JP4417521B2

JP4417521B2 - 配線基板

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Publication number: JP4417521B2
Application number: JP2000101765A
Authority: JP
Inventors: 裕司小野; 由夫粟倉
Original assignee: NEC Tokin Corp
Current assignee: Tokin Corp
Priority date: 2000-04-04
Filing date: 2000-04-04
Publication date: 2010-02-17
Anticipated expiration: 2020-04-04
Also published as: JP2001284878A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，高周波での磁気損失特性に優れた磁性体を用いた配線基板に関し，詳しくは，実装された高速動作する能動素子あるいは高周波電子部品および電子機器において問題となる電磁干渉や不要輻射の抑制に有効である複素透磁率特性に優れた磁気損失材料を用いた多層もしくは単層配線基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、高速動作する高集積な半導体素子の普及が著しい。その例として，ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ），リードオンリーメモリ（ＲＯＭ），マイクロプロセッサ（ＭＰＵ），中央演算処理装置（ＣＰＵ）又は画像プロセッサ算術論理演算装置（ＩＰＡＬＵ）等の論理回路素子がある。これらの能動素子においては，演算速度や信号処理速度が日進月歩の勢いで高速化されており、高速電子回路を伝播する電気信号は、電圧，電流の急激な変化を伴うために，誘導性の高周波ノイズの主要因となっている。
【０００３】
一方，電子部品や電子機器の軽量化，薄型化，小型化の流れも止まる事を知らぬが如く急速な勢いで進行している。それに伴い，半導体素子の集積度や、プリント配線基板への電子部品実装密度の高密度化が著しい。従って、過密に集積あるいは実装された電子素子や信号線が、互いに極めて接近することになり，前述した信号処理速度の高速化と併わせて、高周波にまで及ぶ電磁干渉あるいは輻射ノイズが誘発され易い状況となっている。
【０００４】
このような近年の電子集積素子あるいは配線基板においては、能動素子への電源供給ラインからの不要輻射の問題が指摘され、電源ラインにデカップリングコンデンサ等の集中定数部品を挿入する等の対策がなされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、高速化された電子集積素子あるいは配線基板においては、発生するノイズが高調波成分を含むために、信号の経路が分布定数的な振る舞いをするようになり、従来の集中定数回路を前提にしたノイズ対策が効を発しない状況が生じていた。
【０００６】
そこで、本発明の技術的課題は、このような高速動作する半導体素子や電子回路などの不要輻射対策に有効な磁性材料を備えた配線基板を提供することにある。
【０００７】
また、本発明の特別な技術的課題は、より体積の小さな磁性体で効果的な不要輻射対策が出来る磁気損失項μ”の大きな磁気損失材料を用いた配線基板を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、以前に高周波での磁気損失の大きな複合磁性体を発明し、これを不要輻射源の近傍に配置する事で、上記した半導体素子や電子回路などから発生する不要輻射を効果的に抑制する方法を見出している。この様な磁気損失を利用した不要輻射減衰の作用機構については、最近の研究から、不要輻射源となっている電子回路に対して等価的な抵抗成分が付与されることによることが分かっている。ここで、等価的な抵抗成分の大きさは、磁性体の磁気損失項μ”の大きさに依存している。より詳しくは、電子回路に等価的に挿入される抵抗成分の大きさは、磁性体の面積が一定の場合にはμ”と磁性体の厚さに略比例する。したがって、より小さなあるいはより薄い磁性体で所望の不要輻射減衰を得るためには、より大きなμ”が必要になってくる。
