CN106797699A - 磁介电基板、电路材料和具有其的组件 - Google Patents

磁介电基板、电路材料和具有其的组件 Download PDF

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Abstract

磁介电基板包括第一介电层；与第一介电层间隔开的第二介电层；以及布置在第一介电层和第二介电层之间并与第一介电层和第二介电层密切接触的至少一个磁性增强层。

Description

磁介电基板、电路材料和具有其的组件
背景技术
本公开内容总体涉及磁介电基板，具体涉及使用磁介电基板的覆金属电路材料，并且更具体地涉及使用覆金属电路层压板的天线，其中覆金属电路层压板采用磁介电基板。
较新的设计和制造技术已驱使电子部件的尺寸越来越小，例如电子集成电路芯片上的电感器，电子电路，电子封装，模块和壳体，以及UHF、VHF和微波天线。天线尺寸减小已特别成问题，并且天线在尺寸上没有以与其他电子部件相当水平减小。减小电子部件尺寸的一条途径是使用磁介电材料作为基板。特别地，已广泛研究了铁氧体、铁电体和多铁性材料作为具有增强的微波特性的功能材料。然而，这些材料不完全令人满意的是，其可能无法提供期望带宽或者不具有用于给定应用的期望机械性能。
因此，本领域中保持对具有低介电和磁损耗、低功率消耗、低偏置电场或磁场以及改善的机械特性的磁介电基板的需要。如果前述材料用现有制造工艺可容易地加工和集成，则这将是又一优点。
发明内容
本发明的一个实施方式包括磁介电基板，其具有第一介电层；与第一介电层间隔开的第二介电层；以及布置在第一介电层和第二介电层之间并与第一介电层和第二介电层密切接触的至少一个磁性增强层。
当结合附图时，根据以下详细描述，上述特征和优点以及其他特征和优点是显而易见。
附图说明
参照示例性非限制性附图，其中相同元件在附图中被相同地标号：
图1描绘了根据一个实施方式的具有磁性层的磁介电基板的截面视图；
图2描绘了根据一个实施方式的使用图1的磁介电基板的覆金属电路材料的截面视图；
图3描绘了根据一个实施方式的具有图案化补片的图2的覆金属电路层压板的截面视图；
图4A描绘了图1的一部分的局部视图，为清楚起见省略了交叉阴影细节，描绘了根据一个实施例的磁性层的实施方式的放大视图；
图4B描绘了图1的一部分的替选局部视图，为清楚起见省略了交叉阴影细节，描绘了根据一个实施方式的磁性层的替选实施例的放大视图；
图4C描绘了图1的一部分的替选局部视图，为清楚起见省略了交叉阴影细节，描绘了根据一个实施方式的磁性层的替选实施例的放大视图；
图4D描绘了图1的一部分的替选局部视图，为清楚起见省略了交叉阴影细节，描绘了根据一个实施方式的磁性层的替选实施例的放大视图；
图4E描绘了图1的一部分的替选局部视图，为清楚起见省略了交叉阴影细节，描绘了根据一个实施方式的磁性层的替选实施例的放大视图；
图5描绘了根据一个实施方式的图2和图4C的覆金属电路层压板的一部分的横截面视图，为清楚起见省略了交叉阴影细节；
图6A描绘了根据一个实施方式的天线的等距视图；
图6B描绘了根据一个实施方式的图6A的天线的侧视图；
图6C描绘了根据一个实施方式的图6A的天线的顶视图；
图7描绘了示出一个实施方式的性能优势的H场平面的比较波束宽度；
图8描绘了示出一个实施方式的性能优势的E场平面的比较波束宽度；以及
图9描绘了示出一个实施方式的性能优势的比较阻抗带宽和增益带宽。
具体实施方式
本文中描述了磁介电基板和包括所述基板的电子装置(例如，电路材料和天线)，其中所述磁介电基板包括布置在介电材料中的增强磁性层。在所述基板中使用磁性增强层出乎意料地提供了与优异的机械特性结合的优异磁电子特性。所述基板还可通过容易集成到用于电子装置的当前制造方法中的方法来加工。
如各个附图和所附文本所示及所述，磁介电基板具有布置在介电层内并与其密切接触的磁性增强层。通常，磁性增强层居中地布置在介电层中，并且具有提供第一介电层和第二介电层的结构增强的结构。在一个实施方式中，将导电层附加地布置在磁介电基板的侧面上，以提供可被构造成用于各种电子装置的单覆层电路材料。例如，可将导电层图案化以提供电路。在另一个实施方式中，磁介电基板夹在导电接地层(接地平面)与导电元件(补片)之间，提供双覆层电路材料和布置成与所述补片信号通信的信号线(例如，同轴电缆或馈线带)，以形成具有提高的带宽的小型化高频天线的基本结构。
单覆层电路材料可通过如下方式来形成：形成增强磁性层；将第一和第二介电层浇铸或层压在磁性层上；并且将导电层粘附或层压至第一或第二介电层。双覆层电路材料可通过如下方式来形成：形成磁性层；将第一和第二介电层浇铸或层压在磁性层上；并且将第一和第二导电元件同时或顺序施加至第一和第二介电层。
图1描绘了磁介电基板10的一个实施例，基板10具有第一介电层100；与第一介电层100均匀间隔开的第二介电层200；以及布置在第一介电层100与述第二介电层200之间并与第一介电层100与述第二介电层200密切接触的磁性增强层300。可选地存在附加介电层(一般由标号300来描述)以向基板提供期望特性。
虽然磁性增强层300在图1中通过具有“线厚度”的波浪线来描绘，但将根据本文公开内容理解，这样的描绘是为了一般的说明性目的，并且不旨在限制本文中公开的实施方式的范围。例如，在一个实施方式中，第一介电层100、第二介电层200和磁性增强层300可以在结构上各自为连续平面；或者磁性增强层300可为编织或非编织纤维材料，该纤维材料允许通过增强材料层300中的孔隙第一介电层100和第二介电层200之间接触；或者磁性增强层300可为用聚合物浸渍的磁性编织材料。因此，在一个实施方式中，第一介电层100在结构上宏观地面内连续，第二介电层200在结构上宏观地面内连续，并且磁性增强层300至少部分地在结构上宏观地面内连续。如在本文中使用的，术语至少部分地在结构上宏观地面内连续包括以下二者：固体层；和可具有宏观孔隙的纤维层(例如，编织或非编织层)。当磁性增强层300为固体层时，第一介电层100与第二介电层200完全被分开。当磁性增强层为编织或非编织织物的形式时，术语“第一介电层100”和“第二介电层200”指磁性增强层300每个侧面上的区域，并且不将各实施方式限制于两个分立层。在一个实施方式中，磁性层300具有包括面内磁各向异性的材料特征。图1描绘了细部1000，其在下文中参照图4A、4B、4C、4D和4E来描述。
如下文中进一步详述的，磁性增强层300包含组合形式的磁性材料和增强材料。如下文中进一步描述的，第一和第二介电层100、200包含聚合物介电组合物。
磁介电基板10在各种电子装置的制造中是有用的。在一个实施方式中，如下文中进一步描述的，单覆层电路材料包括磁介电基板10和布置在基板10的侧面上的导电金属层。如下文中进一步详述的，图案化导电层提供电路。
图2描绘了图1的磁介电基板10，其夹在电导体20与电导体30之间以形成双覆层电路材料50。在一个实施方式中，导体20和导体30用作导电接地层20和导电元件30，这将在下文中更详细地论述。
图3描绘了具有通过蚀刻、研磨或任何其他适当的方法图案化的双覆层电路材料50，这将在下文中更详细地论述。如本文中使用的，术语“图案化”包括这样的布置：其中导电元件30具有线内(in-line)和面内导电不连续32。
