专利名称：高频电流抑制型电子元件及其接合线的制作方法
技术领域：
本发明与安装在线路板上有一定数量引脚的电子元件有关，以半导体有源器件为主要代表，如半导体集成电路器件(IC)，半导体大规模集成电路器件(LSI)，高速运作型逻辑电路器件，尤其是高频电流抑制型电子元件，当使用此电子元件时，具有减弱经过引脚的高频电流的功能。
本发明也与接合线有关，它主要用于电气/电子设备预定位间的连接，尤其是高频电流抑制型电子元件的接合线，其具有减弱高频电流的作用；以高速运作为目的、工作频率在几十MHz到几GHz带宽高频中的电子元件，如半导体有源器件，其高频电流经过接合线时被减弱。
最近，不同类型的半导体有源器件，包括以随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)为代表的半导体存储器，或以微处理器(MPU)、中央处理单元(CPU)，图像处理运算逻辑单元(IPALU)为代表的逻辑电路器件，它们作为电子元件被安装在印刷线路板上，再装配到电子信息通信领域中的电子设备或信息处理器上，并设置有导电图。
这些半导体有源器件设置有一定数量的引脚(通常称其为引线架)，在制作产品时，为了能在高频下进行高速动作，一般依照电路布局进行大规模地集成以用于信号处理，并用做半导体集成电路器件(IC)或半导体大规模集成电路器件(LSI)的芯片。
在另一方面，与诸如此类的半导体有源器件相关的是，运算速度和信号处理速度迅速地提高，标准条件下半导体有源器件工作在几十MHz到几GHz带宽的高频范围，从而进一步高度集成而实现高速操作。
当为了进行高速操作、以上述半导体有源器件为代表的上述电子元件在带宽为几十MHz到几GHz的高频范围内使用时，经过引脚的电信号是高频(高次谐波)电流，以致有时高频电流可以在元件间、在包含引脚的信号路径间、或在电子元件所安装的设备/装置间传输。这样的高频电流将会严重影响在元件(电路设备)中的操作进程，导致错误的操作或使基本功能恶化，这是产生电磁干扰的原因，因此应该避免发生。然而在当前情况下，对电子元件高频电流的防范措施不够重视。这导致不能防止由高频电流所引起的电磁干扰的发生。
在上面提到的半导体芯片中，接合线用于连接一定数量的引脚和主体。
在相关的半导体有源器件中，电子元件采用接合线连接，提高了电子元件的运算速度和信号处理速度，在标准条件下，半导体有源器件工作在几十MHz到几GHz带宽的高频范围内，从而进一步高度集成地进行高速操作。
然而，在电子元件的连接采用接合线的情况下，当半导体有源器件一侧上的元件为执行高速运作而工作在几十MHz到几GHz带宽的高频范围内时，高频(高次谐波)电流将流过引脚和接合线，使得高频电流可以在元件间、在包含引脚的信号路径间、或在电子元件所安装的设备/装置间传输。这样的高频电流将会严重影响元件或电路器件中的操作过程，导致错误的操作或使基本功能恶化，这是产生电磁干扰的原因，因此应该避免发生。然而在当前情况下，对电子元件及接合线的高频电流的防范措施不够重视。这导致不能防止由高频电流所引起的电磁干扰的发生。
本发明的目的是提供一种高频电流抑制型电子元件，即使当它工作在几十MHz到几GHz带宽的高频范围内时，也能完全抑制高频电流，从而防止电磁干扰的发生。
本发明的另一个目的是提供一种适用于电子元件的高频电流抑制型接合线，即使当它工作在几十MHz到几GHz带宽内的高频范围时，它也能完全抑制高频电流，从而防止电磁干扰的发生。
依照本发明的一个方面，提供了一种高频电流抑制型电子元件，它包含一定数量的引脚，以处理信号。在此电子元件中，部分或全部的预定数目引脚具有高频电流抑制器，以减弱频率范围从几十MHz到几GHz经过引脚的高频电流。
更可取的是，在此高频电流抑制型电子元件中，高频电流抑制器设置在预定引脚部分或全部表面上除安装在用于安装至少一个电子元件的线路板上的安装部分以及设置在线路板上包括连接到导电图上的连接部分的边缘以外的地方，并且在靠近安装到用于至少安装一个电子元件的线路板上的安装部分处，当工作频率带宽小于几十MHz时，高频电流抑制器也具有传导性。
更可取的是，在依照本发明一个实施例所述的高频电流抑制型电子元件中，高频电流抑制器是通过喷射方式或汽相沉积方式在预定引脚的部分或全部表面上形成薄膜，从而成为高频电流抑制型电子元件。
本发明也具有下述优点在依照本发明一个实施例的上述高频电流抑制型电子元件中，高频电流抑制器包含一个先于预定数量的引脚的生产过程所使用的、在部分或全部的金属原材料板上所形成的薄膜；高频电流抑制器还包含一个在通过切割制作预定数量的引脚的生产进程中所使用的金属原材料板而形成的预定数量引脚的部分或全部表面上所形成的薄膜。
另一方面，本发明还具有下述优点高频电流抑制型电子元件是由用于处理信号的预定数量的引脚组成。在此电子元件中，当使用频率带宽小于几十MHz时，部分或全部预定数量的引脚具有传导性，且包括高频电流抑制器，以减弱经过引脚自身且频率范围从几十MHz到几GHz的高频电流。
优选地，在此高频电流抑制型电子元件中，高频电流抑制器是通过喷射方式形成的，且高频电流抑制器是利用汽相沉积方式形成的。
优选地，在这些高频电流抑制型电子元件之中，高频电流抑制器具有范围从0.3到20μm的厚度，或者是一种磁性薄膜。
另一方面，优选地，本发明还具有下述优点在本发明所述的高频电流抑制型电子元件中，高频电流抑制器是M-X-Y体系中的磁损耗物质，所述M-X-Y体系是由M,Y和X三种元素成份组成的化合物，其中，M至少表示铁，钴和镍之一，Y至少表示氟，氮和氧之一，X至少表示除M和Y所含元素以外的元素之一，所述M-X-Y体系由一种窄带磁损耗物质构成，该窄带磁损耗物质的复磁导率特性中的虚部μ″的最大值μ″max处在频率从100MHz到10GHz的频率范围内，其中通过提取两个频率之间的频率带宽且在上述带宽的中心频率处对频带进行标准化而得到的相对带宽bwr在200％以内，在所述两个频率处μ″的值是最大值μ″max的50％。
优选地，在此高频电流抑制型电子元件中，窄带磁损耗物质的磁饱和度是仅由M元素构成的金属磁体磁饱和度的80％到60％；而且该窄带磁损耗物质的直流阻抗在100μΩ·cm到700μΩ·cm的范围内。
另外，优选地，在本发明所述的高频电流抑制型电子元件中，高频电流抑制器是M-X-Y体系的磁损耗物质，所述M-X-Y体系是由M,X,Y三种元素成份组成的化合物，其中，M至少表示铁，钴和镍之一，Y至少表示氟，氮和氧之一，X至少表示除M和Y所含元素以外的元素之一，所述M-X-Y体系由一种宽带磁损耗物质构成，该宽带磁损耗物质的复磁导率特性中虚部μ″最大值μ″max处在频率从100MHz到10GHz的频率范围内，其中通过提取两个频率之间的频率带宽且在上述带宽的中心频率处对频带进行标准化而得到的相对带宽bwr在150％以内，在所述两个频率处μ″的值是最大值μ″max的50％。
优选地，在高频电流抑制型电子元件中，宽带磁损耗物质的磁饱和度是仅由M元素构成的金属磁体磁饱和度的60％到35％，而且该宽带磁损耗物质的直流阻抗大于500μΩ·cm。
另外，在本发明所述高频电流抑制型电子元件中，窄带或宽带磁损耗物质包含有至少是碳，硼，硅，铝，镁，钛，锌，铪，锶，钕，钽和稀土元素中之一的X元素成份，或者是窄带或宽带磁损耗物质包含有以颗粒的形式分布在以X和Y元素组成的化合物的矩阵中的M元素成份。在种高频电流抑制型电子元件中，窄带或宽带磁损耗物质中的平均颗粒直径优选在1到40nm范围内。
在本发明的高频电流抑制型电子元件中，窄带或宽带磁损耗物质有47400A/M或更少的各向异性磁场。
此外，优选地，在本发明这些高频电流抑制型电子元件中，M-X-Y体系是Fe-Al-O体系，或者是Fe-Si-O体系。
另外，优选地，在本发明所述高频电流抑制型电子元件中，所述电子元件是一种用于高频带的高速运作的半导体有源器件，也是半导体集成电路器件，半导体大规模集成电路器件和逻辑电路器件中的一种。
依据本发明的另一方面，提供了一种用于电子元件的高频电流抑制型接合线，其由连接电子元件或预定位的导线组成。在接合线内，高频电流抑制器用于减弱经过导线本身且带宽在几十MHz到几GHz范围内的高频电流，其至少形成在导线的部分表面上。
