隨著資訊通信技術(ICT)社會逐漸成熟,連接至網路的各式裝置與設備數量正迅速增加。支撐 ICT 社會運作的重點,在於能夠實現超高速、高頻寬通訊的基礎技術。ICT 的持續發展,不僅仰賴基礎技術本身的進步,也高度依賴其與人工智慧(AI)技術的深度結合。
以 Connected Car 為例,車輛透過各種感測器蒐集大量數據,並結合 AI 技術,實現自動煞車、車距維持、車道維持/變換、視覺死角車輛偵測,以及行人與障礙物偵測等多項先進駕駛輔助功能。
隨著數據通訊量呈現爆炸性成長,通訊技術朝向高速化與高頻寬化已成為必然趨勢。回顧過去約 30 年,通訊速度提升幅度高達約 100,000 倍,如今更正式邁入 5G 通訊時代。
在 5G 時代,為了建構順暢且穩定的通訊環境,需要大量佈建小型基地台(Small Cell)。因此,有業者提出將透明天線內建於玻璃窗中的方案,作為通訊環境建構的一環;亦有業者開發可設置於玻璃窗等位置、具備電波反射功能的超影介面反射板,以提升通訊品質。展望 6G 時代,日本 NTT 亦積極投入光電融合技術的研發,為未來通訊技術奠定基礎。
在此趨勢下,低傳輸損耗已成為高頻基板的必備特性。
作為支撐各類電子產品的核心元件,印刷電路板(PCB)亦持續演進,從單面板、雙面板,發展至多層板,並進一步採用 Build-up 結構,以因應高速與高頻訊號傳輸的需求。
傳輸損耗主要可分為介電損耗與導體損耗兩大類。介電損耗與材料的介電常數、頻率以及介電損耗正切(tan δ)密切相關;而在 5G 毫米波頻段中,導體損耗則主要受到表皮效應的影響。
為降低介電損耗,理想的材料需具備低介電常數與低介電角正切特性。
另一方面,隨著頻率升高,電流會逐漸集中於導體表面並沿其流動,此即所謂的表皮效應。若導體表面粗糙度超過表皮深度(skin depth),將導致傳輸損耗顯著增加。因此,實現平滑的接合介面,是抑制導體損耗的關鍵技術之一。
在界面設計上,必須在確保界面高度平整的前提下,同時實現與傳統製程相當,甚至更高的接合強度,方能兼顧高頻性能與可靠性需求。