【０００９】
例えば、半導体素子のモールド内部のような微小領域において磁気損失体を用いた不要輻射対策を行う為には、磁気損失項μ”がきわめて大きな値である必要があり、従来の磁気損失材料に比べて格段に大きなμ”を有する磁性体が求められていた。
【００１０】
また、本発明者らは、スパッタ法あるいは蒸着法による軟磁性体の研究過程において、微小な磁性金属粒子が、セラミックスのような非磁性体中に均質に分散されたグラニュラー磁性体の優れた透磁率特性に着目し、磁性金属粒子とそれを囲う非磁性体の微細構造を研究した結果、グラニュラー磁性体中に占める磁性金属粒子の濃度が特定の範囲にある場合に、高周波領域において優れた磁気損失特性が得られる事を見出した。Ｍ−Ｘ−Ｙ（Ｍは磁性金属元素、ＹはＯあるいはＮ，Ｆのいづれか、ＸはＭ、Ｙ以外の元素）なる組成を有するグラニュラー磁性体については、これまでに多くの研究がなされ、低損失で大きな飽和磁化を有する事が知られている。このＭ−Ｘ−Ｙグラニュラー磁性体において、飽和磁化の大きさは、Ｍ成分の占める体積率に依存するので、大きな飽和磁化を得るためには、Ｍ成分の比率を高くする必要がある。そのため、高周波インダクタ素子あるいはトランス等の磁心として用いるような一般的な用途にはＭ−Ｘ−Ｙグラニュラー磁性体中のＭ成分の割合は、Ｍ成分のみからなるバルク金属磁性体の飽和磁化のおおむね８０％以上の飽和磁化が得られる範囲に限られていた。
【００１１】
本発明者らは、Ｍ−Ｘ−Ｙ（Ｍは磁性金属元素、ＹはＯあるいはＮ，Ｆのいづれか、ＸはＭ、Ｙ以外の元素）なる組成を有するグラニュラー磁性体において、Ｍ成分の占める割合を広い範囲で検討した結果、いずれの組成系でも磁性金属Ｍが特定濃度の範囲にある場合に、高周波領域で大きな磁気損失を示すことを見出した。
【００１２】
Ｍ成分の比率が、Ｍ成分のみからなるバルク金属磁性体の飽和磁化に対して８０％以上の飽和磁化を示すような最も高い領域は、従来より盛んに研究されている高飽和磁化で低損失なＭ−Ｘ−Ｙグラニュラー磁性体の領域である。この領域にある材料は、実数部透磁率（μ’）と飽和磁化の値が共に大きいため、前述した高周波インダクタのような高周波マイクロ磁気デバイスに用いられるが、電気抵抗を左右するＸ−Ｙ成分の占める割合が少ないので、電気抵抗率が小さい。その為に膜厚が厚くなると高周波領域でのうず電流損失の発生に伴って高周波での透磁率が劣化するので、ノイズ対策に用いるような比較的厚い磁性膜には不向きである。Ｍ成分の比率が、Ｍ成分のみからなるバルク金属磁性体の飽和磁化の８０％以下で６０％以上となる飽和磁化を示す領域は、電気抵抗率がおおむね１００μΩ・ｃｍ以上と比較的大きい為に、材料の厚さが数μｍ程度あってもうず電流による損失が少なく、磁気損失はほとんど自然共鳴による損失となる。その為、磁気損失項μ”の周波数分散幅が狭くなるので、挟帯域な周波数範囲でのノイズ対策（高周波電流抑制）に適している。Ｍ成分の比率が、Ｍ成分のみからなるバルク金属磁性体の飽和磁化の６０％以下で３５％以上の飽和磁化を示す領域は、電気抵抗率がおおむね５００μΩ・ｃｍ以上と更に大きいために、うず電流による損失は極めて小さく、Ｍ成分間の磁気的な相互作用が小さくなることで、スピンの熱擾乱が大きくなり自然共鳴の生じる周波数に揺らぎが生じ、その結果、磁気損失項μ”は広い範囲で大きな値を示すようになる。したがって、この組成領域は広帯域な高周波電流の抑制に適している。
【００１３】
一方、Ｍ成分の比率が本発明の領域よりも更に小さな領域は、Ｍ成分間の磁気的相互作用がほとんど生じなくなるので超常磁性となる。
【００１４】
