NO322311B1

NO322311B1 - Magnetisk stoff med maksimal kompleks-permeabilitet i kvasimikrobolgebandet og fremgangsmate for fremstilling

Info

Publication number: NO322311B1
Application number: NO20014634A
Authority: NO
Inventors: Shigeyoshi Yoshida; Hiroshi Ono; Yutaka Shimada; Shinsuke Andoh; Wei-Dong Li
Original assignee: Nec Tokin Corp
Priority date: 2000-01-24
Filing date: 2001-09-24
Publication date: 2006-09-11
Also published as: TW521283B; KR20020033602A; DE60110865T2; DE60129854T2; EP1377150B1; KR100749679B1; NO20014634D0; DE60129854D1; EP1166288A1; DE60110865D1; EP1166288B1; WO2001054145A1; EP1377150A1; NO20014634L; MY128745A; CN1190804C; US20030024605A1; CN1365502A; JP2001210518A

Description

Oppfinnelsens tekniske felt

Denne oppfinnelsen vedrører et magnetisk stoff for anvendelse for å dempe eller å absorbere høyfrekvent støy i elektriske og elektroniske apparater og, nærmere bestemt, et slikt stoff som er tilpasset anvendelse for demping av elektromagnetisk interferens (EMI) i et aktivt elektronisk element, en høyfrekvent kretskomponent, og et høyfrekvent elektronisk apparat.

Teknisk bakgrunn

Det er kjent å feste en sylindrisk ferrittkjerne på en elektrisk kraftledning til et elektronisk apparat, f.eks. en datamaskin for å stanse en høyfrekvent støy fra å strømme inn i eller ut fra datamaskinen gjennom den elektriske kraftledningen. Ferrittkjernen absorberer den høyfrekvente støy som strømmer gjennom kraftkoden. Den ferrittkjerne som anvendes har stort volum sammenlignet med elektroniske apparater, hvor størrelsen har vært hurtig redusert med elektroniske kretskomponenter anordnet med høy tetthet.

Det er også kjent i teknikken at en konsentrert konstant krets slik som en dekoblingskondensator monteres i en kraftkretslinje i det elektroniske apparatet for å dempe uønsket stråling fra kraftlinjen.

Et annet problem er at en høyfrekvent støy ofte forårsakes eller induseres av en halvleder eller en integrert kretsanordning med høyhastighetsoperasjon slik som et hurtiglager (RAM), et leselager (ROM), en mikroprosessor (MPU), en sentral prosesseringsenhet (CPU), eller en bildeprosessor aritmetisk logisk enhet (IPALU) fordi et elektrisk signal strømmer i en høyhastighetskrets deri med hurtige endringer i strøm og spennings verdi.

I tillegg er elektroniske elementer og kabler anordnet med høy tetthet i elektroniske apparater med liten størrelse. Således ligger slike elementer og linjer veldig nært hverandre og derved påvirker hverandre for å forårsake EMI.

For å dempe den høyfrekvente støy fra slike halvlederanordninger og EMI innenfor det elektroniske apparatet med liten størrelse, kan man ikke anvende den konvensjonelle ferrittkjernen fordi den har et relativt stort volum.

På den annen side kan anvendelse av den konsentrerte konstantkrets ikke dempe den høyfrekvente støy som forårsakes i kretsen med anvendelse av elektroniske elementer av høyhastighetsoperasjonstype på tilstrekkelig måte fordi støyen har en økt frekvens slik at kretslinjen i virkeligheten virker som en fordelt konstant krets.

JP-A 10-97913 angir et komplekst magnetisk stoff som har et relativt stort kjernetap eller kompleks permeabilitet. Det komplekse magnetiske stoffet er anordnet nærliggende en halvlederanordning og/eller en elektronisk kretsanordning og kan dempe en høyfrekvent støy som stråles derfra.

Man skal forstå ut fra den nyere forskning at anvendelse av det magnetiske stoffet med kompleks permeabilitet u" er betraktet som addering av en effektiv motstand til kretsen som genererer støyen slik at støyen kan dempes. Den effektive motstanden er avhengig av den komplekse permeabiliteten u" for det magnetiske stoff som anvendes. I detalj, gitt at det magnetiske stoffet har et konstant areal, er det klart at den effektive motstanden er avhengig av den komplekse permeabiliteten u" og av tykkelsen til det magnetiske stoffet. Dette betyr at et magnetisk stoff som har en større kompleks permeabilitet vil kunne tilveiebringe en høyfrekvent støydemper med redusert volum, dvs. redusert størrelse når det gjelder areal og tykkelse, som vil kunne monteres innenfor et apparat med liten størrelse.