在用于电子元件的高频电流抑制型接合线中，优选地，在设置高频电流抑制器时，在导线两端要露出至少一个连接部分。此外，在用于电子元件的高频电流抑制型接合线中，优选将高频电流抑制器以格状形成并且以露出位于端部的连接部分的方式设置，或者将高频电流抑制器以螺旋状排列并且以便于露出位于端部的连接部分的方式设置。
在本发明中用于电子元件的高频电流抑制型接合线中，优选通过喷射方式使高频电流抑制器在导体表面上形成，或者通过汽相沉积方式使高频电流抑制器在导体表面上形成。
在本发明中用于电子元件的高频电流抑制型接合线中，高频电流抑制器优选是在制作上述导线的形成过程中预先形成在所述导线的表面上。
另外，在本发明用于电子元件的高频电流抑制型接合线中，优选地电子元件具有一个内置的裸片，该裸片在用于处理信号的主体内具有预定数量的内接引脚，且进一步用于将预定数目的内接引脚与分别设置在用以传输信号的主体内的预定数目的外接引脚相连接。
优选地，在用于电子元件的高频电流抑制型接合线中，高频电流抑制器厚度在0.3到20μm的范围内，是薄膜状磁体。
另一方面，在依照本发明另一个实施例、用于电子元件的高频电流抑制型接合线中，优选地，高频电流抑制器是M-X-Y体系的磁损耗物质，所述M-X-Y体系是由M,X,Y三种元素成份组成的化合物，其中，M至少表示铁，钴和镍之一，Y至少表示氟，氮和氧之一，X至少表示除M和Y所含元素以外的元素之一，所述M-X-Y体系由一种窄带磁损耗物质构成，该窄带磁损耗物质的磁导率特性中的虚部μ″的最大值μ″max处在从100MHz到10GHz的频率范围内，其中通过提取两个频率之间的频率带宽且在上述带宽的中心频率处对频带进行标准化而得到的相对带宽bwr在200％以内，在所述两个频率处μ″的值是最大值μ″max的50％。
在用于电子元件的高频电流抑制型接合线中，优选地，窄带磁损耗物质的磁饱和度是仅由M元素构成的金属磁体磁饱和度的80％到60％，且该窄带磁损耗物质的直流阻抗在100μΩ·cm到700μΩ·cm的范围内。
另一方面，在本发明用于电子元件的高频电流抑制型接合线中，优选地，高频电流抑制器是M-X-Y体系的磁损耗物质，所述M-X-Y体系是由M,X,Y三种元素成份组成的化合物，其中，M至少表示铁，钴和镍之一，Y至少表示氟，氮和氧之一，X至少表示除M和Y所含元素以外的元素之一，所述M-X-Y体系由一种宽带磁损耗物质构成，该宽带磁损耗物质的复磁导率特性中虚部μ″最大值μ″max处在从100MHz到10GHz的频率范围内，其中通过提取两个频率之间的频率带宽且在上述带宽的中心频率处对频带进行标准化而得到的相对带宽bwr在150％以内，在所述两个频率处μ″的值是最大值μ″max的50％。
在此用于电子元件的高频电流抑制型接合线中宽带磁损耗物质的磁饱和度是仅由M元素构成的金属磁体磁饱和度的60％到35％，而且该宽带磁损耗物质的直流阻抗大于500μΩ·cm。
另外，在本发明用于电子元件的高频电流抑制型接合线中，窄带或宽带磁损耗物质包含有至少是碳，硼，硅，铝，镁，钛，锌，铪，锶，钕，钽和稀土元素中之一的X元素成份，或者是窄带或宽带磁损耗物质包含有以颗粒的形式分布在以X和Y元素组成的化合物的矩阵中的M元素成份。在后种高频电流抑制型电子元件中，以颗粒形式存在于窄带或宽带磁损耗物质中的粒子的平均直径优选在1到40nm范围内。
在本发明的高频电流抑制型电子元件中，优选地，窄带或宽带磁损耗物质具有47400A/M或更少的各向异性磁场。
此外，优选地，在本发明的高频电流抑制型电子元件中，M-X-Y体系优选Fe-Al-O体系，或者优选Fe-Si-O体系。
另外，在本发明的高频电流抑制型电子元件中，所述电子元件优选是一种用于高频带的高速运作的半导体有源器件，也优选是半导体集成电路器件，半导体大规模集成电路器件和逻辑电路器件中的一种。
附
图1A是以本发明的高频电流抑制型电子元件的实施例为依据，安装在印刷线路板上的半导体集成电路器件的基本结构透视图；附图1B是附图1A所示的传导性集成电路器件中必要部件的侧视放大图；附图2A是以本发明的高频电流抑制型电子元件的另一实施例为依据，安装在印刷线路板上的半导体集成电路器件基本结构的必要部件部分放大剖视图，其中半导体集成电路器件一个引脚上的高频电流抑制器已经变形；附图2B显示了附图2A中的半导体集成电路器件，其引脚本身已经变形；附图3A是在本发明高频电流抑制型电子元件的另一实施例中，安装在印刷线路板上的半导体集成电路器件的基本结构透视图；附图3B是附图3A所示半导体集成电路器件中必要部件的局部放大侧视图；附图4A是在本发明第四个实施例中，包括安装高频电流抑制型接合线且安装在印刷线路板上的半导体集成电路器件的内部基本结构透视图；附图4B是附图4A所示半导体集成电路器件中必要部件的局部放大侧视图；附图5显示了附图4中高频电流抑制型接合的线另一种形式，其部分被切断；附图6是附图4中高频电流抑制型接合线的另一种形式的透视图，其部分被切断；附图7是颗粒状磁体的基本结构简图，它是用于附图4到6中接合线的高频电流抑制器材料；附图8A显示了采用喷射方式的样品生产设备，它具有生产图7所述颗粒状磁体样品的基本结构；附图8B显示了采用真空汽相沉积方式的样品生产设备；附图9显示了样品1与一个频率相对应的磁损耗特性(磁导率)，样品1是采用附图8A中所示喷射法样品生产设备生产的；附图10显示了样品2与一个频率相对应的磁损耗特性(磁导率)，样品2是采用附图8A中所示喷射法样品生产设备生产的；附图11显示了样品3(第一个参照样品)与一个频率相对应的磁损耗特性(磁导率)，样品3是采用附图8A中所示喷射法样品生产设备生产的；附图12是用于测试由附图8A所示的喷射法样品生产设备和图8B所示真空蒸发法样品生产设备所产生的每个样品的高频电流抑制效果的高频电流抑制效果测试仪的基本结构透视图；附图13A显示了样品1相对一个频率的传输特性，它是通过应用附图12中的高频电流抑制效应测试仪来测量样品磁体的高频电流抑制效果；附图13B显示了相对一个频率的传输特性，它是测量常规参照样品，即合成磁片的高频电流抑制效果所得到的结果；附图14是包含附图13A中样品1和附图13B中参照样品的磁性特质等效电路的传输特性简图；附图15A所示的是在图13所示的传输特性中，根据串联在图14所示等效电路一具电感上的电阻计算出来的样品1的电阻频率特性；以及；附图15B显示了已有技术参照样品即合成磁片的阻抗特性。
参照附图，利用实施例对本发明的高频电流抑制型电子元件进行详细描述。
2参照附图1A和1B，本发明第一个实施例中的半导体集成电路器件17工作在高频带内以便高速运作。用于处理信号的预定数量的引脚19具有用于减弱经过引脚本身的且带宽在几十MHz到几GHz范围内的高频电流的高频电流抑制器21。高频电流抑制器21是一个厚度范围在0.3到20μm之间的磁性薄膜，且覆盖在每个引脚19的整个表面上，包括嵌在印刷线路板23上用于固定半导体集成电路器件17的固定部分，以及包括设置在印刷线路板23上的具有导电图25的连接部分的边缘部分。当在将半导体集成电路器件17安装到印刷线路板23上时焊点6把每个引脚19的顶端与设置在印刷线路板23安装面的反面上的导电图25连接起来时，安装部分的附近区域在小于几十MHz的工作频带内具有传导性。
这样的半导体集成电路器件17设置在每个具有高频电流抑制器21的引脚19的表面上，其在工作频带小于几十MHz时具有传导性，并且在几十MHz到几GHz的带宽内，可以减弱经过每个引脚19的高频电流。因此，即使当半导体集成电路器件17在几十MHz到几GHz的高频带宽中工作时，高频电流抑制器21也能够充分地减弱经过每个引脚19的高频电流，从而防止电磁干扰的发生并消除其不良影响。
半导体集成电路器件17中的预定数量的引脚19自身和其上的高频电流抑制器21的形状可以改变，以便形成不同的排列，例如，在附图2A和2B中所示的另一个实施例中的半导体集成电路器件17和17’。
参照附图2A，半导体集成电路器件17的基本结构与第一个实施例中所述基本结构相同，然而与第一个实施例相比还是具有以下不同点在预定数量的引脚19’各表面上的高频电流抑制器21’设置在除了安装到印刷线路板23上的安装部分及包含具有设置在印刷线路板23的导电图25的连接部分的边缘以外的某个位置处，且由于上述布置而形成的引脚裸露部分19a采用焊点27与设置在印刷线路板23安装面反面上的导电图25相连接。