電子回路の直近に磁気損失材料を配設して高周波電流を抑制する際の材料設計の目安は、磁気損失項μ”と磁気損失材料の厚さδの積μ”・δで与えられ、数１００ＭＨｚの周波数の高周波電流に対して効果的な抑制を得るには、おおむねμ”・δ≧１０００（μｍ）が必要となる。したがって、μ”＝１０００の磁気損失材料では１μｍ以上の厚さが必要になり、うず電流損失の生じ易い低電気抵抗な材料は好ましくなく、電気抵抗率が１００μΩｃｍ以上となるような組成、すなわち本発明の組成系では、Ｍ成分の比率が、Ｍ成分のみからなるバルク金属磁性体の飽和磁化の８０％以下となる飽和磁化を示し、かつ、超常磁性の発現しない領域即ち、Ｍ成分のみからなるバルク金属磁性体の飽和磁化に対して３５％以上の飽和磁化を示す領域が適している。
【００１５】
本発明では、係る磁性薄膜を用いた配線基板を提供するものである。
【００１６】
即ち、本発明によれば、信号線の導体パターンを設けた少なくとも一層の基板と、前記基板上又は導体パターン上の少なくとも一部に設けられた磁性薄膜とを備え、前記磁性薄膜がＭ−Ｘ−Ｙ（但し、ＭはＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉの内の少なくとも一種、ＹはＦ、Ｎ、Ｏの内の少なくとも一種、ＸはＣ、Ｂ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｈｆ、Ｓｒ、Ｎｂ、Ｔａの内の少なくとも一種）で表され、磁性金属粒子である前記Ｍが非磁性体である前記Ｘ−Ｙ化合物のマトリックスに分散されたグラニュラー状の形態で存在する磁気損失材料であって、前記磁気損失材料の飽和磁化の大きさが、Ｍ成分のみからなる金属磁性体の飽和磁化の８０％から６０％の範囲に有るように前記Ｍの比率が定められており、前記磁気損失材料の複素透磁率における虚数成分である損失項μ″の最大値μ″ｍａｘが１００ＭＨｚ〜１０ＧＨｚの周波数範囲に存在することを特徴とする配線基板が得られる。
【００１７】
また、本発明によれば、前記配線基板において、前記信号線の導体パターン上に前記磁性薄膜を形成したことを特徴とする配線基板が得られる。
【００１８】
また、本発明によれば、前記いずれかの配線基板において、前記磁性薄膜は、前記信号線導体パターンの形成されていない部分に当該信号線導体パターンとは離間して、形成されていることを特徴とする配線基板が得られる。
【００１９】
また、本発明によれば、前記いずれかの配線基板において、前記磁性薄膜は、前記導体パターンを覆うように設けられた絶縁体層を介して設けられていることを特徴とする配線基板が得られる。
【００２０】
また、本発明によれば、一面にグランド面であるか又はグランドパターンからなるグランド部を設けた少なくとも一層の基板を有する配線基板において、前記グランド部の全面を磁性薄膜で覆っており、前記磁性薄膜がＭ−Ｘ−Ｙ（但し、ＭはＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉの内の少なくとも一種、ＹはＦ、Ｎ、Ｏの内の少なくとも一種、ＸはＣ、Ｂ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｈｆ、Ｓｒ、Ｎｂ、Ｔａの内の少なくとも一種）で表され、磁性金属粒子である前記Ｍが非磁性体である前記Ｘ−Ｙ化合物のマトリックスに分散されたグラニュラー状の形態で存在する磁気損失材料であって、前記磁気損失材料の飽和磁化の大きさが、Ｍ成分のみからなる金属磁性体の飽和磁化の８０％から６０％の範囲に有るように前記Ｍの比率が定められており、前記磁気損失材料の複素透磁率における虚数成分である損失項μ″の最大値μ″ｍａｘが１００ＭＨｚ〜１０ＧＨｚの周波数範囲に存在することを特徴とする配線基板が得られる。
【００２２】
また、本発明によれば、前記いずれかの配線基板において、少なくとも３層構造を備えた多層印刷配線基板であることを特徴とする配線基板が得られる。
【００３１】
また、本発明によれば、前記いずれかの配線基板において、前記グラニュラー状の形態を有する粒子Ｍの平均粒子径が、１ｎｍから４０ｎｍの範囲にあることを特徴とする配線基板が得られる。
【００３２】