纤维可包含磁性材料，例如六角铁氧体磁性材料。六角铁氧体磁性材料可包含Sr、Ba、Co、Ni、Zn、V、Mn、或者包含前述中至少一者的组合，特别是Ba和Co。磁性材料可包含铁磁性材料，例如铁氧体、铁氧体合金、钴、钴合金、铁、铁合金、镍、镍合金、或者包含前述磁性材料中至少一者的组合。磁性材料可包含六角铁氧体、磁铁矿(Fe3O4)和MFe2O4，其中M包括Co、Ni、Zn、V和Mn，特别是Co、Ni和Mn中的至少一者。磁性材料可包含式MxFeyOz的金属铁氧化物，例如MFe12O19、Fe3O4、MFe24O41或MFe2O4，其中M为Sr、Ba、Co、Ni、Zn、V和Mn；特别是，Co、Ni和Mn；或者包含前述中至少一者的组合。如本领域中已知的，六角铁氧体是具有六角结构的磁性铁氧化物，其可包含Al、Ba、Bi、Co、Ni、Ir、Mn、Mg、Mo、Nb、Nd、Sr、V、Zn、Zr、或者包含前述一者或更多者的组合。六角铁氧体的不同类型包括，但不限于：M型铁氧体，例如BaFe12O19(BaM或钡铁氧体)、SrFe12O19(SrM或锶铁氧体)和钴-钛取代的M铁氧体、Sr-或BaFe12-2xCoxTixO19(CoTiM)；Z型铁氧体(Ba3Me2Fe24O41)，例如Ba3Co2Fe24O41(Co2Z)；Y型铁氧体(Ba2Me2Fe12O22)，例如Ba2Co2Fe12O22(Co2Y)或Mg2Y；W型铁氧体(BaMe2Fe16O27)，例如BaCo2Fe16O27(Co2W)；X型铁氧体(Ba2Me2Fe28O46)，例如Ba2Co2Fe28O46(Co2X)；和U型铁氧体(Ba4Me2Fe36O60)，例如Ba4Co2Fe36O60(Co2U)，其中在前式中，Me为+2价铁，并且Ba可被Sr取代。特定铁氧体还包含Ba和Co，可选地连同一种或更多种其他二价阳离子(取代或掺杂)。磁性材料可包含铁磁性钴碳化物(例如，Co2C和Co3C相)，例如，钡钴Z型六角铁氧体(Co2Z铁氧体)。磁性材料可以以纤维和颗粒中一者或二者的形式存在。
在一个实施方式中，参照图4A中的细部1000，磁性增强层300为纤维磁性层400。在该实施方式中，多种纤维为例如如上所述的磁性材料。纤维可包括铁氧体纤维、铁氧体合金纤维、钴纤维、钴合金纤维、铁纤维、铁合金纤维、镍纤维和镍合金纤维。在一个实施方式中，纤维为六角铁氧体、磁铁矿(Fe3O4)或MFe2O4，其中M为Co、Ni、Zn、V或Mn中的至少一者，特别是Co、Ni或Mn中的至少一者。在本文使用的任一磁性材料中，可存在例如铂、铝和氧，或者镧系元素的顺磁元素。
纤维可为为单根或者各纤维可以缠绕、捆扎、编结、辫织等。纤维可具有微米或纳米范围内的直径，例如2纳米(nm)至10微米、或2纳米至500纳米、或500纳米至5微米。在一个实施方式中，纤维具有在纤维长度上的50nm至10微米、或者50nm至小于或等于900nm，特别是，20nm至250nm的平均纤维直径。
纤维磁性层400可为包含纤维的织物形式。织物可为编织或非编织的，例如毡。织物可只包含磁性纤维，或者磁性和非磁性纤维的组合(例如，玻璃纤维或下文所述的基于聚合物的磁性纤维)，前提条件是：磁性纤维以对提供期望特性有效的量存在。在特定实施方式中，纤维磁性层400为织物，例如铁氧体或铁氧体合金织物、钴或钴合金织物、铁或铁合金织物、或者镍或镍合金织物等。这样的热稳定纤维增强在基板平面内固化时减小磁介电基板的收缩。此外，使用织物增强使基板具有相对高的机械强度。这样的基板通过例如层压(包括辊对辊层压)的商业用途中的方法来更容地被加工。
在一个实施方式中，参照图4B中的细部1000，磁性层300为其中分散有磁性颗粒的聚合物(例如，液晶聚合物、聚醚酰亚胺、聚醚酮、聚砜、聚醚砜、聚碳酸酯、聚酯，等等)。在该实施方式中，磁性层可为如上所述的织物，包含其中分散有磁性颗粒502的聚合物纤维或纳米纤维500；或者如以下结合图4D进一步详述的，其中分散有磁性纳米颗粒512的连续聚合物层510。
如上所述的磁性材料可为磁性颗粒的形式。磁性颗粒可包含磁性纳米颗粒和微米尺寸颗粒中的一者或二者。磁性颗粒的尺寸不被特别限制，并且按质量计D50值可为10nm至10微米，特别是，100nm至5微米，更特别的是，1微米至5微米。磁性纳米颗粒按质量计D50值可为1nm至900nm，特别是，1nm至100nm，更特别的是，5nm至10nm。磁性微米颗粒按质量计D50值可为1微米至10微米，特别是，2微米至5微米。磁性颗粒可为不规则的或规则的，例如球形、卵形、多边形薄片等。磁性颗粒可包含铁磁性颗粒，例如铁氧体、铁氧体合金、钴、钴合金、铁、铁合金、镍、镍合金、或者包含前述磁性材料中至少一者的组合。在一个特定实施方式中，磁性颗粒包含六角铁氧体、磁铁矿(Fe3O4)和MFe2O4，其中M包含Co、Ni、Zn、V和Mn，特别是Co、Ni和Mn中的至少一者。可对磁性颗粒进行表面处理帮助其分散进聚合物中，例如，被涂覆有诸如油胺油酸等的表面活性剂。磁性颗粒还可被涂覆有例如二氧化硅或银的其他材料涂覆。
在另一个实施方式中，参照图4C中的细部1000，磁性层300包括第一磁性层610；与第一磁性层610间隔开，例如均匀间隔开的第二磁性层620；以及布置在第一磁性层610和第二磁性层620之间并与第一磁性层610和第二磁性层620密切接触的介电增强层630。如本文中所使用的，均匀间隔开意指第一介电层和第二介电层之间的间隔贯穿基板中是恒定的，例如，每处间隔可在平均间隔值的5％以内、或1％以内变化。介电增强层630可以为玻璃、纤维玻璃布、增强聚合物层、纤维增强聚合物层、或者具有适用于本文公开的目的的结构完整性的任何其他介电层。在一个实施方式中，第一磁性层610和第二磁性层620中的每个由薄膜铁氧体制成。
在一个实施方式中，介电增强层630为如图4A中所述含纤维，并且第一磁性层610、第二磁性层620涂覆各纤维或织物。纤维介电增强层可包含纤维的非编织或编织的热稳定网，例如玻璃纤维(如，E、S和D玻璃纤维)、高温聚合物纤维(如，聚醚酰亚胺、聚砜、聚醚酮、聚酯、或诸如可商购自Kuraray的VECTRANTM的液晶聚合物纤维)、或者包含前述中至少一者的组合。连续或纤维介电增强层630可通过本领域中的已知方法来涂覆，例如通过化学气相沉积、电子束沉积等。
在一个实施方式中，参照图4D中的细部1000，第一介电层100布置成在磁性层300的一个侧面302上直接接触并形成层102，并且第二介电层200在磁性层300的相对侧面304上直接接触并形成层202。这样的层102、202可在如下情况下形成：磁性层300由固体、固化或不可浸渍磁性材料制成，并且第一和第二介电层100、200由可流动热塑性或热固性聚合物制成，所述聚合物流动地分布在磁性层300上(如果为热固性，则在固化之前)，或者放置在磁性层300上并与磁性层300化学、热或机械结合(如果为热固性，则在完全固化或后固化之前)。
在一个实施方式中，参照图4E中的细部1000，第一介电层100部分浸渍104磁性层300的一个侧面302，并且第二介电层200部分浸渍204磁性层300的相对侧面304。这样的部分浸渍104、204可在如下情况下形成：磁性层300由可浸渍材料制成，例如前述纤维磁性层400等，并且第一和第二介电层100、200由流动地分布在磁性层300上(如果为热固性，则在固化之前)的可流动热塑性或热固性聚合物制成。
现在参照图5，其描绘了与图4C中所描绘的相似的磁介电基板10的一部分，但具有布置在第一介电层100外表面106上的导电接地层20；和布置在第二介电层200外表面206上的导电元件30，其中导电元件30与导电接地层20间隔开。在一个实施方式中，导电接地层20和导电元件30由导电金属(例如，铜)制成，并且共同地磁介电基板10、接地层20和导电元件30可被制造为层压板并且被称为“覆铜电路层压板”50。在一个实施方式中，信号线40例如布置成与导电元件30信号通信，其可为同轴电缆、馈线带或微带的中心信号导体。在将同轴电缆设置成具有布置在中心信号线周围的接地护套的实施方式中，接地护套布置成与导电接地层20电接地连通。