Kort beskrivelse av oppfinnelsen

Således har denne oppfinnelsen som hensikt å tilveiebringe anvendelse av et magnetisk stoff som har større kompleks permeabilitet ved høy frekvens, hvor fortrinnsvis den maksimale verdien for den komplekse permeabiliteten ligger i et kvasi-mikrobølgeområde på 0,1-10 GHz.

Oppfinnelsen omfatter således anvendelse av et magnetisk stoff som beskrevet i de vedlagte krav 1-16. Oppfinnelsen vedrører også en fremgangsmåte som beskrevet i de vedlagte krav 16 og 17 og en støydemper som angitt i krav 18.

Som magnetisk stoff som har lave kjernetap og høy saturasjonsmagnetisering, er en magnetisk sammensetning M-X-Y (M: et magnetisk metallisk element, Y: O, N eller F, X: element eller elementer forskjellig fra M og Y) kjent, som er hovedsakelig produsert ved katodeforstøvningsmetoden eller pådampningsmetoden og som har en kornstruktur hvor metalliske magnetiske partikler av M er dispergert i en ikke-magnetisk matrise (X og Y), slik som en keramikk.

Under undersøkelse av fine strukturer som har utmerket permeabilitet for den magnetiske sammensetningen M-X-Y, fant oppfinnerne ut at den høye saturasjonsmagnetisering kan implementeres i et høykonsentrasjonsområde for M hvor den magnetiske sammensetningen M-X-Y har en saturasjonsmagnetisering på 80 % eller større enn den for den metalliske masse av magnetisk materiale som bare omfatter M.

Den magnetiske sammensetningen M-X-Y har en lav spesifikk motstand. Således, når den formes i en del som har en relativ tykkelse som er anvendt i et høyfrekvent område, tillater delen at en hvirvelstrøm strømmer deri. Som resultat av dette reduseres delens permeabilitet. Således kan den konvensjonelle M-X-Y magnetiske sammensetning med høy saturasjonsmagnetisering ikke anvendes for en del som har en økt tykkelse.

De foreliggende oppfinnerne fant ytterligere ut at den magnetiske sammensetningen M-X-Y med en redusert konsentrasjon av M har en større kompleks permeabilitet u" i et høyfrekvent område. I et område med redusert konsentrasjon av M hvor den magnetiske sammensetningen M-X-Y har en saturasjonsmagnetisering på 60-80 % av den for den metalliske masse av magnetisk materiale som bare omfatter M, har den magnetiske sammensetningen M-X-Y en relativt høy spesifikk motstand på omtrent 100 uQ.cm eller mer. Således, hvis en del med en relativ tykkelse slik som flere mikrometer (um) er formet ut fra sammensetningen med den reduserte konsentrasjon av M, vil den ha et redusert tap på grunn av hvirvelstrøm. Kjernetap eller den komplekse permeabiliteten er et tap på grunn av den naturlige resonansen. Således er fordelingen av den komplekse permeabiliteten på en frekvensakse smal. Dette betyr at den magnetiske sammensetningen M-X-Y med den reduserte konsentrasjon av M er anvendelig for å dempe støy innenfor et smalt frekvensområde.

I en ytterligere redusert konsentrasjon av M hvor den magnetiske sammensetningen M-X-Y har en saturasjonsmagnetisering på 35-60 % av den for den metalliske masse av magnetisk materiale som bare omfatter M, har den magnetiske sammensetningen M-X-Y en høyere spesifikk motstand på omtrent 500 ufl.cm eller mer. Således er tapet på grunn av virvelstrøm ytterligere redusert i en del fremstilt av sammensetningen og med en relativ tykkelse slik som flere mikrometer (um). Den magnetiske gjensidig effekt mellom M partiklene blir liten slik at spinnvarmefluktuasjonen blir stor og forårsaker fluktuasjon i den frekvensen hvor den naturlige resonansen for den komplekse permeabiliteten genereres. Således har den komplekse permeabiliteten u" en relativt stor verdi over et bredt frekvensområde. Dette betyr at den magnetiske sammensetningen M-X-Y med den ytterligere reduserte konsentrasjon av M er anvendelig for å dempe støy innenfor et bredt frekvensområde.

I en mer redusert konsentrasjon av M, partikler av M vil ikke påvirke hverandre magnetisk slik at sammensetningen M-X-Y har superparamagnetisme.

