Wi-Fi 7 and FWA Terminals: Laminate Selection and Volume Procurement Calibration
At 6 GHz the dielectric share of insertion loss overtakes conductor loss, so laminate choice sets the margin. This article explains which RF layers to convert to low-Df material, how to keep a symmetric hybrid stack, and how to split acceptance into three gates.
結論先行：Wi-Fi 7 把 6 GHz 的 320 MHz 頻寬與 4K-QAM 帶進家用路由與固定無線接入終端，板級真正的變化不是「要不要上高頻板材」，而是「哪幾層換、換幾層、怎麼混壓」。4×4 到 8×8 天線的終端，只要把射頻前端一到兩層換成低 Df 材料，數字與電源層保留高 Tg FR-4，混壓比例壓在 30% 以內，就能同時守住 6 GHz 插損預算與整機成本。
一、需求結構：三檔產品，三種板
終端形態決定了疊構，不按晶片方案決定。三檔之間的差異主要在層數、天線數量與散熱餘量。
- 家用三頻路由：4–6 層，2×2 或 4×4，射頻層用改性 FR-4（Df 0.008–0.010）即可，成本優先。
- 運營商固定無線接入終端：6–10 層，4×4 至 8×8，射頻層必須換低 Df 材料，室外機型還要加三防。
- 企業級接入點：8–12 層，雙面天線陣，電源完整性與散熱同時吃緊，混壓加金屬基散熱區。
二、6 GHz 的插損預算比 2.4 GHz 更緊
頻率抬到 7 GHz 附近，介質損耗在總插損中的佔比第一次超過導體損耗，板材選擇直接決定餘量。
- 常規 FR-4（Df 約 0.018）：6 GHz 微帶插損約 1.2–1.5 dB/100 mm，饋線走到 60 mm 就吃掉大半預算。
- 改性 FR-4（Df 0.008–0.010）：約 0.8–1.0 dB/100 mm，成本增加有限，適合家用檔。
- 碳氫或 PTFE 類（Df 0.002–0.004）：約 0.5–0.7 dB/100 mm，留給天線開關與濾波器的餘量最大。
- 阻抗口徑：50 Ω 饋線按 ±8% 控制（常規 ±10%），多天線之間還要看相位，長度差控制在 1 mm 以內，6 GHz 下對應約 5° 的相位偏差。
三、混壓結構：把低 Df 只放在需要的地方
整板用低 Df 材料最省事也最貴。可行做法是射頻層單獨換料，其餘層保持 FR-4。
- 對稱疊構：6 層板按「射頻／地／數字／電源／地／射頻」排布，上下對稱抵消漲縮差，壓合後翹曲可壓在 0.5% 以內。
- 介面處理：低 Df 材料與 FR-4 的 CTE 差異在 Z 向最明顯，棕化要單獨設定，壓合升溫速率降到 1.5–2.0 °C/min。
- 混壓比例：低 Df 層佔總層數 30% 以內時，板材成本增幅通常在 15–25%，超過 50% 後增幅會跳一個臺階。
- 厚度控制：射頻層介質厚度公差按 ±8% 收，否則 50 Ω 線寬要反覆修，天線頻寬跟著漂。
四、天線一體化：精度與淨空區是兩件事
板載天線陣把 PCB 從「互連件」變成「射頻器件」，驗收口徑要改。
- 線寬精度 ±8 μm：6 GHz 下 20 μm 的線寬偏差對應約 1.5 Ω 阻抗變化，天線諧振點會偏 30 MHz 以上。
- 阻焊厚度一致性：天線區阻焊厚度差控制在 10 μm 以內，厚度差本身會改變有效介電常數。
- 淨空區無銅：天線投影區與相鄰層地銅的間距不足，輻射效率會掉 1–2 dB，這一項在佈線評審階段就要鎖死。
- 塑件配合：天線罩與板面的間隙公差按 0.2 mm 給，裝配應力會把薄板壓出微彎，諧振點整體下移。
五、散熱：Wi-Fi 7 的隱性成本
4K-QAM 對誤差向量幅度要求更嚴，功率放大器只能工作在更低輸出功率點，效率下降換來的是同一機殼內更高的熱流密度。板級手段有三個：射頻層下方鋪 13 OZ 厚銅做均溫、功率區加導熱孔陣列、金屬基散熱區與主體板分開壓合。三者的取捨取決於機殼是自然對流還是強制風冷。
六、量產採購校準：把驗收拆成三道
射頻板的良率損失多在測試環節才暴露，採購口徑要提前寫進訂單。
- 首件：6 GHz 全段 S21 插損曲線 + 阻抗 coupon TDR，兩項都過才放量。
- 抽檢：每批 5 片做 TDR、2 片做插損，連續三批穩定後放寬到每批 3 片。
- 認證檔案：CE 與 FCC 的射頻暴露評估需要板材 Df 與銅厚資料，報價階段就要向工廠索取。
- 交期口徑：混壓疊構按層數與材料組合分檔，由工廠按疊構複雜度回覆可行性與交期；急件可先做打樣評估。
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