为了提供具有某些并且期望的电磁特性的磁介电基板10和覆铜电路层压板50，将覆铜层压板50的部件制造成相对彼此具有一定尺寸，现在将参照图5对此进行描述，而且还可适用于由此提供的若干其图中描述的其他实施方式。
在一个实施方式中，第一介电层100具有第一厚度108，并且第二介电层200具有第二厚度208，第二厚度208与第一厚度108的厚度基本相等。通过形成具有厚度基本相等的第一和第二介电层100、200的磁介电基板10，磁性层300将被布置在层压板的中心，并且制成具有这样的磁介电基板10的覆铜层压板50将在磁介电基板10的中心区域集中产生的磁场平面，该产生的磁场平面源自在补片30与接地平面20之间建立的电场(下文中进一步论述)；这已被发现从而产生相对于现有技术装置改善的信号带宽(下文中进一步论述)。然而，虽然可能优选的是将磁性层300、610、620在磁介电基板10中居中安置，因为这是将存在补片天线磁场的最高密集度的地方，但是应理解，这些层可以以适用于本文公开的目的的方式位于补片中的任何地方。此外，一个实施方式可包括这样的布置：其中将磁性层设计成具有准确遵循磁场图案结构的结构，其中磁性层中的不连续将用于抑制天线设计中的传播模式。
在一个实施方式中，第一磁性层610具有第一磁性层厚度612，第二磁性层620具有第二磁性层厚度622，并且介电增强层630具有增强层厚度632。在一个实施方式中，增强层厚度632与第一磁性层厚度612之比等于或大于25，并且增强层厚度632与第二磁性层厚度622之比等于或大于25。
虽然本文参照磁性层300，其可为单磁性层或者由第一磁性层610和第二磁性层620组成，但是将理解，形成磁性层300的层的数目不限于仅仅一层或两层，而可为适用于本文公开的目的的任何数目的层。
符合前述比例的前述厚度的示例厚度为：第一介电层100的第一厚度108为0.25微米；第二介电层200的第二厚度208为0.25微米；介电增强层630的增强层厚度632为0.25微米；第一磁性层610的第一磁性层厚度612为10微米；并且，第二磁性层620的第二磁性层厚度622为10微米。
在一个实施方式中，导电元件30的厚度34为40微米。
现在参照图5、图6A、图6B和图6C，如本文所述，其描绘了在天线60中采用的覆铜层压板50(磁介电基板10、接地层20和导电元件30)的多种视图。在一个实施方式中，第一介电层100具有限定第一覆盖区的外部尺寸(例如，68mm×88mm)；第二介电层200具有限定第二覆盖区的外部尺寸(例如，68mm×88mm)，第二覆盖区与第一覆盖区在大小上基本相等；磁性层300具有限定第三覆盖区的外部尺寸(例如，68mm×88mm)，第三覆盖区与第一和第二覆盖区在大小上基本相等；导电接地层20具有限定第四覆盖区的外部尺寸(例如，68mm×88mm)，第四覆盖区与第一覆盖区在大小上基本相等；并且导电元件30具有限定第五覆盖区的外部尺寸(例如，34mm×44mm)，第五覆盖区在大小上小于第二覆盖区。在一个实施方式中，参照上面提到的覆盖区尺寸，第五覆盖区(导电元件30)的面积与第二覆盖区(第二介电层200)的面积之比等于或小于0.3，在另一个实施方式中等于或小于0.25。在一个实施方式中，导电元件30的第五覆盖区居中地布置在第二介电层200的第二覆盖区上。
在一个实施方式中，将覆铜层压板50的导电元件30图案化(例如见图3)以产生期望形状以用作天线。
选择用于介电层的介电材料以提供期望的电特性和机械特性，并且通常包含热塑性或热固性聚合物基质和介电填料。基于介电层的体积，介电层可包含30至99体积百分比(体积％)的聚合物基质，和0体积％至70体积％，特别地，1体积％至70体积％，更特别地，5体积％至50体积％的填料。选择聚合物和填料以提供在10吉赫(GHz)下介电常数小于3.5并且耗散因子小于0.006，特别地，小于或等于0.0035的介电层。耗散因子可通过IPC-TM-650X-频带带状线方法或者通过Split Resonator方法来测量。
介电层包含低极性、低介电常数且低损耗的聚合物，所述聚合物可为热固性或热塑性的。所述聚合物可包括1,2-聚丁二烯(PBD)；聚异戊二烯；聚丁二烯-聚异戊二烯共聚物；聚醚酰亚胺(PEI)；含氟聚合物，例如聚四氟乙烯(PTFE)；聚酰亚胺；聚醚醚酮(PEEK)；聚酰胺酰亚胺；聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)；聚萘二甲酸乙二醇酯；聚对苯二甲酸环己二醇酯；聚丁二烯-聚异戊二烯共聚物；聚苯醚；基于烯丙基化聚苯醚的那些；或包含前述中至少一者的组合。还可使用低极性和高极性的组合，非限制性实例包括环氧树脂和聚(苯醚)、环氧树脂和聚(醚酰亚胺)、氰酸酯和聚(苯醚)以及1,2-聚丁二烯和聚乙烯。
含氟聚合物包括氟化均聚物，例如PTFE和聚氯三氟乙烯(PCTFE)；和氟化共聚物，例如四氟乙烯或三氟氯乙烯与诸如六氟丙烯和全氟烷基乙烯基醚偏氟乙烯、氟乙烯、乙烯的单体或包含前述中至少一者的组合的共聚物。含氟聚合物可包括至少一种这些不同含氟聚合物的组合。
聚合物基质可包含热固性聚丁二烯和/或聚异戊二烯。如在本文中使用的，术语“热固性聚丁二烯和/或聚异戊二烯”包括含有衍生自丁二烯、异戊二烯或其混合物的单元的均聚物和共聚物。衍生自其他可共聚单体的单元也可例如以接枝的形式存在于聚合物中。示例性可共聚单体包括，但不限于，例如：经取代和未经取代的单乙烯基，如苯乙烯、3-甲基苯乙烯、3,5-二乙基苯乙烯、4-正丙基苯乙烯、α-甲基苯乙烯、α-甲基乙烯基甲苯、对羟基苯乙烯、对甲氧基苯乙烯、α-氯苯乙烯、α-溴苯乙烯、二氯苯乙烯、二溴苯乙烯、四氯苯乙烯等；以及经取代和未经取代的二乙烯基芳香族单体，如二乙烯基苯、二乙烯基甲苯等。还可使用包含前述可共聚单体中至少一者的组合。示例性热固性聚丁二烯和/或聚异戊二烯包括，但不限于丁二烯均聚物；异戊二烯均聚物；丁二烯-乙烯基芳香族共聚物，例如丁二烯-苯乙烯；异戊二烯-乙烯基芳香族共聚物，例如异戊二烯-苯乙烯共聚物，等等。
热固性聚丁二烯和/或聚异戊二烯还可改性。例如，聚合物可为羟基封端、甲基丙烯酸酯封端、羧酸酯封端等。还可使用后反应的聚合物，例如丁二烯或异戊二烯聚合物的经环氧、马来酸酐或氨基甲酸酯改性的聚合物。聚合物还可例如通过二乙烯基芳香族化合物(例如，二乙烯基苯)交联，例如，用二乙烯基苯交联的聚丁二烯-苯乙烯。这些实例被其生产商例如Nippon Soda Co.,Tokyo,Japan和Cray Valley Hydrocarbon SpecialtyChemicals,Exton,PA宽泛地分类为“聚丁二烯”。还可使用其混合物，例如，聚丁二烯均聚物和聚(丁二烯-异戊二烯)共聚物的混合物。还可使用包含间规聚丁二烯的组合。
热固性聚丁二烯和/或聚异戊二烯在室温下可为液体或固体。液体聚合物的数均分子量(Mn)可大于或等于5,000g/mol。液体聚合物的Mn可小于5,000g/mol，特别地，为1,000g/mol至3,000g/mol。热固性聚丁二烯和/或聚异戊二烯具有至少90重量％1,2加成，因大量可用于交联的侧乙烯基这可在固化时显示出较大的交联密度。
基于全部聚合物基质组合物，聚丁二烯和/或聚异戊二烯可以以相对于全部聚合物基质组合物高至100重量％，特别地，高至75重量％，更特别地，10重量％至70重量％，甚至更特别地，20重量％至60重量％或70重量％的量存在于聚合物组合物中。
为了特定特性或加工改性，可添加可以与热固性聚丁二烯和/或聚异戊二烯共固化的其他聚合物。例如，为了改善介电强度的稳定性和电基板材料随时间的机械特性，可在体系中使用低分子量乙烯-丙烯弹性体。本文中使用的乙烯-丙烯弹性体为共聚物、三元共聚物、或主要包含乙烯和丙烯的其他聚合物。乙烯-丙烯弹性体还可分为EPM共聚物(即，乙烯和丙烯单体的共聚物)或EPDM三元共聚物(即，乙烯、丙烯和二烯单体的三元共聚物)。乙烯–丙烯-二烯三元共聚物橡胶特别地具有饱和主链，所述主链具有可用于主链容易的交联的不饱和度。可使用其中二烯为双环戊二烯的液体乙烯-丙烯-二烯三元共聚物橡胶。
