CN1222034C - 能够显著抑制流经电子元件的高频电流的散热器 - Google Patents

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Abstract

在用于散发电子元件所产生热量的散热器(1)中，高频电流抑制器(2)粘附在散热器的面朝电子元件的主表面上。所述高频电流抑制器用于衰减流经所述散热器且频率在几十MHz和几GHz之间频带内的高频电流。最好在所述高频电流抑制器上形成导热片。还可在所述高频电流抑制器上形成绝缘片。

Description

能够显著抑制流经电子元件的高频电流的散热器
技术领域
本发明涉及一种散热器，它用于散发处于激发状态的电子元件所产生的热量，以防止该电子元件的温度升高，它粘附在该电子元件本身上或者粘附在其上安装有电子元件的电路板或外壳上。
背景技术
在电子通信领域使用其上安装有各种电子元件的电子装置和数据处理装置。这些电子元件一般安装在配备有导电图案的电路板上。
这些电子元件可以是各种半导体有源器件，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)和图像处理器算法逻辑单元(IPALU)。一般，这些半导体有源器件都在高频下使用并以高速方式运行。为此，这些半导体有源器件根据一定电路布局高度集成，且备有多个接线端(一般称为引线框)，以用于信号处理，以便形成半导体集成电路器件的芯片(IC)或半导体大规模集成电路器件的芯片(LSI)。
所述类型的半导体有源器件具有很高的运行速度和信号处理速度。为了执行基于进一步集成结构的高速运行，所述器件经设计成在几十MHz和几GHz之间的频带的高频下使用。相应地，就需要进一步提高安装在该半导体有源器件上的散热器的散热效率。
同时，如果半导体有源器件使用这样的高频(在几十MHz和几GHz之间的频带内)，高频(谐波)电流会流过半导体有源器件的接线端和散热器本身。高频电流可能会被传到其他电子元件、具有接线端的信号通道或其上安装有电气/电子元件的仪器和装置。该高频电流就成为产生电磁干扰的一个因素，电磁干扰会对电子元件的运行有负面影响，导致运行错误或使电子元件的基本功能劣化。因此，必须消除或抑制这种高频电流。
但是，在现有的电子元件或散热器中，没有充分考虑阻止高频电流的防范措施。因此，防止高频电流所导致的电磁干扰是比较困难的。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种高频电流抑制型的散热器，它能够充分而显著地抑制高频电流，防止甚至在几十MHz和几GHz之间的频带内的高频下使用电子元件的情况下出现电磁干扰。
通过进一步的阐述将明白本发明的其他目的。
根据本发明的一方面，提供一种用于散发电子元件所产生热量的散热器，该散热器具有朝向电子元件的主表面；它还包括粘附在主表面上的高频电流抑制器，用于衰减流经散热器且频率在几十MHz和几GHz之间的频带内的高频电流，该高频电流抑制器是一种薄膜磁性物质，具有47400A/m以下的各向异性磁场，厚度在0.3μm和20μm之间，并由包含M，X和Y的磁性合成物的磁物质制成，其中M是包括Fe，Co和Ni中至少一种元素的金属磁性材料，X是从C，B，Si，Al，Mg，Ti，Zn，Hf，Sr，Nb，Ta，以及稀土元素中选择的至少一种元素，而Y是F，N和O中至少一种元素；所述M-X-Y磁性合成物的成分中M具有这样的密集度，使得M-X-Y磁性合成物具有单纯M磁性材料的金属块35-80％的饱和磁化强度；所述磁性合成物的相对磁导率的虚数部分μ″在0.1-10千兆赫的频率范围内具有最大值μ”max，所述磁性物质的成分M以粒状结构存在，所述粒状结构中颗粒的平均粒度在1nm到40nm之间，其中成分M的颗粒或晶粒分散在成分X和Y的混合物基质中。