参照附图2B，半导体集成电路器件17’不同于第一个实施例和附图2A中的半导体集成电路器件，其中预定数量的引脚19”与设置在印刷线路板23安装面上的导电图25相连。关于其它结构，预定数量引脚19”各表面上的高频电流抑制器21”的设置方式与附图2A中所示预定数量的引脚19’的设置方式相同，即设置在除固定在印刷线路板上的安装部分和与导电图25相接的边缘之外的某个位置处，由于上述设置而裸露的引脚裸露部分19a用焊点27与印刷线路板23安装面上的导电图25相连接。
半导体集成电路器件17和17’也设置在相应的具有高频电流抑制器21’和21”的引脚19’和19”的表面上，在工作频带小于几十MHz时，其具有传导性，在几十MHz到几GHz的带宽内，减弱了经过各自的引脚19’和19”的高频电流。因此，即使当半导体集成电路器件17’和17”在带宽从几十MHz到几GHz的高频下工作时，高频电流抑制器21’和21”也能充分地减弱经过相应引脚19’和19”的高频电流，从而防止电磁干扰的发生并消除其不良影响。
在任何情况下，高频电流抑制器21,21’和21”的厚度都在0.3到20μm的范围内，且采用喷射方式或汽相沉积方式在引脚19,19’和19”上形成一个整体，成为在工作频带小于几十MHz时整体具有传导性的磁性薄膜。
对于在预定数量的引脚19,19’和19”表面上形成高频电流抑制器21,21’和21”来说，应在切割金属原材料板之前，在用于预定数量引脚19,19’和19”制造过程中的金属原材料板上预先形成所述的高频电流抑制器，另外高频电流抑制器21,21’和21”也可以通过在切割金属原材料板后所形成的预定数量的引脚19,19’和19”的表面上镀薄膜而形成。在印刷线路板23上安装半导体集成电路器件17和17’之后，可利用半导体集成电路器件17、17’的主体和引脚19、19’之间的安装部分与连接部分作为掩膜，通过喷射方式或汽相沉积方式形成附图2A所示的高频电流抑制器21’和图2B所示的高频电流抑制器21”。在其它实施例中，高频电流抑制器21,21’和21”不仅可以在引脚19,19’和19”的全部表面上形成，而且也可以在在引脚19,19’和19”的部分表面上形成。除了采用上述喷射方式和汽相沉积方式外，还可采用化学汽相沉积方式(CVD)，离子束沉积方式，气沉积方式和转移方式。
M-X-Y体系的磁损耗材料可以作为高频电流抑制器21,21’和21”的应用材料之一，M-X-Y体系的磁损耗物质是由M,X,Y三种元素成份组成的化合物，其中M至少表示铁，钴和镍之一，Y至少表示氟，氮和氧之一，X至少表示除M和Y所含元素以外的元素之一，所述M-X-Y体系由一种窄带磁损耗物质构成，该窄带磁损耗物质的复磁导率特性中的虚部μ″(也称为磁损耗项)的最大值μ″max处在从100MHz到10GHz的频率范围内，其中通过提取两个频率之间的频率带宽且在上述带宽的中心频率处对频带进行标准化而得到的相对带宽bwr在200％以内，在所述两个频率处μ″的值是最大值μ″max的50％。然而，窄带磁损耗材料的磁饱和度是仅由M元素构成的金属磁体磁饱和度的80％到60％，而且直流阻抗在100μΩ·cm到700μΩ·cm的范围内。
用作为高频电流抑制器21,21’和21”的另一种材料是M-X-Y体系的磁损耗材料作为，是由M,X,Y三种元素成份组成的化合物，其中M至少表示铁，钴和镍之一，Y至少表示氟，氮和氧之一，X至少表示除M和Y所含元素以外的元素之一，所述M-X-Y体系由一种宽带磁损耗物质构成，该宽带磁损耗物质的复磁导率特性中虚部μ″最大值μ″max处在从100MHz到10GHz的频率范围内，其中通过提取两个频率之间的频率带宽且在上述带宽的中心频率处对频带进行标准化而得到的相对带宽bwr在150％以内，在所述两个频率处μ″的值是最大值μ″max的50％。然而，宽带磁损耗材料的磁饱和度是仅由M元素构成的金属磁体磁饱和度的60％到35％，而且直流阻抗大于500μΩ·cm。
此外，高频电流抑制器21,21’和21”采用窄带或宽带磁损耗材料包含有至少是碳，硼，硅，铝，镁，钛，锌，铪，锶，钕，钽和稀土元素中之一的X元素成份，和以颗粒的形式分布在以X和Y元素组成的化合物的矩阵中的M元素成份，以颗粒形式存在的粒子的平均直径优选在1到40nm范围内，具有47400A/M或更少的各向异性磁场。在具体限制了窄带或宽带磁损耗材料的M-X-Y体系的情况下，M-X-Y体系优选为Fe-Al-O体系，或者优选Fe-Si-O体系。
参照附图3A和3B，本发明第三个实施例中的半导体集成电路器件17”的结构与上述第一个和第二个实施例的不同在于，预定数量的引脚自身构成宽片形式的高频电流抑制器29，它由高频电流抑制器形成从而形成引线架。
这里的宽片式高频电流抑制器7是由窄带或宽带磁损耗材料构成的磁性薄膜，具有与上述高频电流抑制器21,21”相似的成分，窄带或宽带磁损耗材料的M-X-Y体系是Fe-Al-O体系或Fe-Si-O体系。
据此，在半导体集成电路器件17”工作在几十MHz到几GHz的高频带宽内的情况下，其与第一个和其它的实施例相同，宽片式高频电流抑制器29能充分地减弱经过抑制器自身的高频电流，因此可以防止电磁干扰的发生并消除其不良影响。在这里也可以改变半导体集成电路器件17”的排列，使得用焊点27将宽片式高频电流抑制器29的顶端与设置在印刷线路板23安装面上的导电图25相连接。
在以上每个实施例的描述中，半导体集成电路器件17,17’和17”用作电子元件。然而，采用以大规模半导体集成电路器件(LSI)，微处理器(MPU)，中央处理单元(CPU)，图像处理运算单元(IPALU)等等为代表的逻辑电路器件的半导体有源器件来代替上述半导体集成电路器件17,17’和17”将更有效。除此之外，在电子元件的引脚用作为安装到印刷线路板23上的引线架的情况下，当高频电流抑制器设置于元件的引脚上时，或者当引脚本身是宽片式高频电流抑制器29时，也可有效地抑制高频电流并防止电磁干扰的发生。
总之，小型磁性薄膜是在复磁导率特性中具有较大虚部μ″(此后，称其为磁损耗)的磁损耗材料，它可有效地避免不必要的辐射，用于设置在第一个到第三个实施例所述半导体集成电路器件17和17’中的各引脚19,19’和19”上的高频电流抵制器21,21’和21”，它以所描述的形状用作，或者用作片状高频电流抵制器29，不再使用引脚本身，这将在第四个实施例中进行描述。
下面还将参照附图对本发明中所述的高频电流抑制型接合线进行详细描述。
参照附图4A和4B，本发明第四个实施例所述的半导体集成电路器件31用于高频带进行高速操作，具有一个内置裸片31a，该半导体集成电路器件31包括设置在主体内的用于处理信号的预定数目(在这里是6片)的内接引脚33’。半导体集成电路器件31由成型材料浇铸而成，在每个内接引脚33’和每个预定数量(在这里是相同的6片)的外接引脚33之间，高频电流抑制型接合线的两端通过焊点37连接和固定以后，以便使裸片31a，接合线35和一部分引脚33能被成型体覆盖。在半导体集成电路器件31中，通过焊点37使安装在印刷线路板39上的导电图41与外接引脚33的顶端相连。
在这里，通过在导线43的表面上设置高频电流抵制器45来减弱经过导线43自身的、带宽在几十MHz到几GHz范围内的高频电流，可以使接合线35成为高频电流抑制型接合线。高频电流抑制器45自身是由一种磁性薄膜构成，厚度在0.3到20μm范围内，当工作频率小于20MHz时，其整体具有传导性，它通过喷射方式或汽相沉积方式在导线43上形成一体。对于在导线43表面上形成高频电流抑制器45，可以在低阻芯线8的表面上形成高频电流抑制器45，它是在制作除导线43两端连接部分之外的导线43部分时制作出来的。说得更精确些，形成高频电流抑制器45后，接合线35中导线43的两端仍裸露，通过点焊连接形成连接部分。
在半导体集成电路器件31中，接合线35分别连接裸片31a上的内接引脚33’和主体内的外接引脚33，并提供了接合线35调协在具有高频电流抑制器45的导线43上，以减弱经过导线43自身的、带宽在几十MHz到几GHz范围内的高频电流。因此，高频电流抑制器45能充分地减弱经过每个外接引脚33的高频电流，半导体集成电路器件31工作在几十MHz到几GHz的高频带宽下时，高频电流传输到接合线35中，从而使高频电流无法传输到裸片31a的每个内接引脚33’中。从而防止电磁干扰的发生，并消除其不良影响(如半导体集成电路器件31的错误运作)。
