TW200411889A - High-frequency substrate - Google Patents

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Description

200411889 五、發明說明（1) 【發明所屬之技術領域] 本發明疋有關於一種高頻基板（high frequency substrate ) ’且特別是有關於一種可以加快高頻訊號傳 輸線之訊號傳輸速度和維持電源層及接地層之電壓穩定狀 態之高頻基板。 【先前技術】 在無線網路及衛星通訊的日益發展中，電子產品已走 向高速化 > 高頻化及高容量之設計，使得現今電子產品都 需要高頻基板來支援，以達到高頻及高速的運作功效。 請參照第1圖，其繪示乃傳統之高頻基板的剖面圖。 在第1圖中’高頻基板100包括電源層102、接地層104、高 頻訊號傳輸線11 0、介電層1 〇4及1 08。介電層1〇4係形成於 電源層102上’而接地層ΐ〇β係形成於介電層1〇4上。介電 層1 0 8係形成於接地層1 〇 6上，且高頻訊號傳輸線11 〇係配 置於介電層1 0 8上。其中，高頻訊號傳輸線11 〇外之空氣的 介電係數為1，而介電層104及108通常具有相同之介電係 數(dielectric constant )，其表示為ε r °且ε 之值通常 大於1，如之值為4。 假没南頻訊號傳輸線11 0中之訊號傳輸速度為\，則
Vp =C/ ( £eii ) 1/2。其中，C為光速，而為有效介電係數 (effective dielectric constant ) 〇 也就是說，訊號 傳輸速度Vp與有效介電係數εeii之平方根成反比。需要注意 的是，ε eii隨著訊號傳輸頻率之強弱而改變，也就是說，訊
TW0977PA(日月光）.ptd 第5頁 五、發明說明（2) 唬於傳輸時會產生電磁場，而電磁場之較集中區域中之介 質的介電係數可以被視為ε eff。 一由於高頻訊號傳輸線110中之訊號傳輸頻率通常很 高，使得訊號所產生之電磁場幾乎都是較集中於介電層 1 0 8中，反而比較不會如低頻操作時較集中於高頻訊號傳 輸線1 7外之空氣中。所以，有效介電係數ε…等於介電層 1 0 8之介電係數ε r，如ε eff之值為4。因此，訊號傳輸速度v 將會變慢，訊號之能量損耗變大，影響訊號傳輸品質甚 矩。 另外，由於介電層1 0 4之介電係數通常不是很高，如ε 之值為4，使得電源層1 02及接地層1 〇6之電壓將會彼此相 互干擾而跳動不定，無法維持電源層1 〇 2及接地層1 〇 6之電 壓穩定狀態，影響高頻基板1〇〇之運作甚鉅。 【發明内容】 有鑑於此，本發明的目的就是在提供一種高頻基板， 其配置高頻訊號傳輸線於具低介電係數之介電層上之設 計，可以達到高速及高頻之訊號傳輸效果。此外，其配置 具高介電係數之介電層於電源層及接地層之間的設計，$ 維持讓電源層及接地層電壓穩定狀態，達到高頻基板之良 好運作。 根據本發明的目的，提出一種高頻基板，至少包栝第 一金屬層、第一介電層、第二金屬層、第二介電層及高頻 訊號傳輸線。第一介電層係形成於第一金屬層上，而第一
TW0977PA(曰月光）.Ptd 第6頁 200411889