Når man designer en del fremstilt av et magnetisk stoff som skal anordnes i umiddelbar nærhet av en elektronisk krets for å dempe en høyfrekvent støy, betraktes verdien for produktet (u".S) for den komplekse permeabiliteten u" og en tykkelse 6 for det magnetiske stoffet. Generelt er (u".5) £ 1000 um det som er påkrevd for effektivt å dempe høyfrekvent støy med hundreder av megahertz (MHz). Når den magnetiske sammensetningen som anvendes har den komplekse permeabiliteten på omtrent 1000 (u"=1000), må støydemperen ha en tykkelse på 1 mikrometer (um) eller mer. Således er sammensetningen med en lav spesifikk motstand ikke ønskelig fordi virvelstrømmen er lett generert men det er ønskelig å ha en økt spesifikk motstand slik som 100 u.Q cm eller mer.

Sett det ovennevnte, skal sammensetningen M-X-Y anvendt for støydemperen ha en redusert konsentrasjon av M hvor den magnetiske sammensetningen M-X-Y har en saturasjonsmagnetisering på 35-80 % av den for den metalliske masse av magnetisk materiale som bare omfatter M.

Kort beskrivelse av tegningene

Fig. 1 er et skjematisk riss som viser en kornstruktur for den magnetiske sammensetningen M-X-Y; Fig. 2A er et skjematisk snittriss som viser en struktur av et katodeforstøvningsapparat som var anvendt i eksemplene; Fig. 2B er et skjematisk snittriss som viser en struktur for et pådampningsapparat som var anvendt i eksemplene; Fig. 3 er et grafisk riss som viser en frekvensrespons for en kompleks permeabilitet for sjiktprøven 1 i eksempel 1; Fig. 4 er et grafisk riss som viser en frekvensresponspermeabilitet for sjiktprøven 2 i eksempel 2; Fig. 5 er et grafisk riss som viser en frekvensrespons for den komplekse permeabiliteten til sammenligningsprøven 1 i sammenligningseksempel 1; Fig. 6 er et skjematisk og perspektivriss av et testapparat for å teste en støydempningseffekt for magnetiske prøver; Fig. 7A er et grafisk riss som viser en overføringskarakteristikk for sjiktprøven 1; Fig. 7B er et grafisk riss som viser en overføringskarakteristikk for sammenligningsprøven av et komposittmagnetisk materialark; Fig. 8A er en fordelingskonstantkrets med en lengde 1 som viser et magnetisk materiale som støydemper; Fig. 8B er en ekvivalent krets med en enhetslengde Al for fordelingskonstantkretsen i fig. 8A; Fig. 8C er en ekvivalent krets med en lengde 1 for fordelingskonstantkretsen i fig. 8A; Fig. 9A er et grafisk riss som viser en frekvensrespons for en ekvivalent motstand R for sjiktprøven 1 i eksempel 1; og Fig. 9B er et grafisk riss som viser en frekvensrespons for en ekvivalent motstand R i sammenligningsprøven av et kompositt magnetisk materialark.

Utførelser av oppfinnelsen

Først skal man beskrive en kornstruktur og fremstil lingsmetoder for den magnetiske sammensetningen M-X-Y.

Med henvisning til fig. 1 som viser skjematisk kornstrukturen for den magnetiske sammensetningen M-X-Y, er partikler 11 av et metallisk magnetisk materiale M jevnt eller ujevnt fordelt i en matrise 12 bestående av X <q>g Y.

Med henvisning til fig. 2A, var et katodeforstøvningsapparat vist der anvendt for å tilveiebringe prøver i de følgende eksemplene og sammenligningseksemplene. Katodeforstøvningsapparatet har en konvensjonell struktur og omfatter en vakuumbeholder 20, en lukker 21, en atmosfærisk gasskilde 22, et substrat eller en glassplate 23, brikker 24 (X eller X-Y), et mål 25 (M), en RF-kraftkilde, og en vakuumpumpe 27. Atmosfæregasskilden 22 og vakuumpumpen 27 er koblet til vakuumbeholderen 20. Substratet 23 vender mot målet 25 hvor brikkene 24 er anordnet. Lukkeren 21 er anordnet på forsiden av substratet 21. RF-kraftkilden 26 er koblet til målet 25.

Med henvisning til fig. 2B, er et katodeforstøvningsapparat vist der også anvendt som annet apparat for å tilveiebringe prøver i de følgende eksemplene og sammenligningseksemplene. Katodeforstøvningsapparatet har en konvensjonell struktur og har en vakuumbeholder 20, en atmosfærisk gasskilde 22, og en vakuumpumpe 27 tilsvarende katodeforstøvningsapparatet men den har en digel 28 som omfatter materialene (X-Y) istedenfor brikker 24, mål 25 og RF-kraftkilde 26.

