KR20010098654A

KR20010098654A - 복소 투자율 특성을 나타내는 자기 손실 재료를 이용한고주파 전류 억제체

Info

Publication number: KR20010098654A
Application number: KR1020010020396A
Authority: KR
Inventors: 신야 와타나베; 코지 카메이; 요시오 아와쿠라
Original assignee: 도낀 가부시끼가이샤
Priority date: 2000-04-17
Filing date: 2001-04-17
Publication date: 2001-11-08
Also published as: SG96614A1; KR100773197B1; CN1229827C; DE60106123D1; DE60106123T2; MY128406A; EP1148773A1; US6921573B2; TW501149B; US20020074144A1; NO20011896D0; CN1318849A; JP2001297905A; EP1148773B1; NO20011896L

Abstract

반도체 집적 회로 소자와 같은 고밀도 집적 전자 마이크로회로에서 발생된 고주파 전송 잡음을 제거하는데 극히 효과적이며 현저한 고주파 자기 손실 특성을 나타내는 자기 손실 재료를 제공하며, 동시에 고주파 전류 억제체 제조 방법 및 자기 손실 재료가 사용되는 고주파 전류 억제체를 제공하기 위하여, 본 발명은 자성 박막(19)의 적어도 하나의 표면 상에 접착층 또는 감압 접착층(23)으로 구성된 시트 형상을 가지는 고주파 전류 억제체에 관한 것이다. 이 자성 박막은 M-X-Y 조성을 가지는 자기 손실 재료로 구성되며, M은 Fe, Co, 및 Ni 중 적어도 하나이고, Y는 F, N, 및 O 중 적어도 하나이며, X는 M 또는 Y와는 다른 적어도 하나의 성분이다. 상기 자기 손실 재료의 손실 계수 μ"의 최대값 μ"_MAX는 100 MHz 내지 10 GHz의 주파수 범위 내에 존재한다. 상기 상대 대역폭 bwr은 대략 200%이며, 상기 값 μ"가 최대값 μ"_MAX의 50%인 2개의 주파수 사이의 주파수 대역을 추출하고 상기 중심 주파수에서 상기 주파수 대역을 규격화함으로써 얻어진다.

Description

복소 투자율 특성을 나타내는 자기 손실 재료를 이용한 고주파 전류 억제체 {HIGH-FREQUENCY CURRENT SUPPRESSION BODY USING MAGNETIC LOSS MATERIAL EXHIBITING OUTSTANDING COMPLEX PERMEABILITY CHARACTERISTICS}

본 발명은 고주파수에서 현저한 자기 손실 특성을 가지는 자성체에 관한 것이며, 보다 구체적으로는, 고속으로 동작하는 능동 소자, 고주파 전자 소자, 및 전자기기에 있어서 문제가 되는 의사 복사(spurious radiation)를 억제하는 효과가 있는 현저한 복소 투자율 특성을 나타내는 자기 손실 재료와 그 제조 방법, 및 상기 자기 손실 재료를 이용한 고주파 전류 억제체와 억제 방법에 관한 것이다.

최근에, 고속으로 동작하는 고 집적 반도체 소자의 보급이 두드러진다. 실시예에는 랜덤 액세스 메모리(RAM), 리드 온리 메모리(ROM), 마이크로프로세서(MPU), 중앙 처리 장치(CPU), 화상 처리 산술연산 논리 장치(IPALU), 및 다른 논리 회로 소자가 포함된다. 이 능동 소자에 있어서, 연산 속도와 신호처리 속도가 급속도로 고속화되며, 고속 전자 회로를 통해서 전파되는 전기 신호는 유도성 고주파 잡음의 주 원인이 되는데, 이는 상기 전기 신호의 전압 및 전류가 급속하게 변하기 때문이다. 한편, 전자 소자 및 전자 기기의 경량화, 박형화, 소형화 경향이 급속적으로 그리고 지속적으로 진행되고 있다. 이러한 경향과 관련하여, 반도체 소자의 집적화가 달성되며 인쇄 배선 기판의 전자 소자 장착 밀도의 고밀도화가 달성된다. 따라서, 전자 소자 및 신호선은 과밀하게 집적 또는 장착되어 서로 아주 근접하게 된다. 전술한 바와 같이, 고주파 의사 복사 잡음은 신호 처리 속도의 고속화와 함께 쉽게 유도된다.

이러한 최근의 전자 집적 소자와 배선 기판에 있어서의 능동 소자로의 전원 공급선으로부터의 의사 복사의 문제가 지적되고, 전원 선에 디커플링 콘덴서 또는 다른 집중 정수 부품의 삽입 등의 방법이 수행된다.

그러나, 전자 집적 소자와 배선 기판의 고속 수행에서 발생된 잡음은 고조파 성분을 포함하며, 신호 경로는 분포 정수 특성을 나타내며, 종래의 집중 정수 회로를 미리 보는 잡음에 대한 대책이 비효과적인 상황이 발생된다.

본 발명의 목적은 전술한 바와 같이, 고속으로 동작하는 반도체 소자와 전자회로로부터의 의사 복사의 대책에 효과적인 자성 재료로 구성된 시트형 고주파 전류 억제체를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 특별한 목적은 의사 복사에 대한 효과적인 대책이 보다 소형의 자성체에 대해 수행될 수 있으며 큰 자기 손실 계수 μ"를 나타내는 자기 손실 재료로 구성된 고주파 전류 억제체를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에서의 고주파 전류 억제체의 정단면도.