介$ ^之材質為高介電係數物質，且第二金屬層係形成於 第一介電層上。第二介電营係形成於第二金屬層上，而第 二 Φ 一 g之材質為低介電係數物質，且高頻訊號傳輸線係 配置於第二介電層上。 括第t據本發明的另一目的，提出一種高頻基板，至少包 β弟人金屬層、第一介電層、第二金屬層、第二介電層、 弟二介電^ x g 9 局頻訊號傳輸線。第一 ”電層係形成於第一 金屬層上，& @ -么思a 而第一介電層之材質為高介電係數物質，且第 二金屬層、$成於第一介電層上。第二介電層係形成於第 ^成於二第二介電層具有一開口 ，而第三介電層係 介電係數i併第二金屬層上。第三介電層之材質為低 卜。 貝’且高頻訊號傳輸線係配置於第三介電層 根據本| ^ π 第一介電層、？再一目的，提出一種基板，至少包括一 具有一開二，一，二介電層及一訊號傳輸線。第一介電層 線係配置於楚而第二介電層係形成於開口中，且訊號傳輸 甘^ 、弟—介電層上。 具中，當第一人“ 號傳輪線為^頻r 電層之材質為低介電係數物質，則訊 電係數物質阿目，丨f號傳輪線；當第二介電層之材質為高介 ' Λ戒傳輸線為低頻訊號傳輸線。 根據本發明的 此方法中，首先，/的’更提出一種基板之製造方法。在 第一介電層，使；成一第—介電層。接著，去除部分之 仲弟—介電層具有一開口。然後，填入一
ZUU4118»y 五、發明說明（4) 第二介電層於開口， β ^ 電層上。 考，形成一 Α號傳輸線於第二介 號傳輸線為;_ = 2，層之材質為低介電係數物質，則訊 電係數物質，則:傳輪線；當第二介電層之材質為高介 為讓*發日^傳輸線為低頻訊號傳輪線。 懂，下文特兴一 ^上述目的、特徵、和優點能更明顯易 明如下。、牛一較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說 【實施方式】 於I低；^ ::5又计一尚頻基板’其配置高頻訊號傳輸線 π八低』丨電係數之介電層上之設計，可以使得高頻訊號 輸線:之訊，傳輸速度變快。而訊號之能量損耗變小：u且 達到南速及高頻之訊號傳輸效果。另外，其配置具高介電 係數之介電層於電源層及接地層之間的設計，可以維持電 源層及接地層之電壓穩定狀態，達到高頻基板之良好運 作。至於本發明之高頻基板之實際應用實務將分別以實施 例一、實施例二及實施例三附圖說明如下。 實施例一
TW0977PA(日月光）.ptd 第8頁 請參照第2 A圖，其繪示乃依照本發明之實施例一之高 頻基板的剖面圖。在第2A圖中，高頻基板200包括金屬層 2 02及2 0 6、高頻訊號傳輸線210、介電層212及214。其 中，介電層212係形成於金屬層202上，而介電層212之材 200411889 五、發明說明（5) 質係一高介電係數物質，其介電係數例如大於4。金屬層 206係形成於介電層212上，介電層214係形成於金屬層20 6 上。介電層2 1 4之材質係一低介電係數物質，其介電係數 例如小於4，且高頻訊號傳輸線21 〇係配置於介電層2 14 上。 因此’根據訊號傳輸速度與有效介電係數之平方根成 反比之關係，由於介電層214之介電係數較第1圖所示之傳 統介電層1 0 8之介電係數還要小。使得高頻訊號傳輸線2 J 〇 中之訊號傳輸速度將會變快，訊號之能量損耗變小，達到 高速及高頻之訊號傳輸效果。 另外，由於介電層2 1 2之介電係數較第1圖所示之傳統 介電層104之介電係數還要大，故可以使金屬層202及2〇6 (如電源線或接地線）之‘電壓穩定，並達到高頻基板2 〇 〇 之良好運作。 實施例二 請參照第3圖’其繪示乃依照本發明之實施例二之高 頻基板的剖面圖。在第3圖中，高頻基板3 〇〇包括金屬層 3 0 2及3 0 6、南頻訊號傳輸線31 〇、低頻訊號傳輸線3 1 8、介 電層312、314及316。介電層312係形成於金屬層3〇2上， 介電層31 2之材質係一高介電係數物質，其介電係數例如 大於4。金屬層3 0 6係形成於介電層312上，而介電層316係 形成於金屬層306上。介電層316具有一開口 322，^開口 322係暴露部分之金屬層306。其中，介電層312及313具有 200411889