在上述结构中，高频电流抑制型接合线35在导线43的整个表面上除了两端的连接部分外，都设置有高频电流抑制器45。然而，通过改变高频电流抑制器45的排列形式，可以得到设置有多种形式的接合线，使导线43的任何部分都可裸露。例如，当高频电流抑制器45设置成使导线43沿纵向以预定间隔的环状裸露时，高频电流抑制器45自身将是以预定间隔分开的节点形式。
可以使接合线形成如附图5中接合线35’所具有的格状高频电流抑制器45’，也可以使接合线形成如附图6中接合线35”所具有的螺旋状的高频电流抑制器45”。总之，为了能象接合线35’和接合线35”那样裸露出导线43，可以利用下述方法将高频电流抑制器45,45’和45”制成一层裸露薄膜利用将要裸露出的那部分形状作为掩模，在通过蚀刻除去掩模之前，使用喷射方式或汽相沉积方式将所述高频电流抑制器制成一层裸露薄膜。这样便可如上述实施例一样有效地减弱高频电流，并防止高频噪声的产生。对于形成高频电流抑制器45,45’和45”来说，除了采用上述喷射方式和汽相沉积方式以外，还可采用化学汽相沉积方式，离子束沉积方式，气沉积方式和转移方式。
高频电流抑制器45,45’和45”的应用材料之一是M-X-Y体系的磁损耗物质，M-X-Y体系的磁损耗物质是由M,X,Y三种元素成份组成的化合物，其特征在于，M至少表示铁，钴和镍之一，Y至少表示氟，氮和氧之一，X至少表示除M和Y所含元素以外的元素之一，所述M-X-Y体系由一种窄带磁损耗物质构成，该窄带磁损耗物质的复磁导率特性中的虚部μ″的最大值μ″max处在从100MHz到10GHz的频率范围内，其中通过提取两个频率之间的频率带宽且在上述带宽的中心频率处对频带进行标准化而得到的相对带宽bwr在200％以内，在所述两个频率处μ″的值是最大值μ″max的50％。然而，在这种情况下，窄带磁损耗材料的磁饱和度是仅由M元素构成的金属磁体磁饱和度的80％到60％，而且该窄带磁损耗材料的直流阻抗在100μΩ·cm到700μΩ·cm的范围内。
高频电流抑制器45,45’和45”的另一种应用材料是M-X-Y体系磁损耗材料，该材料是由M,X,Y三种元素成份组成的化合物，其中M至少表示铁，钴和镍之一，Y至少表示氟，氮和氧之一，X至少表示除M和Y所含元素以外的元素之一，所述M-X-Y体系由一种宽带磁损耗物质构成，该宽带磁损耗物质的复磁导率特性中的虚部μ″的最大值μ″max处在频率从100MHz到10GHz的频率范围内，其中通过提取两个频率之间的频率带宽且在上述带宽的中心频率处对频带进行标准化而得到的相对带宽bwr在150％以内，在所述两个频率处μ″的值是最大值μ″max的50％。然而，宽带磁损耗材料的磁饱和度是仅由M元素构成的金属磁体磁饱和度的60％到35％，而且该宽带磁损耗材料的直流阻抗大于500μΩ·cm。
此外，高频电流抑制器45,45’和45”采用的窄带或宽带磁损耗材料包含有至少是碳，硼，硅，铝，镁，钛，锌，铪，锶，钕，钽和稀土元素中之一的X元素成份，或者是窄带或宽带磁损耗物质包含有以颗粒的形式分布在以X和Y元素组成的化合物的矩阵中的M元素成份。在后种高频电流抑制型电子元件中，以颗粒形式存在于窄带或宽带磁损耗物质中的粒子的平均直径优选在1到40nm范围内。窄带或宽带磁损耗物质具有47400A/M或更少的各向异性磁场。在具体限制了窄带或宽带磁损耗材料的M-X-Y体系的情况下，M-X-Y体系优选Fe-Al-O体系，或者优选Fe-Si-O体系。
在以上每个实施例的描述中，半导体集成电路器件(ICs)31和31’用作电子元件。然而，采用包含以大规模半导体集成电路器件(LSI)，微处理器(MPU)，中央处理单元(CPU)，图像处理运算单元(IPALU)为代表的逻辑电路器件的半导体有源器件来代替上述半导体集成电路器件31,31’将更加有效。除此之外，在电子元件的引脚用作为安装到印刷线路板39上的引线架的情况和电子元件用来连接高频电流抑制型接合线35,35’,35”的情况下，用这样的电子元件可有效地减弱高频电流，并能防止高频噪声产生。
总之，在以上描述的半导体集成电路器件31,31’中，小型磁性薄膜是在复磁导率特性中具有较大虚部μ”(此后，称其为磁损耗)的磁损耗材料，它可有效地避免不必要的辐射，它可用作设置在接合线35上的高频电流抑制器45，接合线35用于对预定引脚33和半导体集成电路器件31的主体上或印刷线路板39上的导电图的预定位进行连接，或者用作为设置在接合线35’,35”的高频电流抑制器45’,45”。
现在，将描述在本发明中使用的磁损耗材料的研究与发展的技术背景。
在本发明申请前，发明人曾经提出过一种合成磁体，其磁损耗在高频带中较大，并且发现，通过把它放置在辐射源附近，可有效抑制由半导体有源器件为代表的电子元件所引起的不必要的辐射。
从最近的研究可知，通过给出辐射源电子元件电路中的等效阻抗元件，可使用上述磁体的磁损耗来减弱不必要辐射的操作方式是可行的。等效阻抗的大小与磁体的磁损耗μ”有关。更精确地说，当磁体面积固定时，插在电子电路中的等效阻抗的大小基本上与磁损耗μ”和磁体厚度成正比。因此，在较小较薄的磁体中，为减弱不必要的辐射要求磁损耗μ”较大。例如，为了用小面积的磁损耗物质如半导体集成电路器件模块的内部来减少不必要的辐射，要求磁损耗μ”的值非常大，所以与普通磁损耗材料相比，所需磁体应有非常大的磁损耗μ”。
在对通过喷射方式或汽相沉积方式形成软磁性薄膜的研究过程中，发明者集中关注具有极好磁导率特性的颗粒状磁体，其由均匀分布在非磁体中如陶瓷中的微小的磁性金属粒子构成。在对磁性金属粒子和围绕粒子的非磁性微观结构的研究结果中，他们发现当颗粒状磁体的磁性金属粒子的密度在某一特定范围内时，存在时，在高频范围内，磁损耗相当大。
参照附图7，简单给出了M-X-Y体系的颗粒状磁体的基本结构。对于具有-X-Y结构的颗粒状磁体的研究表明，其是一种M-X-Y体系的合成物(其特征在于，M至少表示铁，钴和镍之一，Y至少表示氟，氮和氧之一，X至少表示除M和Y所含元素以外的元素之一)，并且已经获知，颗粒状磁体具有较大的磁饱和度，较低的磁损耗。在M-X-Y体系的颗粒状磁体中，磁饱和度的大小与M51的体积比率有关。因此，为了达到较大的磁饱和度，应使M51的比率提高。为了达到此目的，M-X-Y体系的颗粒状磁体中M51的比率被限制在一个范围内，基本上能达到仅由M51构成的巨大金属磁体的磁饱和度的80％或更多，在一般使用中，M-X-Y体系的颗粒状磁体用作高频感应器或变压器的磁核。
在在宽波段内检测M-X-Y体系颗粒状磁体中M51的比率，发明者发现，当磁性金属的密度在某一范围内时，高频范围内的磁损耗比较大。
通常，M51的比率表明磁饱和度是仅M51含的巨大金属磁体磁饱和度的80％或更大时的最高范围是迄今研究最广泛的高磁饱和度低磁损耗的X-Y-M体系中颗粒状磁体的范围。此范围内的颗粒状磁性材料用于高频微磁设备，如上述高频感应器，因为颗粒状磁性材料磁导率特性中的实部μ’和磁饱和度具有较大的值。可是，由于影响电阻的比率较低，所以电阻较小。当薄膜厚度由于上述原因而变厚时，因在高频范围内产生涡流损耗，高频处的磁导率μ将衰退，所以上述材料不适合用做抗噪声的较厚磁性薄膜。
另一方面，在M51的比率指示磁饱和度为仅由M51构成的巨大金属磁体磁饱和度的60％到80％时，阻抗相对较大，一般在100μΩ·cm或更大，所以即使当磁性材料的厚度仅有几μm时，涡流损耗将很小，并且磁损耗几乎全部是由固有谐振引起的损耗。因此，磁损耗μ”的频率分布宽度将变窄，其适合窄频带内抗噪声(高频电流抑制)。在M51的比率指示磁饱和度为仅由M51构成的巨大金属磁体磁饱和度的35％到80％时，在此范围内，阻抗更大，一般在500μΩ·cm或更多，所以涡流损耗将极小，M51间的磁间作用会引起较大的回旋热激发以及发生固有谐振的频率波动。最终，磁损耗μ”在宽范围内具有较大值。因此，适当的合成范围可以有效地抑制宽带内的高频电流。在某一范围内的M51比率要比适当的合成范围内的M51比率更小，M51间的磁间作用几乎不发生，由此这个范围变成了超顺磁性范围。
通过用磁损耗μ”与磁损耗材料厚度δ的乘积μ”·δ作为参照，可以设计一种用于安放在电子电路附近的磁损耗材料，以抑制高频电流。一般地讲，要有效地抑制几百MHz左右的高频电流则要求μ”·δ≥1000(μm)。因此，要求μ”=1000的磁损耗材料的厚度为1μm或更多。所以，最好不用阻抗低的容易发生涡流损耗的材料。阻抗为100μΩ·cm或更大的上述适当合成范围(M51的比率表示磁饱和度为仅由M51构成的巨大金属磁体磁饱和度的35％到80％，且不发生超顺磁性)较适用。
