DE60101756T2

DE60101756T2 - Leiterplatte mit körnigem magnetischem Film

Info

Publication number: DE60101756T2
Application number: DE60101756T
Authority: DE
Inventors: Yoshio Sendai-shi Awakura; Shinya Sendai-shi Watanabe; Satoshi Sendai-shi Shiratori; Hiroshi Sendai-shi Ono
Original assignee: NEC Tokin Corp
Current assignee: Tokin Corp
Priority date: 2000-04-04
Filing date: 2001-04-04
Publication date: 2004-12-02
Anticipated expiration: 2021-04-05
Also published as: US6919772B2; NO20011707L; EP1143774A2; NO20011707D0; US20040124005A1; KR100882388B1; SG100666A1; CN100336423C; TWI268125B; MY126823A; US6653573B2; US20040124941A1; EP1143774A3; KR20010095320A; CN1321059A; US6953899B1; US20010037897A1; US6956173B2; DE60101756D1; EP1143774B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich auf Leiterplatten, die magnetische Körper umfassen, welche herausragende Eigenschaften des magnetischen Verlusts bei hohen Frequenzen zeigen, und insbesondere auf Leiterplatten wie flexible Leiterplatten sowie flexible flache Kabel, die Mehrfachschicht- oder Einfachschicht-Leiterplatten oder Körper zur Unterdrückung von Hochfrequenzstrom umfassen, wobei Materialien zum magnetischen Verlust verwendet werden, die herausragende Eigenschaften der komplexen Permeabilität zeigen und wirksam sind zum Unterdrücken der elektromagnetischen Interferenz und der Falsch- bzw. Nebenstrahlung, welche in bei hoher Geschwindigkeit betriebenen wirksamen Vorrichtungen, elektronischen Hochfrequenzkomponenten sowie darauf montierten elektronischen Ausrüstungen problematisch sind.
Beschreibung des verwandten Stands der Technik
In den vergangenen Jahren war das Wachstum von hochintegrierten Halbleitervorrichtungen, die bei hoher Geschwindigkeit betrieben werden, beachtlich. Beispiele schließen den Direktzugriffspeicher (RAM), den Nurlesespeicher (ROM), den Mikroprozessor (MPU), die zentrale Prozessiereinheit (CPU), die bildverarbeitende arithmetische Logikeinheit (IPALU) sowie weitere logische Schaltungsvorrichtungen ein. In diesen aktiven Vorrichtungen werden höhere Geschwindigkeiten bei einer gewaltigen Rate im Sinne der Rechnergeschwindigkeit und der Signalverarbeitungsgeschwindigkeit erzielt, und die elektrischen Signale, die durch die elektronischen Schaltungen hoher Geschwindigkeit voranschreiten, sind zu einer Hauptursache von induktivem und Hoch frequenz-Rauschen geworden aufgrund der damit verbundenen, schnellen Veränderungen der Spannung und des Stroms. In der Zwischenzeit setzt sich der Trend nach leichterem Gewicht, dünnerem Profil und geringerer Größe der elektronischen Komponenten und der elektronischen Ausrüstung schnell und unvermindert fort. In Verbindung mit diesem Trend sind auch die Integrationsgrade, die in Halbleitervorrichtungen erzielt werden, und die höheren Montierdichten der elektronischen Komponenten, die in bedruckten Leitern bzw. Verdrahtungen oder Schaltungsplatten realisiert werden, ebenfalls beachtlich. Folglich kommen elektronische Vorrichtungen und Signalleitungen, die überall dicht integriert oder montiert sind, extrem eng zueinander, und die Situation ist nun eine solche, dass in Verbindung mit der vorher erwähnten, erzielten höheren Signalverarbeitungsgeschwindigkeiten ein Nebenstrahlungsrauschen hoher Frequenz leicht induziert wird.
Die US-A-5435903 offenbart eine amorphe Kobalt/Eisen/Phosphor-Legierung, die auf einer Leiterplatte abzuscheiden ist.
PATENTS ABSTRACT OF JAPAN, Vol. 015, Nr. 323 (E-1101) ( JP 03 120890 A ) und PATENT ABSTRACTS OF JAPAN, Vol. 016, Nr. 521 (E-1285) ( JP 04 196285 A ) offenbaren einen aus Eisen und Nickel gefertigten Magnetfilm hoher Permeabilität, um eine Leiterschaltung einer Leiterplatte zu bedecken.
Die FR-A-2198233 offenbart einen magnetischen Film, der aus einer Legierung wie Eisen/Nickel-Legierung, Aluminium/Eisen-Legierung und Silizium/Eisen-Legierung gefertigt ist und der für ein Induktorelement verwendet wird.
Es sind Probleme mit Falschstrahlung von zu aktiven Vorrichtungen laufenden Leistungszufuhrleitungen in solchen kürzlichen, elektronisch integrierten Vorrichtungen und Leiterplatten herausgestellt worden, wogegen Maßnahmen wie die Einführung von Entkopplungskondensierern oder anderen konzentrierten konstanten Komponenten in die Leistungsleitungen umgesetzt wurden.
Weil jedoch das Rauschen, welches in Ausführungen hoher Geschwindigkeit von elektronischen integrierten Vorrichtungen und Leiterplatten erzeugt wird, harmonische Komponenten enthält, zeigen Signalwege ein verteiltes konstantes Verhalten, und es entstanden Situationen, in denen Maßnahmen gegen das Rauschen, die herkömmliche, konzentrierte konstanten Schaltungen annehmen, unwirksam sind.
Ähnliche Probleme entstanden auch im Inneren von elektronischen Geräten bezüglich Verbindungen zwischen Platten sowie den Flexibelleitungs- oder Druckschaltungs-Platten (FPCs) oder flexibelflachen Kabeln (FFCs) (nachfolgend beides durch den allgemeinen Ausdruck Flexibelleitungs- oder Druckschaltungs-Platte (FPC) in Bezug genommen), die auf elektronischen Komponenten montiert sind.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, flexible Leiterplatten bereitzustellen, die magnetisches Material umfassen, welches gegen die oben beschriebene Falschstrahlung aus Halbleitervorrichtungen und elektronischen Schaltungen, die bei hohen Geschwindigkeiten betrieben werden, wirksam ist.
Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, flexible Leiterplatten bereitzustellen, die Materialien magnetischen Verlusts umfassen, welche einen großen magnetischen Verlustfaktor μ'' zeigen, wodurch wirksame Maßnahmen gegen Falschstrahlung mit einem Magnetkörper kleineren Volumens vollzogen werden können.
