CN1838345A - 天线装置及用于制造天线装置的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种可以进行高效发射和接收的小巧且薄的天线装置。该天线装置包括天线基板及在天线基板的主面上直接或在附近布置的天线。天线基板包括多个相互层压和粘接的绝缘层，及布置在绝缘层的粘接界面中，并嵌入在所述粘接界面的两个绝缘层中的多个磁性粒子。

Description

天线装置及用于制造天线装置的方法
相关申请的交叉引用
本申请基于并要求于2005年3月22日提交的在先的日本专利申请2005-82667的优先权权益，其全部内容在此引入作为参考。
技术领域
本发明涉及天线装置及用于制造天线装置的方法。
背景技术
近年来，随着通讯信息的急剧增长，电子通讯器具正变得小巧和轻便。因此，要求电子零件小巧和重量轻。现存的移动通讯终端主要通过发射及接受无线电波来传输信息。所使用的无线电波频带为100MHz或更高的高频区。所以，在此高频区域内可用的电子零件和基板正得到关注。而且，如千兆赫频带频率范围的无线电波已被用于便携式移动通讯及卫星通讯。
对这种高频区域中的无线电波而言，要求电子零件具有低的能量损耗和传输损耗。例如，就对于移动通讯终端不可或缺的天线装置而言，由天线产生的无线电波的传输损耗是在传输过程中所导致的。传输损耗是以热能的形式在电子零件和基板中消耗，在电子零件中产生热量。而且，传输损耗抵消掉将要发射到外部的无线电波。因此，需要发射强的无线电波，这阻碍了电能的有效利用。结果，需要以尽可能低的无线电波进行通讯。
随着紧迫的小型化和轻量化需求，各电子零件常常被制备为小巧且能充分利用空间。但是，天线装置不可避免地要与电子零件及基板保持距离，以抑制由于上述原因所导致的传输损耗。因此，人们不得不保留未使用的空间，从而导致难以利用空间。
由此，包括其上形成有天线的介电陶瓷绝缘基板(天线基板)的天线装置已开发。该天线装置可以是小巧且能充分利用空间的。然而，介电陶瓷存在介电损耗，因此传输损耗增加。结果，不能够得到高的发射及接受敏感性，所述天线装置由此而在目前被用作辅助天线，而其在动力节省性能上有限。
包含具有高渗透性的绝缘基板作为天线基板的天线装置可以吸引天线基板中天线的无线电波，以便无线电波可以在不到达通讯器具的电子零件和电子线路板的情况下进行发送和接收。普通的高渗透性材料为金属，如Fe或Co，或者其合金和氧化物。在这种高渗透性材料如Fe或Co的情况下，当无线电波的频率变高时，由于涡流而导致的传输损耗变得显著，所以难以用这种材料作为天线基板。另一方面，在使用以铁氧体为代表的绝缘氧化物磁性材料作为天线基板时，由于涡流而导致的传输损耗可以得到抑制，因为所述磁性材料具有高的电阻。但是，因为材料的共振频率可以有几百赫兹的高频范围，所以由于共振而引起的传输损耗变得显著，这使得该材料难以用作天线基板。因此，对于天线基板的材料而言，需要得到具有高的渗透性、可以尽可能多地抑制传输损耗、并可用于高频无线电波的绝缘材料。
作为这种高渗透性材料的试验性生产，一种高渗透性的纳米颗粒状材料通过采用薄膜技术如溅射法而被制备出来。但是，要实施这种方法需要大规模的设备。而且，该高渗透性材料的薄膜厚度需精确控制，所以就成本及收率而言该方法不实际。另外，当该高渗透性材料长期使用时，磁性粒子的团聚和晶粒生长增加，从而导致其热稳定性劣化。
特开2004-281846披露了一种高渗透性材料，其是由粉末形式的或具有含几乎非还原性的、选自Fe、Co及其合金的一种或多种物质的金属氧化物和金属粒子的多晶结构的烧结体制得。
但是，该公开中所披露的高渗透性材料具有低形状磁性各向异性的各向同性结构及相对低的共振频率，因此，在几千兆赫兹的频带上渗透性降低。而且，因为所述高渗透材料是粉末或多晶结构的烧结体，所以由于长时间使用或过热而导致的氧化可促进磁性粒子的团聚和晶粒生长，正如高渗透性纳米颗粒状材料。
此外，US 2004/0058138披露了一种印刷线路板，其包括基板、在基板表面上形成的金属氧化物粘合层、以及在粘合层上提供的电磁波吸收层，其中，所述电磁波吸收层具有多层结构，其包括至少以下两层：(a)含有被电绝缘材料使彼此分开的平均粒径为1-150nm的多个磁性粒子的磁性层，和(b)电绝缘层。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种天线装置，其包括：
天线基板，其包括相互层压和粘接的多个绝缘层，以及布置在绝缘层的粘接界面中、并嵌入在所述粘接界面的两个绝缘层内的多个磁性粒子；和
在所述天线基板表面上直接或在附近布置的天线。
根据本发明的第二方面，提供了一种制造天线装置的方法，其包括：
形成具有相互不同组成的第一和第二陶瓷片，所述第一和第二陶瓷片的每一种含有选自以下组中至少一种金属的化合物：Mg、Al、Si、Ca、Cr、Ti、Zr、Ba、Sr、Zn、Mn、Hf和稀土金属(包括Y)，并且第一和第二陶瓷生片的至少之一含有磁性金属的化合物；
相互地层叠多个第一和第二陶瓷生片；
烧制所述层叠的第一和第二陶瓷生片以产生第一和第二陶瓷层；和
通过对第一和第二陶瓷层进行还原处理，使第一和第二陶瓷层界面中的磁性金属从第一和第二陶瓷层中含有磁性金属氧化物的陶瓷层中析出。
附图说明
图1所示为本发明一个实施方案的天线装置的平面图；
图2所示为图1天线装置的前视图；
图3所示为图1天线基板的放大的截面图；
图4所示为本发明另一个实施方案天线装置的天线基板的放大的截面图；
图5所示为本发明另一个实施方案天线装置的天线基板的放大的截面图；
图6所示为本发明另一个实施方案天线装置的天线基板的放大的截面图；
图7所示为本发明另一个实施方案天线装置的天线基板的放大的截面图；
图8所示为本发明另一个实施方案天线装置的天线基板的放大的截面图；
图9所示为本发明另一个实施方案天线装置的截面图；
图10所示为本发明另一个实施方案天线装置的截面图；
图11所示为本发明另一个实施方案天线装置的截面图；
图12A、12B、12C、12D和12E所示为制造本发明实施方案天线装置的方法的截面图；
图13所示为其中磁性粒子析出在具有多孔结构的绝缘层中状态主要部分的放大的截面图；
图14所示为其中在磁性粒子析出后具有多孔结构的绝缘层中注入有机树脂状态的主要部分的放大的截面图；
图15所示为其中装配有本发明实施方案天线装置的电子线路板的前视图；
图16所示为其中已装载本发明实施方案天线装置的移动电话的透视图；
图17所示为图16的前视图；
图18所示为图16的侧视图；
图19所示为其中已装载本发明实施方案天线装置的个人计算机的透视图。
具体实施方式
下文中，将详细描述本发明实施方案的天线装置。
本实施方案的天线装置包括天线基板，该天线基板包括相互层压和粘接的多个绝缘层，以及布置在绝缘层的粘接界面中、并嵌入粘接界面的两个绝缘层中的多个磁性粒子。天线直接布置在天线基板的主面(main face)中，或在天线基板主面附近。
这种天线装置的天线基板具有高的渗透性，同时抑制所述天线发射或接收的100MHz至几GHz的高频无线电波的传输损耗。结果，将要由在天线基板中形成的天线发射或接收的无线电波被以上所述具有高渗透性的天线基板所吸引。因此，在电子线路板与天线装置一同布置在通讯器具中时，电子线路板中的无线电波吸收被抑制或防止，从而使得可以高效地进行发射和接收。
绝缘层优选由在室温下绝缘电阻为1×102Ω·cm的绝缘材料制得。所述绝缘材料的实例包括陶瓷如氧化物或氮化物，有机树脂如聚苯乙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，以及环氧树脂，或玻璃。
