TWI268125B - Wiring board comprising granular magnetic film - Google Patents

Description

A7 1268125 B7_ 五、發明說明（1) 發明背景 發明領域z (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明係關於一佈線板，其包含在高頻處呈現優良 磁性損耗特性之磁體，更特別的是關於如撓性佈線板 及撓性扁平電纜之佈線板，其包含多層或單層佈線板 或高頻電流抑制體，其中使用磁性損耗材料，且呈現 優良複數磁導率特性，且能有效抑制在高速作業之活 性裝置，高頻電子組件，及安裝於上之電子設備中發 生問題之電磁干擾及混附（spurious)幅射。 相關技術之描述： 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 近年來，廣泛使用高速作業之高積體半導體裝置。 範例包括隨機存取記憶體（RAM)，唯讀記憶體（ROM) ，微處理器（MPU)，中央處理單元（CPU)，影像處理 算術邏輯單元（IP ALU)，及其他邏輯電路裝置。在這 些活性裝置中，計算速度及信號處理速度皆以非常快 的速率達到更高的速度，而經過高速電子電路之電氣 信號已成爲感應及高頻雜訊之主要原因，這是因爲與 其相關之電壓及電流之快速改變。同時，朝向較輕， 較薄輪廓，較小尺寸之電子組件之趨勢正快速地持續 著。而且，在半導體裝置中達成之積體程度及在印刷 佈線或電路板上達成之高電子組件安裝密度亦相當可 觀。因此，高度積體及高密度安裝之電子裝置變得很 字芦近’因此’如用先刖所提到的’隨者局信號處理速 度之達成，容易地導致高頻混附幅射雜訊。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7 B7 1268125 五、發明說明（ο 在此種最近之電子積體裝置及佈線板中，已指出自 電源線進入活性裝置之混附幅射之問題，而對抗此情 形之方法是在電源線中插入去耦合電容器或其他集中 之恆定組件。 然而，因爲在高速作業下之電子積體裝置及佈線板 所產生之雜訊包含諧波成份，所以信號路徑顯示分散 恆定行爲，因此假設傳統集中恆定電路之反制雜訊的 措施無效。 相似的問題亦在電子設備中發生，係關於板之間之 連接，撓性佈線或印刷電路板（FPC)或撓性扁平電纜 (FFC)(在此兩者皆被稱爲撓性佈線或印刷電路板（FPC) ，安裝於電子組件上。 發明槪述： 本發明之一目的係提供包含磁性材料而能有效反制 自高速作業之半導體裝置及電子電路發射出的混附幅 射之撓性佈線板，如上所述。 本發明之另一目的係提供撓性佈線板，其包含磁性 損耗材料，呈現大磁損耗因素μ ”，可藉由小體積之 磁體實施反制幅射之有效方法。 根據本發明之一*觀點’提供一佈線板，包含一*絕緣 基礎材料，形成於其上之導體圖案，及形成於導體圖 案上之磁性薄膜。 根據本發明之一觀點，磁性薄膜最好是由成份爲 Μ_Χ-Υ代表之磁性損耗材料所構成，Μ爲Fe，Co， -4- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) 裝 . 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1268125 五、發明説明（3 ) 及Ni中之至少一個，X爲μ及Y以外之至少一元素 ’而Υ爲F ’ Ν及〇中之至少一個，磁性損耗材料爲 窄頻磁性損耗材料，其中磁性損耗材料之複數磁導率 特性之虛數部份//，，（損耗因素）之最大値#，，max存在 於100MHz至10GHz之頻率範圍內，且相對頻寬bwr 不超過200%，其中相對頻寬bwr係藉由擷取最大値 # ”max之5 0%處之μ ”之兩個頻率間之頻寬並在中央 頻率標準化該頻寬而獲得。 在本發明之一觀點中，磁性薄膜最好是一磁性損耗 材料所構成，其具有由Μ_Χ-Υ代表之成份，Μ爲Fe ’ Co，及Ni中至少一個，X爲Μ及Y外之至少一元 素’ Υ爲F，Ν及0中至少一個，磁性損耗材料爲寬 頻損耗材料，其中磁性損耗材料之複數磁導率特性之 虛數部份”（損耗因素）之最大値” m a χ存在於1 0 0 MHz至10GHz之頻率範圍中，相對頻寬bwr不小於 15 0%，相對頻寬是藉由擷取最大値# ”max之5〇%處 之# ”之兩個頻率間之頻寬並在中央頻率標準化該頻 寬而獲得。 