根据本发明的另一方面，提供一种用于散发电子元件所产生热量的散热器，该散热器具有朝向电子元件的主表面；它还包括安装在主表面上的高频电流抑制器，用于衰减流经散热器且频率在几十MHz和几GHz之间频带内的高频电流，以及导热性能良好并且在该高频电流抑制器上形成的导热片。
根据本发明的再一个方面，提供一种用于散发电子元件所产生热量的散热器，该散热器具有朝向电子元件的主表面；它还包括安装在主表面上的高频电流抑制器，用于衰减流经散热器且频率在几十MHz和几GHz之间频带内的高频电流，以及电绝缘性能良好并且在该高频电流抑制器上形成的绝缘片。
附图说明
图1A是根据本发明第一个实施例的高频电流抑制型散热器的侧视图；
图1B是说明图1A中散热器安装在电路板上的状态的侧视图；
图2是根据本发明第二个实施例的高频电流抑制型散热器安装在电路板上时的侧视图；
图3是根据本发明第三个实施例的高频电流抑制型散热器的侧视图；
图4是根据本发明第四个实施例的高频电流抑制型散热器的侧视图；
图5是说明M-X-Y磁性合成物的粒状结构的示意图；
图6A是说明实例中所应用的溅射装置结构的示意图；
图6B是说明实例中所应用的汽相淀积装置结构的示意图；
图7是说明实例1中薄膜样品1的磁导率频率响应特性的图表；
图8是说明实例2中薄膜样品2的磁导率频率响应特性的图表；
图9是说明对比实例1中对比样品1的磁导率频率响应特性的图表；
图10是用于测试磁性样品的噪声抑制效果的测试装置的示意图和透视图；
图11A是说明薄膜样品1的传输特性的图表；
图11B是说明复合磁性材料薄片的对比样品的传输特性的图表；
图12A是说明了作为噪声抑制器的磁性材料的长度为l的分布常数电路；
图12B是图12A中单位长度Δl的分布常数电路的等效电路；
图12C是图12A中长度为l的分布常数电路的等效电路；
图13A是说明实例1中薄膜样品1的等效电阻R的频率响应特性的图表；
图13B是说明复合磁性材料薄片的对比样品的等效电阻R的频率响应特性的图表。
具体实施方式
参照图1A，将对根据本发明第一个实施例的高频电流抑制型散热器予以说明。
图1A中所示的散热器包括：按预定间隔布局的多个翼片1a；其主表面或上表面与翼片1a一端固定的基板1b；以及以薄膜形式敷设在基板1b的另一面或下表面的高频电流抑制器2。
参照图1B，图1中的散热器1安装在印刷电路板4上。印刷电路板4具有一个安装有作为电子元件半导体集成电路器件5的主表面或上表面。在该半导体集成电路器件5的周围，以薄膜的形式形成高频电流抑制器3。散热器1安装在电路板4上，使得高频电流抑制器2与半导体集成电路器件5和高频电流抑制器3接触。这样，散热器1安装在印刷电路板4上，同时半导体集成电路器件5的上表面和周边表面被高频电流抑制器2和3覆盖。
高频电流抑制器2通过粘合剂或双面粘合带分别与半导体集成电路器件5和高频电流抑制器3中每一个粘合。高频电流抑制器2和3中每一个是薄膜磁性物质，且在小于几十MHz的频率范围内呈现导电性。
通过这种结构，即使在几十MHz和几GHz之间频带内的高频下使用半导体集成电路器件5，高频电流抑制器2和3也可以充分且显著地衰减流经半导体集成电路器件5和散热器1本身的高频电流。因此，可实现防止发生电磁干扰，并消除电磁干扰的负面影响。这样，高频电流抑制器2和3的组合可以用来衰减流经散热器1本身且频率在几十MHz和几GHz之间频带内的高频电流。
参照图2，将对根据本发明第二个实施例的高频电流抑制型散热器予以说明。相同的部件将以相同的标号表示，而不再累述。
在图2所示的散热器1中，基板1b在其下表面设置有凹形部分6，用于容纳半导体集成电路器件5。在包括凹形部分6的基板1b的下表面上，以薄膜的形式形成高频电流抑制器2。当散热器1固定在电路板4上时，凹形部分6朝向半导体集成电路器件5。这样，半导体集成电路器件5的上表面或周边表面就只覆盖着高频电流抑制器2。因此，无需在电路板4上形成高频电流抑制器。
高频电流抑制器2通过粘合剂或双面粘合带与半导体集成电路器件5和电路板4中的每一个粘合。
