专利名称：由颗粒结构磁性薄膜构成的线路板的制作方法
技术领域：
本发明涉及由在高频时表现出优良磁性损耗特征的磁性体构成的线路板，尤其涉及由多层或单层线路板或者高频电流抑制体构成的诸如柔性线路板和柔性带状电缆的线路板，其中，使用的磁性损耗材料表现出优良的复数导磁率特征和在抑制电磁干扰和寄生辐射中是有效的，电磁干扰和寄生辐射在工作于高速的有源器件、高频电子元件和以此安装的电子设备中是一个问题。
近年来，工作在高速的高集成半导电体器件的增多是显著的。例子包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、微处理器(MPU)、中央处理单元(CPU)、图象处理算术逻辑单元(IPALU)和其它逻辑电路器件。在这些有源器件中，较高的速度正在根据计算速度和信号处理速度以巨大的速率获得实现，并且通过高速电子电路传输的电信号已经变成感应和高频噪声的主要原因，这是由于与此相关的快速电压和电流的变化引起的。同时，电子元件和电子设备向较轻重量、较薄剖面和较小尺寸发展的趋势在快速地和强劲如前地继续着。结合这种趋势，在半导电体器件中正在取得的集成水平和在印刷线路或电路板中正在实现的较高电子元件安装密度也是显著的。因此，过度密集集成或安装的电子器件和信号线变得极其相互靠近，现在这种形势使得结合正在实现的较高信号处理速度，正如前述，很容易感生出高频寄生辐射噪声。
由在这种现代电子集成器件和线路板中从加在有源器件上的电源产生的寄生辐射已经产生问题，解决这些问题所采取的诸如将去耦电容器或其它集总恒参元件插入电源线中的措施已经实现了。
但是，由于在电子集成器件和线路板的较高速装置中产生的噪声包含谐波分量，信号通路表现出分布恒定行为，并且在消除假定为传统集总恒参电路之噪声的措施是无效的地方已经产生了这种局势。
在电子设备中，涉及板之间的连接和安装了电子元件的软性线路或印刷电路板(FPC)或者软性带状电缆(FFC)(以后两者以通用术语称为软性线路或印刷电路板(FPC))，也已经产生了类似的问题。
本发明的一个目的是提供由磁性材料构成的柔性线路板，该磁性材料在抵消从工作于高速的半导电体器件和电子电路产生的寄生辐射是有效的，正如上述。
本发明的另一个目的是提供由磁性损耗材料构成的柔性线路板，该磁性损耗材料表现出大的磁性损耗系数μ”，以此，抵消寄生辐射的有效措施能够用较小体积的磁性体来实现。
根据本发明的一个方案，提供了一种由绝缘基体材料构成的线路板，其上形成了导电体图案，并且在导电体图案上形成了磁性薄膜。
在本发明的该方案中，优选是磁性薄膜由具有用M-X-Y表示之成分的磁性损耗材料构成，这里M是Fe,Co和Ni至少一个，X是除了M或Y之外的至少一个元素，以及Y是F,N和O至少一个，优选是该磁性损耗材料是窄带的磁性损耗材料，其中，为该磁性损耗材料复数导磁率特征之虚部分量的损耗系数μ”的最大值μ”max存在于100MHz到10GHz的频率范围内，相对带宽bwr不大于200％，其中相对带宽bwr是通过提取在μ”为最大μ”max的50％处的两个频率间的一个频率带宽并标准化在其中心频率的频率带宽而获得的。
在本发明的该方案中，仍然优选是磁性薄膜由具有用M-X-Y表示之成分的磁性损耗材料构成，这里M是至少一个的Fe,Co和Ni,X是除了M或Y之外的至少一个元素，以及Y是至少一个的F,N和O，仍然优选是该磁性损耗材料是宽带的磁性损耗材料，其中，为该磁性损耗材料复数导磁率特征之虚部分量的损耗系数μ”的最大值μ”max存在于100MHz到10GHz的频率范围内，相对带宽bwr不小于150％，其中相对带宽bwr是通过提取在μ”为最大μ”max的50％处的两个频率间的一个频率带宽并标准化在其中心频率的频率带宽而获得的。
根据本发明的另一个方案，提供了一种由至少一层的包括导电体部件的板构成的线路板，以及至少在一部分板或者在该导电体部件采用了磁性薄膜。
在本发明的该方案中，仍然优选是磁性薄膜由具有用M-X-Y表示之成分的磁性损耗材料构成，这里M是至少一个的Fe,Co和Ni,X是除了M或Y之外的至少一个元素，以及Y是至少一个的F,N和O，该磁性损耗材料是窄带的磁性损耗材料，其中，为该磁性损耗材料复数导磁率之虚部分量的损耗系数μ”的最大值μ”max存在于100MHz到10GHz的频率范围内，相对带宽bwr不大于200％，其中相对带宽bwr是通过提取在μ”为最大μ”max的50％处的两个频率间的一个频率带宽并标准化在其中心频率的频率带宽而获得的。