根據本發明之另一觀點，提供一佈線板，其包含一 導體部份之至少一層之板，且磁性薄膜位在板或導體 部份之至少一部份。 在本發明之一觀點中，磁性薄膜最好是由具有由 Μ-X-Y代表之組合之磁性損耗材料構成，其中Μ爲 Fe，Co，及Ni中之至少一個，Υ爲F，N及Ο中之 A7 1268125 __ B7__ 五、發明說明（4) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 至少一個，而X則是Μ及γ以外之至少一元素，磁 性損耗材料爲窄頻損耗材料，其磁導率之虛數部份 之最大値#” max存在於100MHz至10GHz之頻率 範圍內，且相對頻寬不超過200%，相對頻寬係藉由 擷取在μ ”max之50%處之# ”之兩個頻率之間之頻寬 並在中央頻率標準化該頻寬而獲得。 圖式之簡單說明： 第1圖爲根據本發明之第一實施例之撓性佈線板之 切面； 弟2 A至2 E圖依次爲製造第1圖之燒性佈線板之 程序； 第3圖爲根據本發明之第二實施例之多層印刷佈線 板之切面； 第4圖係用於形成粒狀磁性薄膜之簡化設備結構； 第5圖係根據本發明之第一實施例代表樣品1中之 ”之頻率依類性之範例圖； 第6圖係根據本發明之第三實施例，多層印刷佈線 板之切面； 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第7圖爲根據本發明之第四實施例，各層印刷佈線 板之切面； 第8圖爲用於形成粒狀磁性薄膜之簡化設備結構； 第9圖爲根據本發明之一實施例，代表樣品2之 ”之頻率依類性之範例圖； 第1 0圖爲在比較樣品2中之”之頻率依類性之範 -6- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1268125

五、發明說明（〇 例圖； 第1 1圖係用於根據本發明觀察包含磁性損耗材料 之高頻電流抑制體之抑制效應之測量系統之斜面圖； 第1 2 A圖係根據本發明之一實施例之樣品1之傳 送特性（S 2 1)圖； 第1 2B圖係比較範例1之組合磁片之傳送特性 (S2 1 )之圖； 第1 3圖係根據本發明之一實施例之磁體之等效電 路圖； 第1 4 A圖係根據本發明之一實施例之自樣品1之 傳送特性計算之R値圖； 第1 4B圖係自比較樣品之組合磁片之傳送特性之R 値圖。 ------------裝--- (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) 史 歷 之 明 發 本 述 描 先 前 例 施 : 實 述之 描明 之發 例本 施述 實描 佳在 較 合幅 組附 之混 耗在 損放 磁體 大磁 現合 呈組 會將 處由 頻藉 高其 在， 一 法 明方 發一 在現 ’ 發 者， 明後 發體 磁 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 附究 混硏 之之 路制 電機 子性 電活 及之 置射 裝幅 豐 付 導混 半之 自來 制近 抑對 效從 有。 而生 近產 附之 源射 射幅 之大 源之 射件 幅阻 附阻 混電 成效 構等 於， 基此 係在 減。 衰件 之組耗 耗阻損 損電磁 性效之 磁等體 種之磁 此路據 用電依 使子係 ， 電小 ^一目 而 澧 具 更 ο 小 大 M 素 因 時 β 數之 常體 爲磁 積與 面小 之大 體之 磁件 當元 ’ 阻 之 中 路 電 子 電 入 插 效 等 需 此 因 ο 比 正 成 度 厚 及 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1268125 Α7 Β7 五、發明說明（6) 要大”以在薄磁體時獲得想要之混附幅射衰減。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 例如，爲了使使用一磁體於如半導體裝置模裏面之 小區之對抗混附幅射之方法有效，需要超大値之磁損 耗因素// ”，較傳統磁損耗材料之β ”大很多。 發明人在使用濺鍍或氣相沈積法硏究軟磁材料的過 程中，注意到優良的粒狀磁體之磁導率，其中細小的 磁性金屬粒子在非磁性導體中，如陶瓷，均勻地擴散 ，並且展開對磁性金屬粒子及四周之非磁性體之微結 構的硏究。