通过这种结构，即使在几十MHz和几GHz之间频带内的高频下使用半导体集成电路器件5，高频电流抑制器2也可以充分且显著地衰减流经半导体集成电路器件5和散热器1本身的高频电流。因此，可实现防止发生电磁干扰，并消除电磁干扰的负面影响。这样，高频电流抑制器2可以单独地用来衰减流经散热器1本身且频率在几十MHz和几GHz之间频带内的高频电流。
参照图3，将对根据本发明第三个实施例的高频电流抑制型散热器予以说明。相同的部件将以相同的标号表示，而不再累述。
在图3所示的散热器1中，形成在基板1b的下表面的高频电流抑制器2配备有导热片7，该薄片固定在高频电流抑制器2的下表面且具有较好导热性能。导热片7通过粘合剂或双面粘合带与高频电流抑制器2粘合。
通过这种结构，也可以获得上述的效果。除此以外，由于有导热片7，促进了散热器1的热传递。从而，提高了散热性能。
参照图4，将对根据本发明第四个实施例的高频电流抑制型散热器予以说明。相同的部件将以相同标号表示，而不再累述。
在图4所示的散热器1中，形成在基板1b的下表面的高频电流抑制器2配备有绝缘片8，如聚酰亚胺薄膜，该薄片粘附在高频电流抑制器2的下表面且具有较好电绝缘性能。绝缘片8通过粘合剂或双面粘合带与高频电流抑制器2粘合。
高频电流抑制器2和3可以采用溅射或汽相淀积方法形成。除上述溅射或汽相淀积外，也可以采用化学汽相淀积(CVD)，离子束淀积，气体淀积和图形转移(pattern fransfer)的方法来制成高频电流抑制器2和3。
高频电流抑制器2和3中的每一个是薄膜磁性物质，厚度在0.3到20μm之间，且在小于几十MHz的频率范围内才呈现导电性。
高频电流抑制器2和3的材料，可以采用窄带磁损耗材料，它含有M-X-Y合成物，其混合成分包括M(M为Fe，Co和Ni中至少一种)，Y(Y为F，N和O中至少一种)以及X(X为非M和Y中包含的成分的至少一种元素)，它具有以频率与相对磁导率的相对于实数部分μ’的虚数部分μ”之间的关系给出的磁导率特性，使得在100MHz和10GHz之间频率范围内就存在虚数部分μ”的最大值μ”max(可以称为磁损项magnetic loss term)，且相对带宽bwr不大于200％，其中相对带宽bwr通过以下方法获得：提取这样两个频率点之间的频带宽度，在这两个频率点上μ”的值是最大值μ”max的50％，并且按照其中心频率将所述带宽归一化。此处假定窄带磁损耗材料的饱和磁化强度是只包含成分M的金属磁性材料的饱和磁化强度的80％到60％之间，其直流电阻在100μΩ·cm到700μΩ·cm之间。
作为高频电流抑制器4a，4b和5中每一种的材料，还可以采用宽带磁损耗材料，它含有M-X-Y合成物，其混合成分包括M(M为Fe，Co和Ni中至少一种)，Y(Y为F，N和O中至少一种)以及X(X为非M和Y成分的至少一种元素)，它具有以频率与相对磁导率的相对于实数部分μ′的虚数部分μ”之间的关系给出的磁导率特性，使得在100MHz和10GHz之间频率范围内存在虚数部分μ”的最大值μ”max，且相对带宽bwr不小于150％，其中相对带宽bwr通过以下方法获得：提取这样两个频率点之间的频带宽度，在这两个频率点上μ”的值是最大值μ”max的50％，并且按照其中心频率将所述带宽归一化。此处假定宽带磁损耗材料的饱和磁化强度是只包含成分M的金属磁性材料的饱和磁化强度的60％到35％之间，其直流电阻在500μΩ·cm以上。
在用作高频电流抑制器4a，4b和5的窄带和宽带磁损耗材料中，成分X都至少包含C，B，Si，Al，Mg，Ti，Zn，Hf，Sr，Nb，Ta以及稀土元素中的一种。成分M以粒状结构存在，其中成分M的颗粒或晶粒分散在成分X和Y的混合物基质中。颗粒的平均粒度在1nm到40nm之间。窄带或宽带磁损耗材料具有47400A/m以下的各向异性磁场。窄带或宽带磁损耗材料的合成物M-X-Y最好为Fe-Al-O合成物或Fe-Si-O合成物。
先前，已经对作为电子元件的半导体集成电路器件的情况予以说明。然而，本发明还适用于电子元件为其他种类半导体有源器件的情况，例如半导体大规模集成电路器件，逻辑电流器件(如微处理器)，中央处理单元，图像处理算法逻辑单元等等。