Eksempel 1

Et tynt sjikt av magnetisk sammensetning M-X-Y var fremstilt på en glassplate ved anvendelse av katodeforstøvningsapparatet vist i fig. 2A ved katodeforstøvningsforhold vist i tabell 1.

Sjiktprøven 1 tilveiebragt var analysert med en fluorescent X-strålespektroskop og bekreftet å være et sjikt med en sammensetning Fe72AlnOi7. Sjiktprøven 1 hadde 2,0 mikrometer (um) i tykkelse, 530 mikro ohm cm (uCi.cm) i DC spesifikk motstand, 1432 A/m (18 Oe) i anisotropt felt (Hk) og 1,68 T (16800 Gauss) i saturasjonsmagnetisering (Ms).

Et prosentforhold mellom saturasjonsmagnetiseringen for sjiktprøven 1 og den for det metalliske materialet M i seg selv {Ms(M-X-Y)/Ms(M)}xl00 var 72,2 %.

For å måle en permeabilitetsfrekvensrespons, var sjiktprøven 1 formet til en strimmelform og innført i en spole. Under påføring av et bias magnetisk felt, en impedansevariasjon i spolen var målt som respons overfor frekvensendring av AC-strøm som var tilført spolen. Målingen var utført flere ganger for forskjellige verdier av det bias magnetiske feltet. Ut fra den målte impedanseendring som respons for frekvensendring,var den komplekse permeabilitetsfrekvensrespons u"-f-respons beregnet og den vises i fig. 3. Man kan merke ut fra fig. 3 at den komplekse permeabiliteten hår en høy spiss eller maksimal verdi (u"m«ks) og faller hurtig på hver side av spissen. Den naturlige resonansfrekvensen (f(u"maks)) som viser den maksimale verdien (u"m»ks) ligger omtrent på 700 MHz. Ut fra u"-f responsen, var en relativ båndbredde bwr fastsatt som et prosentforhold for båndbredde mellom to frekvenspunkter som viser den komplekse permeabiliteten som halvparten u"so til den maksimale u"maks til senterfrekvensen for nevnte båndbredde. Den relative båndbredden bwr var 148 %.

Eksempel 2

I en tilstand tilsvarende den i eksempel 1 men med anvendelse av 150 AI2O3 brikker, var en sjiktprøve 2 formet på en glassplate.

Sjiktprøven 2 tilveiebragt var analysert med en fluorescent X-strålespektroskop og bekreftet å være et sjikt med en sammensetning Te^ AhiOu' Sjiktprøven 2 hadde 1,2 mikrometer (um) i tykkelse, 2400 mikro ohm centimeter (ufl cm) i DC spesifikk motstand, 9549 A/m (120 Oe) i anisotropt felt (Hk) og 0,96 T (9600 Gauss) i saturasjonsmagnetisering (Ms). Man skal merke at sjiktprøven 2 er høyere enn sjiktprøven 1 når det gjelder den spesifikke motstanden.

Et prosentforhold for saturasjonsmagnetisering av sjiktprøven 2 og den for det metalliske materialet M i seg selv {Ms(M-X-Y)/Ms(M)}xl00 var 44,5 %.

li"-f responsen for sjiktprøven 2 var også oppnådd på tilsvarende måte som i eksempel 1 og den vises i fig. 4. Man kan merke at spissen også har en høy verdi tilsvarende den i sjiktprøven 1. Imidlertid er frekvenspunktet ved spissen eller den naturlige resonansfrekvens anvendt 1 GHz og den komplekse permeabiliteten faller gradvis på hver side av spissen, slik at u**-f responsen har en bredbåndskarakteristikk.

En relativ båndbredde bwr for sjiktprøven 2 var også bekreftet å være 181 % på tilsvarende måte som i eksempel 1.

Sammenligningseksempel 1

I en tilsvarende tilstand til eksempel 1 men med anvendelse av 90 AI2O3 brikker, var en sammenligningsprøve 1 formet på en glassplate.

