gデバイスでは、実機検証回数を減らすため電磁界シミュレーションによる伝送損失予測が必須
伝送損失測定/シミュレーション

周波数が上がるほと、シミュレーションと実測の値が乖離する
カタログ値[10GHz]:Dk:3.64,Df;0.0042

シミュレーションモデル模式図
シミュレーション計算値
比誘電率 誘電正接
カタログ値 (10GHz) 3.64 0.0042

電磁界シミュレーションのパラメータとなるDk・Dfは周波数や温度で変化

比誘電率/周波数
誘電正接/周波数

カタログと実環境で周波数・温度が異なると...

測定条件 測定結果 シミュレーション
周波数 温度 比誘電率 誘電正接 伝送損失
カタログ 10GHz 25℃ 3.3 0 -30.8dB/m
実環境 30GHz 60℃ 3.3 0 -37.4dB/m

実環境の方が損失20%

回路が正常に動作しない可能性あり

周波数毎の材料物性値を使用した電磁界シミュレーション

周波数毎の材料物性値を使用した電磁界シミュレーション
周波数毎の材料物性値を使用した電磁界シミュレーション

お客様の声

  • ■設計~試作~検証の繰り返しによる時間短縮・費用削減が出来ました。
  • ■商品の性能を把握でき、お客様に明確なご提案が出来ました。

5G向けデバイスメーカー(アンテナ等)の部品開発や、素材メーカーのカタログ値取得でお困りでしょうか?
共振器開発から携わった弊社協業技術(情報通信系)に是非ご期待ください。

デバイスサンプルでは、プローブ電極を設置して伝送損失の測定を設計から提案いたします。
開発素材のカタログ値取得もサポートが可能ですし、厚みが薄いフィルムの比誘電率・誘電正接の取得が得意です。

また、MHz以下の低周波(Hz)の誘電率も取得いたします。
低周波では個体だけでなく、溶液状態も測定対応いたしますので、各種形状でサポートが可能です。
ご希望の規格にも合わせて提案いたします。

電磁・電界シミュレーションソフトを用いた弊社協業の高い計算技術で、デバイス評価や試作もご相談いただけます。

なお、5G領域を超えるテラヘルツ(THz)以上の誘電率取得も提案いたしますので、お気軽にご相談ください。

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