成大團隊推出創新高熵合金材料，3 大技術重點應用高頻通訊元件

現代生活常用的電子產品常見包含濾波器、天線、電容與電感等元件，為了增加傳輸距離與降低功耗，這些通訊與被動元件材料規格也越來越高，其中金屬與陶瓷基材特性匹配不佳問題，對高頻應用影響尤大。成功大學電機工程學系施權峰教授團隊對此自行開發特殊「高熵粉體漿料製程技術」，提出引人注目的高熵合金高頻通訊元件。

對通訊與被動元件材料來說，負責傳輸以及構成電極的金屬材料是關鍵，而高熵材料具備四元以上多個主元素，比起傳統合金，具有更耐高溫、高硬度、耐腐蝕、輕量化、低成本等優勢特性。成大團隊開發的高熵材料具備 3 個技術亮點：可取代貴金屬材料、具備高導電與低熱膨脹係數優勢、極端環境的溫度耐受性優異。

新的高熵材料除了能提供優異導電性與熱穩定性，金屬原料成本相較於鈀、鉑金、鉑、銀等常見貴金屬，價格更低，預計可大幅降低元件生產材料成本至少 80% 以上。

而高頻元件導電層材料電阻率需要夠低才能降低損耗，為了克服傳統合金導電率差的問題，成大團隊設計能夠固溶的高熵材料，電阻率小於 4 μΩ-cm，可做為金、銀貴金屬外的全新高導電材料選擇。

常見的高頻通訊元件以多層佈線堆疊做設計與製造，在生產過程需考量材料在製程加熱後的受熱膨脹程度。新高熵材料熱膨脹係數介於 2~7 ppm/K之間，與常見商用陶瓷基板 5~7 ppm/K 更加接近，熱穩定性與匹配性優異，可提升金屬-陶瓷共燒製程的導電層接面穩定性，減少金屬擴散及因熱膨脹而剝離等問題。

團隊指出，高熵合金通訊元件能應用於 5G 的 NR 天線、車用天線、微型化 Wi-Fi 遙控天線，關鍵技術與配方均已申請多項專利，提出近上百種材料配方與關鍵應用，正與國內數家公司進行產學合作朝產業化邁進。此外，台師大光電所楊承山教授也建立了直流到高頻的高熵材料光電特性模型，完成 6G 高熵合金光電特性量測系統與實驗。

（首圖來源：國科會）