Sammenligningsprøven 1 tilveiebragt var analysert med fluorescent X-stråle spektroskopi og bekreftet å være et sjikt med en sammensetning FegeAUOg. Sammenligningsprøven 1 hadde 1,2 mikrometer (um) i tykkelse, 74 mikro ohm centimeter (uQ cm) i DC spesifikk motstand, 1751 A/m (22 Oe) i anisotropisk felt (Hk), 1,88 T (18800 Gauss) i saturasjonsmagnetisering (Ms), og 85,7 % i et prosentforhold for saturasjonsmagnetisering til sammenligningsprøven 1 og den for det metalliske materialet M i seg selv {Ms(M-X-Y)/Ms(M)}xl00 var 44,5 %.

u.**-f responsen for sammenligningsprøven 1 var også oppnådd på tilsvarende måte som i eksempel 1 og den vises i fig. 5. Man skal merke seg fra fig. 5 at den komplekse permeabiliteten u" for sammenligningsprøven 1 har en høy spiss ved en frekvens på omtrent 10 MHz men den reduseres hurtig ved høyere frekvensområder enn 10 MHz. Man skal anta at denne reduksjon er forårsaket av generering av hvirvelstrøm på grunn av den lave spesifikke motstand.

Sammenligningseksempel 2

I en tilstand tilsvarende den i eksempel 1 men med anvendelse av 200 AI2O3 brikker, var en sammenligningsprøve 2 formet på en glassplate.

Sammenligningsprøven 2 produsert var analysert med et fluorescent X-stråle spektroskop og bekreftet å være et sjikt med en sammensetning Fe^A^O*?. Sammenligningsprøven 2 hadde 1,3 mikrometer (um) i tykkelse, 10500 mikro ohm centimeter (u.Q cm) i DC spesifikk motstand.

Den magnetiske karakteristikken for sammenligningseksempel 1 viste superparamagnetisme.

Eksempel 4

Et tynt sjikt av en magnetisk sammensetning M-X-Y er tilveiebragt på en glassplate ved den reaktive katodeforstøvningsmetode med anvendelse av katodeforstøvningsapparatet vist i fig. 2A ved en katodeforstøvningstilstand vist i tabell 2. Det partielle trykkforhold for N2 var 20 %. Det tynne sjiktet var varmebehandlet ved en temperatur på 300°C i to timer under vakuum under et magnetisk felt og man oppnådde en sjiktprøve 4.

Eksempel 5

Et tynt sjikt av en magnetisk sammensetning M-X-Y var tilveiebragt på en glassplate med anvendelse av katodeforstøvningsapparatet vist i fig. 2A ved en katodeforstøvningstilstand vist i tabell 4. Det tynne sjiktet var varmebehandlet ved en temperatur på 300°C i to timer i vakuum under et magnetisk felt og en sjiktprøve 5 var oppnådd.

Eksempel 6

Et tynt sjikt av en magnetisk sammensetning M-X-Y var tilveiebragt på en glassplate ved den reaktive katodeforstøvningsmetode med anvendelse av katodeforstøvningsapparatet vist i fig.2A ved en katodeforstøvningstilstand som vist i tabell 6. Det partielle trykkforholdet for N2 var 10 %. Det tynne sjiktet var varmebehandlet ved en temperatur på 300°C i to timer i vakuum under et magnetisk felt og en sjiktprøve 6 ble oppnådd.

Eksempel 7

Et tynt sjikt av en magnetisk sammensetning M-X-Y var tilveiebragt på en glassplate med anvendelse av katodeforstøvningsapparatet vist i fig. 2A ved en katodeforstøvningstilstand vist i tabell 8. Det tynne sjiktet var varmebehandlet ved en temperatur på 300°C i to timer i vakuum under et magnetisk felt og en sjiktprøve 7 var oppnådd.

Eksempel 8

Et tynt sjikt av en magnetisk sammensetning M-X-Y var tilveiebragt på en glassplate ved den reaktive katodeforstøvningsmetode med anvendelse av katodeforstøvningsapparatet vist i fig. 2A ved en katodeforstøvningstilstand vist i tabell 10. Det partielle trykkforhold for N2 var 10 %. Det tynne sjiktet var varmebehandlet ved en temperatur på 300°C i to timer i vakuum under magnetisk felt og en sjiktprøve 8 var oppnådd.

Eksempel 9

Et tynt sjikt av en magnetisk sammensetning M-X-Y var tilveiebragt på en glassplate med anvendelse av katodeforstøvningsapparatet vist i fig. 2A ved en katodeforstøvningstilstand vist i tabell 12. Det tynne sjiktet var varmebehandlet ved en temperatur på 300°C i to timer i vakuum under et magnetisk felt og en sjiktprøve 9 var oppnådd.

Eksempel 10

Et tynt sjikt av en magnetisk sammensetning M-X-Y var tilveiebragt på en glassplate ved den reaktive katodeforstøvningsmetode med anvendelse av katodeforstøvningsapparatet vist i fig. 2A ved en katodeforstøvningstilstand vist i tabell 14. Det partielle trykkforhold for O2 var 15 %. Det tynne sjiktet var varmebehandlet ved en temperatur på 300<*>0 i to timer i vakuum under et magnetisk felt og en sjiktprøve 10 var oppnådd.