乙烯-丙烯橡胶的分子量可小于10,000g/mol粘均分子量(Mv)。乙烯-丙烯橡胶可包括Mv为7,200g/mol的乙烯-丙烯橡胶(其可以以商品名TRILENETM CP80从LionCopolymer,Baton Rouge,LA获得)；Mv为7,000g/mol的液体乙烯-丙烯-双环戊二烯三元共聚物橡胶(可以以商品名TRILENETM 65从Lion Copolymer获得)；以及Mv为7,500g/mol的液体乙烯-丙烯-亚乙基降冰片烯三元共聚物(其可以以商品名TRILENETM 67从LionCopolymer获得)。
乙烯-丙烯橡胶可以以对保持基板材料的特性，特别是介电强度和机械特性随时间的稳定性有效的量存在。通常，相对于聚合物基质组合物的总重量，这样的量高至20重量％，特别地，4重量％至20重量％，更特别地，6重量％至12重量％。
另一种类型的可共固化聚合物为不饱和含聚丁二烯或聚异戊二烯弹性体。该组分可为主要1,3-加成丁二烯或异戊二烯与烯键式不饱和单体(例如，乙烯基芳香族化合物，如苯乙烯或α-甲基苯乙烯；丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯，如甲基丙烯酸甲酯；或丙烯腈)的无规共聚物或嵌段共聚物。弹性体可为包含线性或接枝型嵌段共聚物的固态热塑性弹性体，所述共聚物具有聚丁二烯或聚异戊二烯嵌段和可衍生自单乙烯基芳香族单体(例如，苯乙烯或α-甲基苯乙烯)的热塑性嵌段。这种类型的嵌段共聚物包括苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物，例如，可以以商品名VECTOR 8508MTM从Dexco Polymers,Houston,TX获得，以商品名SOL-T-6302TM从Enichem Elastomers America,Houston,TX获得，和以商品名CALPRENETM401从Dynasol Elastomers获得的那些；以及苯乙烯-丁二烯二嵌段共聚物和包含苯乙烯和丁二烯的混合三嵌段和二嵌段共聚物，例如，可以以商品名KRATON D1118从KratonPolymers(Houston,TX)获得的那些。KRATON D1118是包含苯乙烯和丁二烯的混合二嵌段/三嵌段共聚物，其包含33重量％苯乙烯。
除聚丁二烯或聚异戊二烯嵌段氢化以外，可选的含聚丁二烯或聚异戊二烯弹性体还可包含与上述类似的第二嵌段共聚物，从而形成聚乙烯嵌段(在聚丁二烯的情况下)或乙烯-丙烯共聚物嵌段(在聚异戊二烯的情况下)。当与上述共聚物联合使用时，可产生具有较大韧性的材料。这种类型的示例性第二嵌段共聚物为KRATON GX1855(可从KratonPolymers商业获得，其被认为是苯乙烯-高1,2-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和苯乙烯-(乙烯-丙烯)-苯乙烯嵌段共聚物的混合物)。
相对于聚合物基质组合物的总重量，不饱和含聚丁二烯或聚异戊二烯弹性体组分可以以2重量％至60重量％，特别地，5重量％至50重量％，更特别地，10重量％至40重量％或50重量％的量存在于聚合物基质组合物中。
为了特定特性或加工改性，可添加的其他可共固化聚合物包括，但不限于乙烯的均聚物或共聚物，例如聚乙烯和氧化乙烯共聚物；天然橡胶；降冰片烯聚合物，例如聚双环戊二烯；氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物和丁二烯-丙烯腈共聚物；不饱和聚酯；等等。这些共聚物的水平通常小于聚合物基质组合物中全部聚合物的50重量％。
为了特定特性或加工改性，还可添加可自由基固化单体，例如以提高固化后体系的交联密度。可为合适交联剂的示例性单体包括例如，二、三或更高烯键式不饱和单体，如二乙烯基苯、三烯丙基氰尿酸酯、二烯丙基邻苯二甲酸酯、和多官能丙烯酸酯单体(例如，可从Sartomer USA,Newtown Square,PA获得的SARTOMERTM聚合物)、或其组合，其全部可商业获得。当使用交联剂时，基于聚合物基质组合物中全部聚合物的总重量，交联剂可以以高至20重量％，特别地，1重量％至15重量％的量存在于聚合物基质组合物中。
可将固化剂添加至聚合物基质组合物中以促进具有烯族反应物位点的多烯的固化反应。固化剂可包括有机过氧化物例如二枯基过氧化物、苯甲酸叔丁酯、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧)己烷、α,α-二-双(叔丁基过氧)二异丙苯、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧)己炔-3、或者包含前述中至少一者的组合。可使用碳-碳引发剂，例如2,3-二甲基-2,3二苯基丁烷。固化剂或引发剂可单独使用或组合使用。基于聚合物基质组合物中聚合物的总重量，固化剂的量可为1.5重量％至10重量％。
在一些实施方式中，聚丁二烯或聚异戊二烯聚合物是羧基官能化的。官能化可使用多官能化合物来完成，所述化合物在分子中具有(i)碳-碳双键或碳-碳三键；和(ii)至少一个羧基二者，包括羧酸、酸酐、酰胺、酯或酰卤。特定羧基为羧酸或酯。可提供羧酸官能团的多官能化合物的实例包括马来酸、马来酸酐、富马酸和柠檬酸。特别地，与马来酸酐加合的聚丁二烯可用于热固性组合物中。合适的马来化聚丁二烯聚合物可以以商品名RICON130MA8、RICON 130MA13、RICON 130MA20、RICON 131MA5、RICON 131MA10、RICON 131MA17、RICON 131MA20和RICON 156MA17从例如Cray Valley商业获得。合适的马来化聚丁二烯-苯乙烯共聚物可以以商品名RICON 184MA6从例如Sartomer商业获得。RICON 184MA6是与马来酸酐加合的丁二烯-苯乙烯共聚物，苯乙烯含量为17重量％至27重量％，并且Mn为9,900g/mol。
聚合物基质组合物中各种聚合物(例如，聚丁二烯或聚异戊二烯聚合物和其他聚合物)的相对量可根据使用的特定导电金属层、线路材料和覆铜层压板的期望特性等考虑。例如，使用聚(亚芳香基醚)可向导电金属层(例如，铜)提供增强的结合强度。使用聚丁二烯或聚异戊二烯聚合物，例如，当这些聚合物羧基官能化时，可提高层压板的耐高温性。使用弹性体嵌段共聚物可用于使聚合物基质材料的组分相容。根据用于特定应用的期望特性，可不过度实验地确定各组分适当的量。
至少一个介电层还可包含粒状介电填料，所述粒状介电填料经选择以调节所述介电层的介电常数、耗散因子、热膨胀系数和其他特性。介电填料可包含例如，二氧化钛(金红石和锐钛矿)、钛酸钡、钛酸锶、二氧化硅(包括熔融无定形二氧化硅)、刚玉、硅灰石、Ba2Ti9O20、固体玻璃球、合成玻璃或陶瓷空心球、石英、氮化硼、氮化铝、碳化硅、氧化铍、氧化铝、三水合氧化铝、氧化镁、云母、滑石、纳米粘土、氢氧化镁或者包含前述中至少一者的组合。可使用单独的第二填料或第二填料的组合以提供特性的期望平衡。
可选地，填料可用含硅涂料，例如有机官能烷氧基硅烷偶联剂进行表面处理。可使用锆酸盐或钛酸盐偶联剂。这样的偶联剂可改善填料在聚合物基质中的分散并减少完成的复合电路基板的水吸收。基于填料的重量，填料组分可包含5体积％至50体积％的微球和70体积％至30体积％的熔融无定形二氧化硅作为第二填料。