도 2는 도 1의 고주파 전류 억제체의 사용 방법의 설명에 도움이 되는 도면.

도 3은 도 1의 고주파 전류 억제체의 사용 방법의 설명에 도움이 되는 도면.

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 고주파 전류 억제체의 정단면도.

도 5는 도 4의 고주파 전류 억제체의 사용 방법의 설명에 도움이 되는 도면.

도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 고주파 전류 억제체의 정단면도.

도 7A, B, 및 C는 도 6의 고주파 전류 억제체의 사용 방법의 설명에 도움이 되는 도면.

도 8은 그레인 자성 박막을 형성하기 위한 개략적인 장치 구성도.

도9는 본 발명의 실시예에 따른 표본 1의 μ"의 주파수 의존성의 예를 나타내는 도면.

도 10은 비교 표본 1에 영향을 주는 μ"의 주파수 의존성의 예를 나타내는 도면.

도 11은 본 발명에 따른 자기 손실 재료로 구성된 고주파 전류 억제체의 억제 효과를 관찰하기 위한 측정 시스템을 나타내는 사시도.

도 12A는 본 발명의 실시예에 따른 표본 1의 전송 특성(S21) 그래프.

도 12B는 비교 표본인 복합 자성체 시트의 전송 특성(S21) 그래프.

도 13은 본 발명의 실시예에 따른 자성체의 등가 회로.

도 14A는 본 발명의 실시예에 따라, 표본 1의 전송 특성으로부터 계산된 R 값의 그래프.

도 14B는 비교 표본인 복합 자성체 시트의 전송 특성으로부터 계산된 R 값의 그래프.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

15 : 고주파 전류 억제체 17 : 합성 수지 시트

19 : 그레인 자성 박막 21 : 합성 수지 코팅

23 : 접착층 25 : 분리 시트

본 발명의 견지에 따라, 자성 박막의 적어도 하나의 표면 상에 접착층 또는 감압(pressure-sensitive) 접착층으로 구성된 시트 형상을 가지는 고주파 전류 억제체가 제공된다.

본 발명의 다른 견지에 따라, 고주파 전류 억제 방법이 제공되며, 하기되는 고주파 전류 억제체는 전자 회로에 밀착 접촉되거나 매우 근접하게 배치된다. 고주파 전류 억제체에 있어서, 자성 박막은 M-X-Y 조성을 가지는 자기 손실 재료로 구성되며, M은 Fe, Co, 및 Ni 중 적어도 하나이고, Y는 F, N, 및 O 중 적어도 하나이며, X는 M 또는 Y와는 다른 적어도 하나의 성분이며, 전술한 자기 손실 재료는 상기 재료의 복소 투자율의 허수부인 손실 계수 μ"의 최대값 μ"_MAX가 100 MHz 내지 10 GHz 주파수 범위 내에 존재하며, 상대 대역폭 bwr은 대략 150%이고, μ"값이 최대값 μ"_MAX의 50%인 2개의 주파수 사이의 주파수 대역을 추출하고 중심 주파수에서 주파수 대역폭을 규격화함으로써 얻어지도록 하는 광대역 자기 손실 재료이며; 전술한 자기 손실 재료의 포화 자화의 크기는 M 성분으로만 구성된 금속 자성체의 포화 자화의 60% 내지 35%의 범위이며; 자기 손실 재료는 500μΩ·cm 이상의 DC 전기 저항값을 가진다.

본 발명의 또 다른 견지에 따르면, 분리될 수 있는 시트형 기판의 일 표면 상에 형성된 자성 박막이 대상물에 배치되며, 기판 측면에 압력을 가함으로써, 압력이 인가되는 자성 박막의 일부가 대상물로 이동되어 얻어지는 고주파 전류 억제체 형성 방법이 제공된다.

본 발명의 히스토리는 그 실시 형태를 설명하기 이전에 기술될 것이다.

본 발명자들은 이전에 고주파수에서 큰 자기 손실을 나타내는 복합 자성체를 발명하였고, 복합 자성체를 의사 복사원에 근접하게 배치함으로써 상기한 반도체 소자 및 전자 회로 등으로부터 발생된 의사 복사를 효과적으로 억제하는 방법을 발견하였다. 이러한 자기 손실을 이용한 의사 복사 감쇄의 작용기구에 있어서는, 최근 연구로부터, 의사 복사원을 구성하는 전자 회로에 대하여 등가 저항 성분을 부가함으로써 발생되는 상기 방법이 공지된다. 여기서, 등가 저항 성분의 크기는 자성체의 자기 손실 계수 μ"의 크기에 의존한다. 보다 구체적으로는, 저항 성분의 크기는 전자 회로에 등가적으로 삽입되고 자성체가 일정한 경우에 μ"와 자성체의 두께에 대략 비례한다. 따라서, 보다 작거나 보다 두꺼운 자성체에서 원하는 의사 복사 감쇄를 얻기 위해서는 큰 μ"가 필요하게 된다.

예를 들어, 반도체 장치 몰드의 내부에서와 같이, 미소 영역에서의 자기 손실체를 이용한 의사 복사에 대한 대책을 행하기 위해서는, 자기 손실 계수에 대한 극히 큰 값이 필요하게 되며, 종래의 자기 손실 재료보다 상당히 큰 μ"를 가지는자성체가 구해진다.