具体地，多个绝缘层中的至少一层优选为包含至少一种选自以下组中金属(M1)的氧化物的陶瓷层：Mg、Al、Si、Ca、Cr、Ti、Zr、Ba、Sr、Zn、Mn、Hf和稀土金属(包括Y)。还有，所述多个绝缘层的至少一层优选为包含至少一种选自以下组中金属(M1)的氧化物：Mg、Al、Si、Ca、Cr、Ti、Zr、Ba、Sr、Zn、Mn、Hf和稀土金属(包括Y)，以及磁性金属(M2)氧化物的陶瓷层。在后者的陶瓷层中，允许所述层含有0.01-0.25原子％的选自以下组中的至少一种添加金属(M3)：Al、Cr、Sc、Si、Mn和B。添加金属(M3)选择为与金属(M1)不同的金属。
多个绝缘层中的至少一层可以是有机树脂层。该有机树脂层可以具有其中无机材料粒子被分散和包含的形态，或其中空腔(气泡)分散形成的多孔形态。
所述磁性粒子优选由至少一种选自以下组中的磁性金属组成：Fe、Ni和Co，或含这些磁性金属的合金。
所述天线由例如不锈钢、Ag、Ni、Cu或Au制得。
接下来，将通过参考附图更具体地描述本实施方案的天线装置。
图1所示为本实施方案的天线装置的平面图，图2所示为图1的前视图；图3所示为图1放大的截面图。
如图1和2中所示，天线装置1具有包括天线基板10及在所述基板上形成的天线30的结构。
如图3中所示，天线基板10包括由相互层压和粘接第一绝缘层11与具有组成不同于第一绝缘层11的第二绝缘层12所形成的层状体14，在绝缘层11和12的粘接界面中布置有多个磁性粒子13，以使所述粒子嵌在第一和第二绝缘层11和12两者中。
该第一和第二绝缘层11和12是分别含有至少一种选自以下组中金属(M1)的氧化物的陶瓷层：Mg、Al、Si、Ca、Cr、Ti、Zr、Ba、Sr、Zn、Mn、Hf和稀土金属(包括Y)，并具有相互不同的组成。将要用作所述第一和第二绝缘层11和12的至少一层陶瓷层可以含有磁性金属(M2)的氧化物。
第一和第二绝缘层11和12的层状组合示范如下：
(1)第一绝缘层11：含有金属(M1)氧化物的陶瓷层，第二绝缘层12：含有不同于第一绝缘层11氧化物的金属(M1)氧化物的陶瓷层。
(2)第一绝缘层11：含有金属(M1)氧化物的陶瓷层，第二绝缘层12：含有金属(M1)的氧化物和磁性金属(M2)的氧化物的陶瓷层；在这种构造中，第二绝缘层12中所含金属(M1)的氧化物优选不同于第一绝缘层11中所含金属(M1)的氧化物。
(3)第一绝缘层11：含有金属(M1)的氧化物和磁性金属(M2)的氧化物的陶瓷层；第二绝缘层12：含有金属(M1)的氧化物的陶瓷层；在这种构造中，第二绝缘层12中所含金属(M1)的氧化物优选不同于第一绝缘层11中所含金属(M1)的氧化物。
(4)第一绝缘层11：含有金属(M1)的氧化物和磁性金属(M2)的氧化物的陶瓷层；第二绝缘层12：含有不同于第一绝缘层11氧化物的金属(M1)的氧化物、及磁性金属(M2)的氧化物的陶瓷层。
在(1)-(4)的组合中，假定第一绝缘层11的热膨胀系数表示为α1，第二绝缘层12的热膨胀系数表示为α2，优选所述热膨胀系数在温度为80-150℃的范围内满足以下的不等式：0.5＜α1/α2＜2。
在(1)-(4)的组合中，优选第一绝缘层11与第二绝缘层12具有相互不同的介电常数，即优选两个层有介电常数倾斜(inclination)。具体地，接触天线装置1的天线30的第一绝缘层11由含有氧化镁(MgO)的陶瓷层形成，在第一绝缘层11之下的第二绝缘层12由含有氧化铝(Al2O3)的陶瓷层形成，以使得它们具有介电常数倾斜。通过在第一和第二绝缘层11和12之间制造这种介电常数倾斜，可以实现在100MHz至几GHz的高频下对无线电波更高效地发射及接收。
在(2)-(4)的组合中，优选含有除金属(M1)氧化物以外的磁性金属(M2)氧化物的陶瓷层为复合氧化物，其中金属(M1)和磁性金属(M2)形成固溶体。具体而言，在MgO作为金属(M1)的氧化物，FeO作为磁性金属(M2)的氧化物的情况下，所述陶瓷层优选为Fe-Mg-O型复合氧化物。同样，在Al2O3作为金属(M1)的氧化物，Fe2O3作为磁性金属(M2)的氧化物时，所述陶瓷层优选为Fe-Al-O型复合氧化物。
在(2)-(4)的组合中，第一和第二绝缘层11和12的至少之一构造为含有除金属(M1)氧化物以外的磁性金属(M2)氧化物的陶瓷层，由此所述磁性金属(M2)的氧化物可以存在于布置在所述第一和第二绝缘层11和12粘接界面中的多个磁性粒子13中。相应地，磁性粒子13间的磁耦合性能可以得到改进。结果，即使磁性粒子13之间的间隔变宽，也可以使包含天线基板10的天线装置1实现在100MHz至几GHz的高频下对无线电波更高效地发射及接收。
在(2)-(4)的组合中，含金属(M1)的氧化物和磁性金属(M2)的氧化物的陶瓷层可以含有量为0.01-0.25原子％的至少一种选自以下组中的添加金属(M3)：Al、Cr、Sc、Si。不同于金属(M1)的金属被选为所述的添加金属(M3)。
磁性粒子13优选由至少一种选自以下组中的磁性金属制得：Fe、Ni和Co，或含这些磁性金属的合金。磁性粒子13的实例包括Fe颗粒、Co颗粒、Ni颗粒、Fe-Co颗粒、Fe-Ni颗粒、Co-Ni颗粒及Fe-Co-Ni颗粒。此外，该磁性粒子13可以与另一种非磁性金属形成合金。但是，如果非磁性金属太多，则饱和磁化强度太低，因此，就高频性能而言，与另一种非磁性金属的合金化优选为10原子％或更少。此外，虽然非磁性金属可以单独分散在该结构体中，但其量优选为20体积％或更少。就饱和磁化强度而言，该磁性粒子优选为Fe-Co系粒子。以上所述磁性粒子13可以与作为第二组分的Al或Si以50原子％或更少的比形成固溶体。
磁性粒子13优选粒径为1-100nm。如果磁性粒子13的粒径小于1nm，超顺磁性可能会导致饱和磁通密度降低。另一方面，如果磁性粒子13的粒径大于100nm，产生的涡流损耗使得难以保持作为天线基板10的特性。还有，如果所述粒径超过100nm，由于能量稳定性常会产生多磁性区域结构。所述多磁性区域结构渗透性的高频性能可能会比单磁性区域结构渗透性的高频性能下降得更多。具体来说，就对单磁性区域结构的保持而言，所述磁性粒子13的粒径上限更优选为50nm。磁性粒子13的粒径进一步更优选为10-50nm。
当粒径在上述范围内的多个磁性粒子13被布置在第一和第二绝缘层11和12的粘接界面中时，第一和第二绝缘层11和12的厚度优选为0.05-100微米，更优选0.05-1微米，前提是所述厚度为磁性粒子直径的至少两倍。包含这种薄的第一和第二绝缘层11和12的天线基板10具有对100MHz至几GHz的高频下、与磁性粒子13粒径有关的无线电波更高的发射及接收效率。具有这种厚度的第一和第二绝缘层11和12优选层压在100或更多层内，更优选500-2000层。
当粒径在上述范围内的多个磁性粒子13被布置在第一和第二绝缘层11和12的粘接界面中时，磁性粒子13之间的距离优选为10nm或更窄。以10nm或更窄的距离布置多个磁性粒子13在绝缘层11和12的粘接界面中改进了磁性粒子13之间的磁耦合性能，并可以实现包括在100MHz至几GHz的高频无线电波下有更高的发射及接收效率的天线基板10的天线装置1。磁性粒子13之间的距离更优选为5nm或更窄。在第一和第二绝缘层11和12的至少一种包含磁性金属(M2)的氧化物时，磁性粒子13之间的磁耦合性能可有效得到改进，即使磁性粒子13之间的距离被调节到约50nm。