結果，發明人發現當粒狀磁體中之磁性金 屬粒子之濃度在一特定範圍時，可在高頻區獲得優良 的磁性損耗特性。 到目前爲止，有很多對具有Μ-Χ-Υ組合之粒狀磁 體之硏究（Μ爲一磁性金屬元素，Υ爲0或Ν或F， 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 而X爲Μ及Υ之外之元素），且知道這些爲低損耗並 呈現大飽和磁化。在這些Μ-Χ-Υ粒狀磁體中，飽和 磁化之大小係根據Μ成份之體積比。因此，必須要 有大的Μ成份比例，才能得到大的飽和磁化。因此 ，對於一般如在高頻電感裝置或變壓器中之磁心之應 用，Μ-Χ-Υ粒狀磁體之Μ成份比例被限制在一範圍 內，使其飽和磁化爲只包含Μ成份之大塊金屬磁體 者之80%或更大。 發明人在一大範圍中硏究具有Μ-Χ-Υ組合之粒狀 磁體之Μ成份比例（Μ爲磁性金屬元素，Υ爲Ο或Ν 或F，而X爲Μ及Υ以外之元素），並發現對於每個 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7 1268125 ____B7_ 五、發明說明（7) 組合系統，當磁金屬Μ爲一特定濃度範圍內時，大 石放損耗在局頻區中呈現。 再者，Μ成份呈現其飽和磁化爲只包含Μ成份之 大塊金屬磁體者之80 %或更大之最高區爲在高飽和磁 化之低損耗之Μ-Χ-Υ粒狀磁體區。在此區中之材料 係使用於高頻微磁裝置，如上述之高頻電感器，因爲 磁導率之實數部份（#’）及飽和磁化爲大，但是影響 電阻之Χ-Υ成份之比例爲小，因此電阻亦小。因此 ，當膜厚度變薄時，高頻處之磁導率惡化，且渦流電 流（eddy cument)損耗亦在高頻區呈現，因此這些材 料不適用於較厚之磁膜，如用來抑制雜訊者。在Μ 成份比例之飽和磁化爲只包含Μ成份之大塊金屬磁 體者之60%至80%之區中，電阻爲大，約爲100// Ω • cm或更大。因此，即使材料之厚度爲數微米（μηι) ，由於渦流電流之損耗亦小，且幾乎所有的磁損耗爲 是由於自共振。因此，磁損耗因素”之頻率分散寬 度會變窄，而此種材料成爲適用於在窄頻範圍內之反 制雜訊之方法。在此，在Μ成份比例呈現爲只包含 Μ成份之大塊金屬磁體之飽和磁化之35%至60%之區 中，電阻率會更大，約爲500//Ω · cm或更大，所 以由於渦流電流之損耗會很小，且因爲在Μ成份之 間之磁性互動變小，旋轉熱擾亂變大，在自然共振之 頻率中會有震動。結果，磁性損耗因素//，，會在大範 圍中爲一大値。因此，這個組合區適用於寬頻高電流 _9- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 · 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1268125 五、發明説明（8 ) 抑制。 另一方面，在Μ成份比本發明更小之區中，超一 正常磁性會發生，因爲在Μ成份之間之磁性互動幾 乎不出現。 當一磁性損耗材料係在電子電路附近，且欲抑制高 頻電流時，材料設計標準係由磁性損耗因素”及磁 性損耗材料之厚度δ之乘積提供，即是，// ” · δ，且 爲了能有效抑制在數百MHz之高頻電流，需要// ” · ΙΟΟΟ(μπι) 〇 因此，若是磁性損耗材料呈現β ” = 1 000，則需要1 微米（μιη)或更大之厚度，而易受到渦流電流損耗之低 電阻材料並不適用，適用的是電阻率爲100 // Ω cm 或更大之組合，即是本發明之組合，其中Μ成份比 例係在其飽和磁化爲只包含Μ成份之大塊金屬磁體 者之80 %或更低且不呈現超一正常磁性之區，即是， 其飽和磁化爲只包含Μ成份之大塊金屬磁體者之 3 5 %或更大之區。 發明人藉由施加此種磁性材料至撓性佈線或印刷電 路板而達到本發明。 現在參考圖式描述本發明之實施例。 參考第1圖，撓性佈線或印刷電路板1 5 (此後稱爲 撓性佈線板）具有包含聚亞醯胺之撓性基材料，及 形成於基材17之一表面上之導體圖案19a，19b， -10- A7 1268125 B7_ 五、發明說明（9) 19c， 19d， 19e 及 19f〇 粒狀磁薄膜 21a， 21b， 21c， 21d，21e及21形成於導體圖案i9a，19b，19c，19d ，19e及19f之上表面而與導體圖案19a，19b，19c ，19d，19e及19f之每一個相喫合。 參考第2 A圖，銅箔1 9係由滾動形成且施加至撓 性基材17 之一整個表面上。