스퍼터링 또는 기상 증착 방법을 이용한 소프트 자성 재료에 대한 연구 과정에서, 본 발명자들은 극미세 자성 금속 입자가 세라믹과 같은 비 자성체에서 균일하게 분산되는 그레인 자성체의 현저한 투자율에 주목하고, 자성 금속 입자 및 그 주변의 비 자성체의 미세구조에 대한 연구를 수행했다. 그 결과로, 본 발명자들은 그레인 자성체에서의 자성 금속 입자의 농도가 특정 범위 내에 존재할 때, 고주파 영역에서 현저한 자기 손실 특성이 얻어진다는 것을 발견했다. M-X-Y 조성을 가지는 그레인 자성체에 대해 최근까지 많은 연구가 행해졌는데, M은 자성 금속 성분, Y는 O, N, 또는 F 중 어느 하나의 성분, X는 M 또는 Y와는 다른 성분이며, 이것들은 저손실과 큰 포화 자화를 나타내는 것으로 공지되어 있다. 상기 M-X-Y 그레인 자성체에 있어서, 포화 자화의 크기는 M 성분에 의해 설명된 체적 비율에 의존한다. 따라서, M 성분의 비율이 높게 해서 큰 포화 자화를 얻어야 한다. 이러한 이유로, 고주파 인덕터 장치 또는 트랜스포머 등에서 자석 코어로서 사용되는 바와 같이, 일반적인 응용을 위해 M-X-Y 그레인 자성체에서의 M 성분의 비율은 거의 80% 이상의 포화 자화가 M 성분만으로 구성된 벌크 금속 자성체의 포화 자화에 대해 실현될 수 있는 범위로 제한되었다.

발명자들은 M-X-Y 조성을 가지는 그레인 자성체에서 M 성분의 비율을 조사하였는데, M은 자성 금속 성분, Y는 O, N, 또는 F 중 어느 하나의 성분, X는 M 또는 Y와는 다른 성분이며, 그 결과로, 넓은 범위 사이에서, 모든 조성 시스템에 있어서, 자성 금속 M이 특정 집중 범위 내에 존재할 때 고주파 영역에서 큰 자기 손실이 나타난다는 것을 발견하였다.

M 성분이 상기 성분만으로 구성된 벌크 금속 자성체의 포화 자화의 80% 이상을 나타내는 최고(highest) 영역은 광범위하게 연구되었던 높은 자화 포화에서 낮은 손실의 M-X-Y 그레인 자성체 영역이다. 이 영역에서의 재료는 전술한 고주파 인덕터와 같은 고주파 마이크로자성 장치에 사용되는데, 이는 실수부 투자율(μ')과 포화 자화 값은 모두 크지만, 전기 저항에 영향을 주는 X-Y 성분에 의해 설명되는 비율이 작으며, 전기 저항률도 작기 때문이다. 이러한 이유로, 막 두께가 얇아질 때, 고주파수에서의 투자율은 고주파 영역에서의 와전류 손실의 발생과 함께 저하되며, 따라서, 이 재료는 잡음을 억제시키는데 사용되는 비교적 두꺼운 자성막에서 사용되기에는 부적합하다. M 성분으로만 구성된 벌크 금속 자성체의 80% 내지 60%의 포화 자화를 나타내는 M 성분 비율에 대한 영역에서, 전기 저항률은 거의 100μΩ·cm 이상에서 비교적 크다. 따라서, 재료의 두께가 수 μm 이더라도, 와전류로 인한 손실은 작으며, 자기 손실의 거의 대부분은 자연 공진에 기인할 것이다. 이러한 이유로, 자기 손실 계수 μ"의 주파수 분산 폭은 좁아질 것이며, 이에 따라 상기 재료는 협대역 주파수 영역에서, 잡음 방지 대책, 즉, 고주파 전류 억제에 적합하다. M 성분으로만 구성된 벌크 금속 자성체의 포화 자화의 60% 내지 35%를 나타내는 M 성분 비율의 영역에서, 전기 저항률은 500μΩ·cm 이상으로 한층 더 커지며, 따라서, 와전류로 인한 손실은 극히 작아지게 되는데, 이는 M 성분 사이의 상호 자성 작용이 적어지며, 스핀 열적 장애는 커지며, 그리고 자연 공진이 발생하는 주파수에서 진동이 발생하기 때문이다. 결과적으로, 자기 손실 계수 μ"는 광범위에서 큰 값을 나타내게 될 것이다. 따라서, 이 조성 영역은 광대역 고주파 전류 억제에 적합하다.

반면에, M 성분 비율이 본 발명의 영역보다 휠씬 작은 영역에서, 수퍼-수직(super-normal) 자기가 발생하게 되는데, 이는 M 성분 사이의 상호 자기 작용이 거의 발생하지 않기 때문이다.