所述多个磁性粒子13优选具有如单晶或多晶的结晶性，磁性粒子13的晶体取向优选为以两个或多个轴平行于构成第一和第二绝缘层11和12的至少一个绝缘层的粒子的晶体取向。这种取向(晶格适合性)通过形成含金属(M1)的氧化物的第一和第二绝缘层11和12的陶瓷层很容易实现。通过在多个磁性粒子13与第一和第二绝缘层11和12的至少一层之间提供预定的晶格适合性，磁性粒子13可以以更加热稳定的状态存在于第一和第二绝缘层11和12之间的界面中。结果，能够得到包括可以扩展应用的天线基板10的天线装置1。
上述取向的磁性粒子不仅可以存在于绝缘层的界面中，而且可以存在于绝缘层内部，无论是构成所述绝缘层的单个粒子取向或所述绝缘层为单晶。在此状态下，取向的磁性粒子组的晶体取向方向可进一步均匀化。
绝缘层优选完全平行于绝缘层、并按照相同的方向取向。相应地，析出的磁性粒子在平行于绝缘层的平面中也具有各向异性。因而，优选对所述绝缘层来说，使将要析出的磁性粒子的容易磁化的轴取向，以使其与层的方向平行。
具体地，在磁性粒子是立方Ni粒子的情况下，优选Ni粒子按平行于绝缘层的[111]方向取向。在磁性粒子是六方型Co粒子的情况下，Co粒子优选按[001]方向取向。在磁性粒子是Fe粒子的情况下，Fe粒子优选按[100]方向取向。
例如，磁性粒子Ni粒子将要析出在MgO型固溶体(绝缘层)中，可以通过按照[111]方向取向MgO固溶体而使Ni粒子也按照相同的方向取向和析出。同样，在Co将要析出在MgO型固溶体(绝缘层)中时，也可以通过按照[111]方向取向MgO固溶体而使Co按照相同的方向取向和析出。在此情况下，对Co而言，更高温度段的面-心立方的Co可以通过选择还原温度和冷却速度来析出。在此情况下，Co粒子相对于MgO的晶格适合性可通过六方型Co而变得优异。
为了取向以上所述的绝缘层，可以采用使用具有均匀的形状各向异性和晶体各向异性的绝缘体粒子制造片材的方法。作为测量各向异性的方法，可以示范性地采用X射线衍射测量和使用透射电子显微镜的电子束衍射测量方法。在X射线衍射测量中，对绝缘层的测量在垂直方向(层压方向)和平行方向进行，以评价基于取向峰和其它峰强度比的各向异性。即，例如在Ni的[111]方向上，各向异性可以表示为在(111)平面中强度(I[111])与其它强度(I[其它])之比(I[111]/I[111]+I[其它])。数值越高该比值越好，优选该强度比为80％或更高。
而且，磁性粒子的取向析出由于使用单晶绝缘层而得到促进。如果单晶绝缘层被用作最下方的层，那么单晶的绝缘层使得可以通过使用所述单晶作为晶种，来使将要在其上形成的绝缘层结晶。
在这种组成下，磁性粒子在天线基板中的密度增加，且单位体积的磁化可以增加，由此可使天线基板变薄。
其中多个磁性粒子13在第一和第二绝缘层11和12之间的界面中嵌入预定取向的形成与其中磁性粒子仅仅嵌入在绝缘层表面的凹部(dent)中的形成不同，其可以以基于TEM、衍射图像等中的差异而加以区分。
天线30是由例如Ag、Ni、Cu或Au等制得，其厚度为15-100微米。
如上所述，在各自包含如图1-3中所示的至少一种选自Mg、Al、Si、Ca、Cr、Ti、Zr、Ba、Sr、Zn、Mn、Hf和稀土金属(包括Y)的金属的氧化物，并具有相互不同组成的陶瓷层制得的第一和第二绝缘层11和12的天线基板中，可以使磁性粒子13以热稳定的状态存在于第一和第二绝缘层11和12之间的界面中。由此，在以上所描述的通讯器具中电子线路板与天线装置一同布置的情况下，无线电波在电子线路板中的吸收可以长期被抑制和防止，这使得可以提供包含可以更稳定地进行高效发射与接收的天线基板10的天线装置1。
图4所示为本发明另一个实施方案天线装置的天线基板主要部分的放大的截面图。在图4中，相同的符号指定给如图3中所示的相同部件，这里省略对它们的解释。
天线基板10包括在层状体14表面中第二绝缘层12上形成的有机树脂层15。多个磁性粒子13被布置在第二绝缘层12与有机树脂层15之间的粘接界面中，以使所述粒子嵌入到第二绝缘层12与有机树脂层15两者中。在天线基板10的有机树脂层15上形成天线(未显示)。将要布置在第二绝缘层12与有机树脂层15之间粘接界面中的磁性粒子13可以通过形成包含除金属(M1)氧化物以外的磁性金属(M2)氧化物的组合物，以及在以生产方法还原处理时从陶瓷层中析出磁性金属，以作为存在于层状体14最外表面的陶瓷层来形成，所述生产方法将在后文中描述。
对于以上所述的有机树脂，可以例举的有聚苯乙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)及环氧树脂等。
具有如图4中所示构造的天线基板10具有由位于层状体14最上层中的陶瓷层所制得的第二绝缘层12与有机树脂层15之间存在介电常数倾斜。相应地，包含上述天线基板10的天线装置具有对100MHz至几GHz的高频无线电波更高的发射和接收效率。而且，这使得可以得到对物理负荷具有改进的耐受性的天线装置，该物理负荷例如由于形成有机树脂层15作为其上将形成天线的天线基板10的表面而导致的振动。此外，有机树脂层15作为绝缘层的应用使得天线基板10与绝缘层仅仅是陶瓷层的相比轻便。
布置在第二绝缘层12与有机树脂层15之间界面中的多个磁性粒子13优选涂覆在将要由薄膜16嵌入有机树脂层15中的表面中，该薄膜由选自以下组中的至少一种无机材料制得：Al2O3、AlN、SiO2、Si3N4和SiC，如图5中所示。借助于这种结构，磁性粒子13与有机树脂15之间的粘接可以得到改进。在此情况下，薄膜16的材料选择为不同于构成相邻于有机树脂层15的第二绝缘层12的选自以下组中至少一种金属(M1)的氧化物：Mg、Al、Si、Ca、Cr、Ti、Zr、Ba、Sr、Zn、Mn、Hf和稀土金属(包括Y)。
独立于磁性粒子13粒径的薄膜16的厚度优选为1-5nm。含有具有这种厚度的薄膜16的磁性粒子13除了保持粘接改进外，还保持天线基板10的高电阻。
图6所示为另一个实施方案天线装置的天线基板的放大的截面图。在图6中，相同的符号指定给如图3中所示的相同部件，这里省略对它们的解释。
天线基板10包括在层状体14表面上的第二绝缘层12上的有机树脂层15，该有机树脂层15中分散着大量的无机材料粒子17。多个磁性粒子13被布置在第二绝缘层12和有机树脂层15的粘接界面中，以使所述粒子嵌入第二绝缘层12和有机树脂层15两者中。在天线基板10的有机树脂层15上形成天线(未显示)。以上所述要布置在第二绝缘层12与有机树脂层15之间粘接界面中的磁性粒子13可以采用所描述的用于如图4中所示天线的相同方法形成。
与以上所述的范例相类似，上述的有机树脂的实例包括聚苯乙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)及环氧树脂。
无机材料的实例包括陶瓷，例如Al2O3、MgO、ZnO。假定有机树脂层15的厚度为0.05-1000微米，那么无机材料粒子17优选平均粒径为10-1000nm。具有该平均粒径的无机材料粒子17优选以20-90体积％的比例分散在有机树脂层15中。
具有如图6中所示构造的天线基板10被配置为由位于层状体14最上层中的陶瓷层所制得的第二绝缘层12与有机树脂层15之间存在介电常数倾斜。还有，有机树脂层15的介电常数可以通过调整分散在有机树脂层15中的无机材料粒子17的分散量来控制。相应地，包含所述天线基板10的天线装置具有对100MHz至几GHz的高频无线电波更高的发射和接收效率。而且，这使得可以得到对物理负荷具有改进的耐受性的天线装置，该物理负荷例如为由于形成有机树脂层15作为其上将形成天线的天线基板10的表面而导致的振动。
图7所示为另一个实施方案天线装置的天线基板的放大的截面图。在图7中，相同的符号指定给如图3中所示的相同部件，这里省略对它们的解释。