图1是根据本发明第一实施例的柔性线路板的剖面；图2A到2E是按照顺序表示用于加工图1所示柔性线路板之工序的剖面图；图3是根据本发明第二实施例的多层印刷线路板的剖面；图4是用于形成颗粒结构磁性薄膜之简化装置结构的示意图；图5是表示根据本发明实施例的样品1中μ”与频率关系的例子的曲线；图6是根据本发明第三实施例的多层印刷线路板的剖面；图7是根据本发明第四实施例的多层印刷线路板的剖面；图8是表示用于形成颗粒结构磁性薄膜之简化装置结构的示意图；图9是表示根据本发明实施例的样品2中μ”与频率关系的例子的曲线；图10是表示比较样品2中μ”与频率关系的例子的曲线；图11是测量系统的对顶视图，其用于观察由根据本发明磁性损耗材料构成的高频电流抑制体的抑制效应；图12A是根据本发明实施例的样品1的传输特性(S21)的曲线；图12B是作为比较样品1的复合磁性片的传输特性(S21)的曲线；图13是根据本发明实施例的磁性体之等效电路的示意图；图14A是根据本发明实施例，从样品1的传输特性中计算得到的R值的曲线；和图14B是从作为比较样品的复合磁性片传输特性中计算得到的R值的曲线。
在说明本发明实施例之前，先具体说明本发明的历史。
先前已经发明了在高频下表现出大的磁性损耗的复合磁性体的本发明人公开了用于此的方法，通过采用在寄生辐射源附近的那个复合磁性体，有效地抑制了来自前述半导电体器件和电子电路的寄生辐射的产生。从近来对寄生辐射衰减的有源机理的研究知道，使用这种磁性损耗是以将等效阻抗元件赋予构成寄生辐射之源的电子电路为基础的。这里，等效阻抗元件的大小是依赖于磁性体的磁性损耗系数μ”的大小。具体地说，等效地插入电子电路中的阻抗元件的大小是粗略地正比于μ”和当磁性体的面积是常数时的磁性体的厚度。因此，为了用较小或较薄的磁性体获得希望的寄生辐射衰减，较大的μ”变成是必须的。
例如，为了在诸如半导电体器件模的内部的微小区域(minisculeregion)通过使用磁性损耗体使消除寄生辐射的措施有效，磁性损耗系数μ”的一个非常大的值变成是必须的，因此具有比传统磁性损耗大很多的磁性体一直在探索研究中。
本发明人在研究使用溅射或蒸发沉积方法的软磁性材料的过程中注意到颗粒结构磁性体的优良导磁率，该颗粒结构磁性体中，非常微细的磁性金属颗粒均匀地分布在诸如陶瓷的非磁性体中，并且进行了磁性金属颗粒和在它们周围的非磁性体的微观结构。结果，本发明人发现，当颗粒结构磁性体中磁性金属颗粒的浓度在某一个范围内时，在高频区域中获得优良的磁性损耗特性。
现在，关于具有M-X-Y成分的颗粒结构磁性体的许多研究已经完成(这里M是磁性金属元素，Y是O,N或者F，以及X是除了M或Y之外的元素)，并且知道，这些都是低损耗的且表现出大的饱和磁化强度。在这些M-X-Y颗粒结构磁性体中，饱和磁化强度的大小是依赖于由M分量所占有的体积比。因此，M分量的比率一定要做得较高以获得大的饱和磁化强度。由于这个原因，对于诸如用作为高频电感器器件或者变压器等磁芯的一般应用，M-X-Y颗粒结构磁性体中M分量的比率已经被限制在这个范围，在此，对于仅仅由M分量构成的块状金属磁性体的饱和磁化强度，是能够实现粗略等于或大于80％之饱和磁化强度的。
本发明人在宽的范围内研究了具有M-X-Y成分的颗粒结构磁性体中的M分量的比率(这里M是磁性金属元素，Y是O,N或者F，以及X是除了M或Y之外的元素)，并且结果发现对于每一个成分系列，当磁性金属M是出现在特定浓度范围内时，在高频区域中显现出大的磁性损耗。
而且，相对于仅仅由M分量构成的块状金属磁性体的饱和磁化强度，M分量表现出等于或大于80％之饱和磁化强度处的最高区域是已经在一些时间内被广泛研究的高饱和磁化强度的低损耗M-X-Y颗粒结构磁性体区域。在这个区域中的材料被用于诸如上述高频电感器的高频微磁性器件中，因为实数部分导磁率(μ’)和饱和磁化强度的值两者都是大的，但是由X-Y分量占有的影响电阻的比率是小的，由此电阻率也是小的。由于这个原因，当膜的厚度变薄时，在高频的导磁率与高频区域中涡电流损耗的产生一起变坏了，所以这些材料不适合于用在诸如用来抑制噪声的比较厚的磁性薄膜中。对于仅仅由M分量构成的块状金属磁性体的饱和磁化强度，在M分量比率表现出80％或者不小于60％或者更大些之饱和磁化强度的区域中，电阻率是比较大的，粗略为100μΩ.cm或者更大些。