散热器可以固定在安装有电子元件的电路板或外壳上。
在这两种情况中，高频电流抑制器2和3中的每一种采用薄膜磁性物质，后者的体积小且是具有很大的相对磁导率虚数部分(即，“磁损项”)μ”的磁损耗材料。作为可以延长磁损项的磁性物质，常见的是粒状磁性材料。特别是在粒状磁性材料中磁性金属粒子的浓度在特定范围内的情况下，在高频区域可以获得良好的磁损耗特性。
接下来，将针对M-X-Y磁性合成物的粒状结构和加工方法予以说明。
参见图5，其中示意地示出M-X-Y磁性合成物的粒状结构，金属磁性材料M的颗粒11均匀地分布在由X和Y构成的基质12中。
参照图6A，使用所显示的溅射装置来产生如下实例和对比实例中样品。溅射装置具有传统的结构且包括真空容器20、遮档板21，气氛气体源22，基片或玻璃板23，芯片24(X或X-Y)，目标镀件25(M)，RF电源以及真空泵27。气氛气体源22和真空泵27与真空容器20相连。基片23面向其上设置有芯片24的目标镀件25。遮档板21设置在基片21的前面。RF电源26与目标镀件25连接。
参照图6B，使用所显示的汽相淀积装置来制备下列实例和对比实例中样品。类似于溅射装置的汽相淀积具有传统的结构并且具有真空容器20、气氛气体源22以及真空泵27，只是另外还有一个具有材料(X-Y)的坩埚28，以替代芯片24、目标镀件25和RF电源26。
实例1
使用图6A中所示的溅射装置按照表1的溅射条件在玻璃板上制作M-X-Y磁性合成物的薄膜。
表1
    溅射前的真空度    ＜1×10-6Torr
    气氛    Ar气体
    电力    RF
    目标镀件    Fe(直径为100mm)和Al2O3芯片(120片)(芯片尺寸：5mm×5mm×2mm)
制成的薄膜样品1借助荧光X射线光谱仪进行分析，被确认为合成物Fe72Al11O17的薄膜。薄膜样品1，厚度为2.0微米(μm)，直流比电阻为530微欧姆厘米(μΩcm)，各向异性磁场(Hk)为18奥斯特(Oe)，以及饱和磁化强度(Ms)为16,800高斯。
薄膜样品1的饱和磁化强度与金属磁性材料M本身的百分比{Ms(M-X-Y)/Ms(M)}×100为72.2％。
为了测量磁导率频率响应特性，把薄膜样品1做成带状物并将其插入线圈中。在施加偏置磁场的情况下，对加到该线圈的交流电流的频率变化所对应的该线圈的阻抗变化进行测量。对应于偏磁场的不同值，进行多次测量。根据所测得频率变化对应的阻抗变化，计算出磁导率频率响应特性(μ”-f响应特性)，如图7所示。图7中要注意的是，相对磁导率的虚数部分具有一个峰值或最大值(μ”max)且在该峰值的两边迅速下落。说明该最大值(μ”max)的固有谐振频率(f(μ”max))约为700MHz。根据该μ”-f响应特性，相对带宽bwr被确定为两个频率点之间的带宽与所述带宽的中心频率的百分比，该带宽将相对磁导率的虚数部分显示为最大值μ”max的半值μ”50。该相对带宽bwr是148％。
实例2
在类似于实例1只是改用150个Al2O3芯片的条件下，在玻璃板上形成薄膜样品2。
制成的薄膜样品2借助荧光X射线光谱仪进行分析，被确认为合成物Fe44Al22O34的薄膜。薄膜样品2，厚度为1.2微米(μm)，直流比电阻为2400微欧姆厘米(μΩcm)，各向异性磁场(Hk)为120Oe，以及饱和磁化强度(Ms)为9600高斯。要注意的是，薄膜样品2的比电阻较薄膜样品1的高。
薄膜样品2的饱和磁化强度与金属磁性材料M本身的磁化强度的百分比{Ms(M-X-Y)/Ms(M)}×100为44.5％。
薄膜样品2的μ”-f响应特性也是通过与样品1的类似的方式获得，如图8所示。要注意的是，与薄膜样品1中的情况类以，该峰值也有很高的值。但是，该峰值处的频率点或固有谐振频率约为1GHz，而相对磁导率的虚数部分在该峰值的两边逐渐下落，这样，该μ”-f响应特性就具有宽带的特性。
按照与实例1中的类似的方式，将薄膜样品2的相对带宽bwr确认为181％。