Diese Aufgaben werden gelöst durch eine Leiterplatte gemäß Anspruch 1 und durch eine Leiterplatte gemäß Anspruch 2. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen festgelegt.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Schnitt einer flexiblen Leiterplatte gemäß einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung;
2A bis 2E sind Schnitte, die in einer Reihenfolge Prozesse zum Herstellen der in 1 schematisierten, flexiblen Leiterplatte zeigen;
3 ist ein Schnitt einer Mehrfachschicht-Druckleiterplatte gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
4 ist ein Diagramm eines vereinfachten Apparaturaufbaus zum Bilden eines körnigen magnetischen Dünnfilms;
5 ist eine Grafik, die ein Beispiel der Frequenzabhängigkeit von μ'' in einer Probe 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
6 ist ein Schnitt einer Mehrfachschicht-Druckleiterplatte gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
7 ist ein Schnitt einer Mehrfachschicht-Druckleiterplatte gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
8 ist ein Diagramm, das einen vereinfachten Apparaturaufbau zum Bilden eines körnigen magnetischen Dünnfilms zeigt;
9 ist eine Grafik, die ein Beispiel der Frequenzabhängigkeit μ'' in einer Probe 2 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
10 ist eine Grafik, die ein Beispiel der Frequenzabhängigkeit μ'' in einer Vergleichsprobe 2 zeigt;
11 ist eine diagonale Ansicht eines Messsystems zum Beobachten der Unterdrückungswirkung eines Körpers zur Unterdrückung des Hochfrequenzstroms, der ein Material mit magnetischem Verlust gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst;
12A ist eine Grafik der Transmissionseigenschaft (S21) der Probe 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
12B ist eine Grafik der Transmissionseigenschaft (S21) einer magnetischen Composit-Lage, die eine Vergleichsprobe 1 ist;
13 ist ein Diagramm eines Ersatzschaltbildes eines magnetischen Körpers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
14A ist eine Grafik des R-Werts, der aus der Transmissionseigenschaft der Probe 1 berechnet wurde, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
14B ist eine Grafik des R-Werts, der aus der Transmissionseigenschaft einer magnetischen Composit-Lage berechnet wurde, die eine Vergleichsprobe ist.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die Geschichte der vorliegenden Erfindung wird vor der Beschreibung der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung speziell beschrieben.
Die Erfinder, die zuvor einen magnetischen Composit-Körper erfunden haben, der einen großen magnetischen Verlust bei hohen Frequenzen zeigt, fanden eine Methode, wodurch die Erzeugung von Falschstrahlung von zuvor erwähnten Halbleitervorrichtungen und elektronischen Schaltungen etc. wirksam unterdrückt wird, indem dieser magnetische Composit-Körper in der Nähe der Falschstrahlungsquelle eingebracht wird. Aus der kürzlichen Forschung über den wirksamen Mechanismus der Dämpfung von Falschstrahlung unter Verwendung eines solchen magnetischen Verlusts ist bekannt, dass sie darauf beruht, dass Komponenten äquivalenten Widerstands auf die elektronischen Schaltungen angewandt werden, die Quellen von Falschstrahlung bilden. Die Größe der Komponente äquivalenten Widerstands hängt hier von der Größe des magnetischen Verlustfaktors μ'' des magnetischen Körpers ab. Spezieller ist die Größe der Widerstandskomponente, die äquivalent in eine elektronische Schaltung eingebracht wird, grob proportional zu μ'' und der Dicke des magnetischen Körpers, wenn die Fläche des magnetischen Körpers konstant ist. Folglich wird ein größeres μ'' notwendig, um eine gewünschte Dämpfung von Falschstrahlung mit einem kleineren oder dünneren magnetischen Körper zu erhalten.
Um zum Beispiel Maßnahmen gegen Falschstrahlung unter Verwendung eines Körpers magnetischen Verlusts in einem winzigen Be reich wie dem Inneren eines Halbleitervorrichtungsformkörpers zu bewirken, wird ein extrem großer Wert für den magnetischen Verlustfaktor μ'' nötig, weshalb magnetische Körper mit beträchtlich größerem μ'' als herkömmliche Materialien magnetischen Verlusts gesucht worden sind.
Im Verlauf ihrer Forschung über weichmagnetische Materialien unter Verwendung des Zerstäubungs- oder Dampfabscheidungsverfahrens nahmen die Erfinder Notiz von der herausragenden Permeabilität von körnigen Magnetkörpern, bei denen sehr feine magnetische Metallteilchen gleichförmig in einem nichtmagnetischen Körper wie einer Keramik verteilt sind, und unternahmen eine Forschung über die Mikrostrukturen von magnetischen Metallteilchen sowie den nichtmagnetischen Körpern, die sie umgeben. Als einem Ergebnis fanden die Erfinder, dass herausragende magnetische Verlusteigenschaften erhalten werden in Hochfrequenzbereichen, wenn die Konzentration von magnetischen Metallteilchen in einem körnigen Magnetkörper sich in einem bestimmten Bereich befindet.
Nun ist bis heute viel Forschung gemacht worden über granuläre Magnet-Körper mit M-X-Y-Zusammensetzungen (wobei M ein magnetisches Metallelement ist, Y entweder O, N oder F ist, und X ein von M oder Y verschiedenes Element ist), und es ist bekannt, dass diese von niedrigem Verlust sind und eine große Sättigungsmagnetisierung zeigen. In diesen körnigen M-X-Y-Magnetkörpern ist die Größe der Sättigungsmagnetisierung abhängig vom für die M-Komponente berechneten Volumenverhältnis. Deshalb muss das Verhältnis der M-Komponente groß gemacht werden, um eine große Sättigungsmagnetisierung zu erhalten. Aus diesem Grund war das Verhältnis der M-Komponente in einem körnigen M-X-Y-Magnetkörper für eine gewöhnliche Anwendung wie der Verwendung als einem Magnetkern in einer Hochfrequenz-Induktorvorrichtung oder einem Transformer oder dergleichen begrenzt gewesen auf einen Bereich, wodurch eine Sättigungsmagnetisierung von grob 80% oder mehr realisiert werden kann für die Sättigungsmagnetisierung des Massemetall-Magnetkörpers, der ausschließlich aus der M-Komponente besteht.
Die Erfinder studierten das Verhältnis der M-Komponente in kernigen Magnetkörpern mit der M-X-Y-Zusammensetzung (wobei M ein magnetisches Metallelement ist, Y entweder O, N oder F ist, und X ein von M oder Y verschiedenes Element ist) über einen weiten Bereich und fanden als einem Ergebnis, dass mit jedem Zusammensetzungssystem ein großer magnetischer Verlust in Hochfrequenzbereichen ausgeübt wird, wenn das magnetische Metall M innerhalb eines speziellen Konzentrationsbereichs vorliegt.