介电层还可可选地包含对于使所述层抗燃有用的阻燃剂。这些阻燃剂可为卤化的或非卤化的。基于介电层的体积，阻燃剂可以以0体积％至30体积％的量存在于介电层中。
在一个实施方式中，阻燃剂是无机的并且以颗粒的形式存在。示例性无机阻燃剂为金属水合物，例如，其体积平均粒径为1nm至500nm，优选1nm至200nm、或5nm至200nm、或10nm至200nm；或者体积平均粒径为500nm至15微米，例如1微米至5微米。所述金属水合物是以下金属的水合物，例如：Mg、Ca、Al、Fe、Zn、Ba、Cu、Ni、或者包含前述中至少一者的组合。Mg、Al或Ca的水合物是特别优选的，例如氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化钙、氢氧化铁、氢氧化锌、氢氧化铜和氢氧化镍；以及铝酸钙、二水石膏、硼酸锌和偏硼酸钡的水合物。可使用这些水合物的复合物，例如包含Mg和Ca、Al、Fe、Zn、Ba、Cu和Ni中的一者或更多者的水合物。优选的复合金属水合物具有式MgMx.(OH)y，其中M为Ca、Al、Fe、Zn、Ba、Cu或Ni，x为0.1至10，并且y为2至32。阻燃剂颗粒可经涂覆或另外处理以改善分散特性和其他特性。
替选地或除无机阻燃剂以外，可使用有机阻燃剂。有机阻燃剂的实例包括三聚氰胺氰脲酸酯；细颗粒尺寸三聚氰胺多磷酸盐；各种其他含磷化合物，例如芳香族亚膦酸盐、而亚膦酸盐、膦酸盐、磷酸盐；某些聚倍半硅氧烷、硅氧烷；和卤化物，例如六氯内亚甲基四氢化邻苯二甲酸(HET酸)、四溴邻苯二甲酸和二溴新戊二醇A阻燃剂(例如含溴阻燃剂)可以以20phr(份每100份树脂)至60phr，特别地，30phr至45phr的量存在。溴化阻燃剂的实例包括Saytex BT93W(亚乙基双四溴苯邻二甲酰亚胺)、Saytex 120(十四溴二苯氧基苯)、和Saytex 102(十溴二苯醚)。阻燃剂可以与增效剂组合使用，例如卤化阻燃剂可与例如三氧化锑的增效剂组合使用，并且含磷阻燃剂可与例如三聚氰胺的含氮化合物组合使用。
用于形成电路材料的有用的导电层包括例如，不锈钢、铜、金、银、铝、锌、锡、铅、过渡金属和包含前述至少一者的合金。对导电层的厚度不存在特别限制，对导电层的形状、尺寸或表面纹理也不存在任何限制。导电层的厚度可为3微米至200微米，特别地，为9微米至180微米。当存在两个或更多个导电层时，所述两层的厚度可相同或不同。在一个实施方式中，导电层为铜层。合适的导电层包括导电金属的薄层例如目前用于形成电路的铜箔，例如，电沉积的铜箔。铜箔的均方根(RMS)粗糙度可小于或等于2微米，特别地，小于或等于0.7微米，其中粗糙度使用白光干涉测量法使用Veeco Instruments WYCO Optical Profiler来测量。本文中使用的包括磁性增强层、介电层、磁介电基板、电路材料的各种材料和制品、以及包括电路材料的电子装置可通过本领域中公知的方法形成。
可通过如下方式施加导电层：在模塑之前将导电层置于模型中；将导电层层压在磁介电基板上；直接激光构造；或者通过粘合层将导电层粘附至基板。例如，层压基板可包括可选的多氟烃膜，其可位于导电层与磁介电基板之间；和微玻璃增强氟烃聚合物，其可位于多氟烃膜与导电层之间。微玻璃增强氟烃聚合物的层可增强导电层对磁介电基板的粘合力。基于所述层的总重量，微玻璃可以以4重量％至30重量％的量存在。微玻璃的最长长度尺寸可小于或等于900微米，特别地，小于或等于500微米。微玻璃可为可通过Denver,Colorado的Johns-Manville Corporation商业可获得的类型的微玻璃。多氟烃膜包含含氟聚合物(例如，聚四氟乙烯(PTFE)、氟化乙烯-丙烯共聚物(例如特氟隆FEP)、以及具有四氟乙烯主链和完全氟化的烷氧基侧链(例如特氟隆PFA))。
导电层可通过激光直接成型来施加。此处，磁介电基板可包括激光直接成型的添加剂，使用激光照射基板的表面，形成激光直接成型的添加剂的轨迹，并且将导电金属施加至所述轨迹。激光直接成型的添加剂可包括金属氧化物颗粒(例如，氧化钛和氧化铜铬)。激光直接成型的添加剂可包括尖晶石类无机金属氧化物颗粒，例如尖晶石铜。金属氧化物颗粒可以例如用包含锡和锑的组合物(例如，基于涂料的总重量，50重量％至99重量％的锡和1重量％至50重量％的锑)涂覆。基于100份相应组合物，激光直接成型的添加剂可包括2份至20份添加剂。照射可在10瓦的输出功率、80kHz的频率和3米每秒的速率下用波长为1064纳米的YAG激光进行。导电金属可在包含例如铜的化学镀槽中使用电镀工艺来施加。
或者，导电层可通过将导电层粘合地施用来施加。在一个实施方式中，导电层为电路(另一个电路的金属化层)，例如柔性电路。例如，粘合层可布置在导电层和基板中的一个或两个之间。粘合层可包含聚(亚芳基醚)；羧基官能化聚丁二烯或聚异戊二烯聚合物，包含丁二烯、异戊二烯、或丁二烯和异戊二烯单元、和零至小于或等于50重量％可共固化单体单元；其中粘合层的组成与基板层的组成不同。粘合层可以以每平方米2克至15克的量存在。聚(亚芳基醚)可包括羧基官能化聚(亚芳基醚)。聚(亚芳基醚)可为聚(亚芳基醚)和环状酸酐的反应产物，或者聚(亚芳基醚)和马来酸酐的反应产物。羧基官能化聚丁二烯或聚异戊二烯聚合物可为羧基官能化丁二烯-苯乙烯共聚物。羧基官能化聚丁二烯或聚异戊二烯聚合物可为聚丁二烯或聚异戊二烯聚合物与环状酸酐的反应产物。羧基官能化聚丁二烯或聚异戊二烯聚合物可为马来化聚丁二烯-苯乙烯或马来化聚异戊二烯-苯乙烯共聚物。可使用特定材料许可的本领域内已知的其他方法施加导电层并形成电路材料，例如电沉积、化学气相沉积、层压等。
其中磁性增强层包括介电增强，增强磁性层可通过用磁性层，例如用宏观连续磁性层或用磁性颗粒涂覆(例如，通过化学气相沉积、电子束沉积、层压、浸涂、喷涂、反向辊涂、辊上刮涂、计量棒涂、流涂等)介电增强层来形成。可将磁性层作为包含磁性层或其前体和合适溶剂的溶液施加至介电增强层。磁性层可以以相同或不同方式施加至介电增强层的的两个侧面。第一和第二磁性层的厚度可独立地为1微米至5微米。或者，其中介电增强层为纤维的，所述纤维可通过上述方法用磁性层浸渍。
在另一个实施方式中，可在介电增强层形成期间将磁性颗粒添加至介电增强层。例如，可将包含介电增强层和磁性颗粒的熔化或溶解的液体混合物纺织成纤维以形成磁性增强层。
介电层可通过直接浇注至磁性层上来形成，或者介电层可经层压至磁性层上而产生。介电层可基于所选择的聚合物而产生。例如，其中所述聚合物包括诸如PTFE的含氟聚合物，所述聚合物可与第一载体液体混合。混合物可包含第一载体液体中的聚合物颗粒的分散体，即，第一载体液体中聚合物的液滴或者聚合物的单体或低聚物前体的液滴乳液，或者第一载体液体中聚合物的溶液。如果聚合物为液体，那么可以不需要第一载体液体。
可基于特定聚合物和聚合物被引入介电层的方式选择第一载体液体(如果存在)。如果希望将聚合物作为溶液引入，则选择用于特定聚合物的溶剂作为载体液体，例如N-甲基吡咯烷酮(NMP)是对聚酰亚胺溶液合适的载体液体。如果希望将聚合物作为分散体引入，那么载体液体可包含在其中不溶的液体，例如，水将可为PTFE颗粒分散体的合适载体液体，并且将可为聚酰胺酸乳液或丁二单体乳液的合适载体液体。
介电填料组分可可选地分散在第二载体液体中，或者与第一载体液体(或不使用第一载体的液体聚合物)混合。第二载体液体可为与第一载体液体相同的液体，或者可为除第一载体液体以外可与第一载体液体混溶的液体。例如，如果第一载体液体为水，则第二载体液体可包括水或乙醇。第二载体液体可包括水。
填料分散体可包含对改变第二载体液体的表面张力，以使第二载体液体润湿硼硅酸盐微球有效的量的表面活性剂。示例性表面活性剂化合物包括离子表面活性剂和非离子表面活性剂。已发现TRITON X-100TM是用于水性填料分散体的示例性表面活性剂。填料分散体可包含10体积％至70体积％的填料和0.1体积％至10体积％的表面活性剂，剩余部分包含第二载体液体。