天线基板10包括在层状体14表面上的第二绝缘层12上的有机树脂层15，该有机树脂层15包含大量的分散在其中的泡沫18。多个磁性粒子13被布置在第二绝缘层12和有机树脂层15的粘接界面中，以使所述粒子嵌入第二绝缘层12和有机树脂层15两者中。在天线基板10的有机树脂层15上形成天线(未显示)。以上所述要布置在第二绝缘层12与有机树脂层15之间粘接界面中的磁性粒子13可以采用所描述的用于如图4中所示天线的相同方法形成。
与以上所述的范例相类似，所述有机树脂的实例包括聚苯乙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)及环氧树脂。
假定有机树脂层15的厚度为0.05-1000微米，那么泡沫18优选平均粒径为10-1000nm。具有该平均粒径的泡沫18优选以5-50体积％的比例分散在有机树脂层15中。
具有如图7中所示构造的天线基板10被配置为由位于层状体14最上层中的陶瓷层所制得的第二绝缘层12与有机树脂层15之间存在介电常数倾斜。还有，有机树脂层15的介电常数可以通过调整分散在有机树脂层15中的泡沫18的分散量来控制。相应地，包含所述天线基板10的天线装置具有对100MHz至几GHz的高频无线电波更高的发射和接收效率。而且，这使得可以得到对物理负荷具有改进的耐受性的天线装置，该物理负荷例如为由于形成有机树脂层15作为其上将形成天线的天线基板10的表面而导致的振动。此外，其中分散有泡沫18的有机树脂层15作为绝缘层的应用使得天线基板10与绝缘层仅仅由陶瓷层制得的相比轻便。
图8所示为另一个实施方案天线装置的天线基板的放大的截面图。在图8中，相同的符号指定给如图3中所示的相同部件，这里省略对它们的解释。
天线基板10包括插入在两个层状体14之间的有机树脂层15。多个磁性粒子13布置在一个层状体14的第二绝缘层12及有机树脂层15的粘接界面中，以及另一个层状体14的第二绝缘层12及有机树脂层15的粘接界面中，以使所述粒子嵌入在第二绝缘层12和有机树脂层15两者中。在天线基板10的一个层状体14的表面上形成天线(未显示)。将要布置在两个层状体14的第二绝缘层12与有机树脂层15之间各自粘接界面中的磁性粒子13可以采用所描述的用于如图4中所示天线基板的相同方法形成。
与以上所述的范例相类似，所述有机树脂的实例包括聚苯乙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)及环氧树脂。
在具有如图8中所示构造的天线基板10中，强度得到了改进，介电常数可以通过插入到中间的有机树脂层15来控制。
在图4-8中所示的天线基板10中，将要布置在第二绝缘层12与有机树脂层15的粘接界面中的多个磁性粒子13优选具有1-100nm的粒径，更优选10-50nm，如上所述，而所述磁性粒子之间的距离优选为10nm或更小。此外，满意的是所述多个磁性粒子13具有如单晶或多晶的结晶性，同时具有以两个或多个轴平行于第二绝缘层12晶体取向的晶体取向。
图8中所示的天线基板10的有机树脂层15可以具有如图6和7中所示的分散在其中的无机材料粒子或泡沫。
接下来，将通过参考图9-11描述本发明另一实施方案的天线装置。
图9中所示的天线装置1具有包括如图3中所示、其中嵌入有天线30的天线基板10的结构。
借助于图9中所示的这种结构，因为天线30嵌入在天线基板10中，所以与天线基板相关的天线30的保持性可以得到改进。
图10中所示的装置天线装置1包括，例如：通过用外树脂层19覆盖如图3中所示层状体14的外周面而得到的天线基板10；在天线基板10的外树脂层19中形成的天线30。外树脂层19由例如聚苯乙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)及环氧树脂制得。
借助于图10中所示的构造，所述天线装置包括含有涂覆了表现出防止冲击的缓冲性能的外树脂层19的层状体14的天线基板10。相应地，与仅由通过层压含金属(M1)氧化物陶瓷的第一和第二绝缘层而形成的层状体14所构成的、对冲击相对较弱的天线基板相比，所述装置具有优异的耐冲击性。而且，因为所述天线基板10由于外树脂层19而具有的高阻水性能，具体化的天线装置1具有长的耐久性。
图11中所示的装置天线装置1包括，例如图3中所示的天线基板10、在所述天线基板10上形成并在下部具有开口的箱型有机树脂隔片20、以及在隔片20上形成的天线30。有机树脂隔片20由例如聚苯乙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)及环氧树脂制得。
借助于这种图11中所示的结构，天线基板10对无线电波的吸引程度可以通过调节在其上面将形成天线30的隔片20的高度来对应于无线电波的频率而控制。结果，在电子线路板与天线装置1一同布置在通讯器具中时，电子线路板中的无线电波吸收被恰当地防止，从而使得可以进行高效的发射和接收。
接下来，将通过参考图12A-12E来描述制造本发明实施方案的天线装置的方法。
(第一过程)
首先，形成第一和第二陶瓷生片，所述第一和第二陶瓷生片含有选自以下组中的至少一种金属(M1)的化合物：Mg、Al、Si、Ca、Cr、Ti、Zr、Ba、Sr、Zn、Mn、Hf和稀土金属(包括Y)、且具有相互不同的组成、并且它们中的至少一种含有磁性金属(M2)如Fe、Co和Ni的化合物。
更具体而言，通过添加粘接剂如聚乙烯醇(PVA)到金属(M1)的化合物中，并采用包括由树脂如尼龙制得的球及罐的球磨机均匀混合该混合物来制备原料。将原料成型为片材，以制造含有图12A中所示金属(M1)的化合物的第一陶瓷生片41。
同样，通过添加粘接剂聚乙烯醇(PVA)到金属(M1)的化合物及磁性金属(M2)的化合物中，并采用球磨机均匀混合该混合物来制备原料。将原料成型为片材，以制造含有图12B中所示金属(M1)的化合物和磁性金属(M2)的化合物的第二陶瓷生片42。
(第二过程)
将多个第一和第二陶瓷生片相互地层压制造陶瓷生片层状体。具体地，如图12C中所示，多个第一和第二陶瓷生片41和42相互地层压，使不含磁性金属(M2)化合物的第一陶瓷生片41存在于最上和最下层，以制备如图12C中所示的陶瓷生片层状体43。
(第三过程)
将陶瓷生片层状体43脱脂，并烧制，制备出已烧制的层状体46，其中多个第一和第二陶瓷层44和45相互层压和粘接，如图12D中所示。
(第四过程)
对第一层状体46进行还原处理，以便在第一和第二陶瓷层44和45之间界面中第二陶瓷层45中所含磁性金属(M2)的氧化物中析出磁性金属。这种还原处理产生层状体14的天线基板10，其中由含选自以下组中的至少一种金属(M1)：Mg、Al、Si、Ca、Cr、Ti、Zr、Ba、Sr、Zn、Mn、Hf和稀土金属(包括Y)的化合物的第一陶瓷层所构成的第一绝缘层11，以及具有不同于第一绝缘层11组成的第二绝缘层12被相互地层压和粘接，而多个磁性粒子13被布置在所述第一和第二绝缘层11和12的粘接界面中，以使所述粒子嵌入到第一和第二绝缘层两者中。改变第二绝缘层12的组成，以至与第二陶瓷层45相比，对应于磁性金属(M2)析出量的磁性金属(M2)氧化物的量减少，或变动至不含磁性金属(M2)的氧化物。其后，在天线基板10最上面的第一绝缘层11上形成天线30，制备出天线装置1。
在上述的第一步骤中，分别在陶瓷生片41和42中所包含的金属(M1)的化合物与磁性金属(M2)的化合物的实例包括氧化物、氢氧化物和碳酸盐。其中，氧化物为优选。