Ferner ist der höchste Bereich, in dem die M-Komponente eine Sättigungsmagnetisierung von 80% oder größer verglichen zu der Sättigungsmagnetisierung eines Massemetall-Magnetkörpers zeigt, der ausschließlich aus der M-Komponente besteht, der Bereich niedrigen Verlusts bei hoher Sättigungsmagnetisierung des körnigen M-X-Y-Magnetkörpers, der seit einiger Zeit breit untersucht worden ist. Materialien in diesem Bereich werden in mikromagnetischen Vorrichtungen hoher Frequenz wie den oben erwähnten Hochfrequenzinduktoren verwendet, da die Werte sowohl des Realteils der Permeabilität (u') als auch der Sättigungsmagnetisierung groß sind, wohingegen das der X-Y-Komponente zugewiesene Verhältnis, welches den elektrischen Widerstand beeinflusst, gering ist, weshalb der elektrische spezifische Widerstand ebenfalls klein ist. Aus diesem Grund verschlechtert sich die Permeabilität bei hohen Frequenzen in Verbindung mit der Entwicklung des Verlusts des Wirbelstroms im Hochfrequenzbereich, wenn die Filmdicke gering wird, weshalb diese Materialien zur Verwendung in vergleichsweise dicken magnetischen Filmen, wie sie zur Unterdrückung des Rauschens verwendet werden, ungeeignet sind. In dem Bereich des M-Komponentenverhältnisses, der eine Sättigungsmagnetisierung von 80% oder weniger, jedoch von 60% oder mehr der Sättigungsmagnetisierung eines Massemetallmagnetkörpers zeigt, der nur aus der M-Komponente besteht, ist der elektrische spezifische Widerstand vergleichsweise groß bei ungefähr 100 μΩ·cm oder höher. Selbst wenn die Dicke des Ma terials bei der Größenordnung von mehreren μm liegt, ist deshalb der Verlust aufgrund von Wirbelströmen gering, und nahezu der gesamte magnetische Verlust wird auf der natürlichen Resonanz beruhen. Aus diesem Grund wird die Frequenzverteilungsbreite für den magnetischen Verlustfaktor μ'' eng, weshalb solche Materialien sich nur für Rauschen-Gegenmaßnahmen in engbandigen Frequenzbereichen eignen. Dabei wird in dem Bereich des M-Komponentenverhältnisses, wo eine Sättigungsmagnetisierung gezeigt wird, die 60% oder weniger, jedoch 35% oder mehr der Sättigungsmagnetisierung eines Massemetall-Magnetkörpers zeigt, der nur aus der M-Komponente besteht, wird der spezifische elektrische Widerstand sogar noch größer auf ungefähr 500 μΩ·cm oder mehr, sodass der Verlust aufgrund von Wirbelströmen extrem gering wird, und, da die magnetische Wechselwirkung zwischen der M-Komponente gering wird, die thermische Spinstörung wird groß und es entsteht ein Zittern in der Frequenz, in dem die natürliche Resonanz auftritt. Als einer Konsequenz wird der magnetische Verlustfaktor μ'' dazu kommen, dass über einen breiten Bereich ein großer Wert gezeigt wird. Folglich ist dieser Zusammensetzungsbereich geeignet für eine breitbandige Hochfrequenz-Stromunterdrückung.
In Bereichen, in denen das M-Komponentenverhältnis sogar noch kleiner ist als in dem Bereich der vorliegenden Erfindung, wird andererseits eine supernormale Magnetisierung auftreten, da die magnetische Wechselwirkung zwischen M-Komponenten überhaupt kaum auftreten wird.
Wenn ein Material magnetischen Verlusts unmittelbar neben einer elektronischen Schaltung angewandt wird und ein Hochfrequenzstrom zu unterdrücken ist, ist die Gestaltungsnorm des Materials durch das Produkt des magnetischen Verlustfaktors μ'' und der Dicke δ des Materials magnetischen Verlusts gegeben, das heißt μ'' × δ, und das grobe Erfordernis wird μ'' × δ ≥ 1000 (mm) sein, um den Hochfrequenzstrom bei einer Frequenz von mehreren hundert MHz wirksam zu unterdrücken.
Folglich wird mit einem Material magnetischen Verlusts, welches μ'' = 1000 aufweist, eine Dicke von 1 μm oder größer notwendig, weshalb ein Material niedrigen elektrischen Widerstands, das zu einem Wirbelstromverlust neigt, nicht geeignet ist; was jedoch geeignet ist, ist eine Zusammensetzung, durch die der spezifische Widerstand 100 μΩ·cm oder größer wird, das heißt mit dem Zusammensetzungssystem der vorliegenden Erfindung, bei dem das M-Komponentenverhältnis in einem Bereich liegt, wo eine Sättigungsmagnetisierung gezeigt wird, die 80% oder niedriger als die Sättigungsmagnetisierung eines Massemetall-Magnetkörpers ist, der allein aus der M-Komponente besteht, und sich eine supernormale Magnetisierung nicht manifestiert, das heißt ein Bereich, der eine Sättigungsmagnetisierung zeigt, die 35% oder größer ist im Vergleich zu der Sättigungsmagnetisierung des Massemetall-Magnetkörpers, der allein aus der M-Komponente besteht.
Die Erfinder gelangten zu der vorliegenden Erfindung, indem ein solches magnetisches Material bei flexiblen Verdrahtungs- oder Druckschaltungs-Platten angewandt wurde.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Bei 1 weist eine flexible Verdrahtungs- oder Druckschaltungs-Platte 15, die nachfolgend als flexible Verdrahtungs- bzw. Leiterplatte bezeichnet wird, ein flexibles Basismaterial 17, welches aus einem Polyimid oder dergleichen besteht, und Leitermuster 19a, 19b, 19c, 19d, 19e und 19f auf, die auf einer Oberfläche des Basismaterials 17 gebildet sind. Körnige magnetische Dünnfilme 21a, 21b, 21c, 21d, 21e und 21f sind auf den oberen Oberflächen der Leitermuster 19a, 19b, 19c, 19d, 19e und 19f gebildet, um mit jedem der Leitermuster 19a, 19b, 19c, 19d, 19e und 19f übereinzustimmen.
Bei 2A wird eine Kupferfolie 19 durch Rollen gebildet und über eine gesamte Oberfläche des flexiblen Basismaterials 17 appliziert. Anstelle dieser Kupferfolie 19 kann eine Folie eines anderen leitfähigen Metalls verwendet werden, oder es kann eine Folie sein, die durch nicht-elektrolytisches Plattieren bzw. Elektroplattieren oben drauf gebildet wurde.
Bei 2B wird ein körniger magnetischer Dünnfilm 21 mittels Dampfabscheidung gebildet, um die gesamte Oberfläche der Kupferfolie 19 zu bedecken.
Wie in 2C gezeigt wird als nächstes ein Resistmaterial, welches ein UV härtendes Harz umfasst, auf diesem körnigen magnetischen Dünnfilm 21 appliziert und auf ein gewünschtes Muster foto-exponiert. Die anderen Abschnitte als diejenigen, die exponiert wurden, werden mit einem Lösungsmittel entfernt. Je nach Bedarf kann ebenfalls eine Wärmebehandlung ausgeführt werden, und die Resistmuster 23a, 23b, 23c, 23d, 23e und 23f werden gehärtet.
Wie in 2D gezeigt werden der körnige magnetische Dünnfilm 21 und die Kupferfolie 19 entsprechend den Abschnitten, wo die Resistmuster 23a, 23b, 23c, 23d, 23e und 23f auf der oberen Oberfläche nicht gebildet sind, gleichzeitig entfernt, indem entweder die Platte, worauf das Resist angewandt worden ist, in eine Lösung von Eisenchlorid (III) oder ferritischem Chlorid, welches beim gewöhnlichen Kupferätzen verwendet wird, eingetaucht wird, oder indem auf ähnliche Weise eine Lösung von Eisenchlorid (III), welches beim gewöhnlichen Kupferätzen verwendet wird, von der Seite aufgesprüht wird, wo die Resistmuster 23a, 23b, 23c, 23d, 23e und 23f vorliegen.
Die Leitermuster 19a, 19b, 19c, 19d, 19e und 19f werden gebildet, wobei jedes durch die körnigen magnetischen Dünnfilme 21a, 21b, 21c, 21d, 21e und 21f bedeckt wird, wie in 2E gezeigt. Wenn in diesem Zustand ferner die Resists 23a, 23b, 23c, 23d, 23e und 23f entfernt werden, wird eine flexible Leiterplatte wie in 1 gezeigt vervollständigt.
Bei 3 ist eine flexible Leiterplatte 25 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung insofern wie eine herkömmliche flexible Leiterplatte, als Leitermuster 27a, 27b, 27c, 27d und 27e aus Kupfer oder einem anderen leitfähigen Metall auf dem flexiblen Basismaterial 17 aus einem Polyamid oder dergleichen angewandt wird.
