随着6G研究的不断深入，5G毫米波市场仍处于起步阶段，亟待在各种应用和用户生态系统中得到广泛应用。天线封装（AiP）技术的进步与5G毫米波和6G市场的增长都密切相关。鉴于AiP有望成为所有5G毫米波基站和5G设备（例如智能手机）不可或缺的一部分，其持续发展至关重要。.
在开发用于高频通信设备的封装天线 (AiP) 技术时，成本效益至关重要，目标是将 1x1 AiP 模块的价格降至 2 美元，以实现广泛应用。要实现价格可承受性，需要克服“先有鸡还是先有蛋”的难题，即必须先通过规模经济降低成本，才能实现普及应用。使用经济高效的封装材料和工艺，以及实现小型化至关重要，尤其是在集成到智能手机等消费电子设备中时。高性能至关重要，这需要制造和集成高增益、宽带毫米波天线阵列，同时还要解决电磁兼容性 (EMC) 问题，并优化信号完整性 (SI) 和电源完整性 (PI)。高效的散热确保了可靠性，而可扩展性则使模块能够满足各种应用需求。 IDTechEx发布的报告《面向5G和6G的封装天线（AiP）2024-2034：技术、趋势和市场》深入探讨了天线元件选择、基板技术、无源器件集成和供应链成熟度等关键考量因素。本文将重点关注基板技术选择，因为它对上述所有要求的影响最大。.
在确定AiP的合适基板技术时，必须考虑多个因素。这些因素包括核心材料的选择，例如热膨胀系数（CET）、杨氏模量、吸湿性和导热系数。所选基板的可制造性也至关重要，包括通孔尺寸、金属层数和线间距特性。此外，天线层的介电常数（Dk）和介电损耗（Df）、凸点技术和嵌入技术等也发挥着重要作用。例如，较低的插入损耗与布线中金属层数的减少相关，这就需要增大微孔（盲孔）的尺寸。此外，功率放大器IC的高电流密度需要在封装基板上设置大量的通孔或镀通孔（PTH），这凸显了精确尺寸对于支持I/O密度和信号完整性的重要性。高效的功率传输需要特定的纵横比，间距小于20 µm，这凸显了基板设计的复杂性。AiP基板的材料要求会显著影响天线的性能。低介电常数 (Dk) 可扩展带宽并提高增益，而高 Dk 则允许更小的 AiP 尺寸。低介电损耗 (Df) 有助于提高效率。高杨氏模量可确保刚性并减少翘曲，而低热膨胀系数 (CTE) 的磁芯更适合硅基器件。零吸湿性对于稳定性至关重要。表面粗糙度对于实现低损耗互连是必要的。集成无源器件需要更厚的金属化层、更低的介电损耗以及金属层的柔性。.
目前，AiP技术的候选基板有四种：基于低损耗材料的HDI（高密度互连）、LTCC（低温共烧陶瓷）、高密度扇出型基板和玻璃基板技术。其中，HDI目前是AiP技术的主流选择。而LTCC技术则主要应用于高频通信领域，尤其是在航空航天和国防工业等对成本要求相对较低的行业。.
作者：张宇涵博士，IDTechEx首席技术分析师