对比实例1
在类似于实例1只是改用90个Al2O3芯片的条件下，在玻璃板上形成对比样品1。
制成的对比样品1借助荧光X射线光谱仪进行分析，被确认为合成物Fe86Al6O8的薄膜。对比样品1，厚度为1.2微米(μm)，直流比电阻为74微欧姆厘米(μΩ·cm)，各向异性磁场(Hk)为22Oe，饱和磁化强度(Ms)为18,800高斯，以及对比样品1与金属材料M本身的饱和磁化强度的百分比率{Ms(M-X-Y)/Ms(M)}×100为85.7％。
通过与样品1的类似的方式获得对比样品1的μ”-f响应特性，如图9所示。图9中要注意的是，对比样品1的相对磁导率的虚数部分μ”在10MHz附近存在很高的峰值；但是，在超过10MHz的较高频率的范围迅速下降。可以推测这种降低的情况是由于较低的比电阻的原因而产生涡流电流所致。
对比实例2
在类似于实例1只是改用200个Al2O3芯片的条件下，在玻璃板上形成对比样品2。
制成的对比样品2借助荧光X射线光谱仪进行分析，被确认为合成物Fe19Al34O47的薄膜。对比样品2，厚度为1.3微米(μm)，直流比电阻为10,500微欧姆厘米(μΩ·cm)。
对比样品1的磁性特征呈现超顺磁性。
实例4
使用图6A的溅射装置按照表2的溅射条件通过反应溅射法，在玻璃板上形成M-X-Y磁性合成物薄膜。N2的分压力比为20％。所述薄膜在300℃，真空中和磁场下经过两个小时的热处理，而获得薄膜样品4。
表2
    溅射前的真空度 ＜1×10-6乇
    气氛 Ar+N2气体
    电力 RF
    目标镀件 Fe(直径为100mm)和Al芯片(150片)(芯片尺寸：5mm×5mm×2mm)
薄膜样品4的属性在表3中显示。
表3
    薄膜厚度     1.5μm
    {Ms(M-X-Y)/Ms(M)}×100     51.9％
    μ”max     520
    F(μ”max)     830MHz
    bwr     175％
实例5
使用图6A的溅射装置按照表4中所示的溅射条件，在玻璃板上形成M-X-Y磁性合成物的薄膜。所述薄膜在300℃，真空中和磁场下经过两个小时的热处理，而获得薄膜样品5。
表4
    溅射前的真空度  ＜1×10-6乇
    气氛  Ar气体
    电力  RF
    目标镀件  Co(直径为100mm)和Al2O3芯片(130片)(芯片尺寸：5mm×5mm×2mm)
薄膜样品5的属性在表5中显示。
表5
  薄膜厚度     1.1μm
  {Ms(M-X-Y)/Ms(M)}×100     64.7％
μ”max     850
  f(μ”max)     800MHz
  bwr     157％
实例6
使用图6A的溅射装置按照表6的溅射条件通过反应溅射法，在玻璃板上形成M-X-Y磁性合成物的薄膜。N2的分压力比为10％。所述薄膜在300℃，真空中和磁场下经过两个小时的热处理，而获得薄膜样品6。
表6
    溅射前的真空度    ＜1×10-6乇
    气氛    Ar+N2气体
    电力    RF
    目标镀件    Co(直径为100mm)和Al芯片(170片)(芯片尺寸：5mm×5mm×2mm)
薄膜样品6的属性在表7中显示。
表7
  薄膜厚度     1.2μm
  {Ms(M-X-Y)/Ms(M)}×100     32.7％
  μ”max     350
  f(μ”max)     1GHz
  bwr     191％
实例7
用图6A的溅射装置按照表8中所示的溅射条件，在玻璃板上形成M-X-Y磁性合成物的薄膜。所述薄膜在300℃，真空中和磁场下经过两个小时的热处理，而获得薄膜样品7。
表8
    溅射前的真空度  ＜1×10-6乇
    气氛  Ar气体
    电力  RF
    目标镀件  Ni(直径为100mm)和Al2O3芯片(140片)(芯片尺寸：5mm×5mm×2mm)