자기 손실 재료가 전자 회로에 아주 근접하게 배치되어 고주파 전류가 억제되게 될 때, 재료 구성 표준은 자기 손실 계수 μ"와 자기 손실 재료의 두께 δ의 적(積), 즉 μ"·δ에 의해 주어지며, 수백 MHz의 주파수에서 고주파 전류를 효과적으로 억제하기 위하여, 대략적인 요건은 μ"·δ≥1000(μm)이 될 것이다. 따라서, μ"=1000을 나타내는 자기 손실 재료에 있어서, 1μm 이상의 두께가 필요하게 되며, 와전류 손실에 손상되기 쉬운 저 전기 저항 재료는 부적절하지만, 전기 저항률이 100μΩ·cm 이상이 되는 조성, 즉, 본 발명의 조성 시스템에 대해서는 적합하며, M 성분 비율은 M 성분으로만 구성된 벌크 금속 자성체의 포화 자화의 80% 이하의 영역에서 존재하며, 수퍼-수직 자기는 명확하며, 즉, M 성분만으로 구성된 벌크 금속 자성체의 포화 자화의 35% 이상의 영역이다.

본 발명자는 이에 따른 구성을 연구했으며, 상기 자성 재료를 사용할 때, 원하는 장소에 더욱 쉽고 단순하게 상기 재료를 배치할 수 있으며, 따라서, 본 발명에 도달하게 되었다.

이하, 본 발명의 실시 형태가 기술된다.

도 1에서, 고주파 전류 억제체(15)는 스퍼터링에 의해 합성 수지 시트 또는막 기판(17)의 하나의 표면 상에 형성된 Fe_αAl_βO_γ로 구성된 그레인 자성 박막(19)을 가진다. 그레인 자성 박막(19)의 상부에는 그레인 자성 박막을 벗기고 보강하기 위해 합성 수지 코팅(21)이 제공된다. 한편, 기판(17)의 대향 표면에는 분리(peel-away) 시트 또는 제거 시트(25) 상에 형성된 합성 수지 등으로 구성된 결합 접착층 또는 감압 접착층(23)이 각각 제공된다. 여기서, 합성 수지 시트 또는 막 기판(17)은 스퍼터링 처리 또는 기상 증착 동안 변형되지 않는 한, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에스터 에테르 케톤(PEEK), 또는 폴리이미드 등의 임의의 합성 수지로 구성될 수 있다. 결합 접착층 또는 감압 접착층(23)에 있어서, 아크릴 산 에스터, 폴리비닐 에테르, 폴리비닐 아세테이트, 폴리스티렌, 또는 폴리비닐 부티랄 수지 등의 용제 시스템 또는 에멀전 시스템 수지가 사용될 수 있다. 점착성 접착제에 있어서, 점착제(tackifier)는 수지 또는 수지의 파생물, 테르펜 수지 또는 다른 테르펜 파생물, 및 사이클로펜타디엔, 스티렌, 페놀, 크실렌, 또는 코우마론-인딘 수지 또는 실리콘, 폴리우레탄, 플루오린, 또는 아크릴 고무로 구성되는 상기 동일한 수지가 사용될 수 있으며, 방화 재료(fire-retardant), 절연 재료, 유연성 실리콘 고무가 특히 바람직하지만, 기판(2)을 구성하는 합성 수지 시트 또는 막 기판에서 분리되지 않을 정도의 충분한 접착 강도를 가지는 결합 접착제 또는 점착 접착제는 어느 것이나 사용될 수 있다.

분리 시트(25)에 있어서, 접착 표면에서 쉽게 분리될 수 있는 표면 처리된 종이 또는 수지 등이 사용될 수 있다. 합성 수지 코팅(5)에 있어서, 제공되어 건조될 때 비교적 탄성적인 합성 수지층을 형성하는 코팅 재료는 어느 것이나 사용될 수 있다. 선택적으로, 열가소성 수지 시트는 열에 의해 압축될 수 있다.

도 2 및 3에서, 분리 시트(25)는 소정의 크기를 가지는 고주파 전류 억제체(15)의 하나의 측면에 형성된다. 분리 시트(25)가 분리된 후에, 고주파 전류 억제체(15)는 원하는 장소에 접착된다.

도 3의 실시예에서, 고주파 전류 억제체(27)가 제공되어 기판(29) 상에 장착된 IC 또는 LSI 등의 장착 소자(31)의 전체 표면을 덮는다.

고주파 전류 억제체(27)는 또한 스트립 선 또는 점퍼 선(도시되지 않음)에도 제공될 수 있다.

따라서, 고주파 전류 억제체(15)를 제공함으로써, 잡음 원인 의사 전자기 복사 및 외부로부터의 고주파 잡음을 억제할 수 있다.

전술한 제 1 실시 형태에서, Fe_α-Al_β-O_γ가 그레인 자성 박막(19)용으로 사용되지만, 본 발명에서는, 일반식 M-X-Y의 합성 자성체가 사용될 수 있으며, 본 발명은 전술한 제 1 실시 형태에 제한되지 않는다. 또한, 기판(17) 또는 표면 보호층(25) 중 하나 또는 모두는 처리하기 쉬우면 생략될 수 있다.

도 4에서, 본 발명의 제 2 실시 형태에 따른 고주파 전류 억제층(33)은 합성 수지 시트 또는 막 기판(35)의 하나의 표면 상에 스퍼터링 함으로써 형성된 Fe_α-Al_β-O_γ로 구성된 그레인 자성 박막(19)을 가진다. 그레인 자성 박막(19)의 상부에서, 합성 수지층(37)은 유사한 조성을 가지는 응용 또는 건조에 의해 형성된다.접착층(39, 41)은 각 표면 상에 제공된다. 접착층(39, 41) 상에서, 분리층(43, 45)은 여러 번 제공된다. 따라서, 양 측면에 접착층을 가지는 고주파 전류 억제체(33)가 형성된다. 합성 수지층(43, 45)과 접착층(39, 41)에 있어서, 제 1 실시 형태에서 사용된 재료와 동일한 재료가 사용될 수 있다.