因此，即使材料的厚度是在几个μm量级上，由于涡电流引起的损耗仍是小的，并且几乎所有的磁性损耗将是因自然谐振引起的。由于这个原因，对磁性损耗系数μ”的频率分散宽度将变窄，所以这种材料适用于窄带频率范围中抗噪声的措施。这里，对于仅仅由M分量构成的块状金属磁性体的饱和磁化强度，M分量比率表现出60％或者不小于35％或者更大些之饱和磁化强度的区域中，电阻率将是比较大的，粗略为500μΩ.cm或者更大些，因此因涡电流引起的损耗将是极其小的，而且，由于在M分量之间磁相互作用变小，旋热扰动(spin thermal disturbance)变大，颤动在自然谐振发生的频率上产生。结果，磁性损耗系数μ”将显示出在广泛范围内的大的值。因此，这个成分区域是适用于宽带高频电流抑制的。
另一方面，在M分量比率甚至比本发明区域中的小的区域中，由于M分量之间的磁相互作用难以出现，因此将发生异常磁化。
当在紧靠电子电路采用磁性损耗材料和高频电流将被抑制时，通过磁性损耗系数μ”和磁性损耗材料厚度δ之积即μ”·δ来给出材料设计标准，目的是有效地抑制在几百MHz时的高频电流，粗略的要求将是μ”·δ≥1000(μm)。
因此，使用μ”=1000的磁性损耗材料时，大于或等于1μm的厚度变成必须，所以对涡电流损耗敏感的低电阻材料是不合适的，但是合适的材料是这种构成成分，由此电阻率变成100μΩ.cm或者更大，即在本发明的成分系列中，其中M分量比率是在这种区域中，在该区域饱和磁化强度表现出等于或小于仅仅由M分量构成的块状金属磁性体之饱和磁化强度的80％，并且异常磁化是不明显的，也就是说，该区域表现出饱和磁化强度相对于仅仅由M分量构成的块状金属磁性体之饱和磁化强度为等于或大于35％。
通过将这种磁性材料应用于软性线路或印刷电路板，本发明人实现了本发明。
现在参考
本发明的实施例。
参考图1，今后将称为软性线路板的软性线路或印刷电路板15具有由聚酰亚胺等构成的软性基体材料17，以及形成在基体材料17一个表面上的导电体图案19a,19b,19c,19d,19e和19f。颗粒结构磁性薄膜21a,21b,21c,21d,21e和21f形成在导电体图案19a,19b,19c,19d,19e和19f的上表面上，以使其与这些导电体图案19a,19b,19c,19d,19e和19f的每一个一致。
参考图2A，铜箔19通过辗压形成并被应用在软性基体材料17的一个整个表面上。替换该铜箔19，可以使用另一个导电的金属箔，或者其可以是由在其顶部的非电解电镀和电镀制成的箔。
参考图2B，颗粒结构磁性薄膜21是通过蒸发沉积形成的，以便覆盖铜箔19的整个表面。
接着，如图2C所示，包括UV硬化树脂的抗蚀材料涂在该颗粒结构磁性薄膜21上，并且将其曝光到希望的图案。那些没有曝光的部分用溶剂去掉。若需要，还可以进行热处理，和将光致抗蚀图案23a,23b,23c,23d,23e和23f硬化。
如图2D所示，通过将其上已经配置了光致抗蚀剂的板浸入用在普通铜刻蚀中的氯化铁(Ⅲ)或者三氯化铁溶液中，或者类似地通过将用在普通铜刻蚀中的氯化铁(Ⅲ)溶液喷射到形成有光致抗蚀图案23a,23b,23c,23d,23e和23f的侧面，同时去掉对应于光致抗蚀图案23a,23b,23c,23d,23e和23f没有被形成在上表面之部分的颗粒结构磁性薄膜21和铜箔19。
形成导电体图案19a,19b,19c,19d,19e和19f，其每一个都被颗粒结构磁性薄膜21a,21b,21c,21d,21e和21f覆盖，如图2E所示。而且，在这种条件下，当去掉光致抗蚀剂23a,23b,23c,23d,23e和23f时，就完成了如图1所示的软性线路板1 5。
参考图3，根据本发明第二实施例的软性线路板25是类似于传统的软性线路板，其在于铜或其它导电金属的导电体图案27a,27b,27c,27d,27e和27f被采用在聚酰亚胺等软性基体材料17上。
但是，在根据本发明第二实施例的软性线路板25中，采用了由合成树脂等构成的绝缘层25，用以覆盖配置了导电体图案27a,27b,27c,27d和27e之侧面的整个表面(包括导电体图案27a,27b,27c,27d和27e)，并且通过蒸发沉积，在绝缘层25的表面上跨过其全部表面形成了颗粒结构磁性薄膜31。而且，如果需要，这能够以仅仅一个部分形成。