聚合物和第一载体液体和第二载体液体中的填料分散体的组合可合并形成浇注混合物。在一个实施方式中，浇注混合物包含10体积％至60体积％的合并的聚合物和填料，以及40体积％至90体积％的合并的第一和第二载体液体。可选择浇注混合物中聚合物和填料组分的相对量以提供如下文所述最中组合物中的期望量。
可通过添加粘度改进剂来调节浇注混合物的粘度，以延迟空心球填料从介电复合材料分离，即沉淀或漂浮，并且提供粘度与常规层压设备相容的介电复合材料，所述粘度改进剂基于其在特定载体液体或载体液体混合物中的相容性来选择。适合用于水性浇注混合物的示例性粘度改进剂包括例如，聚丙烯酸化合物、植物胶和基于纤维素的化合物。合适的粘度改进剂的具体实例包括聚丙烯酸、甲基纤维素、聚环氧乙烷、瓜尔胶、刺槐豆胶、羧甲基纤维素钠、藻酸钠和西黄蓍胶。在连续应用基础上，经粘度调节的浇注混合物的粘度可进一步增加，即，超过最小粘度，以使介电复合材料适应所选层压技术。在一个实施方式中，经粘度调节的浇注混合物可表现出10厘泊(cp)至100,000厘泊(cp)的粘度；特别地，在室温下测量的100cp和10,000的值。
或者，如果载体液体的粘度足以提供在所关注的时间段期间不分离的浇注混合物，则可省略粘度改进剂。特别地，在极小颗粒(例如，当量球形直径小于0.1微米的颗粒)的情况下，可不必使用粘度改进剂。
可将经粘度调节的浇注混合物的层浇注在磁性层上，或将其浸涂。所述浇注可通过例如，浸涂、流涂、反向辊涂、辊上刮涂、板上刮涂、计量棒涂等来实现。
载体液体和加工助剂，即，表面活性剂和粘度改进剂可例如通过蒸发和/或热分解从浇注层中去除，以合并聚合物的介电层和包含微球的填料。
还可对聚合物基质材料的层和填料组分加热以改变所述层的物理特性，例如，烧结热塑性塑料或者固化和/或后固化热固性塑料。
在另一种方法中，PTFE复合介电层可通过糊料挤出和压延过程来制备。
在又一种方法中，可浇注介电层然后将其部分固化(“B阶”)。这样的B阶层可储存并后续用于例如层压过程。
磁介电基板可通过上述方法形成。例如，可将介电层直接浇注在磁性增强层上，或者磁性增强层可用包含介电聚合物基质组合物、介电填料和可选的添加剂的溶液来涂覆，例如浸涂、喷涂、反向辊涂、辊上刮涂、板上刮涂、计量棒涂、流涂等。或者，在层压过程中，将磁性增强层置于第一和第二介电层之间并且在热和压力下层压。其中磁性增强层为纤维的，介电层流进并浸渍纤维磁性增强层。如下文中额外详述的，粘合层可置于纤维磁性增强层与第一和第二介电层之间。
单覆层电路材料可通过将导电层粘附或层压至第一或第二介电层来形成。双覆层电路材料可通过以下方式形成：将第一和第二介电层浇注或层压在磁性层上；并且将第一和第二导电元件同时或顺序施加至所述第一和第二介电层。
在一个特定实施方式中，电路材料可通过层压工艺形成，所述层压工艺需要将第一和第二介电层和磁性层置于经涂覆或未经涂覆的导电层的一个或两个片之间(粘合层可布置在至少一个导电层和至少一个介电基底层之间)以形成层状结构。或者，如果使用纤维磁性增强层，则导电层可与介电基底层或可选的粘合层直接接触，特别地，无需插入层，其中可选的粘合层可小于或等于全部第一和第二介电层的总厚度的厚度的10％。然后可在压力和温度下将层状结构放在压机(例如，真空压机)中持续适于使所述层结合并形成层压板的持续时间。层压和固化可通过例如使用真空压机的一步法，或者可通过多步法。在一步法中，对于PTFE，可将层状结构放在压机中，产生层压压力(例如，150磅每平方英寸(psi)至400磅每平方英寸(psi))并且加热至层压温度(例如，260℃至390℃)。将层压温度和层压压力维持期望的保压时间，即，20分钟，其后冷却(同时仍在压力下)至小于或等于150℃。
粘合层可布置在导电层和介电层中的一者或二者之间。粘合层可包含聚(亚芳基醚)；以及羧基官能化聚丁二烯或聚异戊二烯聚合物，包含丁二烯、异戊二烯、或丁二烯和异戊二烯单元、和零至小于或等于50重量％可共固化单体单元；其中粘合层的组成与介电基底层的组成不同。粘合层可以以每平方米2克至15克的量存在。聚(亚芳基醚)可包括羧基官能化聚(亚芳基醚)。聚(亚芳基醚)可为聚(亚芳基醚)和环状酸酐的反应产物，或者聚(亚芳基醚)和马来酸酐的反应产物。羧基官能化聚丁二烯或聚异戊二烯聚合物可为羧基官能化丁二烯-苯乙烯共聚物。羧基官能化聚丁二烯或聚异戊二烯聚合物可为聚丁二烯或聚异戊二烯聚合物与环状酸酐的反应产物。羧基官能化聚丁二烯或聚异戊二烯聚合物可为马来化聚丁二烯-苯乙烯或马来化聚异戊二烯-苯乙烯共聚物。
在一个实施方式中，例如聚丁二烯和/或聚异戊二烯的适合用于热固性材料的多步法可包括过氧化物在150℃至200℃下的固化步骤，然后可使部分固化的堆在惰性气氛下经历高能电子束辐射固化(E束固化)或者高温固化步骤。使用二阶固化可赋予产生的层压板异常高的交联度。第二阶段中使用的温度可为250℃至300℃、或者聚合物的分解温度。该高温固化可在烘箱中进行，但还可在压机中进行，即，作为初始层压和固化步骤的继续。特定层压温度和压力将取决于特定粘合剂成分以及基板成分，并且由本领域普通技术人员很容易确定，而无需过度的实验。
关于前述内容，参照图7至8，已发现分别与没有本文中公开的磁性介电基板10的天线的92度、102度和-1.62dB相比，采用本文中公开的磁性介电基板10的天线适合用于提供能够在H场平面中以至少122度的波束宽度，并且在E场平面中以至少116度的波束宽度将1GHz信号发射到自由空间中，其中峰值增益为-6.97dB。参照图9，已发现上面提及的天线具有比不根据实施方式的相似天线大5至6倍的阻抗和3dB增益带宽。图7至9示出采用具有本文中公开的磁性介电基板10的覆铜电路层压板50的天线对没有本文中公开的磁性介电基板10的覆铜电路层压板的提高的波束宽度和带宽的量值。
能够提供图7至9中描绘的波束宽度和带宽的天线60(见图6A、6B和6C)采用了图4C和5中描绘的磁性介电基板10，其中：第一介电层100和第二介电层200由介电常数为3.55并且损耗角正切为0.0027的RO4000TM(Rogers Corporation)层压板制成，并且均为0.25mm厚；磁性层300具有介电常数为5.5并且损耗角正切小于0.001的玻璃介电增强层630，并且厚度为0.25mm；磁性层300还具有由导磁率为50并且损耗角正切为0.05的薄膜铁氧体制成并且均为10微米厚的第一磁性层100和第二磁性层620；并且导电元件30由40微米厚的铜制成。
虽然本文中已参照参照磁性层300、610、620的厚度和导磁率的特定值来描述磁电介质基板10和天线60的特定实施方式，但是应理解，这些特定值只是示例值，并且可以使用与本文公开的本发明的目的一致的相应厚度和导磁率的其它值。此外，虽然本文中已经将天线60描述为具有经特别选择以1GHz谐振的特定尺寸和材料特性，但是应理解，本发明的范围不限于此，还包括具有不同尺寸以在不同频率下谐振，同时适合用于本文中公开的目的的天线。
电路组件可用于电子装置，例如电子集成电路芯片上的电感，电子电路，电子封装，模块和外壳，换能器，和UHF、VHF，以及用于各种应用的微波天线，例如电力应用、数据存储和微波通信。电路组件可用于应用外部直流磁场的应用中。此外，在100MHz至800MHz的频率范围内的所有天线设计中，使用磁性层可以伴有非常好的结果(尺寸和带宽)。此外，施加外部磁场可以“调整”磁性层的导磁率，并因此，可以调整补片的谐振频率。