도 5에서 도시된 바와 같이, 고주파 전류 억제체(33)의 분리 시트가 벗겨지고 전자 소자(49, 51)가 함께 결합된다. 따라서, 고주파 잡음을 발생시키는 각각의 전자 소자 사이에 고주파 전류 억제 주몸체(47)를 배치함으로써, 전자 소자 사이의 상호 간섭 등은 의사 전자기 복사에 의해 방지될 수 있으며, 외부로부터의 고주파 잡음 또한 억제될 수 있다.

또한, 전술한 제 2 실시 형태에서, Fe_α-Al_β-O_γ가 그레인 자성 박막(19)용으로 사용될 수 있지만, 본 발명에서는, 일반식 M-X-Y로 표현되는 자성체가 사용될 수 있으며, 본 발명은 제 2 실시 형태에 제한되지 않는다. 또한, 기판(35, 37) 중 하나 또는 모두는 처리하기 쉬우면 생략될 수 있다.

도 6에서, 본 발명의 제 3 실시 형태에 따른 고주파 전류 억제체(53)는 캐리어 테이프 등으로 구성된 분리 기판(55), 분리 기판(55) 상에 배치된 그레인 자성막(57), 및 그레인 자성막(57) 상에 배치된 감압 접착층(59)을 가진다. 분리 시트(61)는 점착을 방지하기 위해 제공된다. 감압 접착층(59)에 있어서, 제 1 실시 형태에서 예시된 것과 동일한 재료가 사용될 수 있다.

제 7A에서 도시된 바와 같이, 고주파 전류 억제체(53)를 사용할 때, 분리 시트(61)는 고주파 전류 억제체(53)의 표면으로부터 제거된다. 그 후에, 고주파 전류 억제체(53)의 표면은 기판(67)의 원하는 표면에 면하도록 배치된다. 도 7B에서 도시된 바와 같이, 펀치(65)를 통해 접하는 표면의 반대측 표면 상에 압력이 가해진다. 그 결과, 도 7C에서 도시된 바와 같이, 그 위에 포개져 형성된 접착층(59)과 그레인 자성 박막(57)은 프레싱 펀치(65)의 형태에 따라, 분리 기판(55)으로부터 함께 분리되며, 고주파 전류 억제막(69)으로서 기판(67)에 부착된다. 따라서, 원하는 형태의 고주파 전류 억제체가 원하는 장소에 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 제 3 실시 형태에서, 분리 기판(55)이 사용되었지만, 가열기기에 펀치(65)를 제공하는 것도 가능하며, 접착층(59) 및 분리 시트(61)를 제공하지 않고, 압력을 가할 때 가열 및 용해하는 효과가 있으며, 그 결과로 용해된 수지를 고체화하며, 그레인 자성 박막에 접착시키는 효과를 가질 수 있다.

이것은 분리 기판(55)과 그레인 자성 박막(57) 사이의 두께를 나타내는 고무 또는 합성 수지를 가지는 것일 수 있으며, 이 경우에 가열기기에 펀치(57)가 제공될 필요는 없다.

도 8을 참조로, 본 발명의 실시 형태에서 사용된 그레인 자성체 구조 M-X-Y와 그레인 자성체 구조의 형성 방법에 대한 특정 실시예가 기술될 것이다.

도 8에서, 스퍼터링 장치(71)는 진공 펌프(73)에 의해 내부 공기를 배출시킬 수 있는 진공 챔버(75)의 내부에 타겟 표본 테이블 플렛폼(77)과 판(79)을 가진다. 타겟 표본 플렛폼(77)은 외부 RF 전원(81)에 접속된다. 타겟 표본 플렛폼(77) 상에 타겟(83) 및 칩(85)이 배치된다. 타겟 표본 플렛폼(77)과 판(79) 사이에 스퍼터(87)가 배치되어 판(79)을 덮는다. 심벌(89)은 챔버 내부에 가스를 공급하기 위한 가스 공급 장치를 나타낸다.

제조 실시예는 다음에 기술될 것이다.

(표본 1)

도 8에서 도시된 장치를 이용하여, 표 1의 조건하에서, 그레인 자성 박막은 스퍼터링에 의해 유리판(79) 상에서 제조된다. 이 방법으로 얻어진 스퍼터링된 막이 300℃로 2시간 동안 진공 자계에서 열처리되어 표본 1이 얻어진다.

이 표본 1이 형광 투시 x-ray 분석될 때, 막 조성은 Fe₇₂Al₁₁O₁₇임이 발견된다. 표본 1의 막 두께는 2.0μm, DC 저항률은 530μΩ·cm, Hk는 18 Oe(1422A/m), Ms는 16800 가우스(1.68T), 그리고 상대 대역폭 bwr은 대략 150%이고, μ"값이 최대값 μ"_MAX의 50%인 2개의 주파수 사이의 주파수 대역을 추출하고 중심 주파수에서 주파수 대역폭을 정규화함으로써 얻어진다. 표본 1의 포화 자화 및 성분 M으로만 구성된 금속 자성체의 포화 자화 사이의 비율값은 72.2%이다.