第二陶瓷生片优选包含磁性金属(M2)的氧化物，该氧化物包括至少一种选自Fe、Co和Ni组中的金属，以复合氧化物的形式存在，并且是与金属(M1)氧化物的固溶体。对磁性金属(M2)的氧化物来说，氧化亚铁(FeO)、氧化钴(CoO)及氧化镍(NiO)为优选，因为它们容易与金属(M1)的氧化物形成固溶体而制备出复合氧化物。铁氧化物的实例包括FeO、Fe2O3和Fe3O4，氧化亚铁(FeO)为优选，因为它容易与金属(M1)的氧化物形成固溶体而制备出复合氧化物。例如，在MgO用作金属(M1)的氧化物，FeO用作磁性金属(M2)的氧化物的情况下，MgO与FeO反应制得全固溶体状态的复合氧化物(Fe-Mg-O型复合氧化物)。另一方面，在Al2O3用作金属(M1)的氧化物，Fe2O3用作磁性金属(M2)的氧化物的情况下，Al2O3与Fe2O3反应，制得全固溶体状态的复合氧化物(Fe-Al-O型复合氧化物)。而且，第二陶瓷生片可以进一步包含不同于FeO和Fe2O3价态的铁的氧化物作为氧化铁。
如上所述，含复合氧化物的第二陶瓷生片42的使用使得容易通过第四过程中的还原处理而析出在第一和第二陶瓷层44和45的界面中的复合氧化物中的磁性金属。还可以容易地在第一和第二陶瓷层44和45的之间界面中析出细小的磁性粒子13。而且，这使得析出的磁性粒子可以具有以两个或多个轴平行于第二陶瓷层45(第二绝缘层12)晶体取向的晶体取向。此外，这还使得粒径为1-100nm的磁性粒子13在第一和第二绝缘层11和12之间的界面中以彼此50nm或更小的间距析出。
在金属(M1)和磁性金属(M2)以复合氧化物的形式包含在第二陶瓷生片42中的情况下，金属(M1)的氧化物和磁性金属(M2)的氧化物优选以比例a∶b为10∶90至90∶10来添加，其中，″a″表示金属(M1)氧化物的摩尔比，″b′表示磁性金属(M2)氧化物的摩尔比。在复合氧化物中，如果磁性金属(M2)氧化物的比例高于a∶b＝10∶90，那么，在还原工艺中析出的磁性粒子晶粒变得如此大，以至于可能会降低其作为天线基板的高频性能。另一方面，如果金属(M1)氧化物的比例高于a∶b＝90∶10，那么磁性金属(M2)氧化物的比例较低，将要在还原过程中析出的磁性粒子13的数目减少，导致磁性粒子之间的磁性相互反应可能劣化。而且，在某些情况下，因为析出的粒子变得直径小于1nm，超顺磁性可能会导致性能的劣化。更优选比例a∶b＝20∶80至80∶20。
在金属(M1)的氧化物MgO与磁性金属(M2)的氧化物FeO以复合氧化物的形式包含在第二陶瓷生片42中的情况下，Mg-Fe-O型全固溶体状态的复合氧化物可容易地通过MgO与FeO以例如2∶1的摩尔比反应而产生。含这种复合氧化物的第二陶瓷生片的使用使得可以恰当地控制将要在第四过程的还原处理中析出在第一和第二陶瓷层44和45之间界面中的磁性粒子13的量，并可以抑制磁性粒子13的团聚和晶粒生长。
对磁性金属(M2)的氧化物而言，所述氧化物不仅可以以单一氧化物的形式存在，而且可以以复合氧化物如CoFe2O4和NiFe2O4的形式存在于第二陶瓷生片42中。具体来说，在所述复合氧化物是通过选择Ni的氧化物与Fe和Co的至少一种而形成的情况下，Ni的量优选控制在Co和/或Fe量的50摩尔％或更低。
在第一过程中，含有磁性金属(M2)的化合物、优选金属(M1)和磁性金属(M2)的复合氧化物的第二陶瓷生片优选进一步含有一种选自以下组中的添加金属(M3)：Al、Cr、Sc、Si、Mn和B，以促进磁性粒子在还原处理时析出。选择添加金属(M3)为不同于金属(M1)的金属。添加金属(M3)优选在烧制处理后绝缘层(氧化物)中所含的量为0.01-0.25原子％。
在第一过程中，含磁性金属(M2)的第二陶瓷生片42可以进一步含有Cu或Mn。
在第二过程中，取决于第一和第二陶瓷生片41和42的厚度，优选层压约100层或更多的所述片。
在第三过程中，当第一和第二陶瓷生片41和42是从氧化物原料制备时，优选在1000℃或更高的温度下，在氧化氛围、真空或惰性氛围如氩气中进行烧制。另一方面，当第一和第二陶瓷生片41和42是从不同于氧化物的原料制备时，优选在1000℃或更高的温度下，在氧化氛围中进行烧制。氧化氛围是指大气空气和含氧的惰性气体氛围。当第一和第二陶瓷生片41和42是从氧化物原料制备时，优选在惰性氛围或真空中进行烧制。例如，在使用含金属(M1)和磁性金属(M2)的复合氧化物的第二陶瓷生片42中，优选所述烧制过程在真空中或Ar氛围中进行。
在第四过程中，还原处理通过使用还原性气体如氢气、一氧化碳或甲烷来进行，氢气为特别优选。用氢气还原处理的温度没有具体的限制，只要其足以还原构成烧制的层状体46的第二陶瓷层45中的一部分氧化物即可，其优选为200-1500℃。如果还原温度低于200℃，还原反应减慢，导致生产率的降低。另一方面，如果还原处理的温度超过1500℃，析出的磁性粒子过量地生长，其可能会导致磁性粒子13彼此的团聚。更优选处理温度为200-1000℃。
在氢气被用作还原气体的情况下，优选在已烧制的层状体45被置于氢气流下进行还原。如果所述反应在氢气流下进行，那么磁性粒子就可以均匀地析出在已烧制层状体46的第二陶瓷层45的整个表面上。氢气的流速没有明确的限定，但优选为例如10cc/min或更高。
在第四过程中，可以提高对第一和第二绝缘层11和12界面的还原气体(例如氢气)的供给，通过导致如图13中所示邻近第二绝缘层12的第一绝缘层11具有多孔结构，由此促进磁性粒子13的析出。但是，如果第一绝缘层11由于其具有多孔结构而被用作天线基板的制备，那么长期可靠性可能会劣化，原因在于水或类似物的渗透。在此情况下，优选将有机树脂47注入并压入多孔的第一绝缘层11中。通过用有机树脂47填充多孔的第一绝缘层11，可以提高多孔的第一绝缘层11与第二绝缘层12的粘接强度，并可以防止磁性粒子13从第二绝缘层12的表面脱落。
在第四过程中可以进行还原处理，以使烧制的层状体46中的第二陶瓷层45中全部量的磁性粒子析出，或可以进行还原处理，以便留下陶瓷层45中的一部分磁性金属，并例如与固溶体状态中的金属(M1)以复合氧化物的形式保留下来。
在第四过程中，天线30的形成可以通过采用以下方法来进行：层叠不锈钢、Cu、Ag、Ni、Au等金属片到层状体14的方法；涂覆含这种金属的糊并干燥所述糊的方法；或溅射金属以形成薄膜，并在所述薄膜上形成图案的方法。
在第一至第四的过程中，如果含有磁性粒子13的层状体14最上层和最下层中的第一绝缘层11是通过烧制不含磁性金属(M2)的化合物的第一陶瓷生片41而形成的，那么就没有磁性粒子析出在第一绝缘层11的表面中。但是，在第一陶瓷生片41也具有含磁性金属(M2)的化合物的组成，而磁性粒子是从层状体的最上层和最下层中的第一绝缘层析出来时，那么，如果在天线形成之前除掉磁性粒子13，就不会发生问题。
图4-8中所示的天线基板可以通过以下方法来制备：
1)制备图4中所示天线基板的方法
首先，分别形成含金属(M1)的化合物的第一陶瓷生片，以及含具有与第一陶瓷生片的金属(M1)化合物不同组成的金属(M1)的化合物，及磁性金属(M2)的化合物的第二陶瓷生片。将多个这些第一和第二陶瓷生片的层相互地层压，以使第二生陶瓷层处于最上层，由此制造出陶瓷生片的层状体，烧制该层状体并对其进行还原处理。结果，形成了层状体14，其中含金属(M1)的氧化物的第一绝缘层11和具有不同于第一绝缘层组成的第二绝缘层12被相互层压和粘接；多个磁性粒子13被布置在第一和第二绝缘层11和12的粘接界面中，同时嵌入到第一和第二绝缘层11和12两者中；多个磁性粒子13被布置在最上层的第二绝缘层12中，同时部分嵌入到第二绝缘层12中。随后，在层状体14的最上层中含有多个磁性粒子13的第二绝缘层12上形成有机树脂层15，以制备图4中所示的天线基板。
2)制备图5中所示天线基板的方法
