有许多不同类型的印制电路板设计和结构可作为评估电气性能的测试载体。如果测试载体将用于具体针对某一应用的评估，则应尽可能与该应用相似。这听起来像是常识，但我看到许多公司在每次评估时都使用相同的测试载体。但是，如果所做的评估不是针对某一应用，而是针对通用比较，例如评估不同电路材料的电气性能，则测试载体需要考虑多种因素。为了比较不同的电路材料，适当的测试载体应该是考虑到不同材料特性的设计和结构，并且具有最少的能够影响结果的PCB制造变量。

很明显，一家公司需要证明，其用于评估不同电路材料的电气评估程序具有定义明确且非常一致的测试程序。这样做可能会使评估程序更加复杂，但最终的测试结果对于所评估的材料才更有意义。例如，对于显著不同的材料采用不同的评估程序可能是有意义的，例如FR-4材料，其评估程序与高频材料的评估程序不同。

为了评估高频材料，有许多可用的不同测试载体。一些比较常见的测试载体是环形谐振器、传输线和延迟线。除此之外，还应考虑电路结构。通常，环形谐振器用作微带线，传输线和延迟线通常也是微带线，但有时，它们是带状线结构。如果评估仅与材料的电气性能有关，则应采用最简单的结构和PCB制造工艺。如果评估涉及电气性能及材料在印制电路板制造过程中的使用方式，则结构可能需要更复杂，并需要针对印制电路板制造商的工艺问题进行设计。

用于对材料进行电气表征的评估电路应为结构简单、设计简单的电路。强烈建议采用较低的频率和较厚的基板对材料进行评估。这将使一些会使电气评估的准确性降低的变量最小化。基本上，很难在高频下得到准确的结果。此外，当使用较薄的材料时，蚀刻控制的影响对电气结果的影响更大。通常，当使用较薄电路时，较窄的导体可以保持可控阻抗，并且由于蚀刻控制而导致的导体宽度的变化将会对电路的电气性能产生较大的影响，而具有较宽导体的较厚基板则不会产生较大影响。

一般来说，我不赞成采用环形谐振器，但是，当采用较低的频率和较厚的基板时，环形谐振器却是一个很好的测试载体。环形谐振器应基于松散耦合的双面电路（微带）。应测试低阶节点，且测试频率低于6 GHz。同时对于双面、无镀覆通孔（PTH）的裸铜电路，因为电气变化最小，这也是一个非常好的测试载体。

我见过许多公司在测试载体上使用带状线电路。由于这种结构的性质，这些电路比我推荐的简单测试载体和结构（微带）更容易受到PCB制造变量的影响。在带状线的情况下，通常使用芯材和半固化片来制作带状线结构。这些材料的电气特性往往不同，可能会混淆评估的电气结果。此外，由于电路制造，半固化片层的厚度控制会对电路的电气性能产生重大影响。用于连接带状线上下接地平面的PTH导通孔也会影响电路的电气性能。如果测试载体需要带状线，同样，在较低频率下采用较厚的测试载体可避免电气评估中的某些不准确性。

我给出的针对测试载体和结构的简单指南只用于材料评估，因为只是将同一测试载体上的不同材料进行比较。一般需要对较薄的材料、更高的频率、复杂的多层PCB结构等进行材料评估。在这种情况下，设计者需要考虑PCB制造工艺对材料性能的影响。

采用PTH技术的多层板意味着最终导体厚度将有一些正常变化。对于间隙耦合环形谐振器，铜厚的变化会影响电气结果，并导致在确定与电路材料相关的Dk或Df值时不准确。一些测试载体比其他载体对铜厚变化更敏感。如前所述，间隙耦合环形谐振器会受到镀铜厚度正常变化的影响，接地共面波导（GCPW）也会受到影响。然而，微带传输线电路的电气性能受铜厚变化的影响要小得多。此外，表面镀层及其正常厚度变化也会影响测试载体的精度。

对定义测试载体（电路设计和结构）的工程师的基本要求是全面仔细考虑正常的PCB制造变量会如何影响测试载体，进而影响电气评估精度。

 作者：John Coonrod, Rogers Corporation技术市场经理

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