薄膜样品7的属性在表9中显示。
表9
  薄膜厚度     1.7μm
  {Ms(M-X-Y)/Ms(M)}×100     58.2％
  μ”max     280
  F(μ”max)     240MHz
  bwr     169％
实例8
使用图6A的溅射装置按照表10中所示的溅射条件通过反应溅射法，在玻璃板上形成M-X-Y磁性合成物的薄膜。N2的分压力比为10％。所述薄膜在300℃，真空中和磁场下经过两个小时的热处理，而获得薄膜样品8。
表10
    溅射前的真空度   ＜1×10-6乇
    气氛   Ar+N2气体
    电力   RF
    目标镀件   Ni(直径为100mm)和Al芯片(100片)(芯片尺寸：5mm×5mm×2mm)
薄膜样品8的属性在表11中显示。
表11
    薄膜厚度     1.3μm
    {Ms(M-X-Y)/Ms(M)}×100     76.2％
    μ”max     410
    f(μ”max)     170MHz
    bwr     158％
实例9
使用图6A的溅射装置按照表12中所示的溅射条件，在玻璃板上形成M-X-Y磁性合成物的薄膜。所述薄膜在300℃，真空中和磁场下经过两个小时的热处理，而获得薄膜样品9。
表12
    溅射前的真空度  ＜1×10-6乇
    气氛  Ar气体
    电力  RF
    目标镀件  Fe(直径为100mm)和TiO2芯片(150片)(芯片尺寸：5mm×5mm×2mm)
薄膜样品9的属性在表13中显示。
表13
    薄膜厚度     1.4μm
    {Ms(M-X-Y)/Ms(M)}×100     43.6％
    μ”max     920
    f(μ”max)     1.5GHz
    bwr     188％
实例10
使用图6A的溅射装置按照表14中所示的溅射条件通过反应溅射法，在玻璃板上形成M-X-Y磁性合成物的薄膜。O2的分压力比为15％。所述薄膜在300℃，真空中和磁场下经过两个小时的热处理，而获得薄膜样品10。
表14
    溅射前的真空度  ＜1×10-6乇
    气氛  Ar+O2气体
    电力  RF
    目标镀件  Fe(直径为130mm)和Si芯片(130片)(芯片尺寸：5mm×5mm×2mm)
薄膜样品10的属性在表15中显示。
表15
    薄膜厚度     1.5μm
    {Ms(M-X-Y)/Ms(M)}×100     55.2％
    μ”max     920
    f(μ”max)     1.2GHz
    bwr     182％
实例11
使用图6A的溅射装置按照表16中所示的溅射条件，在玻璃板上形成M-X-Y磁性合成物的薄膜。所述薄膜在300℃，真空中和磁场下经过两个小时的热处理，而获得薄膜样品11。
表16
    溅射前的真空度  ＜1×10-6乇
    气氛  Ar气体
    电力  RF
    目标镀件  Fe(直径为100mm)和HfO3芯片(100片)(芯片尺寸：5mm×5mm×2mm)
薄膜样品11的属性在表17中显示。
表17
    薄膜厚度     1.8μm
    {Ms(M-X-Y)/Ms(M)}×100     77.4％
    μ”max     1800
    f(μ”max)     450MHz
    bwr     171％
实例12
使用图6A的溅射装置按照表18中所示的溅射条件，在玻璃板上形成M-X-Y磁性合成物的薄膜。所述薄膜在300℃，真空中和磁场下经过两个小时的热处理，而获得薄膜样品12。
表18
    溅射前的真空度   ＜1×10-6乇
    气氛   Ar气体
    电力   RF
    目标镀件   Fe(直径为100mm)和BN芯片(130片)(芯片尺寸：5mm×5mm×2mm)
薄膜样品12的属性在表19中显示。