下面，将对在不同条件下通过喷射方式制造的几个样品，即上述各个高频电流抑制器45,45’和45”的颗粒状磁损耗材料的制造过程进行具体描述。在生产每个样品时，都采用如附图8A中所示的喷射式样品生成仪。
参照附图8A，采用55型的喷射法样品生产仪包括真空容器(室)69，充气机57和真空泵69连接到真空室69中，在该真空室69中，在真空容器(室)61中，由M元素构成的对阴极69与衬底65相对，栅门63置于对阴极69与衬底65之间。对阴极69设置有基片67，其由合成元素X-Y或合成元素X以一预定间隔组成。高频电源(RF)71与对阴极69和基片67的支撑部分相连接。
(样品1)在这里，充气机57提供氩气到真空容器61中，真空泵59维持真空容器61内的真空度在大约1.33×10-4Pa。在这样的氩气体中，由120片尺寸为高5mm×宽5mm×厚2mm的Al2O3基片所构成的基片67设置在一直径为100mm的作为对阴极69铁制圆盘上，由高频电源(RF)71提供高频能源。在这种条件下，通过喷射方式在作为衬底65的玻璃盘上形成磁性薄膜，然后，所形成的磁性薄膜在真空状态的磁场中、在300℃温度下进行两个小时的热处理，得到上述颗粒状磁膜样品1。
样品1通过荧光X射线光谱分析，证实其是合成物Fe72Al11O17。样品膜厚为2.0μm；样品直流阻抗为530μΩ·cm；样品各向异性场Hk为1422A/m；样品磁饱和度Ms为1.68T(特斯拉)；样品相对带宽bwr为148％，相对带宽是通过提取两个频率之间的频率带宽且在上述带宽的中心频率处对频带进行标准化而得到的，在所述两个频率处μ″的值是最大值μ″max的50％。样品1的磁饱和度Ms(M-X-Y)和仅由M元素构成的金属磁体的磁饱和度Ms(M)的百分比{Ms(M-X-Y)/Ms(M)}×100％是72.2％。
为了检查样品1的磁损耗特性，把样品1插入到探测线圈中来检查该频率下磁导率μ的特性，探测线圈已被处理成带状，用偏置磁场来检测出阻抗。据此结果可获得该频率f的磁损耗μ″的特性(复磁导率特性)。
参照附图9，注意到，样品1频率f(MHz)的磁损耗μ″的特性(复磁导率特性)具有相对较陡的分布状态和极高的峰值，并且谐振频率也高达700MHz。
(样品2)在这里，除了Al2O3基片的数量变为150以外，颗粒状磁膜的样品2使用与样品1相同的条件和方式生成。
样品2通过荧光X射线光谱分析，证实是合成物Fe44Al22O34。样品膜厚为1.2μm，直流阻抗为2400μΩ·cm，各向异性场Hk为9480A/m，磁饱和度Ms为0.96T(特斯拉)，半波带宽度值μ″50为181％，样品2的磁饱和度Ms(M-X-Y)和仅由M元素构成的金属磁体的磁饱和度Ms(M)的百分比{Ms(M-X-Y)/Ms(M)}×100％是44.5％。
参照附图10，注意到，样品2的频率f(MHz)处的磁损耗μ″的特性(复磁导率特性)具有平缓的分布状态，由于热激发其延伸到较宽波带，并且有与样品1相似的高峰值。然而，直流阻抗值与样品1相比较大，峰值处的谐振频率也有大约1GHz。这显示了非常好的高频特性。
(样品3)在这里，样品3是第一个参照样品，除了Al2O3基片的数量变为90以外，颗粒状磁膜的样品3使用与样品1相同的条件和方式生成。
样品3通过荧光X射线光谱分析，证实是合成物Fe86Al6O8。样品膜厚为1.2μm，直流阻抗为74μΩ·cm，各向异性场Hk为1738A/m，磁饱和度Ms为1.88T(特斯拉)，样品3的磁饱和度Ms(M-X-Y)和仅由M元素构成的金属磁体的磁饱和度Ms(M)的百分比{Ms(M-X-Y)/Ms(M)}×100％是85.7％。
参照附图11，注意到，样品3(第一个参照样品)的频率f(MHz)处的磁损耗μ″的特性(复磁导率特性)在磁饱和度较大时峰值较大，而由于频率升高而阻抗降低，从而产生涡流损耗，因此在较低频率范围内的磁导率(磁损耗特性)明显衰减，所以与样品1、2相比较高频特性变差。
(样品4)在这里，样品4是第二个参照样品，除了Al2O3基片的数量变为200以外，颗粒状磁膜的样品4使用与生成样品1相同的条件和方式生成。
样品4通过荧光X射线光谱分析，证实是合成物Fe19Al34O47。样品膜厚为1.3μm，直流阻抗为10500μΩ·cm，样品的磁特性为超顺磁性。
在样品4中，也可以设法获得频率f处的磁损耗μ″的特性(复磁导率特性)，但很明显，由于氧化层比率较高，样品4具有非常高的阻抗，相反，由于磁层很少，磁粒子间的相互作用非常小。结果，显出超顺磁性，观察不到磁损耗特性。
根据这个结果，可以注意到，在样品1、2中，颗粒状磁膜体仅在高频范围的窄带中具有非常高的磁损耗特性，其作为高频电流抑制器非常有效。
(样品5)在这里，充气机57提供氩气和氮气到真空容器61中，真空泵59维持真空容器61内的真空度在大约1.33×10-4Pa。在这样的氩气和氮气中，由120片尺寸为高5mm×宽5mm×厚2mm的Al基片所构成的基片67设置在一个直径为100mm作为对阴极69的铁制圆盘上，并且高频电源(RF)71提供高频能源。在这种条件下，通过喷射方式在作为衬底65的玻璃盘上形成磁性薄膜，然后，所形成的磁性薄膜在真空状态的磁场中、在300℃温度下进行两个小时的热处理，得到颗粒状磁膜的样品5。该样品在成分上不同于前述的颗粒状磁膜。
检测样品5的尺寸和磁性。样品5膜厚为1.5μm，样品5的磁饱和度Ms(M-X-Y)和仅由M元素构成的金属磁体的磁饱和度Ms(M)的百分比{Ms(M-X-Y)/Ms(M)}×100％是51.9％。磁损耗μ”的最大值μ”max是520，在最大值μ”max处的频率f(μ”max)为830MHz，相对带宽bwr为175％。
(样品6)在这里，充气机57提供氩气到真空容器61中，真空泵59维持真空容器61内的真空度在大约1.33×10-4Pa。在这样的氩气体中，由130片尺寸为高5mm×宽5mm×厚2mm的Al2O3基片所构成的基片67设置在一个直径为100mm作为对阴极69的铁制圆盘上，并且高频电源(RF)71提供高频能源。在这种条件下，通过喷射方式在作为衬底65的玻璃盘上形成磁性薄膜，然后，所形成的磁性薄膜在真空状态的磁场中、在300℃温度下进行两个小时的热处理，以获得上述颗粒状磁膜样品6。
检测样品6的尺寸和磁性。样品6膜厚为1.1μm，样品6的磁饱和度Ms(M-X-Y)和仅由M元素构成的金属磁体的磁饱和度Ms(M)的百分比{Ms(M-X-Y)/Ms(M)}×100％是64.7％。磁损耗μ”的最大值μ”max是850，在最大值μ”max处的频率f(μ”max)为850MHz，相对带宽bwr为157％。
(样品7)在这里，用做分压的氮气占氩氮混合气的10％，充气机57提供氩氮混合气到真空容器61中，真空泵59维持真空容器61内的真空度在大约1.33×10-4Pa。在这样的氩氮混合气体中，由170片尺寸为高5mm×宽5mm×厚2mm的Al基片所构成的基片67设置在一个直径为100mm作为对阴极69的铁制圆盘上，并且高频电源(RF)71提供高频能源。在这种条件下，通过相应的喷射方式在作为衬底65的玻璃盘上形成磁性薄膜，然后，所形成的磁性薄膜在真空状态的磁场中、在300℃温度下进行两个小时的热处理，以获得上述颗粒状磁膜样品7。
检测样品7的尺寸和磁性。样品7膜厚为1.2μm，样品7的磁饱和度Ms(M-X-Y)和仅由M元素构成的金属磁体的磁饱和度Ms(M)的百分比{Ms(M-X-Y)/Ms(M)}×100％是37.2％。磁损耗μ”的最大值μ”max是350，在最大值μ”max处的频率f(μ”max)为1GHz，相对带宽bwr为191％。
(样品8)在这里，充气机57提供氩气到真空容器61中，真空泵59维持真空容器61内的真空度在大约1.33×10-4Pa。在这样的氩气体中，由140片尺寸为高5mm×宽5mm×厚2mm的Al2O3基片所构成的基片67设置在一个直径为100mm作为对阴极69的镍制圆盘上，并且高频电源(RF)71提供高频能源。在这种条件下，通过喷射方式在作为衬底65的玻璃盘上形成磁性薄膜，然后，所形成的磁性薄膜在真空状态的磁场中、在300℃温度下进行两个小时的热处理，以获得上述颗粒状磁膜样品8。