相同之材質，皆為高介電係數物質。 當然，介電層312及316可以具有不同之材質，且介電 層31 2及316之介電係數不同。介電層314係形成於開口322 中及金屬層306上，而介電層314及316共平面。介電層314 之材質係一低介電係數物質，其介電係數例如小於4。高 頻訊號傳輸線31 G係、配置於介電層314上，且低訊輸 線318配置於介電層316上。 览得物 因此^根據訊號傳輸速度與有效介電係數之平方根成 反比之關係，由於介電層314之介電係數較第1圖所示之 統介電層1 0 8之介雷#齡叆i ϊ ,4, ^ ^ ^ „
”电係数選要小。使付咼頻訊號傳輸線3 1 〇 中之訊號傳輸速度將會變快，訊號之能量損耗變小，達到 高速及高頻之訊號傳輸效果。 需要注意的是，介電層314之頂面積係大於或等於高 頻訊號傳輸線310之底面孩。由於低頻訊號傳輸線318可以 配置於介電層3 1 6上，故可讓低頻訊號傳輸線3丨8中之電壓 另外，由於介電層312之介電係數較第1圖所示之傳統 介電層104之介電係數還要大，可以維持金屬層3〇2及3〇6 (如電源線或接地線）之電壓穩定，並達到高頻基板3〇〇 之良好運作。 實施例三 睛參照第4圖’其繪示乃依照本發明之實施例三之高 頻基板的剖面圖。在第4圖中，高頻基板4〇〇包括金屬層
200411889 五、發明說明（7) 40 2及406、高頻訊號傳輸線410、低頻訊號傳輸線418、介 電層412、414、416及420。介電層412係形成於金屬層402 上，介電層41 2之材質係一高介電係數物質，其介電係數 例如大於4。金屬層4 0 6係形成於介電層41 2上。介電層41 6 係形成於金屬層406上，而介電層416具有開口 422及424， 開口 422及424係暴露部分之金屬層406。
介電層414係形成於開口 422中及金屬層406上，而介 電層416係形成於開口 424中及金屬層406上，且介電層 414、416及420共平面。其中，介電層414之材質係一低介 電係數物質，其介電係數例如小於4。而介電層41 2及41 6 具有相同之材質，皆為高介電係數物質。高頻訊號傳輸線 41 0係配置於介電層41 4上，且低頻訊號傳輸線41 8係配置 於介電層416上。 因此’根據訊號傳輸速度與有效介電係數之平方根成 反比之關係’由於介電層4丨4之介電係數較第1圖所示之傳 統介電層108之介電係數還要小。使得高頻訊號傳輸線41() 中之訊號傳輸速度將會變快，訊號之能量損耗變小，達到 高速及高頻之訊號傳輸效果。
此外’由於低頻訊號傳輸線4丨8中之訊號傳輸速度不 需要很快，所以，低頻訊號傳輸線4丨8可以配置於介電層 4 1 6上’以讓低頻訊號傳輸線4丨8中之電壓穩定。需要注意 的是，具低介電係數之介電層414之頂面積大於或等於高 頻訊唬傳輸線4 1 0之底面積，而具高介電係數之介電層4 i 6 之頂面積大於或等於低頻訊號傳輸線4丨8之底面積。