表19
    薄膜厚度     1.9μm
    {Ms(M-X-Y)/Ms(M)}×100     59.3％
    μ”max     950
    f(μ”max)     680MHz
    bwr     185％
实例13
使用图6A的溅射装置按照表20中所示的溅射条件，在玻璃板上形成M-X-Y磁性合成物的薄膜。所述薄膜在300℃，真空中和磁场下经过两个小时的热处理，而获得薄膜样品13。
表20
    溅射前的真空度   ＜1×10-6乇
    气氛   Ar气体
    电力   RF
    目标镀件   Fe50Co50(直径为100mm)和Al2O3芯片(130片)(芯片尺寸：5mm×5mm×2mm)
薄膜样品13的属性在表21中显示。
表21
    薄膜厚度     1.6μm
    {Ms(M-X-Y)/Ms(M)}×100     59.3％
    μ”max     720
    f(μ”max)     1.1GHz
    bwr     180％
实例14
使用图6B的汽相淀积装置按照表22的条件，在玻璃板上形成M-X-Y磁性合成物的薄膜。所述薄膜在300℃，真空中和磁场下经过两个小时的热处理，而获得薄膜样品14。
表22
    溅射前的真空度     ＜1×10-6乇
    气氛流通率     O2，速率：3.0标准立方厘米/分
    坩埚28和29中的元素     Fe和Al
薄膜样品14的属性在表23中显示。
表23
    薄膜厚度     1.1μm
    {Ms(M-X-Y)/Ms(M)}×100     41.8％
μ”max     590
    f(μ”max)     520MHz
    bwr     190％
现在将描述关于使用图10所示的测试仪器所进行的有关样品薄膜和对比样品的噪声抑制效果的测试。
测试片是薄膜样品1，尺寸为20mm×20mm×2.0μm。为了进行比较，已知合成磁性材料的薄片尺寸为20mm×20mm×1.0mm，含有聚合物的合成磁性材料和片状磁金属粉分散在该聚合物中。磁性金属粉含有Fe，Al和Si。该合成磁性材料具有在准微波范围内的磁导率分布，并且在约700MHz的频率处具有相对磁导率的虚数部分最大值。表24显示的是测试片和对比测试片两者的磁特性。
表24
    薄膜样品1     对比测试片
    μ”/700MHz     约1800     约3.0
    bwr     148     196
从表24可以看出，就相对磁导率的虚数部分的最大值的比较，薄膜样品1约为对比测试片的600倍。由于噪声抑制效果一般是根据相对磁导率的虚数部分最大值μ”max的乘积(μ”max×δ)的值以及测试片厚度δ来评估的，所以合成磁性材料的对比测试片的厚度选择1mm，这样两个测试片可有相似值(μ”max×δ)。
参照图10，测试仪器包括：具有两个端口的微带线61；连接到所述两个端口的同轴电缆62以及跨接所述两个端口的网络分析器(未显示)。微带线61长度为75mm，特征阻抗为50ohm。测试片63设置在微带线61的区域64，这样就对传输特性S21进行测量。关于薄膜样品1和对比样品的S21的频率响应特性分别显示在图11A和11B中。
对于使用薄膜样品1的情况，图11A中要注意的是，S21在100MHz以上的区域下降，在频率2GHz处达到最小值-10dB，而在2GHz以上的区域开始上升。另一方面，对于使用对比样品的情况，图11B中要注意的是，S21逐渐趋于降低，在频率3GHz处达到最小值-10dB。
这些结果说明S21与磁导率频率分布相关而噪声抑制效果与乘积(μ”max×δ)相关。
现在，如果磁性样品制成如图12A所示的长度为l的分布常数电路，则可根据传输特性S11和S21计算单位长度Δl的等效电路，如图12B所示。这样，根据单位长度Δl的等效电路就得到长度为l的等效电路，如图12C所示。磁性样品的等效电路包括串联的电感L和电阻R，以及并联的电容C和电导G，如图12C所示。据此可发现，在微带线上设置磁性物质所导致的微带线的传输特性的变化主要决定于加入的串联等效电阻R。