Bei der flexiblen Leiterplatte 25 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird jedoch eine Isolierschicht angewandt, die aus einem synthetischen Harz oder dergleichen besteht, um die gesamte Oberfläche der Seite zu bedecken, wo die Leitermuster 27a, 27b, 27c, 27d und 27e angewandt wurden, einschließlich der Leitermuster 27a, 27b, 27c, 27d und 27e, und auf der Oberfläche dieser Isolierschicht wird mittels Dampfabscheidung oder dergleichen über die Gesamtheit davon ein körniger magnetischer Dünnfilm 31 gebildet. Darüber hinaus kann dies bei Bedarf in nur einem Teil gebildet sein.
Bei den flexiblen Leiterplatten 15 und 25 gemäß den ersten und zweiten Ausführungsformen mit solchen Strukturen wie diesen absorbiert der körnige magnetische Dünnfilm elektromagnetische Wellen, die fälschlich aus den Leitermustern emittiert werden, und wandelt sie in Wärme um, so dass die Emission von Hochfrequenzrauschen aus diesen flexiblen Leiterplatten 15 und 25 nach außen unterdrückt werden kann.
Ein von einem Polyimid verschiedenes Harz oder dergleichen kann für das Basismaterial der Leiterplatte verwendet werden, solange es ein synthetisches Harz ist, welches Isoliereigenschaften sowie Flexibilität zeigt.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 4 ein spezielles Beispiel eines Herstellungsverfahrens für den körnigen magnetischen Dünnfilm (Magnetkörper M-X-Y) gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Bei 4 umfasst eine Herstellungsvorrichtung 33 für den körnigen magnetischen Dünnfilm eine Vakuumkammer 35. Die Vakuumkammer 35 umfasst eine Vakuumpumpe 37 zum Abziehen der Luft sowie eine Gaszufuhreinheit 39. Im Inneren der Vakuumkammer 35 sind ein Tiegel 41 und, oberhalb dieses Tiegels 41, eine Platte 43 eingeschlossen. Zwischen der Platte 43 und dem Tiegel 41 ist eine Blende 45 eingebracht.
Als nächstes wird ein Beispiel der Herstellung eines körnigen magnetischen Dünnfilms unter Verwendung der in 4 gezeigten Dampfabscheidungsapparatur für den körnigen magnetischen Dünnfilm beschrieben.
Probe 1
Ein körniger magnetischer Dünnfilm wurde auf einem Basismaterial, welches aus einer Glasplatte 43 bestand, mittels Dampfabscheidung unter den in der Tabelle 1 unten erwähnten Bedingungen unter Verwendung der in 4 gezeigten Dampfabscheidungsapparatur 33 für den körnigen magnetischen Dünnfilm hergestellt, und eine Wärmebehandlung wurde bei 300°C für 2 Stunden in einem Vakuum-Magnetfeld ausgeführt, um die Probe 1 zu erzeugen.
Als die so erhaltene Probe 1 einer fluoroskopischen Röntgenstrahlanalyse unterzogen wurde, wurde eine Zusammensetzung des Films von Fe₇₂Al₁₁O₁₇ gefunden.
Die Filmdicke der Probe 1 betrug 2,0 μm, der spezifische DC-Widerstand betrug 530 μΩ·cm, das anisotrope Magnetfeld Hk betrug 18 Oe (1422 A/m), Ms betrug 16800 Gauss (1,68 T), und die relative Bandbreite bwr betrug 148%. Die relative Bandbreite bwr wird erhalten durch Entnehmen einer Frequenz-Bandbreite zwischen zwei Frequenzen, bei denen der Wert von μ'' 50% des Maximums μ''_max ist, und durch Normieren der Frequenz-Bandbreite bei der Mittelfrequenz davon. Der Wert des Verhältnisses zwischen der Sättigungsmagnetisierung der Probe 1 und der Sättigungsmag netisierung eines metallischen Magnetkörpers, der nur aus der M-Komponente bestand, betrug 72,2%.
Tabelle 1
Um die Eigenschaften des magnetischen Verlusts der erhaltenen Probe 1 zu verifizieren wurde die μf-Eigenschaft untersucht. Die Messung der μf-Eigenschaft erfolgt durch Einbringen der Probe in eine Detektionsspule, die in eine rechteckige Form gebracht wird, und Messen der Impedanz, während ein Vorspannungs-Magnetfeld angelegt wird. Somit werden die Frequenzeigenschaften des magnetischen Verlustfaktors μ'' erhalten.
Vergleichsprobe 1
Vergleichsprobe 1 wurde durch dieselbe Methode und unter denselben Bedingungen wie Probe 1 erhalten, außer dass die Zahl der Al₂O₃-Chips auf 90 gebracht wurde.
Als die so erhaltene Vergleichsprobe 1 der fluoroskopischen Röntgenstrahlanalyse unterzogen wurde, wurde eine Zusammensetzung des Films von Fe₈₆Al₆O₈ gefunden. Die Filmdicke bei der Vergleichsprobe 1 betrug 1,2 μm, der spezifische DC-Widerstand betrug 74 μΩ·cm, das anisotrope Magnetfeld betrug 22 Oe (1738 A/m), und Ms betrug 18800 Gauss (1,88 T). Das Verhältnis zwischen der Sättigungsmagnetisierung des Vergleichsbeispiels 1 und der Sättigungsmagnetisierung eines metallischen Magnetkörpers, der nur aus der M-Komponente bestand, das heißt der Wert von {Ms(M-X-Y)/Ms(M)} × 100, betrug 85,7%.
Die μ''-f-Eigenschaft der Probe 1 der vorliegenden Erfindung ist in 5 aufgetragen. Unter Bezugnahme auf 5 sieht man, dass der Peak sehr groß ist, und dass die Verteilung scharf ist, wobei die Resonanzfrequenz in der Nähe von 700 MHz hoch ist.
Als die μ''-f-Eigenschaft der Vergleichsprobe 1 zum Vergleich untersucht wurde, wurde gefunden, dass sich ein großes μ'' zeigte, was die Tatsache wiederspiegelt, dass die Sättigungsmagnetisierung Ms groß ist, aber auch, dass ein Wirbelstromverlust erzeugt wurde zusammen mit einem Anstieg der Frequenz aufgrund des niedrigen Widerstandswerts der Probe, so dass aus diesem Grund aus dem Niedrigfrequenzbereich eine Verschlechterung der Permeabilitäts- oder Magnetverlust-Eigenschaft auftritt, und dass die Permeabilitätseigenschaften bei hoher Frequenz schwach wurden.
Aus diesen Ergebnissen wird klar, dass der Magnetkörper von Probe 1 der vorliegenden Erfindung Eigenschaften sehr großen magnetischen Verlusts im Hochfrequenzbereich zeigt.
In den ersten und zweiten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die vorangehend beschrieben wurden, wurde darüber hinaus eine FPC-Platte verwendet, jedoch kann die vorliegende Erfindung im Übrigen auch auf flexible flache Kabel (FFCs) mit einem ähnlichen Aufbau angewandt werden.