检测样品8的尺寸和磁性。样品8膜厚为1.7μm，样品8的磁饱和度Ms(M-X-Y)和仅由M元素构成的金属磁体的磁饱和度Ms(M)的百分比{Ms(M-X-Y)/Ms(M)}×100％是58.2％。磁损耗μ”的最大值μ”max是280，在最大值μ”max处的频率f(μ”max)为240MHz，相对带宽bwr为169％。
(样品9)在这里，用做分压的氮气占氩氮混合气的10％，充气机57提供氩氮混合气到真空容器61中，真空泵59维持真空容器61内的真空度在大约1.33×10-4Pa。在这样的氩氮混合气体中，由100片尺寸为高5mm×宽5mm×厚2mm的Al基片所构成的基片67设置在一个直径为100mm作为对阴极69的镍制圆盘上，并且高频电源(RF)71提供高频能源。在这种条件下，通过敏感喷射方式在作为衬底65的玻璃盘上形成磁性薄膜，然后，所形成的磁性薄膜在真空状态的磁场中、在300℃温度下进行两个小时的热处理，以获得上述颗粒状磁膜样品9。
检测样品9的尺寸和磁性。样品9膜厚为1.3μm，样品9的磁饱和度Ms(M-X-Y)和仅由M元素构成的金属磁体的磁饱和度Ms(M)的百分比{Ms(M-X-Y)/Ms(M)}×100％是76.2％。磁损耗μ”的最大值μ”max是410，在最大值μ”max处的频率f(μ”max)为170MHz，相对带宽bwr为158％。
(样品10)在这里，充气机57提供氩气到真空容器61中，真空泵59维持真空容器61内的真空度在大约1.33×10-4Pa。在这样的氩气体中，由150片尺寸为高5mm×宽5mm×厚2mm的TiO3基片所构成的基片67设置在一个直径为100mm作为对阴极69的铁制圆盘上，并且高频电源(RF)71提供高频能源。在这种条件下，通过喷射方式在作为衬底65的玻璃盘上形成磁性薄膜，然后，所形成的磁性薄膜在真空状态的磁场中、在300℃温度下进行两个小时的热处理，以获得上述颗粒状磁膜样品10。
检测样品10的尺寸和磁性。样品10膜厚为1.4μm，样品10的磁饱和度Ms(M-X-Y)和仅由M元素构成的金属磁体的磁饱和度Ms(M)的百分比{Ms(M-X-Y)/Ms(M)}×100％是43.6％。磁损耗μ”的最大值μ”max是920，在最大值μ”max处的频率f(μ”max)为1.5GHz，相对带宽bwr为188％。
(样品11)在这里，用做分压的氧气占氩氧混合气的10％，充气机57提供氩氧混合气到真空容器61中，真空泵59维持真空容器61内的真空度在大约1.33×10-4Pa。在这样的氩氧混合气体中，由130片尺寸为高5mm×宽5mm×厚2mm的硅基片所构成的基片67设置在一个直径为100mm作为对阴极69的铁制圆盘上，并且高频电源(RF)71提供高频能源。在这种条件下，通过相应的喷射方式在作为衬底65的玻璃盘上形成磁性薄膜，然后，所形成的磁性薄膜在真空状态的磁场中、300℃温度下进行两个小时的热处理，以获得上述颗粒状磁膜样品11。
检测样品11的尺寸和磁性。样品11膜厚为1.5μm，样品11的磁饱和度Ms(M-X-Y)和仅由M元素构成的金属磁体的磁饱和度Ms(M)的百分比{Ms(M-X-Y)/Ms(M)}×100％是55.2％。磁损耗μ”的最大值μ”max是920，在最大值μ”max处的频率f(μ”max)为1.2GMHz，相对带宽bwr为182％。
(样品12)在这里，充气机57提供氩气到真空容器61中，真空泵59维持真空容器61内的真空度在大约1.33×10-4Pa。在这样的氩气体中，由100片尺寸为高5mm×宽5mm×厚2mm的HfO3基片所构成的基片67设置在一个直径为100mm作为对阴极69的铁制圆盘上，并且高频电源(RF)71提供高频能源。在这种条件下，通过喷射方式在作为衬底65的玻璃盘上形成磁性薄膜，然后，所形成的磁性薄膜在真空状态的磁场中、300℃温度下进行两个小时的热处理，以获得上述颗粒状磁膜样品12。
检测样品12的尺寸和磁性。样品12膜厚为1.8μm，样品12的磁饱和度Ms(M-X-Y)和仅由M元素构成的金属磁体的磁饱和度Ms(M)的百分比{Ms(M-X-Y)/Ms(M)}×100％是77.4％。磁损耗μ”的最大值μ”max是1800，在最大值μ”max处的频率f(μ”max)为450MHz，相对带宽bwr为171％。
(样品13)在这里，充气机57提供氩气到真空容器61中，真空泵59维持真空容器61内的真空度在大约1.33×10-4Pa。在这样的氩气体中，由130片尺寸为高5mm×宽5mm×厚2mm的BN基片所构成的基片67设置在一个直径为100mm作为对阴极69的铁制圆盘上，并且高频电源(RF)71提供高频能源。在这种条件下，通过喷射方式在作为衬底65的玻璃盘上形成磁性薄膜，然后，所形成的磁性薄膜在真空状态的磁场中、在300℃温度下进行两个小时的热处理，以获得上述颗粒状磁膜的样品13。
检测样品13的尺寸和磁性。样品13膜厚为1.9μm，样品13的磁饱和度Ms(M-X-Y)和仅由M元素构成的金属磁体的磁饱和度Ms(M)的百分比{Ms(M-X-Y)/Ms(M)}×100％是59.3％。磁损耗μ”的最大值μ”max是950，在最大值μ”max处的频率f(μ”max)为680MHz，相对带宽bwr为185％。
(样品14)在这里，充气机57提供氩气到真空容器61中，真空泵59维持真空容器61内的真空度在大约1.33×10-4Pa。在这样的氩气体中，由130片尺寸为高5mm×宽5mm×厚2mm的Al2O3基片所构成的基片67设置在一个直径为100mm作为对阴极69的Fe50Co50制圆盘上，并且高频电源(RF)71提供高频能源。在这种条件下，通过喷射方式在作为衬底65的玻璃盘上形成磁性薄膜，然后，所形成的磁性薄膜在真空状态的磁场中、在300℃温度下进行两个小时的热处理，以获得上述颗粒状磁膜样品14。
检测样品14的尺寸大小和磁场特性。其薄膜厚度有1.6μm,{Ms(M-X-Y)Ms(M)}×100％的百分比为59.3％。磁损耗的最大值μ″max是720，在最大值μ″max=720时，频率f(μ″max)为1.1GHz，相对带宽bwr为180％。
下面，将具体地描述采用汽相沉积方式制造颗粒状磁损耗材料的过程。在生产每个样品时，都使用如附图8B所示的汽相沉积式样品生成器。汽相沉积式样品生成器包括真空容器(室)75，充气机57和真空泵59连接到其上，在真空容器(室)75中，由元素X-Y构成的合金原材料填充到坩锅28，其与衬底65相对，栅门63置于对阴极69与衬底65之间。
(样品15)在这里，由充气机57向真空容器(室)75中以3.0sccm的流速充入氧气，真空泵59维持真空容器75的真空度大约在1.33×10-4Pa。然后，装入坩锅77中的Fe70Al30合金原材料熔化后暴露在氧气中，在这种条件下，通过汽相沉积方式在作为衬底65的玻璃盘上形成磁性薄膜，然后，所形成的磁性薄膜在真空状态的磁场中、在300℃温度下进行两个小时的热处理，以获得上述颗粒状磁膜样品15。
检测样品15的的尺寸大小和磁场特性。其薄膜厚度有1.1μm,{Ms(M-X-Y)Ms(M)}×100％的百分比为41.8％。磁损耗μ″的最大值μ″max是590，在最大值μ″max=590时，频率f(μ″max)为520MHz，相对带宽bwr为190％。
除了参照样品3和4以外，上述所有的样品1至15，作为电子元件的材料，都能有效地抑制高频电流。在上述实例中，样品1至15是采用喷射方式或汽相沉积方式制造的，但也可采用其它的形成方式，例如离子沉积和气态沉积方式。形成方式不受局限，只要磁损耗材料均匀即可。还进一步描述了在真空状态的磁场中，通过对形成的磁性薄膜进行热处理，得到样品1至15，但在生成薄膜后，热处理方式也不受限制，只要所述合成或或成膜方式，能够得到与砷沉积膜同样的功能即可。
以样品1至15作为例子，在具有如附图9所示的复磁导率特性，且薄膜厚度为2.0μm，成边长为20mm正方形(相对带宽bwr为148％)的样品1中，在大约700MHz处，磁损耗μ″的最大值μ″max约为1800。另一方面，当合成磁片的比较样品(相对带宽bwr为196％)具有与上述样品1相同的面积和形状，并且由扁平状粉未和涉及其它已有技术的聚合物所构成时，在大约700MHz处，磁损耗μ″的最大值μ″max约为3.0。