鉴于上述情况，对该等效电阻R的频率响应特性进行测量。对应于薄膜样品1和对比样品，测得的数据分别如图13A和13B所示。这些数字中要注意的是，等效电阻R在准微波范围内逐渐降低，且在3GHz附近约为60ohm。可发现，等效电阻R的频率相关性不同于1GHz附近具有最大值的相对磁导率虚数部分的频率相关性。可推测出，这种差异将取决于所述产品与样品长度与波长的比率逐渐增加。

Claims (15)

1.一种用于散发电子元件所产生热量的散热器，所述散热器具有朝向所述电子元件的主表面；它还包括粘附在所述主表面的高频电流抑制器，用于衰减流经所述散热器的高频电流，该高频电流抑制器是一种薄膜磁性物质，具有47400A/m以下的各向异性磁场，厚度在0.3μm和20μm之间，并由包含M，X和Y的磁性合成物的磁物质制成，其中M是包括Fe，Co和Ni中至少一种元素的金属磁性材料，X是从C，B，Si，Al，Mg，Ti，Zn，Hf，Sr，Nb，Ta，以及稀土元素中选择的至少一种元素，而Y是F，N和O中至少一种元素；所述M-X-Y磁性合成物的成分中M具有这样的密集度，使得M-X-Y磁性合成物具有单纯M磁性材料的金属块35-80％的饱和磁化强度；所述磁性合成物的相对磁导率的虚数部分μ″在0.1-10千兆赫的频率范围内具有最大值μ”max，所述磁性物质的成分M以粒状结构存在，所述粒状结构中颗粒的平均粒度在1nm到40nm之间，其中成分M的颗粒分散在成分X和Y的混合物基质中。
2.权利要求1的散热器，其特征在于还包括：
具有所述主表面以及与所述主表面相对的相对面的基板；以及
多个从所述相对面竖立且以预定间隔分布的翼片，所述翼片与所述基板构成一个整体。
3.权利要求1或2的散热器，其特征在于：通过溅射在所述主表面上淀积所述高频电流抑制器。
4.权利要求1或2的散热器，其特征在于：通过汽相淀积在所述主表面上淀积所述高频电流抑制器。
5.权利要求1或2的散热器，其特征在于：所述电子元件是一种在高频下使用且可高速运行的半导体有源器件，所述电子元件包括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。
6.权利要求1或2的散热器，其特征在于：还包括导热性能良好的导热片，并且所述导热片形成为与所述高频电流抑制器的反面相接触。
7.权利要求1或2的散热器，其特征在于：还包括绝缘性能良好的绝缘片，并且所述绝缘片形成为与所述高频电流抑制器的反面相接触。
8.权利要求1或2的散热器，其特征在于：还包括准备用于粘结的双面粘合带。
9.权利要求1的散热器，其特征在于：所述磁性物质为窄带磁损耗材料，其饱和磁化强度是单纯包含成分M的金属磁性材料的饱和磁化强度的80％到60％之间。
10.权利要求1或9的散热器，其特征在于：所述磁性物质为窄带磁损耗材料，其直流电阻在100μΩ·cm到700μΩ·cm之间。
11.权利要求1的散热器，其特征在于：所述磁性物质为宽带磁损耗材料，具有相对地宽的频带的磁导率频率响应特性，其中所述相对带宽在150％以上；所述相对带宽被确定为两个频率点之间的带宽与所述带宽的中心频率的百分比，所述带宽表示相对磁导率的虚数部分为最大值μ”max的半值μ”50.
12.权利要求11的散热器，其特征在于：所述磁性物质的饱和磁化强度是单纯包含成分M的金属磁性材料的磁饱和强度的60％到35％之间。
13.权利要求11或12的散热器，其特征在于：所述磁性物质的直流电阻大于500μΩ·cm。
14.权利要求1的散热器，其特征在于：所述M-X-Y合成物是Fe-A1-O的合成物。
15.权利要求1的散热器，其特征在于：所述M-X-Y合成物是Fe-Si-O的合成物。
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