Bei 6 weist eine Mehrfachschicht-Druckleiter- oder -Zwischenverbindungsplatte 51, die nachfolgend als eine Mehrfachschicht-Druckleiterplatte bezeichnet wird, gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine laminare Struktur auf, wobei erste bis fünfte gedruckte Leiterplatten 53, 55, 57, 59 und 61 übereinander gestapelt sind. Ein körniger magnetischer Dünnfilm 65 ist über die gesamte Oberfläche eines Grundmusters 63 gebildet, welches auf einer Oberfläche der ersten Druckleiterplatte 55 aufgebracht ist, welche aus einem Glas-Epoxy-Material besteht. Ein Leitermuster 67 ist andererseits auf der Oberfläche gebildet, die auf der gegenüberliegenden Seite vom Grundmuster 63 auf der bedruckten Leiterplatte liegt. Auf diesem Leitermuster 67 sind ferner körnige magnetische Dünnfilme 65 gebildet. Und auf jenen Oberflächen ist eine zweite bedruckte Leiterplatte 53, das aus einem Glas-Epoxy-Material gefertigt ist, gebildet. Diese zweite bedruckte Leiterplatte 53 ist im wesentlichen eine isolierende Platte, die kein Leitermuster aufweist. Die zweite bedruckte Leiterplatte 53 besitzt kein Leitermuster 67, weist jedoch den körnigen magnetischen Dünnfilm 65 auf, der über der gesamten Außenoberfläche davon gebildet ist.
Auf der einen Oberflächenseite der ersten bedruckten Leiterplatte 55 ist im Übrigen die andere Oberfläche der dritten bedruckten Leiterplatte 57, die das Leitermuster 67 auf der einen Oberfläche davon umfasst, gestapelt. Dann sind auf dem Leitermuster 67 der dritten bedruckten Leiterplatte 57 die körnigen magnetischen Dünnfilme 65 gebildet. Auf dieser dritten bedruckten Leiterplatte 57 ist die vierte bedruckte Leiterplatte 59 gebildet, die aus einem Glas-Epoxy-Material besteht. Auf der Oberfläche der vierten bedruckten Leiterplatte 59, das heißt auf der gegenüberliegenden Seite von der dritten bedruckten Leiterplatte 57, sind die Leitermuster 67 gebildet, und darauf sind die körnigen magnetischen Dünnfilme 65 gebildet.
Auf der vierten bedruckten Leiterplatte 59 ist die fünfte bedruckte Leiterplatte 61, die aus einem Glas-Epoxy-Material besteht, gebildet. Auf der Oberfläche dieser fünften bedruckten Leiterplatte 61, die sich auf der gegenüberliegenden Seite von der vierten bedruckten Leiterplatte 59 befindet, sind Leiterplatten 67 gebildet, und darauf sind die körnigen magnetischen Dünnfilme 65 gebildet. Auf der Oberfläche, wo keine Leitermuster 67 gebildet sind, sind auch darüber hinaus die körnigen magnetischen Dünnfilme 65 bei Zwischenräumen der Leitermuster 67 gebildet. Die zwischen die Leitermuster angewandten, körnigen magnetischen Dünnfilme 65 können direkt auf der Isolier platte angewandt und als Leiter verwendet werden, selbst ohne Anwendung zum Bilden eines Kontakts auf den Leitermustern 67.
In einer Mehrfachschicht-Leiterplatte gemäß der dritten Ausführungsform mit einem Aufbau wie diesem absorbieren die körnigen magnetischen Dünnfilme 65 die aus den Leitermustern 67 emittierten Hochfrequenzwellen und wandeln diese zu Wärme um. Deshalb kann die Emission von Hochfrequenzrauschen aus der Mehrfachschicht-Leiterplatte nach außen unterdrückt werden.
Die Mehrfachschicht-Leiterplatte gemäß der dritten Ausführungsform ist so strukturiert, dass nach dem Applizieren der ersten und dritten bedruckten Leiterplatten 55 und 57 die zweiten, vierten und fünften bedruckten Leiterplatten oder Isolierschichten in der Reihenfolge gebildet werden. Es versteht sich jedoch von selbst, dass multiple bedruckte Leiterplatten mit einem Glas-Epoxy-Material als der Platte von Anfang an hergestellt werden können und jene unter Verwendung eines Klebstoffs wie einem Epoxyharz oder dergleichen appliziert werden können.
Für die Platten können zum Beispiel auch Polyimide und dergleichen verwendet werden, solange sie synthetische Harze sind, die isolierende Eigenschaften zeigen.
Darüber hinaus kann der körnige magnetische Dünnfilm direkt auf der isolierenden Platte angewandt werden und als Leiter verwendet werden, selbst wenn er nicht auf dem Leitermuster angewandt wird.
Auf 7 bezugnehmend weist eine Mehrfachschicht-Leiterplatte 69 gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erste bis fünfte bedruckte Leiterplatten 55, 53, 57, 59 und 61 mit einem Polyimid als deren Basismaterial auf, die auf laminare Weise gebildet sind. Die unter der ersten bedruckten Leiterplatte 55 angewandte zweite bedruckte Leiterplatte 53 umfasst ein Grundmuster 63 auf einer Oberfläche davon sowie ein Leitermuster 67 auf der anderen Oberfläche davon. Auf dem Grundmuster der zweiten bedruckten Leiterplatte 53 ist ein körniger magnetischer Dünnfilm 65 über der gesamten Oberfläche davon gebildet. Im übrigen sind auf dem Leitermuster der anderen Oberfläche der zweiten bedruckten Leiterplatte 53 körnige magnetische Dünnfilme 65 gebildet, und darauf ist die Seite der einen Oberfläche der ersten bedruckten Leiterplatte 55 gestapelt. Auf der Seite der anderen Oberfläche der ersten bedruckten Leiterplatte 55 sind die dritten und vierten bedruckten Leiterplatten 57 und 59 gebildet, die jeweils Leitermuster 67 auf einer Seite davon aufweisen. Auf jenen Leitermustern 67 sind körnige magnetische Dünnfilme 65 gebildet.
Auf der Oberfläche der vierten bedruckten Leiterplatte 59, auf der die Leitermuster 67 gebildet sind, ist die fünfte bedruckte Leiterplatte 61 gebildet. Ein Isolierfilm 71 ist gebildet, um die gesamte Oberfläche der Oberfläche zu bedecken, wo die Leitermuster 67 auf der äußeren Oberfläche der fünften bedruckten Leiterplatte 61 gebildet sind, und der körnige magnetische Dünnfilm 65 ist so gebildet, dass die gesamte Oberfläche darauf bedeckt ist.
Bei der Mehrfachschicht-Leiterplatte 69 gemäß der vierten Ausführungsform mit einem Aufbau wie diesem werden die aus den Leitermustern 67 emittierten Hochfrequenzwellen durch die körnigen magnetischen Dünnfilme 65 absorbiert und in Wärme umgewandelt, weshalb die Emission von Hochfrequenzrauschen aus der Mehrfachschicht-Leiterplatte nach außen unterdrückt werden kann.
Dieser körnige magnetische Dünnfilm 65 zeigt Leitfähigkeit und umfasst einen metallischen Magnetkörper, weshalb er direkt als einem Leiter verwendet werden kann.
Die Mehrfachschicht-Leiterplatte gemäß der vierten Ausführungsform ist darüber hinaus mit den ersten, dritten, vierten und fünften bedruckten Leiterplatten aufgebaut, die aufeinanderfolgend auf der zweiten bedruckten Leiterplatte 55 gebildet sind.
Es versteht sich jedoch von selbst, dass multiple bedruckte Leiterplatten mit Leitermustern und unter Verwendung eines Polyimids als der Platte von Anfang an hergestellt werden können und diese auf ähnliche Weise unter Verwendung eines Klebstoffs wie einem Epoxyharz oder dergleichen angewandt werden können.