在根据本发明第一和第二实施例的具有这种结构的软性线路板15和25中，颗粒结构磁性薄膜1吸收从导电体图案中寄生发射的电磁波并且把它们转换成热，结果能够抑制从这些柔性线路板15和25中向外部发射的高频噪声。
对于线路板的基体材料，除了聚酰亚胺之外，还能使用树脂等，只要其是表现出绝缘特性和柔软性的合成树脂即可。
下面，参考图4，说明用于根据本发明实施例的颗粒结构磁性薄膜(磁性体M-X-Y)之制造方法的特定例子。
参考图4，颗粒结构磁性薄膜制造设备33包括真空室35。真空室35包括用于抽出空气的真空泵37，以及气体供应单元39。在真空室35的内部包括有坩埚41，并且在坩埚41之上有板43。在板43和坩埚41之间设置有档板45。
下面说明使用图4示出的颗粒结构磁性薄膜蒸发沉积设备制造颗粒结构磁性薄膜的例子。
(样品1)通过蒸发沉积，在下面表1所示的条件下，使用图4示出的颗粒结构磁性薄膜蒸发沉积设备，颗粒结构磁性薄膜被加工在由玻璃板43构成的基体材料上，并且在真空磁场中进行300℃2小时的热处理以生产出样品1。
当如此获得的样品1经过X线透视分析时，发现薄膜的成分是Fe72Al11O17。
样品1的薄膜厚度是2.0μm，直流电阻率是530μΩ.cm，各向异性磁场是Hk为180e(1422A/m),Ms是16800高斯(1.68T)，相对带宽bwr为148％。相对带宽bwr是通过提取在μ”为最大μ”max的50％处的两个频率间的一个频率带宽并标准化在其中心频率的频率带宽而获得的。在样品1的饱和磁化强度和仅仅包括M分量的金属磁性体的饱和磁化强度之间的比率值是72.2％。
表1
为了验证所得样品1的磁性损耗特性，研究了μ-f特性。μ-f特性的测量是通过将样品插入被制成矩形形状的检测线圈并且在施加偏置磁场的同时测量阻抗而完成的。因此，获得了磁性损耗系数μ”的频率特性。
(比较样品1)除了Al2O3芯片的数目做成90之外，比较样品1是通过与样品1相同的方法和相同的条件下获得的。
当如此获得的比较样品1经过X线透视分析时，发现薄膜的成分是Fe86Al6O8。比较样品1的薄膜厚度是1.2μm，直流电阻率是74μΩ.cm,各向异性磁场是200e(1738A/m),Ms是18800高斯(1.88T)。在比较样品1的饱和磁化强度和仅仅包括M分量的金属磁性体的饱和磁化强度之间的比率，即{Ms(M-X-Y)/Ms(M)}×100的值是85.7％。
本发明样品1的μ-f特性示于图5。参考图5，我们发现峰是很大的，并且分散是尖锐的，在700MHz附近具有高的谐振频率。
为了比较，当研究比较样品1的μ-f特性时，发现表现出大的μ”，其反映出饱和磁化强度Ms是大的这个事实，但是还发现涡电流损耗是与因样品的低阻抗值引起的频率之升高一起产生的，因此由于这个原因，导磁率或者磁性损耗特性的破坏是从低频区域发生的，并且在高频时导磁率特性变差了。
从这些结果可以看出，本发明样品1的磁性体在高频区域表现出非常大的磁性损耗特性。
而且，在前面所述的本发明的第一和第二实施例中，使用了FPC板，但是除此而外，本发明还能够应用具有类似结构的软性带状电缆(FFC)。
参考图6，根据本发明第三实施例，以后称为多层印刷线路板的多层印刷线路或互连板具有层状结构，其中第一到第五印刷线路板53,55,57,59，和61是堆积形成的。跨过接地图案63的整个表面形成颗粒结构磁性薄膜65，该接地图案63配置在由玻璃环氧树脂材料构成的第一印刷线路板55的一个表面上。另一方面，导电体图案67形成在印刷线路板上与接地图案63相反侧的表面上。在该导电体图案67上还形成了颗粒结构磁性薄膜65。以及在那些表面上形成了由玻璃环氧树脂材料制成的第二印刷线路板53。该第二印刷线路板53本质上是没有导电体图案的绝缘板。第二印刷线路板53没有导电体图案67，但是具有跨过其整个外表面形成的颗粒结构磁性薄膜65。
同时，在第一印刷线路板55的一个表面侧上，堆积了第三印刷线路板57的另一个表面，该第三印刷线路板57包括有在其一个表面上的导电体图案67。然后，在第三印刷线路板57的导电体图案67上形成了颗粒结构磁性薄膜65。在该第三印刷线路板57上形成有由玻璃环氧树脂材料构成的第四印刷线路板59。在第三印刷线路板57相反侧的第四印刷线路板59的表面上形成了导电体图案67，并且在其顶部形成了颗粒结构磁性薄膜65。