可以另一導電金屬箔 取代此銅箔1 9，或者可以是由非電解鎪製成之箔， 其上爲電鍍。 參考第2 B圖，粒狀磁薄膜2 1係由氣相沈積形成 以覆蓋銅箔19之整個表面。 接著，如第2C圖所示，包含UV-硬化樹脂之光阻 材料係施加於粒狀磁性薄膜2 1之上，曝光形成所欲 之圖案。不被曝露之部份係由一溶劑去除。如有需要 ，亦可執行熱處理，而硬化光阻圖案2 3 a，2 3 b，2 3 c ，23d， 23e 及 23卜 如第2D圖所示，粒狀磁性薄膜2 1及對應其上未 有光阻圖案23a，23b，23c，23d，23e及23f形成之 部份之銅箔1 9係被同時去除，這是藉由浸泡其上有 光阻之板於氯（III)化鐵之溶液或使用於一般銅蝕刻之 氯化鐵之中或藉由噴灑使用於一般銅飩刻之氯（III)化 鐵溶液於'光阻圖案23a，23b，23c，23d，23e及23f 上而達成。 導體圖案19a， 19b， 19c， 19d， 19e及19f形成並 在其上覆蓋有粒狀磁性薄膜2 1 a，2 1 b，2 1 c，2 1 d， -11- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) _ --------訂—-------· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1268125 五、發明説明（1G) 2 1 e及2 1 f，如第2 E圖所示。在此情況下，當光阻 23a，23b，23c，23d，23e及23f被移除後，即完成 如第1圖所示之撓性佈線板1 5。 參考第3圖，根據本發明之第二實施例之撓性佈線 板2 5與傳統佈線板之相似處在於，銅或其他導電金 屬之導體圖案27a，27b，27c，27d及27e係位於聚 亞醯胺之撓性基材1 7之上。 然而，在根據本發明之第二實施例之撓性佈線板 2 5中，放置一絕緣層2 9，其由合成樹脂或相似物構 成，以覆蓋導體圖案27a，27b，27c，27d，及27e 所在之整個表面上，包括導體圖案27a，27b，27c， 27d及27e，及在絕緣層29之表面上形成粒狀磁性薄 膜3 1，這是藉由氣相沈積法達成的。如有需要，這 個可以只在一部份上形成。 在根據本發明之第一及第二實施例之撓性佈線板 1 5及2 5中，粒狀磁性薄膜1吸收自導體圖案發射之 電磁波並將其轉爲熱，使得自這些撓性佈線板1 5及 2 5之高頻雜訊之發射可被抑制。 可使用樹脂或其他聚亞醯胺外之材料做爲佈線板之 基材，只要是呈現絕緣特性及撓性之合成樹脂皆可被 使用。 接下來，參考第4圖，描述根據本發明之實施例之 製造粒狀磁性薄膜（磁體M-X-Y)之方法之特定範例。 參考第4圖，粒狀磁性薄膜製造裝置3 3包含一真 -12- 1268125 五、發明説明（11 ) 空室35。真空室35包含一真空泵37，用於抽出空氣 ，及一氣體供應單元39。真空室35中包含一 ；t甘渦41 及其上之板43。一快門開關45位於板43及坩堝41 之間。 接著，描述使用第4圖之粒狀磁性薄膜氣相沈積裝 置之製造粒狀磁性薄膜氣相沈積裝置之製造粒狀磁性 薄膜之範例。 (樣品1) 粒狀磁性薄膜係製造於含有玻璃板43之基材上， 藉由氣相沈積，在示於表1之條件下，使用第4圖之 粒狀磁性薄膜氣相沈積設備，且在300 °C下，在真空 磁場中執行熱處理2小時以產生樣品1。 當樣品1接受螢光X射線分析’膜之組合被發現 爲 Fe72Alii〇i7。 樣品1具有2·0μιη之膜厚度，530μηι· cm之電阻 率，180e( 1 422A/m)之各向異性（anisotropic)磁場 Hk ，16800 Gauss(1.68T)之 Ms，及 148%之相對頻寬 bwr。相對頻寬bwr係藉由擷取在最大値M ”max之 5 0%處之//，，之兩個頻率之間之頻寬且在中央頻率標 準化該頻寬而獲得。在樣品1之飽和磁化及只包含 Μ成份之金屬磁體之飽和磁化之間之比例爲7 2 ·2 % ° -13- 1268125 五、發明説明（12) 表1 沈積前之真空程度 <lx l〇-6Torr(=l .33x 10_4Pa) 沈積時之氧流率 3.0 seem 材料 Fe7〇Al3〇 alloy 爲了辨識所得樣品1之磁損耗特性；探查# _f特 性，A - f特性之測量係藉由將樣品插入矩形之偵測 線圖內且在施加偏磁場時測量阻抗而完成。