高周波PCB技術 - 誘電率とは

誘電率（DK）とは

誘電体は電界を印加すると誘導電荷を発生して電界を弱め、誘電体中の電界の減少と元の印加電界（真空中）との比は相対誘電率（relative permittivityまたはdielectric constant）で、誘電率とも呼ばれ、周波数に関連します。誘電率とは、相対誘電率と真空中の絶対誘電率との積です。高誘電率の材料が電界中に置かれると、電界の強度は誘電体内でかなり低下します。理想導体の相対誘電率は無限大です。

物質の誘電率から高分子材料の極性の大きさを判別することができます。通常、比誘電率が3.6より大きい物質は極性物質です。比誘電率が2.8 ~ 3.6の範囲内の物質は弱極性物質で、比誘電率は2.8未満で非極性物質です。

 図１　プリント基板

誘電率（DK）測定方法

そうたいゆうでんりつεrは静電場を用いて、まず2つの極板の間が真空であるときにコンデンサのコンデンサC0をテストする方法で測定することができます。次に、同じ容量極板間距離を用いて極板間に誘電体を加えた後、容量Cxを測定しました。そして相対誘電率は次の式で計算することができます。

εr=Cx/C0

標準大気圧下における二酸化炭素を含まない乾燥空気の相対容量率εr=1.00053となります。したがって、このような電極構造の空気中の容量CaをC0の代わりに用いて相対容量率を測定するεrの場合も十分な精度があります。（GB/T 1409-2006参照）

時変電磁場については、物質の誘電率と周波数が相関しており、一般に誘電率と呼ばれます。

誘電率（DK）の定義

「誘電率」（絶対誘電率）ε）定義について、コンデンサ極板間が誘電体で満たす場合、

容量増大の倍数を誘電体の誘電率といい、εで表示する。そしてその単位がF・m-1（定義）であることを明確にする。

人教版高級中学校試験教科書『物理』第2冊第24ページ

「誘電率」（比誘電率）ε）定義について、コンデンサ極板間に何らかの誘電体が充填する場合、容量が増加した倍数をこの誘電率といい、それもε表示、単位なし。

誘電率（DK）単位とは

誘電率は誘電率、誘電率または容量率とも呼ばれ、絶縁能力の特性を表す係数で、アルファベットε表示、単位は法/メートルです。

それは電気の変位と電界強度の間に存在する比例定数です。この定数は自由空間（真空）では8.85×10の-12乗法ファラデー/メートル（F/m）となります。他の材料では、誘電率が大きく異なる可能性があり、真空中の数値よりもはるかに大きいことがよくあり、その符号はeoです。

エンジニアリング用途では、誘電率は絶対値ではなく相対誘電率の形で表現されることが多いです。eo表現自由空間（Yes、8.85×10の−12乗F/m）の誘電率、そしてeが材料中の誘電率である場合、この材料の相対誘電率（誘電率とも呼ばれる）は次の式によって与えられます。その公式はε1＝ε / εo＝ε×1.13×10の11乗となります。

多くの異なる物質の誘電率が1.を超えるこれらの物質は、一般に絶縁体材料、または絶縁体と呼ばれています。一般的に使用されている絶縁体としては、ガラス、紙、マイカ、様々なセラミック、ポリエチレン、特定の金属酸化物が挙げられます。絶縁体は交流に用いられます。発泡プラスチックはポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリウレタンなどの樹脂からポリスチレン2.2.6を製造し、誘電率は相対誘電率と有効誘電率の分があり、普段私たちが言っている誘電率は相対誘電率で、シリコンの相対誘電率は11.9です。（AC）、音声電波（AF）及び電波（無線周波数）のキャパシタ及び送電線です。

1つのコンデンサプレートに封入する誘電率はεの物質後容量が大きくなるε倍です。