Eksempel 11

Et tynt sjikt av en magnetisk sammensetning M-X-Y var tilveiebragt på en glassplate med anvendelse av katodeforstøvningsapparatet vist i fig. 2A ved en katodeforstøvningstilstand vist i tabell 16. Det tynne sjiktet var varmebehandlet ved en temperatur på 300°C i to timer i vakuum under et magnetisk felt og en sjiktprøve 11 var oppnådd.

Eksempel 12

Et tynt sjikt av en magnetisk sammensetning M-X-Y var tilveiebragt på en glassplate med anvendelse av katodeforstøvningsapparatet vist i fig. 2A ved en katodeforstøvningstilstand vist i tabell 18. Det tynne sjiktet var varmebehandlet ved en temperatur på 300°C i to timer i vakuum under et magnetisk felt og en sjiktprøve 12 var oppnådd.

Eksempel 13

Et tynt sjikt av en magnetisk sammensetning M-X-Y var tilveiebragt på en glassplate med anvendelse av katodeforstøvningsapparatet vist i fig. 2A ved en katodeforstøvningstilstnad vist i tabell 20. Det tynne sjiktet var varmebehandlet ved en temperatur på 300°C i to timer i vakuum ved et magnetisk felt og en sjiktprøve 13 var oppnådd.

Eksempel 14

Et tynt sjikt av M-X-Y magnetisk sammensetning var tilveiebragt på en glassplate med anvendelse av pådampningsapparatet vist i fig. 2B ved en tilstand vist i tabell 22. Det tynne sjiktet var varmebehandlet ved en temperatur på 300°C i to timer i vakuum under et magnetisk felt og en sjiktprøve 14 var oppnådd.

Nå skal man beskrive prøver som vedrører støydempningseffekt for prøvesj iktene og sammenligningsprøvene, med anvendelse av et testapparat vist i fig. 6.

Et prøvestykke var sjiktprøve 1 med størrelse 20 mm x 20 mm x 2,0 um. For sammenligning anvendte man et ark av et kjent kompositt magnetisk materiale med størrelse 20 mm x 20 mm x 1,0 mm. Det kompositte magnetiske materialet omfattende en polymer og flatmagnetisk metallpulver dispersert i polymeren. Det magnetiske metalliske pulver omfatter Fe, Al og Si. Det kompositte magnetiske materialet har en permeabilitetsfordeling i kvasimikrobølgeområdet og det har den maksimale verdien for den komplekse permeabiliteten ved en frekvens på omtrent 700 MHz. Tabell 24 viser magnetiske egenskaper for både prøvestykket og sammenli gningsprøvestykket.

Som man kan se fra av tabell 24, er sjiktprøven 1 omtrent 600 ganger større enn sammenligningstestprøven i den maksimale verdien for kompleks permeabilitet. Siden støydempningseffekten er generelt evaluert ut fra verdien for et produkt u"makS x 5 for den maksimale verdien u"mikSog tykkelsen til stykket 8, var tykkelsen til sammenligningstestprøvestykket for det kompositte magnetiske materialarket valgt 1 mm slik at begge testprøvestykkene hadde tilsvarende verdier for Usmaks x 5.

Med henvisning til fig. 6 omfatter testapparatet en mikrostriplinje 61 med to porter, koaksiale kabler 62 koblet til to porter, og en nettverksanalysator (ikke vist) koblet over de to portene. Mikrostriplinjen 61 har en linjelengde på 75 mm og en karakteristisk impedans på 50 ohm. Prøvestykket 63 var anordnet ved et område 64 av mikrostriplinjen 61 og overføringskarakteristikken S21 var målt. Frekvensresponsen på S21 vises i fig. 7A og 7B for sjiktprøven 1 og sammenligningsprøven, respektivt.

Med henvisning til anvendelse av sjiktprøven 1, skal man merke ut fra fig. 7A at S21 reduseres over 100 MHz, når et minimum på -10 dB ved en frekvens på 2 GHz og deretter øker over 2 GHz. På den andre siden, med henvisning til anvendelse av sammenligningsprøven, skal man merke ut fra fig. 7B at S21 reduseres gradvis og når et minimum på -10 dB ved en frekvens på 3 GHz.

Resultatene demonstrerer at S21 er avhengig av frekvensfordelingen til permeabiliteten og at støydempingseffekten er avhengig av produktet på u"m»kS x 5.