Als nächstes werden, auf 8 bezugnehmend, die körnige M-X-Y-Magnetkörperstruktur, die darauf beruht, dass sie in den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, sowie ein spezielles Beispiel eines Herstellungsverfahrens dafür beschrieben.
Bei 8 umfasst eine Zerstäubungsapparatur 73 eine Targetproben-Tischplattform 75 und eine Platte 77 im Inneren einer Vakuumkammer 35, die dazu in der Lage ist, dass die Luft darin mittels einer Vakuumpumpe 37 abgezogen sein kann. Die Targetproben-Plattform 75 ist mit einer RF-Leistungszufuhr 79 von außen verbunden. Auf der Targetproben-Plattform 75 sind ein Target 81 und eine Spitze 83 darauf platziert. Zwischen der Targetproben-Plattform 75 und der Platte 77 ist eine Blende 45 angebracht, um die Platte 77 zu bedecken. Das Symbol 39 bezeichnet eine Gaszufuhreinheit zum Zuführen von Gas in das Innere der Kammer, während das Symbol 85 eine Trageplatte zum Tragen der Platte 77 bezeichnet.
Als nächstes wird ein Herstellungsbeispiel beschrieben.
Probe 2
Unter Verwendung der in 8 gezeigten Apparatur wurde ein körniger magnetischer Dünnfilm auf der Glasplatte 77 mittels Zerstäubung unter den unten in Tabelle 2 erwähnten Bedingungen hergestellt. Der dadurch erhaltene, zerstäubte Film wurde einer Wärmebehandlung in einem Vakuummagnetfeld für 2 Stunden bei 300°C unter Erhalt der Probe 2 unterworfen. Als diese Probe 2 einer fluoroskopischen Röntgenstrahlanalyse unterzogen wurde, wurde gefunden, dass die Zusammensetzung des Films Fe₇₂Al₁₁O₁₇ war. Die Filmdicke der Probe 2 betrug 2,0 μm, der spezifische DC-Widerstand betrug 530 μΩ·cm, Hk betrug 18 Oe (1422 A/m), Ms betrug 16800 Gauss (1,68 T), und die relative Bandbreite bwr betrug 148%. Der Wert des Verhältnisses zwischen der Sättigungsmagnetisierung des Beispiels 2 und der Sättigungsmagnetisierung eines metallischen Magnetkörpers, der allein aus der M-Komponente bestand, betrug 72,2%.
Tabelle 2
Um die Eigenschaften des magnetischen Verlusts der Probe zu verifizieren wurde die μ-f-Eigenschaft untersucht. Die Messung der μ-f-Eigenschaft erfolgt durch Einbringen der Probe in eine Detektionsspule, die in eine rechteckige Form gebracht wurde, und Messen der Impedanz, während ein Vorspannungs-Magnetfeld angelegt wird. Somit werden die Frequenzeigenschaften des magnetischen Verlustfaktors μ'' erhalten.
Vergleichsprobe 2
Die Vergleichsprobe 2 wurde durch dieselbe Methode und unter denselben Bedingungen wie die Probe 2 erhalten, außer dass die Zahl der Al₂O₃-Chips auf 90 gebracht wurde.
Als die so erhaltene Vergleichsprobe 2 der fluoroskopischen Röntgenstrahlanalyse unterzogen wurde, wurde gefunden, dass die Zusammensetzung des Films Fe₈₆Al₆O₈ war. Die Filmdicke betrug 1,2 μm, der spezifische DC-Widerstand der Vergleichsprobe 2 betrug 74 μΩ·cm, das anisotrope Magnetfeld betrug 22 Oe (1738 A/m), und Ms betrug 18800 Gauss (1,88 T). Das Verhältnis zwischen der Sättigungsmagnetisierung der Vergleichsprobe 2 und der Sättigungsmagnetisierung eines metallischen Magnetkörpers, der allein aus der M-Komponente bestand, das heißt der Wert von {Ms(M-X-Y)/Ms(M)} × 100, betrug 85,7%.
Bei 9 ist bei der μ''-f-Eigenschaft der Probe 2 der vorliegenden Erfindung der Peak sehr hoch, und die Verteilung ist scharf, wobei die Resonanzfrequenz in der Nähe von 700 MHz hoch ist.
Auf 10 bezugnehmend zeigt bei der μ''-f-Eigenschaft die Vergleichsprobe 2 ein großes μ'', was die Tatsache wiederspiegelt, dass die Sättigungsmagnetisierung Ms groß ist. Da der Widerstandswert der Vergleichsprobe 2 jedoch niedrig ist, werden Wirbelstromverluste erzeugt, wenn die Frequenz ansteigt. Somit wird deutlich, dass eine Verschlechterung bei der Permeabilität (Eigenschaft magnetischen Verlusts) sich aus dem Niedrigfrequenzbereich entwickelte, und dass die Permeabilitätseigenschaften bei hohen Frequenzen schwach wurde.
Aus diesen Ergebnissen wird deutlich, dass der Magnetkörper der Probe 2 der vorliegenden Erfindung in Hochfrequenzbereichen sehr hohe Magnetverlusteigenschaften zeigt.
Als nächstes werden Tests beschrieben, die erfolgten, um die Wirksamkeit der Rauschunterdrückung unter Verwendung der in den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erhaltenen Proben 1 und 2 zu verifizieren. Diese Tests waren für die Proben 1 und 2 identisch, weshalb lediglich die Tests für die Probe 1 beschrieben werden.
Es wurde das in 11 gezeigte Messsystem 91 zum Verifizieren der Wirksamkeit der Rauschunterdrückung verwendet, und es wurde ein Körper zur Unterdrückung elektromagnetischer Interferenz verwendet, der die Probe 1 eines körnigen magnetischen Dünnfilms mit der in 5 gezeigten Permeabilitätseigenschaft einschloss, welcher in einem 20 mm-Quadrat auf einer Seite gebildet wurde mit einer Filmdicke von 2,0 μm, welcher direkt oberhalb einer Mikrostreifenleitung mit einer Leitungslänge von 75 mm und einer charakteristischen Impedanz von 50 Ω platziert wurde, und die Transmissionseigenschaften zwischen zwei Anschlüssen wurden unter Verwendung eines Netzwerkanalysegeräts (HP 8753D) bestimmt. Das Symbol 93 bezeichnet eine Koaxialleitung, die die Mikrostreifenleitung und das Netzwerkanalysegerät verbindet. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 3 unten gegeben.
Tabelle 3 Permeabilitäts-Eigenschaften
In der obigen Tabelle 3 werden die Permeabilitäts-Eigenschaften der Lage zur Unterdrückung elektromagnetischer Interferenz der körnigen magnetischen Dünnfilm-Probe 1 angegeben zusammen mit den Eigenschaften für eine magnetische Composit-Lage derselben Fläche, die – verwendet als einer Vergleichsprobe – aus flachem Sendust-Pulver und einem Polymer bestand. Das μ'' der körnigen magnetischen Dünnfilm-Probe 1 zeigt eine Verteilung im Sub-Mikrowellenband mit der Größe von μ''_max = ungefähr 1800 in der Nähe von 700 MHz. Dies ist ungefähr 600-mal größer als das μ'' der Vergleichsprobe, die eine μ''-Verteilung in demselben Band zeigt. Ferner ist die relative Bandbreite bwr im Vergleich zu derjenigen der Vergleichsprobe gering. Wenn Hochfrequenzströme unterdrückt werden durch Anwenden eines Materials magnetischen Verlusts unmittelbar in der Nähe eines Rauschtransmissionswegs und durch Einbringen einer äquivalenten Widerstandskomponente in den Transmissionsweg unterdrückt werden, wird angenommen, dass der Grad der Unterdrückungswirkung grob proportional zu dem Produkt der Größe von μ'' und der Dicke des magnetischen Körpers (μ''·δ) ist, weshalb beim Vergleich von Unterdrückungswirkungen eine magnetische Composit-Lage als das Vergleichsbeispiel verwendet wurde, bei der δ = 1,0 mm bei μ'' = 3, so dass der Wert von μ''·δ in derselben Größenordnung liegen wird.