また、本発明によれば、前記いずれかの配線基板において、前記磁気損失材料は、異方性磁界Ｈｋが６００Ｏｅ（５．３４×１０^４Ａ／ｍ）以下であることを特徴とする配線基板が得られる。
【００３３】
また、本発明によれば、前記いずれかの配線基板において、前記磁気損失材料が、Ｆｅ_α−Ａｌ_β−Ｏ_γであることを特徴とする配線基板が得られる。
【００３４】
また、本発明によれば、前記いずれかの配線基板において、前記磁気損失材料が、Ｆｅ_α−Ｓｉ_β−Ｏ_γであることを特徴とする配線基板が得られる。
【００３５】
また、本発明によれば、前記いずれかの配線基板において、前記磁性薄膜は、スパッタ法及び蒸着法の内の少なくとも一種の方法によって作製されていることを特徴とする配線基板が得られる。
【００３６】
さらに、本発明によれば、前記いずれかの配線基板において、前記磁性薄膜は、厚さが０．３μｍから２０μｍの範囲にあることを特徴とする高周波電流抑制体を備えた配線基板が得られる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下，本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００３８】
図１は本発明の第１の実施の形態による多層印刷配線基板を示す図である。
図１を参照すると、多層印刷配線基板１０は、第１乃至第５のプリント配線基板４，５，６，７，８を重ね合わせた積層構造を有している。ガラスエポキシ材からなる第１のプリント配線基板５の一面に設けられたグランドパターン３上の全面に渡って、グラニュラー磁性薄膜１が形成されている。一方、プリント配線基板のグランドパターン３とは反対側の面に導体パターン２が形成されている。この導体パターン２上には、更に、グラニュラー磁性薄膜１が夫々形成されている。さらに、この面上にガラスエポキシ材による第２のプリント配線基板４が形成されている。この第２のプリント配線基板４は、実質的に導体パターンを持たない絶縁基板である。第２のプリント配線基板４は導体パターン２を持たず、外部表面全体に渡ってグラニュラー磁性薄膜１が形成されている。
【００３９】
一方、第１のプリント配線５の一面側に、一面に導体パターン２を備えた第３のプリント配線基板６の他面が重ね合わされている。さらに、第３のプリント配線６の導体パターン２の上には、グラニュラー磁性薄膜１が夫々形成されている。第３のプリント配線基板６上に、ガラスエポキシ材からなる第４のプリント配線基板７が形成されている。第４のプリント配線基板７の第３のプリント配線基板６とは反対側の面上に、導体パターン２が夫々形成され、その上には、グラニュラー磁性薄膜１が夫々形成されている。
【００４０】
第４のプリント配線基板７上に、ガラスエポキシ材からなる第５のプリント配線基板８が形成されている。第５のプリント配線基板８の第４のプリント配線基板６側とは反対側の面上に、導体パターン２が夫々形成され、その上には、グラニュラー磁性薄膜１が夫々形成されている。さらに、導体パターン２が形成されていない面上にも、導体パターン２とは、間隔をおいて、グラニュラー磁性薄膜１が形成されている。導体パターン間に配置されたグラニュラー磁性薄膜１は、導体パターン２上に接触させて設けなくとも、直接絶縁基板上に設けて導体として使用することも可能である。
【００４１】
このような構成の第１の実施の形態による多層配線基板においては、導体パターンから放射される高周波をグラニュラー磁性薄膜１が吸収し、熱に変換するので、多層配線基板から外部に高周波ノイズが放射されることを抑制することができる。
【００４２】
また、第１の実施の形態による多層配線基板は、第１及び第３のプリント配線基板５，６を張り合わせた後、第２、第４及び第５のプリント配線基板又は絶縁層を順に形成した構成であるが、最初から、複数枚のガラスエポキシ材を基板としたプリント配線基板を用意し、エポキシ樹脂等の接着剤を用いて張り合わせても良いことは勿論である。
【００４３】
また、基板として使用できるものは、絶縁性を備えた合成樹脂であるならば、例えば、ポリイミド等も用いることができる。