Nå gitt at den magnetiske prøven danner en distribusjonskonstantkrets med lengde

1 som vist i fig. 8A, var en ekvivalent krets beregnet for en enhetslengde Al ut fra overføringskarakteristikkene Sil og S21 som vist i fig. 8B. Deretter var ekvivalentkretsen for lengden 1 oppnådd ut fra ekvivalentkretsen for enhetslengden Al som vist i fig. 8C. Den ekvivalente kretsen for den magnetiske prøven omfatter serieinduktansen L og motstand R og parallell kapasitansen C og konduktansen G som vist i fig. 8C. Ut fra dette vil man forstå at endringen i

overføringskarakteristikken til mikrostriplinjen forårsaket av anordningen av det magnetiske stoffet på mikrostriplinjen er hovedsakelig fastsatt av den ekvivalente motstanden R som er addert i serie.

Sett det ovennevnte, var en frekvensrespons for den ekvivalente motstand R målt. De målte data var vist i fig. 9A og 9B for sjiktprøven 1 og sammenligningsprøven respektivt. Man skal merke ut fra disse figurene at den ekvivalente motstanden R reduseres gradvis i kvasimikrobølgeområdet og er omtrent 60 ohm ved omtrent 3 GHz. Man kan se ut fra frekvensavhengigheten av den ekvivalente motstanden R at den er forskjellig fra den for den komplekse permeabiliteten som har den maksimale verdien på omtrent 1 GHz. Man skal anta at denne forskjellen vil baseres på den gradvise økning av et forhold mellom produktet og prøvelengde til bølgelengden.

Fremstillingsmetoden for det magnetiske stoffet ifølge oppfinnelsen har vært beskrevet å være katodeforstøvningsmetoden og pådampningsmetoden men dette begrenser ikke fremstillingsmetoden. En hvilken som helst andre sjiktfremstillingsmetode slik som ionestråleavsetningsmetoden og gass-avsetningsmetode kan anvendes for fremstilling av det magnetiske stoffet ifølge den foreliggende oppfinnelsen hvis de kan tilveiebringe det magnetiske stoffet ifølge oppfinnelsen jevnt.

Ytterligere vil varmebehandlingen etter sjiktfremstillingen ikke være nødvendig hvis sjiktet som produsert har en tilstrekkelig egenskap.

Industriell anvendbarhet

Ifølge den foreliggende oppfinnelsen, har det magnetiske stoffet høyere kompleks permeabilitet i en høy frekvens slik som kvasimikrobølgeområdet. Således er det magnetiske stoffet ifølge den foreliggende oppfinnelse i stand til å tilveiebringe støydempning som er anvendelig i elektroniske kretselementer med liten størrelse og også ved elektroniske apparater.

Claims

1. Anvendelse av et magnetisk stoff av en magnetisk sammensetning omfattende M, X og Y, hvor M er et metallisk magnetisk materiale bestående av i det minste et av Fe, Co og Ni, X er et element eller elementer forskjellig fra M og Y, og Y er i det minste et av F, N og 0, hvor den magnetiske sammensetningen M-X-Y har en konsentrasjon av M i sammensetningen slik at den magnetiske sammensetningen M-X-Y har en saturasjonsmagnetisering på 35-80 % av den for den metalliske masse av magnetisk materiale som bare omfatter M, og den magnetiske sammensetningen har den maksimale u"maks for komplekspermeabiliteten n" i et frekvensområde på 0,1-10 gigahertz (GHz), for å dempe eller å absorbere høyfrekvent støy i elektriske og elektroniske apparater.

2. Anvendelse av et magnetisk stoff ifølge krav 1, hvor det magnetiske stoffet har en kompleks permeabilitetsfrekvensrespons med en relativ båndbredde bwr på 200 % eller mindre, hvor den relative båndbredden bwr fastsettes som et prosentforhold for båndbredde mellom to frekvenspunkter som viser den komplekse permeabiliteten som halvparten u"So av den maksimale u"maks til senterfrekvensen for nevnte båndbredde.

3. Anvendelse av et magnetisk stoff ifølge krav 2, hvor det metalliske magnetiske materialet M har en saturasjonsmagnetisering hvor nevnte magnetiske sammensetning har en saturasjonsmagnetisering som er 60-80 % av saturasjonsmagnetiseringen for det metalliske magnetiske materialet M.

4. Anvendelse av et magnetisk stoff ifølge krav 2 eller 3, hvor nevnte magnetiske sammensetning har en DC spesifikk motstand på 100-700 uQ.cm.