本文中使用的“层”包括平面膜，片等以及其他三维非平面形式。层还可宏观连续或不连续。术语“一”和“一个”的使用不表示数量的限制，而表示存在至少一个所引用的项目。本文中公开的范围包括所记载的端点并且可独立地组合。“组合”包括共混物、混合物、合金、反应产物等。此外，“包含前述至少一者的组合”意指该列表单独地包括每种元素，以及列表的两种或更多种元素的组合，以及列表的至少一种元素与未提到的相似元素的组合。本文中的术语“第一”、“第二”等不表示任何顺序、数量或重要性，而用于将一种元件与另一种元件区分开。如本文中所使用的，术语“基本相等”意指比较的两个值为彼此加或减10％，特别地，彼此加或减5％，更特别地，彼此加或减1％。“或”意指“和/或”。
如所公开的，本发明的一些实施方式可包括这样的优点，其中当1GHz信号经由信号线传送至导电元件时，磁介电基板被配置为并且能够在H场平面中以至少122度的波束宽度，并且在E场平面中以至少116度的波束宽度将1GHz信号发射到自由空间中。
通过以下实施方式进一步说明本发明。
实施方式1.一种磁介电基板，包括：第一介电层；与所述第一介电层间隔开的第二介电层；以及布置在所述第一介电层和所述第二介电层之间并与所述第一介电层和所述第二介电层密切接触的至少一个磁性增强层。
实施方式2.实施方式1所述的磁介电基板，其中所述磁性增强层包含纤维，其中所述纤维为：铁氧体纤维；铁氧体合金纤维；钴纤维；钴合金纤维；铁纤维；铁合金纤维；镍纤维；镍合金纤维；聚合物纤维，包含粒状铁氧体，粒状铁氧体合金，粒状钴，粒状钴合金，粒状铁，粒状铁合金，粒状镍，粒状镍合金，或者包含前述中至少一者的组合，优选六角铁氧体、磁铁矿或MFe2O4，其中M为Co、Ni、Zn、V或Mn中的至少一者。
实施方式3.实施方式1所述的磁介电基板，其中所述磁性增强层包含聚合物或玻璃纤维，所述聚合物或玻璃纤维涂覆有铁氧体；铁氧体合金；钴；钴合金；铁；铁合金；镍；镍合金；或者包含前述磁性材料中至少一者的组合；或者包含前述纤维中至少一者的组合，优选六角铁氧体、磁铁矿或MFe2O4，其中M为Co、Ni、Zn、V或Mn中的至少一者。
实施方式4.实施方式1所述的磁介电基板，其中所述磁性增强层包含聚合物纤维，所述聚合物纤维包含粒状铁氧体；铁氧体合金；钴；钴合金；铁；铁合金；镍；镍合金；或者包含前述磁性材料中至少一者的组合，优选六角铁氧体、磁铁矿或MFe2O4，其中M为Co、Ni、Zn、V或Mn中的至少一者。
实施方式5.实施方式1至4中的任一项或更多项所述的磁介电基板，其中：所述第一介电层和所述第二介电层各自独立地包含1,2-聚丁二烯；聚异戊二烯；聚丁二烯-聚异戊二烯共聚物；聚醚酰亚胺；诸如聚四氟乙烯的含氟聚合物；聚酰亚胺；聚醚醚酮；聚酰胺酰亚胺；聚对苯二甲酸乙二醇酯；聚萘二甲酸乙二醇酯；聚对苯二甲酸环己二醇酯；聚苯醚；烯丙基化聚苯醚；或包含前述中至少一者的组合。
实施方式6.实施方式1至5中的任一项或更多项所述的磁介电基板，其中：所述第一介电层和所述第二介电层各自独立地包含聚丁二烯和/或聚异戊二烯；可选的乙烯-丙烯液体橡胶，所述乙烯-丙烯液体橡胶基于聚碳酸酯标准物通过凝胶渗透色谱法测量的重均分子量小于或等于50,000g/mol；可选的介电填料；以及可选的阻燃剂。
实施方式7.实施方式1至6中的任一项所述的磁介电基板，其中：所述第一介电层完全浸渍所述磁性增强层的一个侧面；并且所述第二介电层完全浸渍所述磁性增强层的相对侧面。
实施方式8.前述实施方式中的任一项所述的磁介电基板，其中所述磁性增强层包括：第一磁性层；与所述第一磁性层均匀间隔开的第二磁性层；以及布置在所述第一磁性层和所述第二磁性层之间并与所述第一磁性层和所述第二磁性层密切接触的介电增强层。
实施方式9.实施方式8所述的磁介电基板，其中所述第一磁性层和所述第二磁性层各自包含薄膜铁氧体。
实施方式10.实施方式8所述的磁介电基板，其中：所述第一磁性层具有第一磁性层厚度；所述第二磁性层具有第二磁性层厚度；所述增强层具有增强层厚度；所述增强层厚度与所述第一磁性层厚度之比等于或大于25；并且所述增强层厚度与所述第二磁性层厚度之比等于或大于25。
实施方式11.前述实施方式中的任一项所述的磁介电基板，其中：所述第一介电层具有第一厚度；并且所述第二介电层具有厚度基本与所述第一厚度相等的第二厚度。
实施方式12.前述实施方式中的任一项所述的磁介电基板，其中：所述第一介电层具有第一厚度；并且所述第二介电层具有厚度基本与所述第一厚度相等的第二厚度。
实施方式13.实施方式1或6至12中任一项或更多项所述的磁介电基板，其中：所述第一介电层在结构上宏观地面内连续；并且所述第二介电层在结构上宏观地面内连续。
实施方式14.前述实施方式中的任一项所述的磁介电基板，其中：所述磁性增强层至少部分地在结构上宏观地面内连续。
实施方式15.前述实施方式中的任一项所述的磁介电基板，其中：所述磁性增强层具有面内磁各向异性。
方法方式16.前述实施方式中的任一项所述的磁介电基板，其中：所述第一介电层具有限定第一覆盖区的外部尺寸；所述第二介电层具有限定第二覆盖区的外部尺寸，所述第二覆盖区与所述第一覆盖区的尺寸基本相等；并且所述磁性增强层具有限定第三覆盖区的外部尺寸，所述第三覆盖区与所述第一覆盖区和所述第二覆盖区的尺寸基本相等。
实施方式17.前述实施方式中的任一项所述的磁介电基板，其中：所述第一介电层、所述第二介电层和所述磁性增强层各自在结构上是平面的。
实施方式18.前述实施方式中的任一项所述的磁介电基板，还包括：布置在所述第一介电层的外表面上的导电接地层；和布置在所述第二介电层的外表面上的导电元件，所述导电元件与所述导电接地层间隔开。
实施方式19.实施方式18所述的磁介电基板，其中：所述第一介电层具有限定第一覆盖区的外部尺寸；所述第二介电层具有限定第二覆盖区的外部尺寸，所述第二覆盖区与所述第一覆盖区的尺寸基本相等；所述磁性增强层具有限定第三覆盖区的外部尺寸，所述第三覆盖区与所述第一覆盖区和所述第二覆盖区的尺寸基本相等；所述导电接地层具有限定第四覆盖区的外部尺寸，所述第四覆盖区与所述第一覆盖区的尺寸基本相等；并且所述导电元件具有限定第五覆盖区的外部尺寸，所述第五覆盖区的尺寸比所述第二覆盖区小。
实施方式20.实施方式19所述的磁介电基板，其中：所述第五覆盖区的面积与所述第二覆盖区的面积之比等于或小于0.3。
实施方式21.实施方式20所述的磁介电基板，其中：所述导电元件居中地布置在所述第二介电层上。
实施方式22.实施方式18至21中的任一项所述的磁介电基板，还包括：布置成与所述导电元件信号通信的信号线。
实施方式23.实施方式22所述的磁介电基板，其中：所述信号线包括：具有布置成与所述导电元件信号通信的中心信号导体的同轴电缆；和布置成与所述导电接地层电接地连通的接地护套。
实施方式24.实施方式22至23中的任一项所述的磁介电基板，其中：所述导电元件被图案化成形成线内(in-line)或面内导电不连续。
实施方式25.实施方式24所述的磁介电基板，其中：当1GHz信号经由所述信号线传送至所述导电元件时，所述磁介电基板被构造成并且能够在H场平面中以至少122度的波束宽度并且在E场平面中以至少116度的波束宽度将所述1GHz信号发射到自由空间中。
实施方式26.根据前述实施方式中的任一项所述的磁介电基板，其中：所述第二介电层与所述第一介电层均匀间隔开。
实施方式27.实施方式22至24中的任一项所述的磁介电基板，其中：所述导电接地层和所述导电元件是形成覆铜电路层压板的层压板；并且，当1GHz信号经由所述信号线传送至所述导电元件时，所述磁介电基板被构造成并且能够在H场平面中以至少122度的波束宽度并且在E场平面中以至少116度的波束宽度将所述1GHz信号发射到自由空间中。
虽然本文已经描述了与天线相关的特征的特定组合，但是应理解，这些特定组合仅用于说明的目的，并且这些特征中的任何特征的任何组合可以在任一组合中以及完全根据一个实施方式明确地或等同地单独使用，或者与本文公开的特征中的任一其它特征组合使用，。任何和所有这样的组合在本文中被考虑，并且被认为在本公开的范围内。