在第四印刷线路板59上形成了由玻璃环氧树脂材料构成的第五印刷线路板61。在第四印刷线路板57相反侧的第五印刷线路板61的表面上形成了导电体图案67，并且在其顶部形成了颗粒结构磁性薄膜65。而且，仍然在没有导电体图案67形成的表面上，用导电体图案67来间隔地形成颗粒结构磁性薄膜65。在导电体图案之间配置的颗粒结构磁性薄膜65能够直接地布置在绝缘板上并且即使在没有配置之下仍然用作为导电体以便与导电体图案67相接触。
在根据本发明第三个实施例具有这种结构的多层线路板中，颗粒结构磁性薄膜65吸收从导电体图案67中发射的高频波并将它们转换成热。因此，能够抑制从多层线路板向外部发射的高频噪声。
根据本发明第三个实施例的多层线路板是这样构成的，在应用第一和第三印刷线路板55和57之后，依此形成第二、第四和第五印刷线路板或绝缘层。但是，不用说，具有玻璃环氧数脂材料作为板的多层印刷线路板可以从开始制备，并且使用诸如环氧树脂等的粘合剂涂覆它们。
例如聚酰亚胺等也能够用于该板，只要它们是表现出绝缘特性的合成树脂即可。
而且，颗粒结构磁性薄膜1能够直接地配置在绝缘板上并且用作为导电体，即使在导电体图案2上没有配置。
参考图7，根据本发明第四实施例的多层线路板69具有以层状形式形成的第一到第五印刷线路板55,53,57,59和61，其具有聚酰亚胺作为基体材料。在第一印刷线路板55下面采用的第二印刷线路板53包括在其一个表面上的接地图案63和在其另一个表面上的导电体图案67。在第二印刷线路板53的接地图案上形成了跨过其整个表面的颗粒结构磁性薄膜65。同时，在第二印刷线路板53另一个表面的导电体图案上形成了颗粒结构磁性薄膜65，并且随后被堆积了第一印刷线路板55的一个表面侧。在第一印刷线路板55的另一个表面侧被形成了第三和第四印刷线路板57和59，每一个在其一个侧面上都具有导电体图案67。在这些导电体图案67上形成了颗粒结构磁性薄膜65。
在其上形成了导电体图案67的第四印刷线路板59的表面上形成了第五印刷线路板61。形成绝缘膜71使其覆盖在第五印刷线路板61外表面上形成有导电体图案67之表面的整个表面上，并且形成颗粒结构磁性薄膜65以使其覆盖其整个表面。
在根据本发明第二实施例的具有这种结构的多层线路板69中，从导电体图案67发射的高频波被颗粒结构磁性薄膜65吸收，并且被转换成热，因此能够抑制从多层线路板向外部发射的高频噪声。
该颗粒结构磁性薄膜65表现出导电性并且包括金属磁性体，所以其能够被直接用作为导电体。
而且，根据本发明第二实施例的多层线路板是由在第二印刷线路板55上连续形成的第一、第三、第四、和第五印刷线路板构成的。但是，不用说，具有导电体图案和使用聚酰亚胺作为板的多层印刷线路板可以从开始制备，并且类似地使用诸如环氧树脂等的粘合剂涂覆它们。
下面，参考图8，说明基于用在本发明实施例和其制造方法的特定例子中的颗粒结构磁性体M-X-Y结构。
参考图8，溅射设备73包括靶样品工作台75和板77，其在能够通过真空泵37抽出其中空气的真空室内。靶样品工作台75连接到外部的RF电源79。在靶样品工作台75上是放置其上的靶81和尖端83。在靶样品工作台75和板77之间被设置了挡板45，用以覆盖板77。符号39指定为用于将气体提供给室内部的气体供应单元，同时，符号85指定为用于支撑板77的支撑台。
下面说明制造例子。
(样品2)使用图8所示设备，颗粒结构磁性薄膜通过溅射，在下面的表2所示条件下，被加工在玻璃基板77上。由此获得的溅射膜在真空磁场中经过2小时300℃的热处理以生产出样品2。当该样品2经过X线透视分析时，发现薄膜的成分是Fe72Al11O17。样品2的薄膜厚度是2.0μm,直流电阻率是530μΩ.cm,Hk为1800e(1422A/m),Ms是16800高斯(1.68T)，相对带宽bwr为148％。在样品2的饱和磁化强度和仅仅包括M分量的金属磁性体的饱和磁化强度之间的比率值是72.2％。
表2
为了验证样品的磁性损耗特性，研究了μ-f特性。μ-f特性的测量是通过将样品插入被制成矩形形状的检测线圈并且在施加偏置磁场的同时测量阻抗而完成的。因此，获得了磁性损耗系数μ”的频率特性。
(比较样品2)除了Al2O3芯片的数目做成90之外，比较样品2是通过与样品2相同的方法和相同的条件下获得的。