5. Anvendelse av et magnetisk stoff ifølge krav 1, hvor det magnetiske stoffet har en kompleks permeabilitetsfrekvensrespons med en relativ båndbredde bwr på 150 % eller mer, hvor den relative båndbredden bwr fastsettes som et prosentforhold for båndbredde mellom to frekvenspunkter som viser den komplekse permeabiliteten som halvparten u"5o av den maksimale (x"maks> til senterfrekvensen i nevnte båndbredde.

6. Anvendelse av et magnetisk stoff ifølge krav 5, hvor nevnte magnetiske metalliske materiale X har en saturasjonsmagnetisering, hvor nevnte magnetiske sammensetning har en saturasjonsmagnetisering som er 35-60 % av saturasjonsmagnetiseringen til det metalliske magnetiske materialet X.

7. Anvendelse av et magnetisk stoff ifølge krav 5 eller 6, hvor nevnte magnetiske sammensetning har en DC spesifikk motstand på 500 uQ.cm eller mer.

8. Anvendelse av et magnetisk stoff ifølge et av kravene 1-7, hvor X er C, Bi, Si, Al, Mg, Ti, Zn, Hf, Sr, Nb, Ta og/eller sjeldne jordmetaller.

9. Anvendelse av et magnetisk stoff ifølge et av kravene 1-8, hvor nevnte metalliske magnetiske materiale M er fordelt som korn i en matrisesammensetning bestående av X og Y.

10. Anvendelse av et magnetisk stoff ifølge krav 9, hvor nevnte korn har en gjennomsnittelig kornstørrelse på 1-40 nm.

11. Anvendelse av et magnetisk stoff ifølge et av kravene 1-10, hvor nevnte magnetiske sammensetning har et anisotropt felt på 47746 A/m (600 Oe) eller mindre.

12. Anvendelse av et magnetisk stoff ifølge et av kravene 1-11, hvor nevnte magnetiske sammensetning er en sammensetning representert med en formel på Feo-Alp-Oy.

13. Anvendelse av et magnetisk stoff ifølge et av kravene 1-11, hvor nevnte magnetiske sammensetning representert ved formelen Fea-Alp-Or.

14. Anvendelse av et magnetisk stoff ifølge et av kravene 1-13, hvor nevnte magnetiske sammensetning er et tynt sjikt formet ved en katodeforstøvningsprosess.

15. Anvendelse av et magnetisk stoff ifølge et av kravene 1-13, hvor nevnte magnetiske sammensetning er et tynt sjikt formet ved en pådampningsprosess.

16. Anvendelse av et magnetisk stoff ifølge et av kravene 1-15, hvor det magnetiske stoffet er formet som et tynt sjikt med en tykkelse på 0,3-20 ucm.

17. Fremgangsmåte for å dempe en høyfrekvent støy fra å strømme i en kretslinje i en elektronisk anordning, karakterisert ved å anordne, i nærheten av eller direkte på nevnte elektroniske anordning, et tynt sjikt av et magnetisk stoff av en magnetisk sammensetning omfattende M, X og Y, hvor M er et metallisk magnetisk materiale bestående av i det minste et av Fe, Co og Ni, X er et element eller elementer forskjellig fra M og Y, og Y er i det minste et av F, N og O, hvor den magnetiske sammensetningen M-X-Y har en konsentrasjon av M i sammensetningen slik at den magnetiske sammensetningen M-X-Y har en saturasjonsmagnetisering på 35-80 % av den for den metalliske masse av magnetisk materiale som bare omfatter M, og den magnetiske sammensetningen har den maksimale u"maks for komplekspermeabiliteten u." i et frekvensområde på 0,1-10 gigahertz (GHz).

18. Fremgangsmåte ifølge krav 17, karakterisert ved at den elektroniske anordningen omfatter elektroniske elementer og kabler.

19. Høyfrekvent støydemper for å dempe eller å absorbere høyfrekvent støy i elektriske og elektroniske apparater, hvor den høyfrekvent støydemperen anvender et magnetisk stoff av en magnetisk sammensetning omfattende M, X og Y, hvor M er et metallisk magnetisk materiale bestående av i det minste et av Fe, Co og Ni, X er et element eller elementer forskjellig fra M og Y, og Y er i det minste et av F, N og O, hvor den magnetiske sammensetningen M-X-Y har en konsentrasjon av M i sammensetningen slik at den magnetiske sammensetningen M-X-Y har en saturasjonsmagnetisering på 35-80 % av den for den metalliske masse av magnetisk materiale som bare omfatter M, og den magnetiske sammensetningen har den maksimale u<s>maks for komplekspermeabiliteten u" i et frekvensområde på 0,1-10 gigahertz (GHz).