虽然已经参照示例性实施方式描述了本发明，但本领域技术人员将会理解，可以进行各种改变并且等同物可以替代其元件，而不偏离本公开内容的范围。此外，可以进行许多修改以使特定情况或材料适应于教导，而不偏离其实质范围。因此，旨在本发明不限于作为实施本发明的最佳或唯一模式所公开的特定实施方式，而是本发明将包括落入所附权利要求的范围内的所有实施方式。此外，在附图和说明书中，已经公开了示例性实施方式，并且尽管已使用特定术语，但是除非另外说明，否则其仅在通用和描述性意义上使用，而不是为了限制的目的。

Claims (27)

1.一种磁介电基板，包括：
第一介电层；
与所述第一介电层间隔开的第二介电层；以及
布置在所述第一介电层和所述第二介电层之间并与所述第一介电层和所述第二介电层密切接触的至少一个磁性增强层。
2.根据权利要求1所述的磁介电基板，其中所述磁性增强层包含纤维，其中所述纤维为：铁氧体纤维；铁氧体合金纤维；钴纤维；钴合金纤维；铁纤维；铁合金纤维；镍纤维；镍合金纤维；聚合物纤维，包含粒状铁氧体，粒状铁氧体合金，粒状钴，粒状钴合金，粒状铁，粒状铁合金，粒状镍，粒状镍合金，或者包含前述中至少一者的组合，优选六角铁氧体、磁铁矿或MFe2O4，其中M为Co、Ni、Zn、V或Mn中的至少一者。
3.根据权利要求1所述的磁介电基板，其中所述磁性增强层包含聚合物或玻璃纤维，所述聚合物或玻璃纤维涂覆有铁氧体；铁氧体合金；钴；钴合金；铁；铁合金；镍；镍合金；或者包含前述磁性材料中至少一者的组合；或者包含前述纤维中至少一者的组合，优选六角铁氧体、磁铁矿或MFe2O4，其中M为Co、Ni、Zn、V或Mn中的至少一者。
4.根据权利要求1所述的磁介电基板，其中所述磁性增强层包含聚合物纤维，所述聚合物纤维包含粒状铁氧体；铁氧体合金；钴；钴合金；铁；铁合金；镍；镍合金；或者包含前述磁性材料中至少一者的组合，优选六角铁氧体、磁铁矿或MFe2O4，其中M为Co、Ni、Zn、V或Mn中的至少一者。
5.根据权利要求1至4中的任一项或更多项所述的磁介电基板，其中：
所述第一介电层和所述第二介电层各自独立地包含1,2-聚丁二烯；聚异戊二烯；聚丁二烯-聚异戊二烯共聚物；聚醚酰亚胺；诸如聚四氟乙烯的含氟聚合物；聚酰亚胺；聚醚醚酮；聚酰胺酰亚胺；聚对苯二甲酸乙二醇酯；聚萘二甲酸乙二醇酯；聚对苯二甲酸环己二醇酯；聚苯醚；烯丙基化聚苯醚；或包含前述中至少一者的组合。
6.根据权利要求1至5中的任一项或更多项所述的磁介电基板，其中：
所述第一介电层和所述第二介电层各自独立地包含聚丁二烯和/或聚异戊二烯；
可选的乙烯-丙烯液体橡胶，所述乙烯-丙烯液体橡胶基于聚碳酸酯标准物通过凝胶渗透色谱法测量的重均分子量小于或等于50,000g/mol；
可选的介电填料；以及
可选的阻燃剂。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的磁介电基板，其中：
所述第一介电层完全浸渍所述磁性增强层的一个侧面；并且
所述第二介电层完全浸渍所述磁性增强层的相对侧面。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的磁介电基板，其中所述磁性增强层包括：
第一磁性层；
与所述第一磁性层均匀间隔开的第二磁性层；以及
布置在所述第一磁性层和所述第二磁性层之间并与所述第一磁性层和所述第二磁性层密切接触的介电增强层。
9.根据权利要求8所述的磁介电基板，其中所述第一磁性层和所述第二磁性层各自包含薄膜铁氧体。
10.根据权利要求8所述的磁介电基板，其中：
所述第一磁性层具有第一磁性层厚度；
所述第二磁性层具有第二磁性层厚度；
所述增强层具有增强层厚度；
所述增强层厚度与所述第一磁性层厚度之比等于或大于25；并且
所述增强层厚度与所述第二磁性层厚度之比等于或大于25。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的磁介电基板，其中：
所述第一介电层具有第一厚度；并且
所述第二介电层具有厚度基本与所述第一厚度相等的第二厚度。
12.根据前述权利要求中的任一项所述的磁介电基板，其中：
所述第一介电层具有第一厚度；并且
所述第二介电层具有厚度基本与所述第一厚度相等的第二厚度。
13.根据权利要求1或6至12中的任一项或更多项所述的磁介电基板，其中：
所述第一介电层在结构上宏观地平面连续；并且
所述第二介电层在结构上宏观地面内连续。
14.根据前述权利要求中的任一项所述的磁介电基板，其中：
所述磁性增强层至少部分地在结构上宏观地面内连续。
15.根据前述权利要求中的任一项所述的磁介电基板，其中：
所述磁性增强层具有面内磁各向异性。
16.根据前述权利要求中的任一项所述的磁介电基板，其中：
所述第一介电层具有限定第一覆盖区的外部尺寸；
所述第二介电层具有限定第二覆盖区的外部尺寸，所述第二覆盖区与所述第一覆盖区的尺寸基本相等；并且
所述磁性增强层具有限定第三覆盖区的外部尺寸，所述第三覆盖区与所述第一覆盖区和所述第二覆盖区的尺寸基本相等。
17.根据前述权利要求中的任一项所述的磁介电基板，其中：
所述第一介电层、所述第二介电层和所述磁性增强层各自在结构上是平面的。
18.根据前述权利要求中的任一项所述的磁介电基板，还包括：
布置在所述第一介电层的外表面上的导电接地层；和
布置在所述第二介电层的外表面上的导电元件，所述导电元件与所述导电接地层间隔开。
19.根据权利要求18所述的磁介电基板，其中：
所述第一介电层具有限定第一覆盖区的外部尺寸；
所述第二介电层具有限定第二覆盖区的外部尺寸，所述第二覆盖区与所述第一覆盖区的尺寸基本相等；
所述磁性增强层具有限定第三覆盖区的外部尺寸，所述第三覆盖区与所述第一覆盖区和所述第二覆盖区的尺寸基本相等；
所述导电接地层具有限定第四覆盖区的外部尺寸，所述第四覆盖区与所述第一覆盖区的尺寸基本相等；并且
所述导电元件具有限定第五覆盖区的外部尺寸，所述第五覆盖区的尺寸比所述第二覆盖区小。
20.根据权利要求19所述的磁介电基板，其中：
所述第五覆盖区的面积与所述第二覆盖区的面积之比等于或小于0.3。
21.根据权利要求20所述的磁介电基板，其中：
所述导电元件居中地布置在所述第二介电层上。
22.根据权利要求18至21中的任一项所述的磁介电基板，还包括：
布置成与所述导电元件信号通信的信号线。
23.根据权利要求22所述的磁介电基板，其中：
所述信号线包括：具有布置成与所述导电元件信号通信的中心信号导体的同轴电缆；和布置成与所述导电接地层电接地连通的接地护套。
24.根据权利要求22至23中的任一项所述的磁介电基板，其中：
所述导电元件被图案化成形成线内或面内导电不连续。
25.根据权利要求24所述的磁介电基板，其中：
当1GHz信号经由所述信号线传送至所述导电元件时，所述磁介电基板被构造成并且能够在H场平面中以至少122度的波束宽度并且在E场平面中以至少116度的波束宽度将所述1GHz信号发射到自由空间中。
26.根据前述权利要求中的任一项所述的磁介电基板，其中：
所述第二介电层与所述第一介电层均匀间隔开。
27.根据权利要求22至24中的任一项所述的磁介电基板，其中：
所述导电接地层和所述导电元件是形成覆铜电路层压板的层压板；并且
当1GHz信号经由所述信号线传送至所述导电元件时，所述磁介电基板被构造成并且能够在H场平面中以至少122度的波束宽度并且在E场平面中以至少116度的波束宽度将所述1GHz信号发射到自由空间中。
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