因而獲得 磁損耗因素”之頻率特性。 (比較樣品1) 比較樣品1係藉由與樣品1相同之方法及相同條件 下獲得，但是Al2〇3之數目爲90。 當所得到之比較樣品1接受螢光X射線分析時， 膜之組合被發現爲Fe86Al608。比較樣品1具有1.2 μηι之膜厚度，74μηι· cm之DC電阻率，220e(1738 A/m)之各向異性磁場，及1 8 8 00 Gauss(1.88T)之Ms 。比較樣品1之飽和磁化對只包含Μ成份之金屬磁 體之飽和磁化之比例{Ms(M-X-Y)/Ms(M)}x 100%爲 85.7%。 本發明之樣品1之μ ” - f特性係示於第5圖中。參 考第5圖，尖峰（peak)很大，分佈很尖銳，且共振頻 率在700MHz附近。 當探索比較樣品1之# 特性時，發現大// ’’， 反射飽和磁化M s爲大之事實，及由於樣品之低電阻 値而隨頻率之增高產生渦流電流損耗，因此，磁導率 -14- 1268125 A7 __B7 五、發明說明（13) 或磁損耗特性之惡化自低頻率區發生，且磁導率特性 在高頻變差。 從這些結果可見，本發明之樣品1中之磁體在高頻 區中呈現很大的磁損耗特性。 在上述之本發明之第一及第二實施例中，使用一 FPC板，但是本發明亦可應用在具有相似結構之撓性 扁平電纜（FFC)。 參考第6圖，根據本發明之第三實施例之多層印刷 佈線或互連板5 1 (此後稱爲多層印刷佈線板）具有分 層結構，其中第一至第五印刷佈線板5 3，5 5，5 7， 5 9及6 1堆疊在一起。粒狀磁性薄膜6 5係形成於位 於包含玻璃環氧基樹脂之第一印刷佈線板5 5之一表 面上之接地圖案63之整個表面。另一方面，一導體 圖案6 7係形成於在印刷佈線板上之接地圖案6 3對面 之表面。在導體圖案67上形成粒狀磁性薄膜65。在這些 表面上形成由玻璃環氧基材製成之第二印刷佈線板 5 3。這個第二印刷佈線板5 3實質上爲不具有導體圖 案之絕緣板。第二印刷佈線板53不具有導體圖案67 ，但是在整個外表面上形成有粒狀磁性薄膜6 5 ° 同時，在第一印刷佈線板5 5之一表面上堆疊包含 導體圖案6 7於一表面上之第三印刷佈線板5 7之另一 表面。之後，在第三印刷佈線板57之導體圖案67上 ，形成粒狀磁性薄膜6 5。在這個第三印刷佈線板5 7 上形成由玻璃環氧基樹脂構成之第四印刷佈線板5 9 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） II-------11_裝—— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1268125 A7 B7 五、發明說明（14) 。在與第三印刷佈線板相對之第四印刷佈線板5 9之 表面上形成導體圖案67，並在其上形成粒狀磁性薄 膜65。 在第四印刷佈線板5 9上形成由玻璃環氧基樹脂材 料構成之第五印刷佈線板6 1。在第五印刷佈線板6 1 之表面上，即是相對於第四印刷佈線板之表面上形成 導體圖案6 7，且在這之上形成粒狀磁性薄膜6 5。再 者，在沒有導體圖案67形成之表面上，粒狀磁性薄 膜65在導體圖案67之間隔中形成。在導體圖案之間 置放之粒狀磁性膜6 5可以直接置放於絕緣板上，且 即使不置放亦可當做導體以在導體圖案6 7上形成接 觸。 在根據具有此種結構之第三實施例之多層佈線板中 ，粒狀磁性薄膜65吸收由導體圖案67發出之高頻波 ，並將其轉換成熱。因此’可抑制自多層佈線板發出 之高頻雜訊。 根據第三實施例之多層佈線板之結構爲，在施加第 一及第三印刷佈線板5 5及5 7之後，依次形成第二， 第四及第五印刷佈線板或絕緣層。然而，具有玻璃環 氧基材之多層印刷佈線板可從頭開始準備，並使用如 環氧基樹脂之黏著劑施加。 亦可使用聚亞醯胺做爲板’只要它們是呈現絕緣性 質之合成樹脂即可。 粒狀磁性薄膜1可被直接置放於絕緣板上’做爲導 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 ----訂---------· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1268125 五、發明説明（15) 體，即使並不置放於導體圖案2上亦然。 參考第7圖，根據本發明第四實施例之多層佈線板 69以分層方式形成第一至第五印刷佈線板55，53 ’ 57，59及61，並具有聚亞醯胺做爲其基材。