Spezieller wurde, wie in 11 gezeigt, eine Lage eines Körpers zur Unterdrückung elektromagnetischer Interferenz 89 direkt über einer Mikrostreifenleitung 87 angewandt, wie durch die gepunktete Linie 89' angezeigt, und die Veränderungen in der Transmissionseigenschaft S₂₁ wurden bestimmt. In 12A und 12B sind die S₂₁-Eigenschaften aufgetragen, als jeweils die Lage des Körpers zur Unterdrückung elektromagnetischer Interferenz der körnigen magnetischen Dünnfilm-Probe 1 und der magnetischen Composit-Lage angewandt wurden. Bei der Anwendung der körnigen magnetischen Dünnfilm-Probe 1 nimmt die S₂₁-Eigenschaft bei und unterhalb von 100 MHz ab, nimmt dann zu, nachdem in der Nähe von 2 GHz ein extrem kleiner Wert von –10 dB gezeigt wird. Im Fall der magnetischen Composit-Lage nimmt andererseits die S₂₁-Eigenschaft von mehreren hundert MHz an ab, bei 3 GHz ungefähr –10 dB zeigend. Diese Ergebnisse geben an, dass sowohl die S₂₁-Transmissionseigenschaft von der μ''-Verteilung des magnetischen Körpers abhängt, als auch dass der Grad der Unterdrückungswirkung vom Produkt μ''·δ abhängt. Daraufhin wurde angenommen, dass der magnetische Körper einer wie in 13 gezeigten Linie einer Verteilungskonstante einer Dimension λ entsprach, und nach dem Auffinden der äquivalenten Schaltungskonstante pro Einheitslänge (Δλ) aus den Transmissionseigenschaften S₁₁ und S₂₁ wurde die in die Probendimension (λ) umgewandelte, äquivalente Schaltungskonstante berechnet. Als ein magnetischer Körper wie in dieser Untersuchung oberhalb einer Mikrostreifenleitung platziert wurde, wurde der äquivalente Widerstand R gefunden und die Frequenzabhängigkeit davon wurde untersucht, weil die Veränderungen in der Transmissionseigenschaft hauptsächlich auf der äquivalenten Widerstandskomponente beruhen, die in Reihe addiert wird. In 14A und 14B sind die Frequenzveränderungen des äquivalenten Widerstands R bei der vorliegenden Erfindung und bei der magnetischen Composit-Lage, die die Vergleichsprobe darstellt, aufgetragen. In beiden Fällen nimmt der äquivalente Widerstand R im Sub-Mikrowellenband einfach zu und beläuft sich bei 3 GHz auf mehrere Zig Ω. Die Frequenzabhängigkeit des äquivalenten Widerstands R scheint einen von der Frequenzverteilung μ'' unterschiedlichen Lauf zu nehmen und wird in der Nähe von 1 GHz in beiden Fällen extrem groß, doch es wird angenommen, dass dies ein Ergebnis des Widerspiegelns der Tatsache ist, dass zusätzlich zu dem zuvor erwähnten μ''·δ-Produkt das Verhältnis der Probendimensionen zu der Wellenlänge einfach ansteigt.
In den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden Herstellungsbeispiele angegeben, die auf Zerstäubungs- oder Vakkuumdampfabscheidungs-Prozeduren beruhen, jedoch können auch solche Herstellungsverfahren wie die Ionenstrahldampfabscheidung oder die Gasabscheidung verwendet werden, und es gibt hinsichtlich des Verfahrens keine Begrenzung, solange es eines ist, wodurch das Material magnetischen Verlusts der vorliegenden Erfindung gleichförmig erzielt werden kann.
In den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist es ferner ein Film so wie er abgeschieden ist, jedoch können die Leistungsfähigkeit und die Eigenschaften gesteigert werden nach der Filmherstellung, indem eine Wärmebehandlung in einem Vakuummagnetfeld ausgeführt wird.
Aus dem vorangehenden wird deutlich, dass die Proben der vorliegenden Erfindung, die eine μ''-Verteilung im Sub-Mikrowellenband zeigen, eine Hochfrequenzstrom-Unterdrückungswirkung zeigen, die äquivalent zu derjenigen einer magnetischen Composit-Lage mit einer Dicke ist, die unge fähr 500-mal größer ist, und dass solche Materialien vielversprechend sind zur Verwendung zur Minimierung von EMI, zwischen elektronischen Komponenten, die integrierte Halbleitervorrichtungen und dergleichen umfassen, welche mit einem in der Nähe von 1 GHz laufenden Hochgeschwindigkeitstakt betrieben werden, sowie elektronischen Komponenten, die wechselseitig gegenüber einer Interferenz empfindlich sind, und in elektronischen Komponenten und Schaltungsvorrichtungen und dergleichen, welche hohe Frequenzen verwenden.
Die zuvor beschriebenen, körnigen Magnetfilme beziehen sich nur auf Fe₈₆Al₆O₈, jedoch ist sicher, dass der körnige magnetische Dünnfilm der vorliegenden Erfindung dieselben Wirkungen selbst dann hervorbringen kann, wenn statt dessen die Komponenten des magnetischen Körpers mit der allgemeinen Formel M-X-Y so sind, dass M Ni, Fe oder Co ist, die X-Komponente C, B, Si, Al, Mg, Ti, Zn, Hf, Sr, Nb, Ta oder ein Seltenerdelement ist oder alternativ eine Mischung von diesen ist, und die Y-Komponente F, N oder O oder alternativ eine Mischung von diesen ist.
Das in den zuvor beschriebenen Ausführungsformen verwendete Filmbildungsverfahren war die Zerstäubung bzw. das Sputtering, jedoch können ebenso andere Verfahren wie die Dampfabscheidung oder dergleichen angewandt werden. Ferner können auch solche Herstellungsverfahren wie die Ionenstrahlabscheidung oder die Gasabscheidung verwendet werden. Es gibt bezüglich des Verfahrens keine Begrenzung, solange es eines ist, wodurch der körnige magnetische Dünnfilm der vorliegenden Erfindung gleichförmig verwirklicht werden kann.
Auf der Basis der vorliegenden Erfindung, wie sie vorangehend beschrieben ist, können Leiterplatten bereitgestellt werden, die magnetische Dünnfilme aufweisen, welche herausragende Eigenschaften des Hochfrequenz-Magnetverlusts zeigen, was extrem nützlich ist bei der Auslöschung der Interferenz, die durch elektromagnetische Falsch- bzw. Nebenemission oder durch elekt romagnetisches Rauschen bei flexiblen Leiterplatten, die Hochfrequenzen verwenden, verursacht wird.
Auf der Basis der vorliegenden Erfindung können ferner Einfachschicht- oder Mehrfachschicht-Leiterplatten bereitgestellt werden, die magnetische Dünnfilme aufweisen, welche herausragende Eigenschaften des Hochfrequenz-Magnetverlusts zeigen, die extrem nützlich sind bei der Auslöschung der Interferenz, die durch elektromagnetische Falsch- bzw. Nebenemissionen oder elektromagnetisches Rauschen in Einfachschicht- oder Mehrfachschicht-Leiterplatten, die hohe Frequenzen verwenden, verursacht wird.