层状体14通过与1)中所描述的相似方法形成，在层状体14的最上层中含有多个磁性粒子13的第二绝缘层12表面上通过溅射Al或Si形成Al薄膜或Si薄膜(未显示)。随后进行第一次热处理，形成Al薄膜或Si薄膜与多个磁性粒子13的固溶体，然后进行第二次热处理(氧化处理、氮化处理、碳化处理)，在第二绝缘层12的表面上形成Al2O3、AlN、SiO2、Si3N4或SiC的膜16，通过该第二绝缘层投射出磁性粒子13。对第一次热处理没有限制，只要处理条件恰当，不氧化磁性粒子和形成与Al、Si或Al-Si粒子的固溶体，其优选在200-100℃下在惰性气体氛围如Ar中进行。固溶体的比例根据将要在其后进行的第二次热处理(氧化处理、氮化处理、碳化处理)所形成的Al2O3、AlN、SiO2、Si3N4或SiC膜的厚度确定。例如，可以形成最多53％的Al与Fe的磁性粒子的固溶体。可以在53％的Al与粒径为10nm的Fe磁性粒子的固溶体形成后，通过在氧化氛围中的第二次热处理在磁性粒子的表面形成厚度为1nm的Al2O3膜。也可以在20％的Al与粒径为10nm的Fe磁性粒子的固溶体形成后，通过在氧化氛围中的第二次热处理在Fe磁性粒子的表面形成厚度为5nm的Al2O3膜。
接下来，在第二绝缘层12上形成有机树脂层15，通过该第二绝缘层，涂有各种化合物的膜16的多个磁性粒子13被投射用于制备如图5中所示的天线基板。
3)制备图6中所示天线基板的方法
层状体14通过与1)中所描述的相似方法形成，含大量无机材料粒子17分散在其中的有机树脂层15在含多个磁性粒子13在层状体14最上层中的第二绝缘层12表面上形成，以制备图6中所示的天线基板10。
4)制备图7中所示天线基板的方法
层状体14通过与1)中所描述的相似方法形成，含大量泡沫18分散在其中的有机树脂层15在含多个磁性粒子13在层状体14最上层中的第二绝缘层12表面上形成，以制备图7中所示的天线基板10。
5)制备图8中所示天线基板的方法
两层层状体14通过与1)中所描述的相似方法形成，布置这些层状体14，以使含多个磁性粒子13嵌入在其中的第二绝缘层12被设置为面对面并彼此相连，同时有机树脂层15被插入到所述层状体14之间，以制备图8中所示的天线基板10。
接下来将参考附图来描述本发明实施方案的天线装置的典型应用实例。
图15所示为其中装配有图1-3中天线装置的电子线路板前视图。优选该天线装置1被装配到电子线路板50中，以使在构成天线基板10的第一和第二绝缘层的粘接界面中存在的多个磁性粒子的层基本上平行于电子线路板50的表面布置。天线装置1中的天线30通过馈线端子(未显示)与电子线路板50连接。
通过这种图15中所示的结构，在通过天线30发射和接收100MHz至几GHz的高频无线电波时，位于天线30背面一侧的电子线路板50中的无线电波吸收可以被抑制或防止，所以可以高效率地进行发射和接收。
即，当天线布置在不含上述天线基板的电子线路板附近时，由天线所发射或接收的高频无线电波被电子线路板所吸收。还有，因为电子线路板吸收无线电波，所以产生了涡流，而涡流磁场抵消了天线的磁场。相应地，由电子线路板所吸收的无线电波两倍低于由天线所发射或接收的无线电波。
本实施方案的天线基板10包括层状体14，该层状体14通过层压多个第一和第二绝缘层11和12、粘接它们并在第一和第二绝缘层11和12的界面中嵌入多个磁性粒子13而形成，如图1-3中所示，所述天线基板10对所述天线发射或接收的100MHz至几GHz的高频无线电波具有高的发射和接收效率。因此，天线30发射或接收的所述高频无线电波被吸引到天线基板10，所以抑制或防止了该无线电波到达电子线路板50。换句话说，可以抑制或防止电子线路板50对无线电波的吸收。而且，由于电子线路板50对无线电波的吸收被抑制或防止，在电子线路板50中产生的涡流以及由涡流磁场产生的电场可以得到抑制或防止。结果，由所述电场导致的天线30中的电场抵消可以被抑制或防止。相应地，本实施方案的天线装置1可以抑制或防止天线30通过电子线路板50而发射或接收的无线电波的吸收。此外，该天线装置1还可以抑制或防止由于电子线路板50吸收无线电波而导致的天线30的电场抵消，所以这使得可以进行高效率的发射和接收。
图16为其中已装载图1-3中所示实施方案天线装置的移动电话的透视图，图17所示为图16移动电话的前视图；图18所示为图16移动电话的侧视图。
移动电话60包括外壳61。液晶显示元件62和输入数字63被布置在外壳61的前面一侧。电子线路板64布置在外壳61中，所以其在液晶显示元件62和输入数字63的背面一侧。本实施方案的天线装置1被布置在外壳61中相邻于电子线路板64的背面。
借助于这种结构，在使用移动电话60时，可以抑制或防止由引入到外壳61中的天线装置1的天线30所发射或接收的100MHz至几GHz的高频无线电波被电子线路板64所吸收，所以这使得可以进行高效率的发射和接收。
图19所示为其中已装载图1-3中所示实施方案天线装置的个人计算机的透视图。
个人计算机70包括通过铰链作用(未显示)、以可开闭式方法连接到输入侧外壳71的显示侧外壳72。输入部件73布置在输入侧外壳71中。包括电子线路板(未显示)的显示部件74布置在显示侧外壳72中。本实施方案的天线装置1被布置在显示侧外壳72中，以使得位于显示部件74的背面一侧中。该天线装置1的布置使天线基板(未显示)位于显示部件74一侧，而天线则位于与显示部件74相反的天线基板的表面中，同时保持天线基板在两者中间。
借助于这种结构，在使用个人计算机70时，由安装在显示侧外壳72中天线装置1的天线所发射或接收的100MHz至几GHz的高频无线电波可以通过由布置在显示部件74中电子线路板的吸收来抑制或防止，如图15中所描述的。结果，在显示部件74(包括电子线路板等)上无线电波的作用可以被抑制或防止，所以这使得可以得到能进行高效率的发射和接收的个人计算机70。
如上所述，通过使用如图15-19中所示实施方案的天线装置1，无线电波的传输损耗可被抑制，所述天线装置本身可以以充分利用空间的方式制造，而引入所述天线装置的电子器具可以小巧和薄。
下文中将描述本发明的实施例。
(实施例1)
首先，称重MgO粉末和FeO粉末，用搅拌器混合，并在空气中800℃下预热2小时，得到(Fe0.6Mg0.4)O的复合氧化物，其中MgO和FeO完全形成为固溶体。通过球磨机(3000rpm，1小时)将复合氧化物粉末与丙酮、甲基·乙基酮(MEK)、甘油、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)和邻苯二甲酸二丁酯(DBP)混合，得到浆液。用微凹版印刷涂布器将该浆液涂覆到50微米厚的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜上形成片，然后使其通过设定在60-70℃的干燥区域中干燥，得到含95重量％(Fe0.6Mg0.4)O粉末的1微米厚的第二陶瓷生片。
还有，通过相同的方法将Al2O3粉末形成为片材，得到含90重量％Al2O3粉末的1微米厚的第一陶瓷生片。
<层状体的制备>
接下来，将第一和第二陶瓷生片与PET膜分开，并相互地层压以制造含有603层的陶瓷生片层状体，以使第一陶瓷生片(含Al2O3的陶瓷生片)处于其最外层。
使所得到的陶瓷生片层状体经受240kg/cm2下的水力等压(hydro-isostatic)层叠，切割成预定的形状，然后在500℃下在Ar氛围中脱脂1小时，并进一步在1300℃下干燥1小时，得到层状的陶瓷板。
接下来，将层状的陶瓷板放入氢气炉中，使其在800℃下在99.9％纯度的氢气以200cc/min流速的条件下经受还原处理，然后在炉中冷却，得到含多个Fe纳米粒子析出在第一绝缘层Al2O3和第二绝缘层Fe-Mg-O型复合氧化物的界面中的天线基板。将天线基板的层分开，通过扫描电子显微镜(SEM)观察析出的Fe粒子。结果，发现析出了无数50-100nm的Fe粒子，同时这些Fe粒子嵌入在所述陶瓷的表面中。Fe粒子的间距为10-30nm。