置放於 第一印刷佈線板5 5之下之第二印刷佈線板5 3包含一 接地圖案63於一表面上，及一導體圖案67於另一表 面上。在第二印刷佈線板5 3之接地圖案上形成一粒 狀磁性薄膜6 5橫跨整個表面。在第二印刷佈線板5 3 之另一表面上之導體圖案上形成粒狀磁性薄膜6 5 ’ 並在其上堆疊第一印刷佈線板5 5上一表面。在第一 印刷佈線板5 5之另一表面上形成第三及第四印刷佈 線板5 7及5 9，每一個皆在其一側上具有導體圖案6 7 。在這些導體圖案67上形成粒狀磁性薄膜65。 在其上形成有導體圖案67之第四印刷佈線板59之 一表面上形成第五印刷佈線板6 1。形成一絕緣膜7 1 以便覆蓋形成導體圖案67於第五印刷佈線板6 1之外 表面上之表面，並形成粒狀磁性薄膜6 5以便覆蓋其 上之整個表面。 在根據第二實施例，具有此種結構之多層佈線板 69中，由導體圖案67發射之高頻波係由粒狀磁性薄 膜6 5所吸收，並轉換爲熱，而可抑制自多層佈線板 發射至外側之高頻雜訊。 粒狀磁性薄膜6 5呈現導電性，並包含一金屬磁體 ，可直接做爲一導體。 -17- 1268125 五、發明説明（16 ) 根據第二實施例之多層佈線板之結構爲在第二印刷 佈線板5 5上依序形成第一，第三，第四及第五印刷 佈線板。然而，具有導體圖案並使用聚亞醯胺做爲板 之多個印刷佈線板可自起初開始準備，且使用如環氧 基樹脂之黏著劑施加。 接下來，參考第8圖，描述了用於本發明實施例之 粒狀磁體M-X-Y及製造方法之範例。 參考第8圖，濺鍍設備73包含一目標樣品桌平台 75及能夠由真空泵37抽盡空氣之真空室35中之板 77。目標樣品桌平台75係連接至RF功率源79。在 目標樣品桌平台7 5上置放有目標8 1及尖端8 3。在 目標樣品桌平台75及板77之間置放有快門開關45 以便覆蓋板77。標號39代表一氣體供應單元，用以 供應氣體至室中，而標號8 5則代表一支持平台，用 以支撐板77。 接著描述製造範例。 (樣品2) 使用第8圖中之設備在表2之條件下，粒狀磁性薄 膜係藉由濺鍍製造於玻璃板77上。所獲得之膜在 3 00 °C之溫度下，在真空磁場中，接受2小時之熱處 理以形成樣品2。當樣品2接受螢光X射線分析時， 發現S旲之組合爲Fe72Aln〇i7。樣品2具有2.0μηι之 膜厚度，5 3 0 // Q · cm 之 DC 電阻率，180e( 1 422A/m) 之 Hk，及 1 6 800 Gauss(1.68T)之 Ms，及 148% 之相 -18- 1268125 五、發明説明（17) 對頻寬bwr。樣品2之飽和磁化與只包含Μ成份之 金屬磁體之飽和磁化之比例爲72.2%。 表2 沈積前之真空程度 < 1 X 1 0·6 T 〇 r r (= 1 · 3 3 X 1 0 -4 p a) 沈積時之大氣 Ar 功率源 RF 目標 Fe(01OOmm) + AI2O3 晶片（120 片） (晶片大小：5mmx5mmx2mmt) 爲了辨識樣品之磁損特性，檢測// -f特性。測量 // -f特性係由將樣品插入矩形之偵測線圈，並在施 加偏磁場時測量阻抗而達成。因而獲得磁損耗因素 ”之頻率特性。 (比較樣品2) 比較樣品2係以與樣品2相同之方法及條件下獲得 ，但是Al2〇3晶片之數目爲90。 當比較樣品2接受螢光X射線分析時，發現膜之 組合爲Fe86Al608。膜具有1.2μιη之厚度，比較樣品 2之DC電阻率爲74 // Ω · cm各向異性磁場爲220e ( 1 7 3 8A/m)，而 Ms 貝ij 爲 1 8 8 00 高斯（Gauss)(1.88T)。 比較樣品2之飽和磁化及只包含Μ成份之金屬磁體 之飽和磁化之比例{Ms(M-X-Y)/Ms(M)}x 100%爲 8 5.7%。 參考第9圖，在本發明之樣品2之” - f特性中 -19- A7 1268125 B7___ 五、發明說明（18) ，尖峰很高，分佈很尖銳，而共振頻率則在7 Ο Ο Μ Η z 之高頻附近。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 參考第10圖，在” -f特性中，比較樣品2展現 大// ”，反射飽和磁化M s爲大。然而，因爲比較樣 品2之電阻値爲低，渦流電流損耗隨頻率升高而產生 。因此，在低頻區，磁導_磁損耗特性）惡化，且磁 導率特性在高頻變差。 