200411889 五、發明說明（8) 介雷由於介電層412之介電係數較第1圖所示之傳統 二^ 介電係數還要大’可以維持金屬層4〇2及406 ㈣（如電源線或接地線）’並達到高頻基板4〇〇 之艮好運作。 —另外，各實施例之高頻基板可以藉由増層法及壓合法 以完成，本發明將以實施例三之高頻基板4〇〇之製造方法 為例說明如下。 «月再參考第4圖，以增層法為例，首先，提供一金屬 層402。接著，形成具高介電係數之介電層412於金屬層 402上。然後，形成一金屬層406於介電層412上。接著， 形成一介電層420於金屬層406上，以姓刻、機械鑽孔、雷 射鑽孔或其他方式移除部份介電層420，使其具有開口 422 及424。然後，利用旋轉塗佈方式或印刷方式分別填入低 介電係數之介電層41 4及高介電係數之介電層41 6於開口 422及424中。接著，先粗化介電層之表面，以進行無電解 銅至預定厚度。然後再覆上光阻層，並進行圖案化，再據 此圖案化之光阻層進行電鍍法，最後再去除光阻層以分別 形成高頻訊號傳輸線4 1 0及低頻訊號傳輸線41 8於介電層 414及416上，完成一高頻基板400。 然熟悉此技藝者亦可以明瞭本發明之技術不侷限在 此，例如，在各實施例中，兩金屬層可以是一電源層及一 接地層之搭配組合，低介電係數物質可為聚四氟乙烯 (polytetrafluroethylene ， PTFE )。 esn· TW0977PA(曰月光）.ptd 第12頁 200411889 五、發明說明（9) 本發明上述實施例所揭露之高頻基板，具有下列優 1 ·其配置高頻訊號傳輪線於具低介電係數之介電層 上之没计’使得南頻訊號傳輸線中之訊號傳輸速度變快。 而訊號之能量損耗變小，並達到高速及高頻之訊號傳輸效 果0 2·其配置具高介電係數之介電層於電源層及接地層 之間的設計’ 1以維持電源層及接地層t電壓穩定狀態 並達到高頻基板之良好運作。 綜上所述，雖然本發明 然其並非用以限定本發明， 本發明之精神和範圍内，當 本發明之保護範圍當視後附 準。 已以一較佳實施例揭露如上， 任何熟習此技藝者，在不脫離 可作各種之更動與潤飾，因此 之申請專利範圍所界定者為
200411889 圖式簡單說明 【圖式簡單說明】 。 之高頻基板的剖 第3圖繪示乃依照本發明之實施例二之高頻基板的 第1圖繪示乃傳統之高頻基板的剖面_ 第2圖繪示乃依照本發明之實施例 面圖。 剖 面圖 面圖 第4圖繪示乃依照本發明之實施例三之高頻基板的剖 圖式標號說明 100、20 0、3 0 0、400 :高頻基板 I 0 2 β·電源層 104 、 108 、 212 、 214 、 312 、 314 、 316 、 412 、 420 、 422、424 :介電層 106 :接地層 II 0、2 1 0、3 1 0、41 0 :高頻訊號傳輸線 202、206、302、306、402、406 :金屬層 3 1 8、41 8 :低頻訊號傳輸線 322 、 422 、 424 :開口 TW0977PA(日月光）.Ptd 第14頁

Claims (1)

  1. 200411889 六、申請專利範圍 1. 一種高頻基板，至少包括： 一第一金屬層； 一第一介電層，係形成於該第一金屬層上，該第一介 電層之材質係一高介電係數物質； 一第二金屬層’係形成於該第一介電層上； 一第二介電層，係形成於該第二金屬層上，該第二介 電層之材質係一低介電係敖物質；以及 一高頻訊號傳輸線，係配置於該第二介電層上。 2. 如申請專利範圍第1項所述之高頻基板，其中該第 一金屬層及該第二金屬層係分別為一接地層及一電源層。 3 ·如申請專利範圍第1項所述之高頻基板，其中該第 一金屬層及該第二金屬層係分別為一電源層及一接地層。 4. 如申請專利範圍第1項所述之高頻基板，其中該高 介電係數物質之介電係數大於4。 5. 如申請專利範圍第1項所述之高頻基板，其中該低 介電係數物質為聚四氟乙稀（polytetrafluroethylene， PTFE ) ° 6. 如申請專利範圍筇1項所述之高頻基板，其中該低 介電係數物質之介電係數小於4。 7. —種高頻基板，至少包括： 一第一金屬層； 一第一介電層，係形成於該第一金屬層上，該第一介 電層之材質係一高介電係數物質； 一第二金屬層，係形成於該第一介電層上；
