S-parameter测量概要 (MLCC)

S-parameter Measurement of Multilayer Ceramic Capacitors
S-parameter library提供能够用于电路设计时的仿真的芯片积层陶瓷电容器的S-parameter数据。在此,对S-parameter数据的测量步骤、所使用的试验线路板、测量装置、测量条件进行说明。


- 测量步骤 -

以下介绍本测量的步骤。此外,主要以图1所示的方法使用网络分析器和测量夹具在2个端口上测量S-parameter。

1. 校正

使用SOLT (部分SOL) 校正和TRL校正2种方法进行校正。SOLT校正使用本公司生产的Short, Open, Load, Thru线路板校正低频率侧的领域。与此相反,TRL校正使用本公司生产的Thru, Reflect, Line, Match线路板校正高频率侧的领域。此外,校正基准面是焊盘图案的端面。

2. 测量

将样品焊接在线路板上,然后固定在与网络分析器/阻抗分析器相连接的测量夹具上进行测量。

3. 抽取样品单品的S-parameter数据

所测量的S-parameter数据虽然已经根据校正和电气长修正除去了试验线路板和测量夹具的特性,但还包含通孔和焊盘图案的特性。因此,从测量结果中除去了通孔和焊盘图案的特性,抽取样品单品的S-parameter数据。

图1: S parameter测量
图1: S-parameter测量


- 试验线路板 -

本测量所使用的试验线路板如下所示。图2显示了焊盘图案。

项目 最大为8.5GHz时 最大为20GHz时
线路板材质 玻璃环氧树脂 玻璃氟树脂
层厚度 100µm 160µm
线路板构造 微带 共面
特性阻抗 17Ω 50Ω
图案材质 铜箔+镀金 铜箔+镀金

図2: 焊盘图案尺寸

LW Dimension Land Pattern [mm]
JIS [mm] EIA [inch] a b C
0402 01005 0.2 0.18 0.23
0603 0201 0.3 0.35 0.40
1005 0402 0.5 0.45 0.60
1608 0603 0.8 0.7 0.8
2012 0805 1.2 0.7 1.1
2828 1111 2.1 0.9 2.6
3216 1206 2.4 0.9 1.4
3225 1210 2.4 0.9 2.3
4532 1812 3.5 1.4 3.0
4520 1808 3.5 1.4 1.8
5750 2220 4.6 1.6 4.8
0510 0204 0.2 0.3 1.0
0816 0306 0.3 0.4 1.6
1220 0508 0.6 0.5 1.8
1632 0612 0.8 0.7 2.8
2040 0816 0.9 0.8 4.0
図2: 焊盘图案尺寸


- 测量装置 -

本测量所使用的测量装置如下所示。

温度补偿用电容器 ※1,000pF以上的与高诱电型电容器的条件相同。

  • 阻抗分析器: E4991A (Keysight Technologies)
  • 网络分析器: E5071C/N5225A (Keysight Technologies)
  • 测量夹具: PC・SMA/PC・V (YOKOWO)

高诱电型电容器

  • 网络分析器: E501B/E5071C (Keysight Technologies)
  • 测量夹具: PC・SMA (YOKOWO)

- 测量条件 -

本测量将测量频率范围分为低频率领域和高频率领域两种,分别采用适合各自领域的测量条件。表1、表2分别表示温度补偿用电容器及高诱电型电容器的测量条件。

表1 温度补偿用电容器测量条件
频率领域 低频率 高频率1 高频率2
网络分析器/
阻抗分析器
E4991A
Keysight Technologies
E5071C
Keysight Technologies
N5225A
Keysight Technologies
测量频率范围 100MHz~3GHz 100MHz~8.5GHz 500MHz~20GHz
校正套件 SOLT校正
(+低损耗电容)
TRL校正
连接模式 1端口 2端口分流模式
※1000pF以上的与高诱电型电容器的条件 (表2) 相同。

表2 高诱电型电容器测量条件
频率领域 低频率 高频率
网络分析器 E5061B
Keysight Technologies
E5071C
Keysight Technologies
测量频率范围 100Hz~100kHz 100kHz~6GHz
校正套件 SOLT校正 TRL校正
连接模式 2端口分流模式