上述结果中值得注意的是，样品1中的磁损耗μ”分布在次微波频带内，在大约700MHz处，磁损耗最大值μ″max约为1800，在相同频带下，其是比较样品中的磁损耗μ″最大值μ″max的600倍，中心频率处的相对带宽bwr的比率低于比较样品，且带宽也窄些。
此外样品1和比较样品(合成磁膜)高频电流抑制型的效果，可通过如附图12所示的高频电流抑制效果测量仪81来验证。在高频电流抑制效果测量仪81中，用于连接微带线31和未示出的网络分析仪(HP8753D)的同轴线32被固定在微带线31的两端，微带线31的长度为75mm，沿其纵向的特性阻抗Zc为50Ω，磁体样品33正好设置在微带线31的样品安置位31a的上方，所以能够在两个端口之间测量出传输特性(磁导率特性)。
当磁损耗材料设置在传输路径附近时，如上述的高频电流抑制效果测量仪30的结构所示，传输路径对抑制高频电流也能起到等效阻抗的作用，一般地讲，高频电流抑制效果通常与磁损耗μ″与磁体厚度δ的乘积μ″·δ成比例。因此，在抑制效果上，参照样品(合成磁膜)与样品1相比，如果比较样品的磁损耗μ″设为3，磁体厚度设为1.0mm，则乘积项μ″·δ的值相同。
参照附图13A和13B，样品1的传输特性S21从大于等于100MHz处开始递减，在2GHz附近达到最小值-10dB之后，开始递增，然而，比较样品的传输特性S21从几百MHz开始单调递减，在3GHz处S21大约为-10dB。根据这些结果，可以看出，传输特性S21与磁体的磁损耗μ″的分布相关，并且抑制效果与上面提到的μ″·δ乘积相关。
如附图14所示，当考虑到磁体如样品1和比较样品尺寸为1、磁导率μ线性分布，电介质常量为ε时，磁体如样品1和比较样品都具有串联在一起的电感ΔL和阻抗ΔR，作为单位长度(Δ1)上的等效电路，置于上述导线和接地导线之间的电容ΔC，电导ΔG(阻抗ΔR的倒数)。在传输特性S21上将样品尺寸变为1的情况下，具有电感L，阻抗R，电容C，和电导G(阻抗R的倒数)的等效电路作为等效电路常量。
当象测量高频电流抑制效果一样将磁体安放在微带线83上时，传输特性S21的改变主要与串联到等效电路电感L上的阻抗R相关。因此，通过查看阻抗R就能够检测出频率相关关系。
参照图15A和15B，值得注意的是，在如附图13所示的传输特性S21上，根据附图14所示的串联到等效电路电感L上的阻抗R值的基础上计算出的相对于频率f的阻抗R(Ω)特性，在此种情况下，样品1和比较样品的阻抗R在次微波频带内单调递增，且在3GHz处指向几十Ω。在任一情况下，频率相关性异于磁损耗μ”的频率分布的倾角，其在1GHz附近有峰值。除了上述提及的μ″·δ乘积外，样品尺寸与波长的比率单调增长，也是响应的结果。
根据上述结果，在次微波频带内，样品具有磁损耗μ”的分布，其高频电流抑制效果同比较样品(合成的磁体薄膜)的抑制效果一样，但比较样品厚度却是上述样品的500倍。因此可以推断，在电子元件如在接近1GHz的高速时钟下运作的半导体有源器件中，采用此样品抑制高频电流是非常有效的。
如以上所描述的，在依照本发明的高频电流抑制型电子元件中，高频电流抑制器用于减弱经过引脚自身的高频电流，其固定在电子元件的部分或所有引脚上，另外，部分或所有的预定引脚自身也形成类似的高频电流抑制器。因而，即使当电子元件以高频率工作在几十MHz到几GHz的带宽内时，高频电流抑制器也能够完全减弱高频电流，从而可以防止电磁干扰的发生并消除其不良影响。所以，尤其是把高频电流抑制器固定在逻辑电路器件的引脚上时，其能够有效地制订出高频电流抑制措施(反电磁干扰措施)，逻辑电路器件即是半导体有源器件，作为未来的电子元件，其更倾向于高频下的高速运作，而且其以半导体集成电路器件(IC)或大规模半导体集成电路器件(LSI)，微处理器(MPU)，中央处理单元(CPU)，图像处理运算单元(IPALU)和诸如此类的器件为代表。
在本发明所述的高频电流抑制型接合线中，接合线自身具有高频电流抑制型结构，即高频电流抑制器，其设置于导线的表面，在几十MHz到几GHz的带宽内，高频电流抑制器减弱经过导线本身的高频电流，内置裸片包含连接到主体的内接引脚，以用于处理信号，采用接合线作为电子元件是可行的，其结构是高频电流抑制型接合线分别连接内接引脚与主体提供的外接引脚，以用于信号的传输。因而，在电子元件工作在几十MHz到几GHz的高频带宽下工作时，通过外接引脚的高频电流传输到接合线时，高频电流抑制器能够完全减弱高频电流，从而防止高频电流传输到裸片的内接引脚。结果，可以防止电磁干扰的发生及并消除其恶劣影响(例如半导体集成电路器件31运行出错)。所以，尤其是当构建逻辑电路器件时，采用高频电流抑制器型接合线进行连接，能够有效地制订出高频电流抑制措施(抗电磁干扰措施)，逻辑电路器件是以半导体集成电路器件(IC)或大规模半导体集成电路器件(LSI)，微处理器(MPU)，中央处理单元(CPU)，图像处理运算单元(1PALU)和诸如此类的器件为代表的半导体有源器件，其作为未来的电子元件，更倾向于高频下的高速运作。
权利要求
1.一种高频电流抑制型电子元件，包含有预定数量用于处理信号的引脚，其特征在于部分或全部的预定数目引脚具有高频电流抑制器，以减弱频率范围从几十MHz到几GHz的、经过引脚的高频电流。
2.如权利要求1所述的高频电流抑制型电子元件，其特征在于高频电流抑制器设置在预定引脚部分或全部表面上除安装在用于安装至少一个电子元件的线路板上的安装部分以及包括连接到设置在线路板上的导电图上的连接部分的边缘以外的地方。
3.如权利要求1或2所述的高频电流抑制型电子元件，其特征在于在靠近安装到用于至少安装一个电子元件的线路板上的安装部分处，当工作频率带宽小于几十MHz时，高频电流抑制器具有传导性。
4.如权利要求1至3中任一个所述的高频电流抑制型电子元件，其特征在于高频电流抑制器是通过喷射方式在预定引脚的部分或全部表面上形成薄膜。
5.如权利要求1至3中任一个所述的高频电流抑制型电子元件，其特征在于高频电流抑制器是通过汽相沉积方式在预定引脚的部分或全部表面上形成薄膜。
6.如权利要求4或5所述的高频电流抑制型电子元件，其特征在于高频电流抑制器包含一层在制作预定数量的引脚的生产过程之前所使用的部分或全部金属原材料板上预先形成的薄膜。
7.如权利要求4或5所述的高频电流抑制型电子元件，其特征在于高频电流抑制器还包含一层通过切割制作预定数量的引脚的生产进程中所使用的金属原材料板而在形成的预定数量引脚的部分或全部表面上所形成的薄膜。
8.一种高频电流抑制型电子元件，包含有预定数量用于处理信号的引脚，其特征在于当使用频率带宽小于几十MHz时，部分或全部预定数量的引脚具有传导性，且包括高频电流抑制器，以减弱经过引脚自身且频率范围从几十MHz到几GHz的高频电流。
9.如权利要求8所述的高频电流抑制型电子元件，其特征在于高频电流抑制器是通过喷射方式形成的。
10.如权利要求8所述的高频电流抑制型电子元件，其特征在于高频电流抑制器是通过汽相沉积方式形成的。
11.如权利要求1-10中任一个所述的高频电流抑制型电子元件，其特征在于高频电流抑制器具有范围从0.3到20μm的厚度。
12.如权利要求1-11中任一个所述的高频电流抑制型电子元件，其特征在于高频电流抑制器是一种磁性薄膜。
13.如权利要求1-12中任一个所述的高频电流抑制型电子元件，其特征在于高频电流抑制器是M-X-Y体系的磁损耗物质，所述M-X-Y体系是由M,X,Y三种元素成份组成的化合物，其中，M至少表示铁，钴和镍之一，Y至少表示氟，氮和氧之一，X至少表示除M和Y所含元素以外的元素之一，所述M-X-Y体系由一种窄带磁损耗物质构成，该窄带磁损耗物质的复磁导率特性中的虚部μ″的最大值μ″max处在从100MHz到10GHz的频率范围内，其中通过提取两个频率之间的频率带宽且在上述带宽的中心频率处对频带进行标准化而得到的相对带宽bwr在200％以内，在所述两个频率处μ″的值是最大值μ″max的50％。
14.如权利要求13所述的高频电流抑制型电子元件，其特征在于窄带磁损耗物质的磁饱和度是仅由M元素构成的金属磁体磁饱和度的80％到60％。
15.如权利要求13或14所述的高频电流抑制型电子元件，其特征在于窄带磁损耗材料的直流阻抗在100μΩ·cm到700μΩ·cm的范围内。