当如此获得的比较样品2经过X线透视分析时，发现薄膜的成分是Fe86Al6O8。薄膜厚度是1.2μm，比较样品2的直流电阻率是74μΩ.cm,各向异性磁场是220e(1738A/m),Ms是18800高斯(1.88T)。在比较样品2的饱和磁化强度和仅仅包括M分量的金属磁性体的饱和磁化强度之间的比率，即{Ms(M-X-Y)/Ms(M)}×100的值是85.7％。
参考图9，在样品2的μ”-f特性中，峰是很高的，并且分散是尖锐的，在700MHz附近具有高的谐振频率。
参考图10，在μ”-f特性中，比较样品2表现出大的μ”，其反映出饱和磁化强度Ms是大的这个事实。但是，由于比较样品2的阻抗值是低的，涡电流损耗是随着频率的升高产生的。因此，可以证明导磁率(磁性损耗特性)的破坏是从低频区域发展起来的，并且在高频时导磁率特性变差了。
从这些结果可以看出，本发明样品2的磁性体在高频区域表现出非常大的磁性损耗特性。
下面说明使用借助本发明实施例获得的样品1和2来进行验证噪声抑制效果的测试。这些测试对于样品1和2都是等同的，因此仅仅说明用于样品1的测试。
使用验证噪声抑制效果的图11所示的测量系统91，以及使用由具有图5所示导磁率特征的颗粒结构磁性薄膜构成样品1的电磁干扰抑制体，其在一侧面上形成为20mm正方形，具有2.0μm的膜厚，其被直接放置在具有75mm线长和50Ω特征阻抗的微带线上，并且在2端口(Port)之间的传输特征是使用网络分析器(HP 8753D)确定的。符号93指定连接微带线和网络分析器的轴线。结果在下面的表3中给出。
表3导磁率特性
与用作为比较样品的由平面铝硅铁粉粉末和聚合物构成的相同面积的复合磁性片一起，在上面的表3中，给出了颗粒结构磁性薄膜样品1的电磁干扰抑制片的导磁率特性。颗粒结构磁性薄膜样品1的μ”在次微波波段表现了发散，在700MHz附近μ”max的大小近似等于1800。其比比较样品在相同波段表现μ”发散的μ”大近似为600倍。相对带宽bwr比对比实例的带宽要小。当高频电流是通过在紧靠噪声传输通路配置磁性损耗材料和将等效电阻分量赋予该传输通路来抑制时，可以相信，其抑制结果的水平将粗略地正比于μ”的大小和磁性体厚度的积(μ”·δ)，所以，当比较抑制结果时，复合磁性片被用作为比较例子。该复合磁性片的8=1.0mm,μ”≈3，使得μ”·δ值将处在相同的量级。
具体地说，如图11所示，电磁干扰抑制体片89被直接地配置在微带线87上，如虚线89’所示，并且确定了传输特性S21的变化。在图12A和12B中，绘出了当分别采用颗粒结构磁性薄膜样品1的电磁干扰抑制片和复合磁性片时的S21特性。借助颗粒结构磁性薄膜样品1的采用，在和在100MHz之上时S21特性下降，然后在表现出接近2GHz时极小值-10dB之后上升。另一方面，在复合磁性片的情况下，S21特性简单地从几百MHz开始下降，在3GHz时表现出近似为-10dB。这些结果表明S21传输特性是依赖于磁性体的μ”发散以及抑制结果的水平依赖于μ”·δ的乘积。所以，假设磁性体是诸如图13所示的尺寸λ分布不变线，并且，在从传输特性S11和S21发现每单位长度(Δλ)的等效电路常数之后，计算被变换成样品尺寸(λ)的等效电路常数。当磁性体被放置在微带线之上时，正如在本研究中，由于传输特性的变化主要是由于被串联加入的等效电阻分量引起的，找到了等效电阻R并且研究了其频率关系。在图14A和14B中，绘出了本发明中和是比较样品的复合磁性片中等效电阻R的频率变化。在这两种情况下，等效电阻R简单地在次微波带增加，在3GHz变成几十Ω。等效电阻R的频率关系明显具有与从在1GHz附近变成极大的μ”频率分散之趋势的不同趋势，在这两种情况下，但是，除了上面提到的μ”·δ乘积之外，这被认为是反映样品尺寸对波长之比率简单增加的事实。
在本发明实施例中，制造例子是基于溅射或真空蒸发沉积工艺来说明的，但是诸如离子束蒸发沉积或气体沉积的制造方法也可以使用，这里并不局限于某种方法，只要其是本发明磁性损耗材料能够均匀发生作用的方法即可。
而且，在本发明的实施例中，其是沉积薄膜，但是在通过在真空磁场中进行热处理的薄膜加工之后，其性能和特性能够增强。
基于前述，可证明在次微波带表现μ”发散的本发明样品表现出高频电流抑制效果，其等同于具有近似大于500倍之厚度的复合磁性片的效果，并且这预示着，所使用的材料使得在用接近1GHz高速时钟工作的半导电体集成器件等构成的电子元件和易于相互干扰的电子元件之间的以及在使用高频的电子元件和电路器件等中的EMI最小化。