【００４４】
さらに、グラニュラー磁性薄膜１は、導体パターン２上に設けなくとも、直接絶縁基板上に設けて導体として使用することも可能である。
【００４５】
図２は本発明の第２の実施の形態による多層配線基板を示す断面図である。
図２を参照すると、多層配線基板２０は、ポリイミドを基材とする第１乃至第５のプリント配線基板５，４，６，７，８が積層形成されている。第１のプリント基板５の下側に設けられた第２のプリント配線基板４は、一面にグランドパターン３を備え、他面に導体パターン２を備えている。第２のプリント配線基板４のグランドパターン上には、グラニュラー磁性薄膜１が全面に渡って形成されている。一方、第２のプリント配線基板４の他面の導体パターン上にも、グラニュラー磁性薄膜１が夫々形成されている。その上に第１のプリント配線基板５の一面側が重ね合わされている。第１のプリント配線基板の他面側に、夫々一面に導体パターン２を有する第３及び４のプリント配線基板６，７が夫々形成されている。これらの導体パターン２上には、夫々グラニュラー磁性薄膜１が形成されている。
【００４６】
第４のプリント配線基板７上の導体パターン２が形成された面には、第５のプリント配線基板８が形成されている。第５のプリント配線基板８の外側面の導体パターン２の形成されている面の全面を覆うように、絶縁膜９が形成され、その上の全面を覆うように、グラニュラー磁性薄膜１が形成されている。
【００４７】
このような構成の第２の実施の形態による多層配線基板２０においては、導体パターン２から放射される高周波をグラニュラー磁性薄膜１が吸収し、熱に変換するので、多層配線基板から外部に高周波ノイズが放射されることを抑制することができる。
【００４８】
また、このグラニュラー磁性薄膜１は、金属磁性体を含み導電性を有するので、直接導体として使用することも可能である。
【００４９】
また、第２の実施の形態による多層配線基板は、第２のプリント配線基板５上に順次、第１、第３、第４及び第５のプリント配線基板を形成した構成であるが、最初から、導体パターンを有するポリイミドを基板としたプリント配線基板を複数枚用意し、同じくポリイミド等の接着剤を用いて張り合わせても良いことは勿論である。
【００５０】
次に，本発明の実施の形態に用いるによるグラニュラー状磁性体Ｍ−Ｘ−Ｙの構造と、その製造方法の具体例について、図３を参照して説明する。
【００５１】
図３は本発明の実施の形態によるスパッタ装置の構成を示す図である。図３に示すように、スパッタ装置３０は、真空ポンプ２７によって排気可能な真空チャンバー２９内に、ターゲット試料台２８及び基板２３とを設けている。ターゲット試料台２８は外部からのＲＦ電源２６に接続されている。ターゲット試料台２８上には、ターゲット２５とその上に載せられたチップ２４とを有している。ターゲット試料台２８と基板２３との間には、基板２３を覆うように、シャッタ２１が設けられている。尚、符号２２はチャンバー内にガスを供給するためのガス供給部である。
【００５２】
次に、製造例について説明する。
【００５３】
（試料１）
図３に示す装置によって、グラニュラー磁性薄膜を、下記表１に示す条件にてスパッタ法でガラス基板４３上に作製した。得られたスパッタ膜を３００℃にて２時間真空磁場中熱処理を施し、試料１を得た。得られた試料１を蛍光Ｘ線分析分析したところ膜の組成は、Ｆｅ_７２Ａｌ_１１Ｏ_１７であった。
【００５４】
また、試料１の膜厚は２．０μｍ、直流抵抗率は、５３０μΩ・ｃｍ、Ｈｋは１８Ｏｅ（１４２２Ａ／ｍ）であり、Ｍｓは１６８００Ｇａｕｓｓ（１．６８Ｔ）、中心周波数で規格化したμ”の半値巾であるμ”_５０は１４８％であった。試料１の飽和磁化とＭ成分のみからなる金属磁性体の飽和磁化の比率の値は、７２．２％であった。
【００５５】
【表１】

試料の磁気損失特性を検証するためにμ−ｆ特性を調べた。μ−ｆ特性の測定は、短冊状に加工した検出コイルに挿入して、バイアス磁場を印加しながらインピーダンスを測定することにより行い、磁気損失項μ”の周波数特性を得た。