    TW0977PA(日月光）.ptd 第15頁 200411889 六、申請專利範圍 一第二介電層，係形成於該第二金屬層上，而該第二 介電層具有一第一開D ; 一第二介電層’係形成於該第一開口中及该第一金屬 層上，該第三介電層之材質係/低介電係數物質；以及 一高頻訊號傳輪線，係配釁於該第三介電層上。 8 ·如申清專利範圍第了項所述之同頻基板’其中或弟 二介電層更具有一第二開口。 9 ·如申請專利範圍第8項所述之高頻基板，其中該高 頻基板又包括： 一第四介電層，係形成於該第二開口中及該第二金屬 層上，而該第四介電層之材質係該高介電係數物質；以及 一低頻訊號傳輪線，係配置於該第四介電層上。 10·如申請專利範圍第7項所述之高頻基板，其中該 第二介電層之材質係該高介電係數物質。 11.如申請專利範圍第1 〇項所述之高頻基板，其中該 南頻基板又包括· 一低頻訊號傳輸線，係配置於該第二介電層上。 12·如申請專利範圍第7項所述之高頻基板，其中該 高介電係數物質之介電係數大於4。 13.如申請專利範圍第7項所述之高頻基板，其中該 低介電係數物質為聚四氟乙締。 14·如申請專利範圍第7項所述之高頻基板，其中該 低介電係數物質之介電係數小於4。 15·如申請專利範圍第7項所述之高頻基板，其中該
    TW0977PA(日月光）.ptd 第16頁 200411889 六、申請專利範圍 第三介電層之頂面積大於或等於該高頻訊號傳輸線之底面 積。 1 6. —種基板，至少包括： 一第一介電層，其具有一開口； 一第二介電層，係形成於該開口中；以及 一訊號傳輸線，係配置於該第二介電層上。 17. 如申請專利範圍第1 6項所述之基板，其中該第二 介電層之材質係一低介電係數物質，且該訊號傳輸線係一 高頻訊號傳輸線。 18. 如申請專利範圍第1 7項所述之基板，其中該低介 馨 電係數物質之介電係數小於4。 ^ 19. 如申請專利範圍第1 6項所述之基板，其中該第二 介電層之材質係一高介電係數物質，且該訊號傳輸線係一 ‘ 低頻訊號傳輸線。 2 0. 如申請專利範圍第1 9項所述之基板，其中該高介 電係數物質之介電係數大於4。 2 1. —種基板之製造方法，包括·· 形成一第一介電層； 去除部分之該第一介電層，使得該第一介電層具有一 開〇 ; · 填入一第二介電層於該開口中；以及 形成一訊號傳輸線於該第二介電層上。 22. 如申請專利範圍第2 1項所述之方法，其中該第二 介電層之材質係一低介電係數物質，且該訊號傳輸線係一
    TW0977PA(日月光）.ptd 第17頁 200411889 六、申請專利範圍 高頻訊號傳輸線。 2 3.如申請專利範圍第2 1項所述之方法，其中該第二 介電層之材質係一高介電係數物質，且該訊號傳輸線係一 低頻訊號傳輸線。 2 4.如申請專利範圍第2 1項所述之方法，其中該開口 係以ϋ刻方式形成。 25. 如申請專利範圍第2 1項所述之方法，其中該開口 係以機械鑽孔方式形成。 26. 如申請專利範圍第2 1項所述之方法，其中該開口 係以雷射鑽孔方式形成。 27. 如申請專利範圍第2 1項所述之方法，其中該第二 介電層係以印刷方式填入該開口中。 28. 如申請專利範圍第21項所述之方法，其中該第二 介電層係以旋轉塗佈方式填入該開口中。
    TW0977PA(曰月光）.ptd 第18頁
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