前述的颗粒结构磁性薄膜仅仅涉及Fe86Al6O8，但是可证明，即使替代它，用具有通式M-X-Y之磁性体，其成分为M是Ni,Fe，或者Co,X分量是C,B,Si,Al,Mg,Ti,Zn,Hf,Sr,Nb,Ta，或者稀土元素，或者替换地是它们的混合，以及Y分量是F,N，或者O，或者替代地是它们的混合，本发明的颗粒结构磁性薄膜也能够得出相同的效果。
用在前述实施例中的膜形成方法是溅射法，但是，还能够采用诸如蒸发沉积等的其它方法。另外，诸如离子束沉积或气体沉积的制造方法也可以使用。这里并不局限于某种方法，只要其是能够均匀地实现本发明的颗粒结构磁性薄膜方法即可。
基于本发明，正如前述，线路板能够提供有磁性薄膜，其表现出优良的高频磁性损耗特性，该特性在消除在使用高频的软性线路板中由寄生电磁发射或者电磁噪声引起的干扰是极其有用的。
而且，基于本发明，单层或多层线路板能够提供有磁性薄膜，其表现出优良的高频磁性损耗特性，该特性在消除在使用高频的单层或多层线路板中由寄生电磁发射或者电磁噪声引起的干扰是极其有用的。
权利要求
1．一种线路板，包括绝缘基体材料；其上形成的导电体图案；和在所述导电体图案上形成的磁性薄膜。
2．权利要求1的线路板，其中所述磁性薄膜沿着所述导电体图案的外部表面被形成在所述导电体图案上。
3．权利要求1的线路板，其中所述磁性薄膜被形成有夹在其中间的绝缘层，其覆盖了其上被形成了所述导电体图案的所述线路板的整个表面。
4．权利要求2的线路板，其中所述基体材料是软性材料构成的。
5．权利要求4的线路板，其中所述软性材料是聚酰亚胺。
6．权利要求1的线路板，其中所述磁性薄膜是通过溅射和蒸发沉积的至少一个生成的。
7．权利要求1的线路板，其中所述磁性薄膜的厚度是在0.3μm到20μm的范围内。
8．权利要求1的线路板，其中所述磁性薄膜由具有用M-X-Y表示之成分的磁性损耗材料构成，这里M是至少一个的Fe,Co和Ni,X是除了M或Y之外的至少一个元素，以及Y是至少一个的F,N和O，所述磁性损耗材料是窄带的磁性损耗材料，其中，为所述磁性损耗材料复数导磁率特征之虚部分量的损耗系数μ”的最大值μ”max存在于100MHz到10GHz的频率范围内，和通过标准化在其中心频率上的频带获得的半值宽度μ”50是在200％之内，在该中心频率上的频带中，所述μ”是等于或大于50％所述μ”max。
9．权利要求8的线路板，其中所述磁性损耗材料的X分量是C,B,Si,Al,Mg,Ti,Zn,Hf,Sr,Nb,Ta，和稀土元素的至少一种。
10．权利要求8的线路板，其中，在所述磁性损耗材料中，所述M以颗粒结构形式存在，分散在所述X-Y化合物基质中。
11．权利要求8的线路板，其中具有所述颗粒结构形式的颗粒M的平均颗粒直径是在1nm到40nm的范围内。
12．权利要求8的线路板，其中所述磁性损耗材料表现出600Oe(4.74×104A/m)或更小的各向异性磁场Hk。
13．权利要求8的线路板，其中所述磁性损耗材料是选自Feα-Alβ-Oγ和Feα-Siβ-Oγ。
14．权利要求8的线路板，其中所述磁性损耗材料中饱和磁化强度的大小是在仅仅由M分量构成的金属磁性体之饱和磁化强度的80％到60％的范围内。
15．权利要求8的线路板，其中所述磁性损耗材料表现出在100μΩ.cm到700μΩ.cm范围内的直流电阻率。
16．权利要求1的线路板，其中所述磁性薄膜由具有用M-X-Y表示之成分的磁性损耗材料构成，这里M是Fe,Co和Ni至少一个，X是除了M或Y之外的至少一个元素，以及Y是至少一个的F,N和O，所述磁性损耗材料是宽带的磁性损耗材料，其中，为所述磁性损耗材料复数导磁率特征之虚部分量的损耗系数μ”的最大值μ”max存在于100MHz到10GHz的频率范围内，和相对带宽bwr不小于150％，其中相对带宽bwr是通过提取在μ”为最大μ”maX的50％处的两个频率间的一个频率带宽并标准化在其中心频率的频率带宽而获得的。
17．权利要求16的线路板，其中所述磁性损耗材料中饱和磁化强度的大小是在仅仅由M分量构成的金属磁性体之饱和磁化强度的60％到35％的范围内。
18．权利要求16的线路板，其中所述磁性损耗材料表现出具有大于500μΩ.cm值的直流电阻率。
19．一种线路板，包括包括导电体部件的至少一层的板；和至少在所述板或者所述导电体部件的一部分上配置的磁性薄膜。
20．权利要求19的线路板，其中所述导电体部件具有接地部件，其是接地表面或者是包括在所述板一个表面上配置的接地图案，并且所述接地部件的整个表面被磁性薄膜覆盖。