표 1

증착전의 진공도	〈 1×10^-6Torr(=1.33×10^-4Pa)
증착 시의 분위기	Ar
전원	RF
타겟	Fe(직경 100mm)+AL₂O₃칩(120개)(칩 크기:5mm×5mm×2mm t)

표본의 자기 손실 특성을 입증하기 위하여, μ-f특성이 조사된다. μ-f 특성은 리본형 검출 코일에 표본을 삽입하고, 바이어스 자계를 제공할 때 임피던스를측정함으로써 측정된다. 따라서, 자기 손실 계수 μ"의 주파수 특성이 얻어진다.

(비교 표본 1)

비교 표본 1은 Al₂O₃칩의 수가 90이 되는 경우를 제외하고는 표본 1과 동일한 방법과 동일한 조건하에서 얻어진다.

이렇게 얻어진 비교 표본 1이 형광 투시 x-ray 분석될 때, 막 조성은 Fe₈₆Al₆O₈임이 발견된다. 표본 1의 막 두께는 1.2μm, 비교 표본 1의 DC 저항률은 74μΩ·cm, 이방성 자계는 22 Oe(1738A/m), 그리고 Ms는 18800 가우스(1.88T). 비교 표본 1의 포화 자화 및 성분 M으로만 구성된 금속 자성체의 포화 자화 사이의 비율값, 즉 {Ms(M-X-Y)/Ms(M)}×100은 85.7%이다.

도 9에서는, μ"-f 특성에 있어서, 본 발명의 표본 1은 큰 μ"을 나타내어, 포화 자화 Ms가 크다는 사실을 반영한다. 그러나, 표본 1의 저항값이 낮기 때문에, 주파수가 증가할 때 와전류 손실이 발생된다. 따라서, 저주파 영역에서 투자율(자기 손실 특성)이 저하되며, 투자율 특성은 고주파수에서 저하되는 것이 확실하다. 이로 인해 본 발명의 표본 1에서 자성체가 고주파 영역에서 매우 높은 자기 손실 특성을 나타내게 된다.

다음으로 본 발명의 실시 형태에서 얻어진 표본을 이용하여 잡음 억제 효과를 입증하기 위해 행해진 테스트가 기술될 것이다.

잡음 억제 효과를 입증하기 위하여, 도 11에서 도시된 측정 시스템을 이용하고, 도 4 및 5에서 도시된 투자율 특성을 가지며, 측면에 20mm 정방형으로 형성되며, 2.0μm의 막 두께를 가지는 표본 1의 그레인 자성 박막으로 구성된 고주파 전류 억제체를 이용하며, 이것이 75mm의 선 길이와 50Ω의 특성 임피던스를 가지는 마이크로스트립 선 상에 직접 배치되며, 2 단자 사이의 전송 특성은 네트워크 분석기(HP 8753D)를 이용하여 결정된다.

표 2

투자율 특성

	그레인 자성 박막	복합 자기 시트
μ"/7000MHz	약 1800	약 3.0
bwr	148	196

상기 표 2에서, 그레인 자성 박막 표본 1의 고주파 전류 억제체 시트의 투자율 특성은 비교 표본으로서 사용된 평판형 센더스트(Sendust) 분말과 폴리머로 구성된 동일한 영역의 복합 자성체 시트의 특성과 함께 주어진다. 그레인 자성 박막 표본 1의 μ"는 700 MHz 근처에서 μ"의 크기가 약 1800인 서브-마이크로 대역에서 분산을 나타낸다. 이것은 동일한 대역에서 μ" 분산을 나타내는 비교 표본의 μ"보다 약 600배 정도 크다. 또한, 상대 대역폭은 비교 표본의 비율에 비해 작아서 협대역으로 보인다. 잡음 전송 경로에 매우 인접하게 자기 손실 재료를 배치하고, 전송 경로에 등가의 저항 성분을 부가함으로써 고주파 전류가 억제될 때, 억제 효과 레벨은 μ"의 크기와 자성체(μ"·δ)의 두께의 적(積)에 거의 비례하고, 그 결과로, 억제 효과를 비교할 때, μ"·δ의 값이 동일한 순서가 되도록 μ"≒3에서 δ=1.0의 복합 자성체 시트가 비교 표본으로 사용된다.

보다 구체적으로는, 도 11에서 도시된 바와 같이, 고주파 전류 억제체 시트는 점선(97)으로 표시된 마이크로스트립 선(95)의 도체 바로 위에 배치되며, 전송 특성(S₂₁)의 변화가 결정된다. 도 11에서, 심벌(99)은 동축 선을 나타낸다.

