Page 63 - 電路板季刊第112期
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電路板季刊 2026.7 專業技術 61
P conductor loss可以進一步表示為
[17]：
1
l
1 1 lR s 1 2 σδ (2)
2
P conductor loss = I g R loss = I g 2 = I g
2 2 p 2 p
其中，I g代表訊號產生器所輸入的電流；
R loss代表損耗電阻；l代表傳輸線長度；
R s代表微帶天線的表面電阻；p代表導線 圖10、 (a)以TEM拍攝銅線路鍍製IGEPIG
表面處理，並於180 °C下，退火50
橫截面之周長；σ 代表銅的體電導率；δ h後的橫截面影像。(b) TEM-EDS
代表集膚深度。 元素分佈圖疊加於圖a的影像，其中
橘色、黃色、及藍色分別代表銅(Cu
由於微帶天線退火後於銅導線表 Kα )、金(Au Lα )、及鈀(Pd Lα )元素
面成核之Cu O (σ Cu 2 O = 10 –10 S/m 的分佈。本圖引用自文獻[17]。
-2
-3
2
[28])，其電導率遠低於Cu (σ = 5.87
Cu 對於毫米波天線可靠度來說，抑
× 10 S/m [29])。根據式(2)，電導率降 制Cu與O的交互擴散及氧化現象至關重
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低將使R s增加，進而增加銅的P conductor 要。這是因為線路表面一旦發生氧化將
loss。最終導致微帶天線的輻射效率降 不利其電磁特性，而減低天線的輻射性
低(式1)。此與圖8–9之輻射方向圖結果 能，如圖6–9所示。
一致。 圖11顯示鍍製IGEPIG表面處理對於
5.4適當表面處理鍍製 微帶天線之輻射性能的影響。以yz 平面
為例作說明(圖11a)，鍍製IGEPIG表面
本研究亦嘗試於銅線路表面鍍製 處理將使裸銅微帶天線之G值由10.1 dBi
金屬膜層，以提升毫米波天線於高溫操 (黑線)微降至8.6 dBi (綠線) (退火前)。
作下之抗氧化能力與熱穩定性。金屬膜 在150 °C退火48 h後(圖11c)，裸銅微帶
層係以新進發展之Au/Pd/Au (IGEPIG) 天線之G 值將由10.1 dBi大幅下降至7.7
來作為銅導線的表面處理，各層厚度依 dBi (黑線)。相對的，鍍製IGEPIG之微
序約為0.1 µm/0.1 µm/0.01 µm。選用 帶天線(綠線)在退火48 h後仍可維持極高
IGEPIG表面處理的原因乃基於其具有極 增益(G = 8.2 dBi，圖11c–d)。儘管鍍製
低的高頻傳輸損耗[27]，故可避免額外鍍 IGEPIG表面處理後的天線氧化情形並不
製的膜層大幅減損天線之輻射效率。圖 顯著(圖10)，但仍可觀察到其增益的微幅
10(a)為銅導線鍍製IGEPIG表面處理， 下降(8.6 dBi → 8.2 dBi)。推測這可能與
接著在180 °C下退火50 h後，所拍攝之 熱處理過程中的介電特性衰減有關，有
待進一步研究來加以釐清。
Au/Pd/Au/Cu顯微影像。同時，亦藉由
此外，由2D輻射方向圖亦可進一步
TEM-EDS元素分佈分析(圖10b)，以探 量測老化前後天線之波束寬度(θ )變化趨
討元素間是否有明顯的交互擴散現象。 勢。以變化較明顯之xz 平面為例，可觀
由TEM的分析結果證實了，當銅線路鍍 察到老化前天線θ分別為78° (裸銅)及83°
製IGEPIG時，可有效抑制Cu的向外擴 (IGEPIG) (圖11b)。在150 °C退火48 h
散，故可避免其與氧接觸而產生Cu O。 後，天線θ 略微下降至77° (裸銅)及79°
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換言之，IGEPIG表面處理具有良好的擴 (IGEPIG) (圖11d)。整體而言，銅線路表
散阻礙效果與優異的抗氧化能力，此與 面氧化或鍍製IGEPIG表面處理，對於天
先前研究結果相互呼應[30]。 線之波束寬度影響有限。