【００５６】
（比較試料１）
Ａｌ_２Ｏ_３チップの数を９０個とした以外は試料１と同様な条件、方法にて比較試料１を得た。
【００５７】
得られた比較試料１を蛍光Ｘ線分析分析したところ膜の組成は、Ｆｅ_８６Ａｌ_６Ｏ_８であった。また、試料膜厚は１．２μｍ、比較試料１の直流抵抗率は７４μΩ・ｃｍ、異方性磁界Ｈｋは２２Ｏｅ（１７３８Ａ／ｍ）であり、Ｍｓは１８８００Ｇａｕｓｓ（１．８８Ｔ）であった。比較試料１の飽和磁化とＭ成分のみからなる金属磁性体の飽和磁化の比率｛Ｍｓ（Ｍ−Ｘ−Ｙ）／Ｍｓ（Ｍ）｝×１００の値は、８５．７％であった。
【００５８】
図４は本発明の試料１のμ”−ｆ特性を示す図である。図４を参照すると、そのピークは非常に大きく、また、分散も急峻になっており、共鳴周波数も７００ＭＨｚ付近と高くなっていることがわかる。
【００５９】
図５は、比較試料１のμ”−ｆ特性を示す図である。図５を参照すると、比較試料１は、飽和磁化Ｍｓが大きいことを反映して大きなμ”を示しているが、試料の抵抗値が低い為に周波数の上昇と共に渦電流損失が発生し、そのために低周波数領域から透磁率（磁気損失特性）の劣化が生じており、高周波での透磁率特性が悪くなっていることが分かる。
【００６０】
これらの結果より、本発明の試料１の磁性体は、高周波領域において非常に大きな磁気損失特性を示すことがわかる。
【００６１】
次に、本発明の実施の形態にて得られた試料を用いたノイズ抑制効果の検証実験について説明する。
【００６２】
ノイズ抑制効果の検証には図６に示す測定系を用い、更に、図４に示した透磁率特性を有し、一辺が２０ｍｍの正方形をなし、膜厚が２．０μｍであるグラニュラー磁性薄膜の試料１を備えた電磁干渉抑制体を用いて、これを線路長７５ｍｍ、特性インピーダンス５０Ωのマイクロストリップ線路の直上に配置し、ネットワークアナライザ（ＨＰ８７５３Ｄ）を用いて２Ｐｏｒｔ間の伝送特性を求めた。その結果を下記表２に示す。
【００６３】
【表２】

上記表２に、グラニュラー磁性薄膜試料１の電磁干渉抑制体シートの透磁率特性を、比較試料とした偏平状センダスト粉末とポリマーからなる同面積の複合磁性体シートの特性と共に示す。グラニュラー磁性薄膜試料１のμ”は準マイクロ波帯に分散を示し、その大きさは７００ＭＨｚ付近でμ”ｍａｘ＝約１８００であり、同じ帯域にμ”分散を示す比較試料のμ”に比べて６００倍程大きい。また、前記μ”が前記μ”ｍａｘの５０％となる半値巾μ”_５０の中心周波数に対する比率は比較試料に比べて小さく、狭帯域であることがわかる。ノイズ伝送路の直近に磁気損失材料を配置して伝送路に等価的な抵抗成分を付与することで高周波電流を抑制する場合において、抑制効果の大きさはμ”の大きさと磁性体の厚さの積（μ”・δ）にほぼ比例すると考えられるので、抑制効果の比較にあたり、μ”・δの値が同じオーダーとなる様μ”≒３でδ＝１．０ｍｍの複合磁性体シートを比較試料とした。
【００６４】
具体的には、図６に示すようにマイクロストリップ線路６５の直上に電磁干渉抑制体シートを配置し、伝送特性Ｓ_２１の変化を求めた。図７（ａ）および（ｂ）に、各々グラニュラー磁性薄膜試料１の電磁干渉抑制体シート、および複合磁性体シートを配置したときのＳ_２１特性を示す。グラニュラー磁性薄膜試料１の配置により、Ｓ_２１特性は１００ＭＨｚ以上から減少し、２ＧＨｚ近くで−１０ｄＢの極小値を示した後に増加する。一方、複合磁性体シートの場合は、数１００ＭＨｚから単調に減少し、３ＧＨｚで約−１０ｄＢを示した。これらの結果は、Ｓ_２１伝送特性が磁性体のμ”分散に依存すると共に、抑制効果の大きさがμ”・δ積に依存することを示している。そこで、磁性体を図８に示すような寸法ｌの分布定数線路とみなし、伝送特性Ｓ_１１およびＳ_２１から、単位長さ（Δｌ）当たりの等価回路定数を求めた後、試料寸法（ｌ）に換算した等価回路定数を算出した。本検討のように、磁性体をマイクロストリップ線路上に配置した場合には、伝送特性の変化は主に直列に付加される等価抵抗成分によるものであることから、等価抵抗Ｒを求めその周波数依存性を調べてみた。図９（ａ）および（ｂ）に、各々本発明及び比較試料である複合磁性体シートにおける等価抵抗Ｒの周波数変化を示す。等価抵抗Ｒはいずれの場合も準マイクロ波帯の領域で単調に増加し、３ＧＨｚでは数１０Ωとなる。等価抵抗Ｒの周波数依存性は、共に１ＧＨｚ付近に極大をもつμ”の周波数分散とは異なる傾向にみえるが、これは前述のμ”・δ積に加えて波長に対する試料寸法の比率が単調増加することを反映している結果と考えられる。