도 12A 및 12B에서, S₂₁특성은 그레인 자성 박막 표본 1의 고주파 전류 억제체 시트 및 복합 자성체 시트가 각각 배치될 때, 도시된다. 그레인 자성 박막 표본 1이 배치될 대, S₂₁특성은 100 MHz 이상으로 감소되며, 2 GHz 근처의 -10dB의 극히 작은 값을 나타낸 후에 증가된다. 반면에, 복합 자성체 시트의 경우에, S₂₁특성은 단순히 수 백 MHz에서 감소하여, 3 GHz에서 약 -10 dB를 나타낸다. 이 결과는 S₂₁전송 특성이 자성체의 μ" 분산에 의존하며, 억제 효과 레벨이 μ"·δ의 적에 의존하는 것 모두를 나타낸다. 따라서, 자성체가 도 13에서 도시된 바와 같이, 치수 λ 분포 정수 선이라고 가정되며, 전송 특성 S₁₁및 S₂₁으로부터 단위 길이(Δλ) 당 등가 회로 정수를 찾은 후에, 등가 회로 정수가 표본 치수(λ)로 변환되도록 계산된다. 이 연구에 따라, 자성체가 마이크로스트립 선 상에 배치될 때, 전송 특성의 변화는 주로 직렬로 부가되는 등가 저항 성분 때문이며, 등가 저항 R을 발견하기 위해, 그 주파수 의존성을 조사한다.

도 14A 및 14B에서, 본 발명 및 비교 표본인 복합 자성체 시트에서의 등가 저항 R의 주파수 변화에 있어서, 두 경우에, 등가 저항 R은 서브-마이크로 대역에서 단순히 증가하여, 3 GHz에서 수십 Ω이 된다. 등가 저항 R의 주파수 의존성은 1 GHz 근처에서 극히 커지는 주파수 분산 μ"의 상기 의존성과는 다른 경향을 가지지만, 두 경우에, 이것은 전술한 μ"·δ 적 이외에, 파장에 대한 표본 치수의 비율이 단순하게 증가한다는 사실을 반영하는 결과로 생각된다.

본 발명의 실시 형태에서, 스퍼터링 또는 진공 기상 증착에 기초한 제조 실시예가 설명되지만, 빔 기상 증착 또는 가스 증착과 같은 제조 방법이 사용될 수 있으며, 본 발명의 자기 손실 재료가 균일하게 영향을 받을 수 있는 방법에 대해서는 제한이 없다.

또한, 본 발명의 실시 형태에서, 이것은 증착막이지만, 진공 자계에서 열 처리를 수행함으로써 막을 제조한 후에 성능 및 특성이 바뀔 수 있다.

상기를 토대로, 서브-마이크로파 대역에서 μ" 분산을 나타내는 본 발명의 표본이 약 500배 이상의 두께를 가지는 복합 자성체 시트의 효과와 등가의 고주파 전류 억제 효과를 나타내며, 상기 표본은 1 GHz에 근접한 고속 클럭 동작하는 반도체 집적 회로 등으로 구성된 전자 소자와 상호 간섭에 손상되기 쉬운 전자 소자 사이에서, 그리고 고주파수를 사용하는 전자 소자 및 회로 장치에서 EMI를 최소화 하는데 사용되는 재료로서 바람직하다.

전술한 그레인 자성막은 Fe_αAl_βO_γ에만 관련된 것이지만, 본 발명의 그레인 자성 박막은 대신에, 일반식 M-X-Y를 가지는 자성체의 성분은 M이 Ni, Fe, 또는 Co, X 성분이 C, B, Si, Al, Mg, Ti, Zn, Hf, Sr, Nb, Ta, 또는 희토류, 또는 선택적으로, 이 혼합물, 그리고 Y 성분은 F, N, 또는 O, 또는 선택적으로는, 그 혼합물일 경우에도 동일한 효과를 나타낼 수 있다.

전술한 실시 형태에서 사용된 막 형성 방법은 스퍼터링 방법이지만, 기상 증착 등의 다른 방법도 사용될 수 있다. 또한, 이온 빔 증착 또는 가스 증착과 같은 제조 방법도 사용될 수 있다. 본 발명의 그레인 자성 박막이 균일하게 형성될 수 있으면 상기 방법에 제한은 없다.

또한, 본 발명의 실시 형태에서, 합성 수지 기판으로 구성된 고주파 전류 억제체 또는 접착층 또는 합성 수지로 구성된 감압 접착층에 대해 기술되지만, 사용 부분에 그레인 자성막을 직접 형성하며, 그 상부에 보호 막 등을 형성하는 것이 가능하며, 본 발명은 접착 또는 점착 방법에 제한되지는 않는다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 기초하여, 전자 소자 및/또는 고주파를 사용한 회로 기판의 의사 전자계 복사 또는 전자계 잡음에 의해 발생된 간섭을 제거하는데 극히 효과적인 현저한 고주파 자기 손실 특성을 나타내는 자성 박막을 가지는 고주파 전류 억제체를 제공하는 것이 가능하다.

본 발명은 시트형 고주파 전류 억제체를 제공하여 의사 복사를 억제하는 효과를 가진다.