從這些結果可見，本發明之樣品2中之磁體在高頻 區呈現非常高之磁性損耗特性。 接下來描述使用本發明之樣品1及2未辨識雜訊抑 制效用之測試。這些測試對樣品1及2是相同的，因 此只描述對樣品1之測試。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 使用第1 1圖之測量系統9 1以辨識雜訊抑制之有效 性，並使用電磁干擾抑制體，包含粒狀磁性薄膜之樣 品1，具有.如第5圖所示之磁導率特性，形成於20 mm之方形，膜厚度爲2.0 μηι，直接置放於具有線長 7 5mm之微條線，且特性阻抗爲50Ω，並使用網路分 析儀（HP 8 75 3 D)決定在二埠之間之傳送特性。標號 93代表同軸線，連接微條線及網路分析儀。結果示 於表3。 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ^__ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1268125 A7 ------ B7 發明說明（19) 表3 磁導率特性 粒狀磁性薄膜 組合磁片 //，，/700MHz 約 1 8 0 0 約3.0 bwr(%) 148 196 在上表3中，顯示粒狀磁性薄膜樣品1之電磁干擾 抑制片之磁導率特性及包含扁平Sendust粉及聚合物 做爲比較樣品之同面積之組合磁片之特性。粒狀磁性 薄膜樣品1之”在次微波帶中顯示擴散，而在7〇〇 MHz附近具有//”max=1800。這比在相同頻帶中顯示 μ ”擴散之比較樣品之”大600倍。再者，與比較樣 品比較起來，相對頻寬bwr很小。當高頻電流藉由 置放磁性損耗材料於雜訊傳送路徑旁邊並給傳送路徑 一等效電阻元件而被抑制時，抑制效應之程度會與 # ”之大小及磁體厚度之乘積（// ” · δ)成正比，因此 ，當比較抑制效應時，組合磁片之δ = 1 . 0 m m，// ”与3 會使μ ” · δ之値與比較樣品者大致相同。 更具體而言，如第1 1圖所示，一電磁干擾抑制體 片8 9係直接設置於微條線8 7上，如點線8 9 ’所示， 且決定傳送特性S21中之改變。在第12Α及12Β圖 中，當分別佈署粒狀磁性薄膜樣品1之電磁干擾抑制 體片及組合磁片時，S21特性被畫出。隨著粒狀磁性 薄膜樣品1之佈署，S21特性在100MHz及其以上減 少，而在靠近2 G Η z呈現極小値-1 〇 d B之後再增加。 -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ----------# t--------^---------Φ 1268125 五、發明説明（20) 在組合磁片的情況下，s 2 i特性自數百Μ Η Z開始減少 ，在3GHz呈現- l〇dB。這些結果顯示S21傳送特性 係根據磁體之”擴散，且抑制效應之程度係根據” • δ乘積。因此，磁體被認爲是尺寸入分佈常數線， 如第1 3圖所示，且在自傳送特性S i 1及S2 i發現每 單元長度（△ λ )之等效電路常數後，計算出轉換爲樣 品尺寸（λ )之等效電路常數。當磁體被設置於一微條 線上時，如本硏究，因爲傳送特性之改變主要是由於 串聯之等效電阻元件，會發現等效電阻R，且其頻率 依據性會被檢測。在第1 4Α及1 4Β圖中，在本發明 中之等效電阻中之頻率變化及在比較樣品中之組合磁 片中頻率變化被繪出。在兩個情況下，等效電阻R 在次微波頻帶中增加，在3 GHz處變成數十個Ω。等 效電阻R之頻率依據性與在1 GHz附近變得非常大之 ”之頻率擴散之頻率依據之趨勢不同，這被認爲是 反映，除了 μ ” · δ乘積以外，樣品尺寸對波長之比 例增加之事實。 在本發明之實施例中，製造範例係基於濺鍍或真空 氣相沈積程序，但是如離子束氣相沈積或氣體電積之 製造方法亦可被使用，且只要是能均勻影響本發明之 磁性損耗材料之製造方法皆可。 在本發明之實施例中，其爲沈積之膜’但是其性能 及特性可在膜製造之後’藉由在真空磁場中執行熱處 理而被強化。 -22· 1268125 五、發明説明（21 ) 基於上述，明顯的是在次微波帶顯示”散佈之本 發明之樣品呈現高頻電流抑制效應，等效於具有5 0 0 倍大或更大之厚度之組合磁片者，且此材料可用來最 小化在包含半導體積體裝置之間之EMI，其時鐘速度 爲1 GHz之高速，及互相易受干擾之電子元件之間， 及在使用高頻中之電子元件及電路裝置中之EMI。 