16.如权利要求1-12中任一个所述的高频电流抑制型电子元件，其特征在于高频电流抑制器是M-X-Y体系的磁损耗物质，所述M-X-Y体系是由M,X,Y三种元素成份组成的化合物，其中，M至少表示铁，钴和镍之一，Y至少表示氟，氮和氧之一，X至少表示除M和Y所含元素以外的元素之一，所述M-X-Y体系由一种宽带磁损耗物质构成，该宽带磁损耗物质的复磁导率特性中的虚部μ″的最大值μ″max处在频率从100MHz到10GHz的频率范围内，其中通过提取两个频率之间的频率带宽且在上述带宽的中心频率处对频带进行标准化而得到的相对带宽bwr在150％以内，在所述两个频率处μ″的值是最大值μ″max的50％。
17.如权利要求16所述的高频电流抑制型电子元件，其特征在于宽带磁损耗物质的磁饱和度是仅由M元素构成的金属磁体磁饱和度的60％到35％。
18.如权利要求16或17所述的高频电流抑制型电子元件，其特征在于宽带磁损耗物质的直流阻抗大于500μΩ·cm。
19.如权利要求13-19中任一个所述的高频电流抑制型电子元件，其特征在于所述窄带或宽带磁损耗物质包含有至少是碳，硼，硅，铝，镁，钛，锌，铪，锶，钕，钽和稀土元素中之一的X元素成份。
20.如权利要求13所述的高频电流抑制型电子元件，其特征在于窄带或宽带磁损耗物质包含有以颗粒的形式分布在以X和Y元素组成的化合物的矩阵中的M元素成份。
21.如权利要求20所述的高频电流抑制型电子元件，其特征在于所述窄带或宽带磁损耗物质中的平均颗粒直径优选在1到40nm范围内。
22.如权利要求13-21中任一个所述的高频电流抑制型电子元件，其特征在于所述窄带或宽带磁损耗物质有47400A/M或更少的各向异性磁场。
23.如权利要求13-22中任一个所述的高频电流抑制型电子元件，其特征在于所述M-X-Y体系是Fe-Al-O体系。
24.如权利要求13-22中任一个所述的高频电流抑制型电子元件，其特征在于所述M-X-Y体系是Fe-Si-O体系。
25.如权利要求1-24中任一个所述的高频电流抑制型电子元件，其特征在于所述电子元件是一种用于高频带的高速运作的半导体有源器件，也是半导体集成电路器件，半导体大规模集成电路器件和逻辑电路器件中的一种。
26.一种用于电子元件的高频电流抑制型接合线，包括连接电子元件和预定位置的导线，其特征在于在接合线内，高频电流抑制器用于减弱经过导线本身且带宽在几十MHz到几GHz范围内的高频电流，其至少被形成在导线的部分表面上。
27.如权利要求26所述的用于电子元件的高频电流抑制型接合线，其特征在于上述高频电流抑制器形成为至少露出导线两端的连接部分。
28.如权利要求27所述的用于电子元件的高频电流抑制型接合线，其特征在于形成有高频电流抑制器，并且露出所述导线两个端部的连接部分。
29.如权利要求27所述的用于电子元件的高频电流抑制型接合线，其特征在于高频电流抑制器以螺旋状排列，并且露出上述导线两个端部的连接部分。
30.如权利要求26-29中任一个所述的用于电子元件的高频电流抑制型接合线，其特征在于高频电流抑制器通过喷射方式在导体表面上形成。
31.如权利要求26-29中任一个所述的用于电子元件的高频电流抑制型接合线，其特征在于高频电流抑制器通过汽相沉积方式在导体表面上形成。
32.如权利要求30或31所述的用于电子元件的高频电流抑制型接合线，其特征在于高频电流抑制器是在制作上述导线的形成过程中在所述导线表面上预先形成的。
33.如权利要求26-32中任一个所述的用于电子元件的高频电流抑制型接合线，其特征在于电子元件具有一个内置的裸片，该裸片在用于处理信号的主体内具有预定数量的内接引脚，而且用于分别将预定数目的内接引脚与主体内的预定数目的外接引脚相互连接起来以进行信号传输。
34.如权利要求26-33中任一个所述的用于电子元件的高频电流抑制型接合线，其特征在于高频电流抑制器的厚度在0.3到20μm的范围内。
35.如权利要求26-34中任一个所述的用于电子元件的高频电流抑制型接合线，其特征在于高频电流抑制器是薄膜磁体。
36.如权利要求26-35中任一个所述的用于电子元件的高频电流抑制型接合线，其特征在于高频电流抑制器是M-X-Y体系的磁损耗物质，所述M-X-Y体系是由M,X,Y三种元素成份组成的化合物，其中，M至少表示铁，钴和镍之一，Y至少表示氟，氮和氧之一，X至少表示除M和Y所含元素以外的元素之一，所述M-X-Y体系由一种窄带磁损耗物质构成，该窄带磁损耗物质的复磁导率特性中的虚部μ″的最大值μ″max处在从100MHz到10GHz的频率范围内，其中通过提取两个频率之间的频率带宽且在上述带宽的中心频率处对频带进行标准化而得到的相对带宽bwr在200％以内，在所述两个频率处μ″的值是最大值μ″max的50％。
37.如权利要求36所述的用于电子元件的高频电流抑制型接合线，其特征在于窄带磁损耗物质的磁饱和度是仅由M元素构成的金属磁体磁饱和度的80％到60％。
38.如权利要求36或37所述的用于电子元件的高频电流抑制型接合线，其特征在于窄带磁损耗物质的直流阻抗在100μΩ·cm到700μΩ·cm的范围内。
39.如权利要求26-35中任一个所述的用于电子元件的高频电流抑制型接合线，其特征在于高频电流抑制器是M-X-Y体系的磁损耗物质，所述M-X-Y体系是由M,X,Y三种元素成份组成的化合物，其中，M至少表示铁，钴和镍之一，Y至少表示氟，氮和氧之一，X至少表示除M和Y所含元素以外的元素之一，所述M-X-Y体系由一种宽带磁损耗物质构成，该宽带磁损耗物质的复磁导率特性中的虚部μ″的最大值μ″max处在频率从100MHz到10GHz的频率范围内，其中通过提取两个频率之间的频率带宽且在上述带宽的中心频率处对频带进行标准化而得到的相对带宽bwr在150％以内，在所述两个频率处μ″的值是最大值μ″max的50％。
40.如权利要求39所述的用于电子元件的高频电流抑制型接合线，其特征在于宽带磁损耗物质的磁饱和度是仅由M元素构成的金属磁体磁饱和度的60％到35％。
41.如权利要求39或40所述的用于电子元件的高频电流抑制型接合线，其特征在于宽带磁损耗物质的直流阻抗大于500μΩ·cm。
42.如权利要求36-41中任一个所述的用于电子元件的高频电流抑制型接合线，其特征在于所述窄带或宽带磁损耗物质包含有至少是碳，硼，硅，铝，镁，钛，锌，铪，锶，钕，钽和稀土元素中之一的X元素成份。
43.如权利要求36-42中任一个所述的用于电子元件的高频电流抑制型接合线，其特征在于所述窄带或宽带磁损耗物质包含有以颗粒的形式分布在以X和Y元素组成的化合物的矩阵中的M元素成份。
44.如权利要求43所述的用于电子元件的高频电流抑制型接合线，其特征在于以颗粒形式存在于窄带或宽带磁损耗物质中的粒子的平均直径优选在1到40nm范围内。
45.如权利要求36-44中任一个所述的用于电子元件的高频电流抑制型接合线，其特征在于窄带或宽带磁损耗物质具有47400A/M或更少的各向异性磁场。
46.如权利要求36-45中任一个所述的用于电子元件的高频电流抑制型接合线，其特征在于M-X-Y体系优选Fe-Al-O体系。
47.如权利要求36-46中任一个所述的用于电子元件的高频电流抑制型接合线，其特征在于M-X-Y体系优选Fe-Si-O体系。
48.如权利要求36-47中任一个所述的用于电子元件的高频电流抑制型接合线，其特征在于所述电子元件优选是一种用于高频带的高速运作的半导体有源器件，也优选是半导体集成电路器件，半导体大规模集成电路器件和逻辑电路器件中的一种。
全文摘要
本发明提供了高频电流抑制型电子元件及其接合线，当其工作在高频时，也能够完全抑制高频电流，从而防止电磁干扰的发生，半导体集成电路器件(IC)17工作在高频带内以高速运作，预定数量的引脚19具有高频电流抑制器21，以减弱经过引脚自身的高频电流。高频电流抑制器是一个磁性薄膜，其厚度范围在0.3至20微米内，并置于每一个引脚19的整个表面上，包括安装到用于安装(IC)17的印刷线路板23上的安装部分及含有与导电图25相接部分的边缘。在安装集成电路17的印刷线路板23的过程中，通过焊点27使引脚顶端与导电图相连，当工作频带小于几十MHz时，安装部分的附近具有传导性。
文档编号H03H1/00GK1317829SQ01119279
公开日2001年10月17日 申请日期2001年4月4日 优先权日2000年4月4日
发明者吉田荣吉, 小野裕司, 龟井浩二 申请人:株式会社东金