接下来，通过使用银糊的印刷方法在天线基板一侧的表面上形成天线，制备出天线装置。
(实施例2)
按照与实施例1中的相同方法制备天线基板和形成天线，以制造天线装置，除了使用含90重量％Al2O3粉末的第一陶瓷生片，以及含95重量％(Fe0.6Co0.2Mg0.2)O粉末的第二陶瓷生片。
(实施例3)
按照与实施例1中的相同方法制备天线基板和形成天线，以制造天线装置，除了使用含90重量％Al2O3粉末的第一陶瓷生片，以及含95重量％(Fe0.6Co0.15Ni0.05Mg0.2)O粉末的第二陶瓷生片。
(实施例4)
按照与实施例1中的相同方法制备天线基板和形成天线，以制造天线装置，除了使用含85重量％SiO2粉末的第一陶瓷生片，以及含95重量％(Fe0.6Mg0.4)O粉末的第二陶瓷生片。
(实施例5)
按照与实施例1中的相同方法制备天线基板和形成天线，以制造天线装置，除了使用含95重量％的(Co0.3Al0.7)2O粉末的第一陶瓷生片，以及含95重量％(Fe0.6Mg0.4)O粉末的第二陶瓷生片。
(实施例6)
按照与实施例1中的相同方法制备天线基板和形成天线，以制造天线装置，除了使用含90重量％Al2O3粉末的第一陶瓷生片，以及含95重量％(Fe0.6Mg0.4)O+0.01重量％B2O3粉末的第二陶瓷生片。
(实施例7)
制备与实施例1中的层状体相似的两个层状体，该层状体包括嵌在第一和第二绝缘层界面200层中的多个Fe纳米粒子。同样，制备与实施例1中的层状体相似的层状体，其包括嵌在第一和第二绝缘层界面201层中的多个Fe纳米粒子。具有201层的层状体具有其中多个Fe纳米粒子嵌在最外层中的第二绝缘层。相继地，在用201层插入层状体中间的同时，如下布置具有200层的层状体，以使其中Fe纳米粒子从具有200层的层状体析出的第二绝缘层被布置为面向具有201层的层状体，并用厚度为10微米的环氧树脂粘接和层压它，以制备出具有603层的天线基板。其后，按照与实施例1中的相同方法在所述天线基板中形成天线，以制备天线装置。
(实施例8)
用采用聚氨酯树脂溶液的浸渍涂覆包括多个Fe纳米粒子嵌在与实施例1相似的第一和第二绝缘层界面的201层中并具有603层的层状体，以制备其外周面涂覆有100微米厚聚氨酯树脂层的天线基板。其后，将铜线圈(天线)粘结到天线基板上，以制备天线装置。
(实施例9)
厚度为0.3mm、高度为1mm、在下端开口的箱型环氧树脂隔片被粘接到与实施例1天线基板相似的天线基板上，将铜线圈(天线)粘结到隔片上，以制备天线装置。
实施例2-5和7-9的析出粒子(磁性粒子)与实施例1的那些并非那么不同。实施例6的析出粒子(磁性粒子)的粒径为10-30nm，粒子间隔为10-30nm。
(实施例10)
将平均直径为100nm、平均长度为1微米的针状固溶体(Fe0.7Mg0.3)粉末与平均粒子50nm的球状固溶体(Fe0.7Mg0.3)粉末用丙酮、甲基·乙基酮(MEK)、甘油、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)和邻苯二甲酸二丁酯(DBP)用球磨机(60rpm，10分钟)混合，得到浆液。用微凹版印刷涂布器将该浆液涂覆到50微米厚的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜上形成片，然后使其通过设定在60-70℃的干燥区域中干燥，得到含95重量％的(Fe0.7Mg0.3)O粉末的1微米厚的第二陶瓷生片。
还有，通过相同的方法将Al2O3粉末形成为片材，得到含90重量％Al2O3粉末的1微米厚的第一陶瓷生片。
<层状体的制备>
接下来，将第一和第二陶瓷生片与PET膜分开，并相互地如下进行层压，以使第一陶瓷生片(含Al2O3的陶瓷生片)处于其最外层，得到含有603层的陶瓷生片层状体。
使所得到的陶瓷生片层状体经受240kg/cm2下的水力等压层叠，切割成预定的形状，然后在500℃下在Ar氛围中对切割的片进行脱脂1小时，并在1300℃下烧制1小时，得到层叠的陶瓷板。
将层与层叠的陶瓷板分开，并通过扫描电子显微镜(SEM)进行观察，发现含有Fe-Mg-O复合氧化物的第二绝缘层具有针状粒子按平行于所述层纵向方向的一个方向而取向的结构。此外，根据X-射线衍射法的结构分析结果，针状粒子的纵向方向按[001]方向取向。取向度基于(001)平面与其它平面峰强度的比例来计算，结果发现所述取向度为90％或更高。
接下来，将层状的陶瓷板放入氢气炉中，并在850℃下在99.9％纯度的循环氢气以200cc/min的条件下经受还原处理，然后在炉中冷却，得到含多个Fe纳米粒子析出在第一绝缘层Al2O3和第二绝缘层Fe-Mg-O型复合氧化物的界面中，及在Fe-Mg-O型复合氧化物层中的基板。将基板的层分开，通过扫描电子显微镜(SEM)观察析出的Fe粒子。结果，发现无数尺寸为10-20nm的Fe粒子沉积在陶瓷表面和内部。包括内部粒子的Fe粒子的间距为5-10nm。
进而，通过X射线法用分开的样品评价与所述层平行方向和垂直方向的Fe粒子的取向性质。结果，Fe粒子和Fe-Mg-O型复合氧化物的[100]方向是按垂直于所述层的方向取向，Fe粒子和Fe-Mg-O型复合氧化物的[001]方向是按平行于所述层的方向取向，由此发现，该样品具有单轴的各向异性。对Fe粒子的取向度进行评价，发现该取向度为90％或更高。
接下来，按照使[100]方向与磁场方向成直角布置天线基板并形成天线，以制备天线装置。
(对比例1)
按照与实施例1中的相同方法制备天线装置，除了MgO陶瓷基板被用来替代实施例1中的天线基板。
(对比例2)
按照与实施例1中的相同方法制备天线装置，除了包括铁细小粒子分散在环氧树脂中的磁性元件被用来替代实施例1的天线基板。
(对比例3)
按照与实施例1中的相同方法制备天线装置，除了NiZn铁氧体烧结体被用来替代实施例1的天线基板。
实施例1-10及对比例1-3的天线装置被安装在图16-18中所示的移动电话中，通过以下方法测量电磁场辐射。
<电磁场辐射的测量>
在无线电暗室中传输无线电波时，测量彼此3米分开位置上布置的接收天线的垂直偏振波的接收水平。在此情况下，将仿真模型放置在移动电话面向人体的一侧，坐标设定为仿真模型一侧为0-180°，而仿真模型相对的一侧为180-360°，进行1.8GHz电磁波辐射的水平测量(接收水平)。计算270°时相对于对比例1标准值的增益改善。
结果在以下表1中示出。
                                                    表1
  增益改善(dB)   测量点及接收水平(dBm)
  0°   45°   90°   135°   180°   225°   270°   315°
  实施例1   5.8   -16.1   -23.4   -37.8   -46.0   -21.4   -12.3   -9.2   -11.4
  实施例2   6.4   -16.0   -22.9   -38.9   -47.1   -21.2   -12.0   -8.6   -11.1
  实施例3   6.1   -16.2   -23.7   -38.7   -46.8   -21.2   -12.2   -8.9   -11.3
  实施例4   5.9   -16.1   -23.3   -37.9   -45.9   -21.3   -12.1   -9.1   -11.2
