揭开5G毫米波天线的神秘面纱( 四 )

如何让高频的mmWave信号在传输过程中减少损耗，正是获得高品质5G信号最重要的课题。减少讯号传递损耗不单只是材料特性上的问题需要克服，制程技术也需要与时俱进，目前最常被科学与产业界讨论的两大方向为介电损耗（Dielectric loss）与集肤效应（Skin effect）。为了符合高频低损耗的需求，目前研发重心是开发新介电材料以获得较低的Dk与Df值，这不但对目前方兴未艾的5G至关重要，也关乎将来讯号是否能往更高频推进的关键因素。
集肤效应则是因为高频讯号在传输过程中，电流大部份只会在金属表面次微米区间内流动的现象，且频率越高，集肤深度则越浅（图8），因此金属的表面粗糙度、晶粒尺寸以及与介电层胶体接合接口状况，都是决定讯号质量重要的关键因素。为了解决此问题，研发工程师无一不设法减少接口粗糙度，却往往带来接合不佳的问题，这些接合问题常因材料特性差异度大，分析过程产生的研磨应力或离子切削损伤导致的不正常破裂而衍生误判。

本文插图
图8：集肤深度（δ）与频率（f）关系
为了协助研发工程师获得最原始/正确试片样貌的信息，泛铨科技开发独有的无损伤工法，为这类分析提供最佳的解决方案，加速研发时程。图9就是利用无损伤工法制备出的截面试片，不但可以清楚看到不同晶向金属铜的分布状况，铜箔与介电层胶体接合的最原始界面更是一览无遗;另外，由两张嵌入小图的比较也可以得知铜箔的粗糙度有着天差地别的差异， 5G铜箔的粗糙度明显比一般主板的铜箔粗糙度小很多。

本文插图
图9
图9：Oppo Reno 10× 。9a：QTM 525 AiP 。9b：载板截面SEM影像。内嵌图为圆点附近的放大影像。
【揭开5G毫米波天线的神秘面纱】就如同高速逻辑芯片跨入先进制程，进入5G时代，为了符合高速传输与低延迟的广大应用，载板结合天线设计也必须朝微型化与细致化方向前进，泛铨科技透过从点、线到面的全方位材料分析，期望让读者对最新5G天线设计有更进一步的了解。