Claims

자성 박막의 적어도 하나의 표면 상에 접착층 또는 감압 접착층으로 구성된 시트 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 고주파 전류 억제체.
제 1항에 있어서,

상기 자성 박막은 합성 수지로 구성된 막 또는 시트형 기판의 하나의 표면 상에 제공되는 것을 특징으로 하는 고주파 전류 억제체.
제 2항에 있어서,

상기 접착층 또는 감압 접착층은 상기 자성 박막의 하나의 표면 상에 제공되며, 상기 기판은 상기 층 사이에 삽입되는 것을 특징으로 하는 고주파 전류 억제체.
제 1항에 있어서,

상기 자성 박막은 상기 기판으로부터 분리될 수 있도록 막 또는 시트형 기판의 하나의 표면 상에 제공되는 것을 특징으로 하는 고주파 전류 억제체.
제 1항에 있어서,

상기 자성 박막은 M-X-Y 조성을 가지는 자기 손실 재료로 구성되며, M은 Fe,Co, 및 Ni 중 적어도 하나의 성분이고, Y는 F, N, 및 O 중 적어도 하나의 성분이며, X는 M 또는 Y와는 다른 적어도 하나의 성분이며, 상기 자기 손실 재료는 상기 손실 계수 μ"의 최대값 μ"_MAX가 100 MHz 내지 10 GHz의 주파수 범위 내에 존재하며, 상기 손실 계수 μ"는 상기 자기 손실 재료의 복수 투자율의 허수부이며, 상기 상대 대역폭 bwr은 대략 200%이며, 상기 값 μ"가 상기 최대값 μ"_MAX의 50%인 2개의 주파수 사이의 주파수 대역을 추출하고 상기 중심 주파수에서 상기 주파수 대역을 규격화함으로써 얻어지도록 하는 협대역 자기 손실 재료인 것을 특징으로 하는 고주파 전류 억제체.
제 5항에 있어서,

상기 자기 손실 재료는 0.3μm 내지 20μm 범위 이내의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 고주파 전류 억제체.
제 5항에 있어서,

상기 자기 손실 재료의 포화 자화의 크기는 M 성분으로만 구성된 금속 자성체의 포화 자화의 80% 내지 60%의 범위내에 있는 것을 특징으로 하는 고주파 전류 억제체.
제 5항에 있어서,

상기 자기 손실 재료의 DC 전기 저항률은 100μΩ·cm 내지 700μΩ·cm 범위인 것을 특징으로 하는 고주파 전류 억제체.
제 5항에 있어서,

상기 자기 손실 재료에서 상기 X 성분은 C, B, Si, Al, Mg, Ti, Zn, Hf, Sr, Nb, Ta, 및 희토류 성분 중 적어도 하나의 성분으로 구성되는 것을 특징으로 하는 고주파 전류 억제체.
제 5항에 있어서,

상기 자기 손실 재료에서 상기 M 성분은 상기 X-Y 화합물의 매트릭스에서 분산된 그레인 형태로 존재하는 것을 특징으로 하는 고주파 전류 억제체.
제 5항에 있어서,

상기 그레인 형태를 가지는 입자 M 성분의 평균 입자 직경은 1nm 내지 40nm 범위 내에 존재하는 것을 특징으로 하는 고주파 전류 억제체.
제 5항에 있어서,

상기 자기 손실 재료의 이방성 자계 Hk는 600 Oe(4.74×10⁴A/m) 이하인 것을 특징으로 하는 고주파 전류 억제체.
제 5항에 있어서,

상기 자기 손실 재료의 조성은 일반식 Fe_α-Al_β-O_γ으로 표시되는 것을 특징으로 하는 고주파 전류 억제체.
제 5항에 있어서,

상기 자기 손실 재료의 조성은 일반식 Fe_α-Si_β-O_γ으로 표시되는 것을 특징으로 하는 고주파 전류 억제체.
제 5항에 있어서,

상기 자기 손실 재료는 스퍼티링 또는 기상 증착에 의해 제조된 박막 자성체인 것을 특징으로 하는 고주파 전류 억제체.
제 1항에 있어서,

상기 자성 박막은 M-X-Y 조성을 가지는 자기 손실 재료로 구성되며, M은 Fe, Co, 및 Ni 중 적어도 하나이고, Y는 F, N, 및 O 중 적어도 하나이며, X는 M 또는 Y와는 다른 적어도 하나의 성분이며, 상기 자기 손실 재료는 상기 손실 계수 μ"의 최대값 μ"_MAX가 100 MHz 내지 10 GHz의 주파수 범위 내에 존재하며, 상기 손실 계수 μ"가 상기 자기 손실 재료의 복수 투자율의 허수부이며, 상기 상대 대역폭 bwr은대략 150%이며, 상기 값 μ"가 최대값 μ"_MAX의 50%인 2개의 주파수 사이의 주파수 대역을 추출하고 상기 중심 주파수에서 상기 주파수 대역을 규격화함으로써 얻어지도록 하는 광대역 자기 손실 재료인 것을 특징으로 하는 고주파 전류 억제체.
제 16항에 있어서,

상기 자기 손실 재료의 포화 자화의 크기는 M 성분으로만 구성된 금속 자성체의 포화 자화의 60% 내지 35% 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 고주파 전류 억제체.
제 16항에 있어서,

상기 자기 손실 재료의 DC 전기 저항률은 500μΩ·cm 이상인 것을 특징으로 하는 고주파 전류 억제체.
제 18항에 따른 고주파 전류 억제체가 전자 회로에 밀착 접촉되거나 매우 인접하게 배치되는 것을 특징으로 하는 고주파 전류 억제 방법.
분리될 수 있는 시트형 기판의 하나의 표면 상에 형성된 자성 박막은 대상물 상에 배치되며, 상기 기판 측면에 압력을 가함으로써, 상기 압력이 가해지는 상기 자성 박막의 일부가 상기 대상물로 이동되는 것을 특징으로 하는 고주파 전류 억제체 형성 방법.