  实施例5   5.8   -16.3   -23.1   -38.0   -45.5   -21.1   -12.3   -9.2   -11.3
  实施例6   6.2   -16.1   -23.7   -38.2   -47.0   -21.2   -12.1   -8.8   -11.2
  实施例7   5.1   -16.5   -23.2   -38.1   -46.4   -21.2   -12.8   -9.9   -11.9
  实施例8   5.3   -16.6   -23.3   -37.9   -46.5   -21.2   -12.9   -9.7   -12.0
  实施例9   5.5   -16.7   -23.3   -37.9   -45.9   -21.5   -12.4   -9.5   -11.5
  实施例10   6.5   -16.0   -22.8   -38.9   -47.2   -21.4   -12.0   -8.5   -11.1
  对比例1   0.0   -16.8   -22.4   -29.7   -38.0   -22.0   -18.1   -15.0   -16.7
  对比例2   3.7   -16.6   -23.9   -34.1   -42.0   -21.9   -14.5   -11.3   -12.8
  对比例3   2.4   -16.6   -23.8   -38.0   -45.5   -21.1   -15.7   -12.6   -15.5
从表1中可清楚看出，与对比例1-3相比，实施例1-10的天线装置在180-360°(0°)区域的相反一侧中具有高的接收水平。发现实施例1-10的天线装置在270°时的接收水平(增益改善)比对比例1的天线装置标准水平有高5dB或更高的增强。此外，发现实施例1-10的天线装置比对比例2和3的天线装置有高1dB或更高的改进的接收水平。
本领域的技术人员可以方便地发现其它优点和变化方式。因此，本发明在其更宽广的层面上不限于这里所表示和描述的具体细节和代表性实施方案。相应地，在不背离由所附权利要求及其对应物所限定的一般性发明概念的情况下，可以进行各种修改。

Claims (22)

1.一种天线装置，其包括：
天线基板，其包括相互层压和粘接的多个绝缘层，以及布置在所述绝缘层的粘接界面中、并嵌入所述粘接界面的两个绝缘层中的多个磁性粒子；和
在所述天线基板的表面直接或在附近布置的天线。
2.权利要求1的天线装置，其中所述多个绝缘层为在相邻层之间具有不同组成的陶瓷层，每个陶瓷层包含选自以下组中的至少一种金属的氧化物：Mg、Al、Si、Ca、Cr、Ti、Zr、Ba、Sr、Zn、Mn、Hf和稀土金属(包括Y)。
3.权利要求1的天线装置，其中所述多个绝缘层为在相邻层之间具有不同组成的陶瓷层，每个陶瓷层包含选自以下组中的至少一种金属的氧化物：Mg、Al、Si、Ca、Cr、Ti、Zr、Ba、Sr、Zn、Mn、Hf和稀土金属(包括Y)，以及包含磁性金属的氧化物。
4.权利要求1的天线装置，其中所述多个绝缘层的一个为包含选自以下组中的至少一种金属的氧化物的陶瓷层：Mg、Al、Si、Ca、Cr、Ti、Zr、Ba、Sr、Zn、Mn、Hf和稀土金属(包括Y)，剩余层为包含选自以下组中的至少一种金属的氧化物：Mg、Al、Si、Ca、Cr、Ti、Zr、Ba、Sr、Zn、Mn、Hf和稀土金属(包括Y)，以及包含磁性金属的氧化物的陶瓷层，而所述多个绝缘层为在相邻层之间具有不同组成的陶瓷层。
5.权利要求3的天线装置，其中包含所述金属的氧化物和磁性金属的氧化物的陶瓷层是以复合氧化物形式被包含的，其中所述金属的氧化物和磁性金属的氧化物处于固溶体相中。
6.权利要求1的天线装置，其中所述多个绝缘层的最外表面层为有机树脂层，多个绝缘层的剩余层为在相邻层之间具有不同组成的陶瓷层，每个陶瓷层包含选自以下组中的至少一种金属的氧化物：Mg、Al、Si、Ca、Cr、Ti、Zr、Ba、Sr、Zn、Mn、Hf和稀土金属(包括Y)。
7.权利要求1的天线装置，其中所述多个绝缘层的中间层为有机树脂层，剩余层为在相邻层之间具有不同组成的陶瓷层，每个陶瓷层包含选自以下组中的至少一种金属的氧化物：Mg、Al、Si、Ca、Cr、Ti、Zr、Ba、Sr、Zn、Mn、Hf和稀土金属(包括Y)。
8.权利要求6的天线装置，其中所述有机树脂层包含分散在其中的无机材料粒子或泡沫。
9.权利要求6的天线装置，其中所述嵌入有机树脂层中的磁性粒子涂布有至少一种选自以下无机材料制造的薄膜：Al2O3、AlN、SiO2、Si3N4和SiC。
10.权利要求1的天线装置，其中关系0.5＜α1/α2＜2在80℃-150℃的温度范围内得到满足，其中α1表示所述多个绝缘层的一个相邻绝缘层的热膨胀系数，α2表示其它绝缘层的热膨胀系数。
11.权利要求1的天线装置，其中所述磁性粒子具有结晶性，晶体取向为以两个或多个轴平行于构成至少一个绝缘层、其中嵌入有所述磁性粒子的粒子的晶体取向。
12.权利要求11的天线装置，其中所述绝缘层构成取向的多晶或定向的单晶。
13.权利要求11的天线装置，其中所述磁性粒子与构成绝缘层的粒子的界面满足晶格适合性。
14.权利要求1的天线装置，其中所述磁性粒子的粒径为1-100nm，并被以彼此50nm或更小的间距布置在绝缘层的粘接界面中。
15.权利要求1的天线装置，其中所述绝缘层各自包括含有选自以下组中的至少一种金属的氧化物的第一绝缘层：Mg、Al、Si、Ca、Cr、Ti、Zr、Ba、Sr、Zn、Mn、Hf和稀土金属(包括Y)，以及包括含有不同于第一绝缘层并选自以下组中的至少一种金属的氧化物的第二绝缘层：Mg、Al、Si、Ca、Cr、Ti、Zr、Ba、Sr、Zn、Mn、Hf和稀土金属(包括Y)，及磁性金属的氧化物，且
所述第一和第二绝缘层相互层压，而粒径1-100nm的多个磁性粒子被以彼此50nm或更小的间距布置在所述第一和第二绝缘层的粘接界面中。
16.权利要求1的天线装置，其中所述天线基板具有在层状体最外表面处形成的树脂层。
17.权利要求1的天线装置，其进一步在所述天线基板和天线之间包括有机树脂隔片，所述有机树脂隔片具有通向天线基板的开口。
18.一种制造天线装置的方法，其包括：
形成具有相互不同组成的第一和第二陶瓷片，所述第一和第二陶瓷片的每个都含有选自以下组中的至少一种金属的化合物：Mg、Al、Si、Ca、Cr、Ti、Zr、Ba、Sr、Zn、Mn、Hf和稀土金属(包括Y)，并且第一和第二陶瓷生片的至少之一含有磁性金属的化合物；
相互地层叠多个第一和第二陶瓷生片；
烧制所述层叠的第一和第二陶瓷生片以产生第一和第二陶瓷层；和
通过对层叠的第一和第二陶瓷层进行还原处理，使第一和第二陶瓷层界面中的磁性金属从第一和第二陶瓷层中含有磁性金属氧化物的陶瓷层中析出。
19.权利要求18的制造天线装置的方法，其中所述含磁性金属化合物的陶瓷片包含复合氧化物形式的金属和磁性金属。
20.权利要求19的制造天线装置的方法，其中所述复合氧化物包含摩尔比为1∶9至9∶1的金属的氧化物和磁性金属的氧化物。
21.权利要求18的制造天线装置的方法，其中所述含有磁性金属化合物的陶瓷片进一步包含0.01-0.25原子％的至少一种选自以下的添加金属：Al、Cr、Sc、Si、Mn和B，其中所述添加金属与该陶瓷片中所含的金属不同。
22.权利要求18的制造天线装置的方法，其中所述析出在200-1500℃和在氢气氛围中的条件下进行。
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