【００６５】
本発明の実施の形態では、スパッタ法乃至真空蒸着法による製造例を示したが、イオンビーム蒸着法やガス・デポジション法などの製造方法でも良く、本発明の磁気損失材料が均一に実現できる方法であれば、製法に限定されない。
【００６６】
また、本発明の実施の形態においては、アズ・デポジションの膜であるが、製膜後に真空磁場中での熱処理を施すことによって、性能又は特性を高めることができる。
【００６７】
以上より、準マイクロ波帯にμ”分散を示す本発明の試料は、厚さが約５００倍の複合磁性体シートと同等の高周波電流抑制効果を示し、１ＧＨｚに近い高速クロックで動作するような半導体集積素子等を備えた電子部品や相互に干渉の生じ易い電子部品間や、高周波を用いる電子部品、回路素子等のＥＭＩ対策に用いる材料として、有望であるといえる。
【００６８】
尚、以上延べたグラニュラー磁性膜は、Ｆｅ_７２Ａｌ_１１Ｏ_１７についてのみであるが、本発明のグラニュラー磁性薄膜は、他に一般式Ｍ−Ｘ−Ｙ磁性体の成分が、ＭがＮｉ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｘ成分がＣ，Ｂ，Ｓｉ，Ａｌ，Ｍｇ，Ｔｉ，Ｚｎ，Ｈｆ，Ｓｒ，Ｎｂ，Ｔａもしくは、それらに混在物、Ｙ成分がＦ，Ｎ，Ｏのいずれか、もしくはそれらの混在物であっても、同様な効果を得ることができることは明らかである。
【００６９】
また、成膜方法に関しては、上記実施の形態においては、スパッタ法を用いたがその他にも蒸着法等も適用でき、さらに、イオンビーム蒸着法やガス・デポジション法などの製造方法でも良く、本発明のグラニュラー磁性薄膜が均一に実現できる方法であれば、製法に限定されない。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、高周波に用いられる単層又は多層配線基板において不要電磁波放射や電磁ノイズによる干渉の除去に極めて有効な高周波磁気損失特性に優れた磁性薄膜を有する単層又は多層配線基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による多層印刷配線基板を示す断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態による多層印刷配線基板を示す断面図である。
【図３】グラニュラー磁性薄膜を形成するための概略的な装置構成を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態による試料１のμ”の周波数依存性例を示す図である。
【図５】比較試料１にかかるμ”の周波数依存性の例を示す図である。
【図６】本発明による磁気損失材料からなる高周波電流抑制体の抑制効果を見るための測定系を示す斜視図である。
【図７】（ａ）は本発明の実施の形態による試料１の伝送特性（Ｓ２１）であり、（ｂ）は比較試料であるの複合磁性体シートの伝送特性（Ｓ２１）である。
【図８】本発明の実施の形態による磁性体の等価回路である。
【図９】（ａ）は本発明の実施の形態による、試料１の伝送特性より算出したＲ値を示す図であり、（ｂ）は比較試料である複合磁性体シートの伝送特性より算出したＲ値を示す図である。
【符号の説明】
１，３１グラニュラー磁性薄膜
２導体パターン
３グランドパターン
４第２のプリント配線基板
５第１のプリント配線基板
６第３のプリント配線基板
７第４のプリント配線基板
８第５のプリント配線基板
９絶縁層
１０，２０多層印刷配線基板
２１シャッタ
２２ガス供給部