21．权利要求19的线路板，其中所述导电体部件包括在所述板一个表面上配置的至少一个接地图案或者导电体图案，或者包括在所述板一个表面的整个表面上配置的接地图案，并且所述导电体部件的至少一部分是通过导电磁性薄膜形成的。
22．权利要求19的线路板，其中所述导电体部件包括信号线导电体图案。
23．权利要求22的线路板，其中所述磁性薄膜被形成在所述信号线导电体图案上。
24．权利要求22的线路板，其中所述磁性薄膜的形成使得以没有形成所述信号线导电体图案的部分来与信号线导电体图案分开。
25．权利要求22的线路板，其中所述磁性薄膜采用有夹在其中间的绝缘层，以便覆盖所述导电体图案。
26．权利要求22的线路板，其中所述磁性薄膜是通过溅射和蒸发沉积的至少一个方法加工的。
27．权利要求22的线路板，其中所述磁性薄膜的厚度是在0.3μm到20μm的范围内。
28．权利要求22的线路板，其中所述线路板是包括至少3层结构的多层印刷线路板。
29．权利要求22的线路板，其中所述磁性薄膜由用M-X-Y表示的磁性损耗材料构成，这里M是Fe,Co和Ni至少一个，Y是F,N和O至少一个，以及X是除了M或Y之外的至少一个元素，所述磁性损耗材料是宽带的磁性损耗材料，其中，为所述磁性损耗材料复数导磁率之虚部分量的损耗系数μ”的最大值μ”max存在于100MHz到10GHz的频率范围内，和相对带宽bwr不小于150％，其中相对带宽bwr是通过提取在μ”为最大μ”max的50％处的两个频率间的一个频率带宽并标准化在其中心频率的频率带宽而获得的。
30．权利要求29的线路板，其中所述磁性损耗材料中饱和磁化强度的大小是在仅仅由M分量构成的金属磁性体之饱和磁化强度的60％到35％的范围内。
31．权利要求19的线路板，其中所述磁性损耗材料表现出具有大于500μΩ.cm值的DC电阻率。
32．权利要求22的线路板，其中所述磁性薄膜由具有用M-X-Y表示成分的磁性损耗材料构成，这里M是Fe,Co和Ni至少一个，Y是至少一个的F,N和O，以及X是除了M或Y之外的至少一个元素，所述磁性损耗材料是窄带的磁性损耗材料，其中，为所述磁性损耗材料复数导磁率之虚部分量的损耗系数μ”的最大值μ”max存在于100MHz到10GHz的频率范围内，和相对带宽bwr不大于200％，其中相对带宽bwr是通过提取在μ”为最大μ”max的50％处的两个频率间的一个频率带宽并标准化在其中心频率的频率带宽而获得的。
33．权利要求32的线路板，其中所述磁性损耗材料中饱和磁化强度的大小是在仅仅由M分量构成的金属磁性体之饱和磁化强度的80％到60％的范围内。
34．权利要求32的线路板，其中所述磁性损耗材料表现出在100μΩ.cm到700μΩ.cm范围内的DC电阻率。
35．权利要求32的线路板，其中所述磁性薄膜的X分量是C,B,Si,Al,Mg,Ti,Zn,Hf,Sr,Nb,Ta，和稀土元素的至少一种。
36．权利要求32的线路板，其中，在所述磁性损耗材料中，所述M以颗粒结构形式存在，分散在所述X-Y化合物基质中。
37．权利要求32的线路板，其中具有所述颗粒结构形式的颗粒M的平均颗粒直径是在1nm到40nm的范围内。
38．权利要求32的线路板，其中所述磁性损耗材料表现出600 Oe(5.34×104A/m)或更小的各向异性磁场Hk。
39．权利要求32的线路板，其中所述磁性损耗材料是选自Feα-Alβ-Oγ和Feα-Siβ-Oγ。
全文摘要
一种由磁性材料构成的线路板,包括绝缘基材、其上的导电体图案和具上的磁性薄膜。该磁性薄膜由用M－X－Y表示的磁性损耗材料构成,M是Fe,Co和Ni至少一个,X是除了M或Y外的至少一个元素,Y是F,N和0至少一个,为磁性损耗材料复数导磁率特征之虚部分量的损耗系数μ”的最大值μ”max存在于100MHz到10GHz的频率范围内,相对带宽bwr不大于200%或不小于150%,其中相对带宽bwr是通过提取在μ”为最大μ”max的50%处的两个频率间的一个频率带宽并标准化在其中心频率的频率带宽而获得的。
文档编号H05K3/24GK1321059SQ0111247
公开日2001年11月7日 申请日期2001年4月4日 优先权日2000年4月4日
发明者粟仓由夫, 渡边真也, 白鸟聪, 小野裕司 申请人:株式会社东金