유전율이란 무엇입니까?
유전율은 비유전율과 진공에서의 절대 유전율의 곱입니다. 그럼 여러분은 유전율에 대해 얼마나 알고 계시나요? 유전율이 무엇인지에 대해 정리한 내용은 다음과 같습니다!
유전율 소개
매질이 추가되면 전기장을 약화시키기 위해 유도 전하가 생성됩니다. 원래 외부 전기장(진공 상태)과 매질 내 전기장의 비율은 비유전율 또는 유전율이라고도 알려져 있습니다. 주파수와 관련된 유전 상수로. 유전율은 비유전율과 진공에서의 절대 유전율의 곱입니다. 유전율이 높은 물질을 전기장에 놓으면 유전체 내에서 전기장의 강도가 상당히 떨어집니다. 이상적인 도체의 비유전율은 무한하지만 전도성이 무한하기 때문에 표피 깊이는 0이므로 내부 전계 강도는 항상 0이 되어 전자기 차폐를 형성합니다.
유전율(유전율이라고도 함)은 ?, ?=?r*?0으로 표현됩니다. ?0은 진공의 절대 유전 상수, ?0=8.85*10^(-12)F / 중. 재료의 유전 상수 값은 테스트 빈도와 밀접한 관련이 있다는 점을 강조하는 것이 중요합니다.
유전율이 τ인 물질로 축전판을 채우면 정전용량은 πr배로 커진다. 유전체는 실제 크기보다 공간을 더 크게 또는 작게 만드는 특성을 가지고 있습니다. 예를 들어, 유전체 물질이 두 전하 사이에 배치되면 마치 두 전하가 떨어져 이동하는 것처럼 두 전하 사이에 작용하는 힘이 감소합니다.
전자파가 유전체를 통과하면 파동의 속도가 감소하고 파장이 짧아집니다.
고분자 물질의 극성은 물질의 유전율에 따라 결정될 수 있습니다. 일반적으로 비유전율이 3.6보다 큰 물질은 극성 물질이고, 비유전율이 2.8~3.6인 물질은 약극성 물질이며, 비유전율이 2.8 미만인 물질은 비극성 물질입니다.
유전율 측정 방법
비유전율 τr은 다음과 같이 정전기장을 이용하여 측정할 수 있습니다. 먼저, 두 플레이트 사이에 진공이 있을 때 커패시터를 테스트합니다. 커패시터 C0. 그런 다음 커패시터 플레이트 사이의 동일한 거리를 사용하고 플레이트 사이에 유전체를 추가하여 커패시턴스 Cx를 측정합니다. 그런 다음 비유전율은 다음 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다.
?r=Cx/C0
표준 대기압 하에서 이산화탄소가 없는 건조한 공기의 비유전율은?r=1.00053입니다. 따라서 이 전극 구성을 사용하여 C0를 공기 중의 정전 용량 Ca로 대체하여 비유전율 Δr을 측정하면 정확도가 충분합니다. (GB/T 1409-2006 참조)
시간에 따라 변하는 전자기장의 경우 재료의 유전 상수는 일반적으로 유전 계수라고 불리는 주파수와 관련이 있습니다.
유전율의 응용
지난 10년 동안 반도체 업계에서는 저유전율 소재에 대한 연구가 점점 많아지고 있으며, 소재의 종류도 다양해지고 있다. 그러나 이러한 저유전율 재료가 집적회로 생산 공정에 사용될 수 있는 속도는 사람들이 상상하는 것보다 훨씬 느립니다. 주된 이유는 많은 낮은 유전 상수 재료가 집적 회로 공정 응용 분야의 요구 사항을 충족할 수 없다는 것입니다. 그림 2는 각기 다른 시기에 집적 회로 공정에서 저유전율 재료의 적용에 대한 반도체 업계의 예측을 보여줍니다.
이미 1997년부터 2003년에는 집적회로 공정에 사용되는 절연재료의 유전율(k 값)이 1.5에 이를 것으로 예상됐다. 그러나 시간이 지남에 따라 이러한 낙관적 추정은 지속적으로 업데이트되었습니다. 2003년까지 국제반도체기술계획(ITRS 2003)에서는 향후 몇 년간 집적회로에 저유전율 재료를 적용할 것을 명시하였고, 그 유전율 범위는 2.7~3.1이 되었습니다.
사람들의 기대와 현실 사이에 이렇게 큰 차이가 나는 이유는 집적 회로 공정에서 저유전율 재료가 여러 층을 지탱할 수 있는 충분한 기계적 강도(기계적 강도)와 같은 많은 조건을 충족해야 하기 때문입니다. 유선 구조, 높은 영률, 높은 항복 전압(파괴 전압gt; 4MV/cm), 낮은 누설(누설 전류lt; 1MV/cm에서 10-9), 높은 열 안정성(열 안정성 gt; 450oC), 우수한 접착 강도, 낮은 수분 흡수율, 낮은 필름 응력, 높은 평탄화, 낮은 열팽창 계수, CMP 공정과의 호환성 등 위의 특성을 충족하는 완벽한 저유전율 소재는 쉽게 구할 수 없습니다. 예를 들어, 필름의 유전 상수는 종종 열전도율에 반비례합니다. 따라서 저유전율 재료 자체의 특성은 공정 통합의 용이성에 직접적인 영향을 미칩니다.