２３基板
２４チップ
２５ターゲット
２６ＲＦ電源
２７真空ポンプ
２８ターゲット試料台
２９真空チャンバー
３０スパッタ装置
６０測定系
６１マイクロストリップ線路（Ｚｃ＝５０Ω）
６２マイクロストリップ線路とネットワークアナライザを接続する同軸線路
６３磁性体試料
６４試料配置部分

Claims

信号線の導体パターンを設けた少なくとも一層の基板と、前記基板上又は導体パターン上の少なくとも一部に設けられた磁性薄膜とを備え、前記磁性薄膜がＭ−Ｘ−Ｙ（但し、ＭはＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉの内の少なくとも一種、ＹはＦ、Ｎ、Ｏの内の少なくとも一種、ＸはＣ、Ｂ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｈｆ、Ｓｒ、Ｎｂ、Ｔａの内の少なくとも一種）で表され、磁性金属粒子である前記Ｍが非磁性体である前記Ｘ−Ｙ化合物のマトリックスに分散されたグラニュラー状の形態で存在する磁気損失材料であって、前記磁気損失材料の飽和磁化の大きさが、Ｍ成分のみからなる金属磁性体の飽和磁化の８０％から６０％の範囲に有るように前記Ｍの比率が定められており、前記磁気損失材料の複素透磁率における虚数成分である損失項μ″の最大値μ″ｍａｘが１００ＭＨｚ〜１０ＧＨｚの周波数範囲に存在することを特徴とする配線基板。
請求項１記載の配線基板において、前記信号線の導体パターン上に前記磁性薄膜を形成したことを特徴とする配線基板。
請求項１又は２記載の配線基板において、前記磁性薄膜は、前記信号線導体パターンの形成されていない部分に当該信号線導体パターンとは離間して、形成されていることを特徴とする配線基板。
請求項１乃至３の内のいずれかに記載の配線基板において、前記磁性薄膜は、前記導体パターンを覆うように設けられた絶縁体層を介して設けられていることを特徴とする配線基板。
一面にグランド面であるか又はグランドパターンからなるグランド部を設けた少なくとも一層の基板を有する配線基板において、前記グランド部の全面を磁性薄膜で覆っており、前記磁性薄膜がＭ−Ｘ−Ｙ（但し、ＭはＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉの内の少なくとも一種、ＹはＦ、Ｎ、Ｏの内の少なくとも一種、ＸはＣ、Ｂ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｈｆ、Ｓｒ、Ｎｂ、Ｔａの内の少なくとも一種）で表され、磁性金属粒子である前記Ｍが非磁性体である前記Ｘ−Ｙ化合物のマトリックスに分散されたグラニュラー状の形態で存在する磁気損失材料であって、前記磁気損失材料の飽和磁化の大きさが、Ｍ成分のみからなる金属磁性体の飽和磁化の８０％から６０％の範囲に有るように前記Ｍの比率が定められており、前記磁気損失材料の複素透磁率における虚数成分である損失項μ″の最大値μ″ｍａｘが１００ＭＨｚ〜１０ＧＨｚの周波数範囲に存在することを特徴とする配線基板。
請求項１乃至５の内のいずれかに記載の配線基板において、少なくとも３層構造を備えた多層印刷配線基板であることを特徴とする配線基板。
請求項１乃至６の内のいずれかに記載の配線基板において、前記磁気損失材料は、異方性磁界Ｈｋが６００Ｏｅ（５．３４×１０^４Ａ／ｍ）以下であることを特徴とする配線基板。
請求項１乃至７の内のいずれかに記載の配線基板において、前記磁気損失材料が、Ｆｅ_α−Ａｌ_β−Ｏ_γであることを特徴とする配線基板。
請求項１乃至７の内のいずれかに記載の配線基板において、前記磁気損失材料が、Ｆｅ_α−Ｓｉ_β−Ｏ_γであることを特徴とする配線基板。
請求項１乃至９の内のいずれかに記載の配線基板において、前記磁性薄膜は、スパッタ法及び蒸着法の内の少なくとも一種の方法によって作製されていることを特徴とする配線基板。
請求項１乃至１０の内のいずれかに記載の配線基板において、前記磁性薄膜は、厚さが０．３μｍから２０μｍの範囲にあることを特徴とする高周波電流抑制体を備えた配線基板。