Claims

Leiterplatte (15; 25; 51; 69) mit: einer Platte von mindestens einer Schicht, die ein Leiterteil (19a–19f; 27a–27e; 64) einschließt; und magnetischen Dünnfilmen (21a–21f; 31; 65), die auf mindestens einem Teil der Platte angewandt werden, dadurch gekennzeichnet, dass: der magnetische Dünnfilm (21a–21f; 31; 65) aus einem Material magnetischen Verlusts aufgebaut ist, welches durch M-X-Y wiedergegeben ist, worin M mindestens eines von Fe, Co und Ni ist, Y mindestens eines von F, N und 0 ist, und X mindestens ein von M oder Y verschiedenes Element ist, das Material magnetischen Verlusts ein Breitband-Material magnetischen Verlusts ist, bei dem der Maximalwert μ''_max des Verlustfaktors μ'', das heißt der Imaginärteil der komplexen Permeabilitätseigenschaft des Materials magnetischen Verlusts, innerhalb eines Frequenzbereichs von 100 MHz bis 10 GHz vorliegt, eine relative Bandbreite bwr nicht kleiner als 150 ist, wobei die relative Bandbreite bwr erhalten wird durch Entnehmen einer Frequenz-Bandbreite zwischen zwei Frequenzen, bei denen der Wert von μ'' 50% des Maximums μ''_max ist, und Normieren der Frequenz-Bandbreite bei der Mittelfrequenz davon, und wobei in dem Material magnetischen Verlusts das M in einer körnigen Form vorliegt, die in einer Matrix der X-Y-Mischung bzw. -Mischung verteilt ist.
Leiterplatte (15; 25; 51; 69) mit: einer Platte von mindestens einer Schicht, die ein Leiterteil (19a–19f; 27a–27e; 64) einschließt; und magnetischen Dünnfilmen (21a–21f; 31; 65), die auf mindestens einem Teil der Platte angewandt werden, dadurch gekennzeichnet, dass: der magnetische Dünnfilm (21a–21f; 31; 65) aus einem Material magnetischen Verlusts aufgebaut ist, welches durch M-X-Y wiedergegeben ist, worin M mindestens eines von Fe, Co und Ni ist, Y mindestens eines von F, N und 0 ist, und X mindestens ein von M oder Y verschiedenes Element ist, das Material magnetischen Verlusts ein Engband-Material magnetischen Verlusts ist, bei dem der Maximalwert μ''_max des Verlustfaktors μ'', das heißt der Imaginärteil der komplexen Permeabilitätseigenschaft des Materials magnetischen Verlusts, innerhalb eines Frequenzbereichs von 100 MHz bis 10 GHz vorliegt, eine relative Bandbreite bwr nicht größer als 200% ist, wobei die relative Bandbreite bwr erhalten wird durch Entnehmen einer Frequenz-Bandbreite zwischen zwei Frequenzen, bei denen der Wert von μ'' 50% des Maximums μ''_max ist, und Normieren der Frequenz-Bandbreite bei der Mittelfrequenz davon, und wobei in dem Material magnetischen Verlusts das M in einer körnigen Form vorliegt, die in einer Matrix der X-Y-Mischung bzw. -Mischung verteilt ist.
Leiterplatte gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Leiterteil einen Grundteil (63) aufweist, das entweder eine Grundoberfläche ist oder das Grundmuster umfasst, die auf einer Oberfläche der Platte angewandt sind, und wobei die gesamte Oberfläche des Grundteils mit einem magnetischen Dünnfilm (65) bedeckt ist.
Leiterplatte gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Leiterteil mindestens Grundmuster (63) oder Leitermuster (67) umfasst, die auf einer Oberfläche der Platte angewandt sind, oder eine Grundoberfläche umfasst, die über der Gesamtheit einer Oberfläche der Platte angewandt ist, und wobei mindestens ein Teil des Leiterteils durch einen elektrisch leitenden, magnetischen Dünnfilm (65) gebildet ist.
Leiterplatte gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Leiterteil Signalleitungs-Leitermuster (19a–19f; 27a–27e; 67) umfasst.
Leiterplatte gemäß Anspruch 5, wobei der magnetische Dünnfilm (21a–21f; 31; 65) auf den Signalleitungs-Leitermustern (19a–19f; 27a–27e; 67) gebildet ist.
Leiterplatte gemäß Anspruch 5, wobei die magnetischen Dünnfilme so gebildet sind, dass sie von den Signalleitungs-Leitermustern in Abschnitten getrennt sind, wo die Signalleitungs-Leitermuster nicht gebildet sind.
Leiterplatte gemäß Anspruch 5, wobei der magnetische Dünnfilm (31; 65) mit einer Isolierschicht (29; 71) angewandt ist, die dazwischen gelegt ist, um die Leitermuster (27a–27e; 67) zu bedecken.
Leiterplatte gemäß Anspruch 5, wobei der magnetische Dünnfilm durch mindestens eines der Verfahren Zerstäubung und Dampfabscheidung hergestellt ist.
Leiterplatte gemäß Anspruch 5, wobei der magnetische Dünnfilm eine Dicke innerhalb eines Bereichs von 0,3 μm bis 20 μm aufweist.
Leiterplatte gemäß Anspruch 5, wobei die Leiterplatte eine Mehrfachschicht-Druckleiterplatte (51, 69) ist, die eine Struktur von mindestens 3 Schichten (53, 55, 57, 59, 61) umfasst.
Leiterplatte gemäß Anspruch 1, wobei die Größe der Sättigungsmagnetisierung im Material magnetischen Verlusts in einem Bereich von 60% bis 35% der Sättigungsmagnetisierung eines metallischen Magnetkörpers, der allein aus der M-Komponente besteht, liegt.
Leiterplatte gemäß Anspruch 1, wobei das Material magnetischen Verlusts einen spezifischen elektrischen DC-Widerstand mit einem Wert von größer als 500 μΩ·cm zeigt.
Leiterplatte gemäß Anspruch 2, wobei die Größe der Sättigungsmagnetisierung im Material magnetischen Verlusts in einem Bereich von 80% bis 60% der Sättigungsmagnetisierung eines metallischen Magnetkörpers, der allein aus der M-Komponente besteht, liegt.
Leiterplatte gemäß Anspruch 2, wobei das Material magnetischen Verlusts einen spezifischen elektrischen DC-Widerstand zeigt, der innerhalb eines Bereichs von 100 μΩ·cm bis 700 μΩ·cm liegt.
Leiterplatte gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die X-Komponente des magnetischen Dünnfilms (21a–21f; 31; 65) mindestens eines von C, B, Si, Al, Mg, Ti, Zn, Hf, Sr, Nb, Ta und der Seltenerdelemente ist.
Leiterplatte gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der mittlere Teilchendurchmesser der M-Teilchen mit der körnigen Form im Bereich von 1 nm bis 40 nm liegt.
Leiterplatte gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Material magnetischen Verlusts ein anisotropes Magnetfeld Hk von 600 Oe (5,34 × 10⁴ A/m) oder weniger zeigt.
Leiterplatte gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Material magnetischen Verlusts aus Fe_α-Al_β-O_γ und Fe_α-Si_β-O_γ ausgewählt ist.