在上述中之粒狀磁性薄膜係關於Fe86Al608，但本 發明之粒狀磁性薄膜亦可以是M-X-Y之組合，其中 Μ 爲 Ni，Fe 或 Co，X 爲 C，B，Si，Al，Mg，Ti , Zn，Hf’ Sr’ Nb，Ta或稀土元素或以上之混合，而 Y則爲F，N，0或其混合。 於實施例中使用之膜形成方法爲濺鍍，但其他方法 ，如氣相沈積等亦可被使用。此外，亦可使用如離子 束沈積或氣體沈積之製造方法。此方法上沒有任何限 制，只要本發明之粒狀磁性薄膜可被均勻地實現。 基於本發明，如上述，可提供佈線板，其磁性薄膜 呈現優良的高頻磁損耗特性，其在去除由電磁發射或 在使用高頻之撓性佈線板中之電磁雜訊所引起之干擾 非常有用。 基於本發明，可提供單層或多層佈線板，其具有呈 現優良高頻磁損耗特性之磁性薄膜，其在去除由電磁 發射或在使用高頻之單層或多層佈線板中之電磁雜訊 所引起之干擾是非常有效的。 -23- 1268125 A7 B7 五、發明說明（22) 參考符號說明 15,25 ·. • · •佈線板 17· · · •.基材 19 · · · • •銅箱 19a-19f · • · · •導體圖案 21a-21f · • · · •粒狀磁性薄膜 23a-23f · • · · •光阻圖案 27a-27e · .· ••導體圖案 29 · · · • •絕緣層 3 1··· • •粒狀磁性薄膜 33 · · · • •粒狀磁性薄膜 • •製造設備 35 · · · • •真空室 37 · · · • •真空泵 39 · · · • •氣體供應單元 41 · · · .·坩堝 43 · · _ • •板 45··· • •快門開關 5 1··· • •多層印刷佈線板 5 3，5 5，5 7，5 9，6 1.....第一至第五印刷佈線板 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ------------裝--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 63.....接地圖案 65.....粒狀磁性薄膜 67.....導體圖案 69.....多層佈線板 -24- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 268125 A7 B7 五、發明說明（4 71 · · • •絕緣膜 73 · · • •濺鍍設備 75 ·. • · •樣品桌平台 77 · ·， ，·.板 79 · · _ • · · RF功率源 81 · · _ • · ·目標 83 · —— • . ·尖端 87 · · | • ••微條線 89 ·.， _ · •電磁干擾抑制體片 91 · —— • · •測量系統 93 · · • ••同軸線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

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Claims (1)

1268125 六、申請專利範圍 第90108093號「包含有顆粒磁性薄膜之佈線板」專利案 (2005年11月25日修正） 六申請專利範圍： 1 · 一種佈線板，包含： 一絕緣基材； 形成於其上之導體圖案；及 形成於導體圖案上之磁性薄膜； 該磁性薄膜爲以M-X-Y代表之組合之磁性損耗材料 所構成，其中Μ爲Fe、Co及Ni中至少一個，X爲Μ 及Υ以外之至少一元素，Υ則爲F、Ν及0中至少一個 ，並且在該磁性損耗材料中，Μ係以粒狀散佈於X - γ 化合物之基質（matrix)中，且該磁性損耗材料之飽和 磁化爲只包含Μ成份之金屬磁體之飽和磁化的8 0 %至 35% ° 2 .如申請專利範圍第1項之佈線板，其中該磁性薄膜係沿 著導體圖案之外表面形成於導體圖案上。 3 ·如申請專利範圍第1項之佈線板，其中該磁性薄膜之間 具有絕緣層，其覆蓋其上形成有導體圖案之佈線板之整 個表面。 4 ·如申請專利範圍第1項之佈線板，其中該基材由一種撓 性材料所構成。 5 ·如申請專利範圍第4項之佈線板，其中該撓性材料爲聚 亞醯胺。 1268125 六、申請專利範圍 6 ·如申請專利範圍第1項之佈線板，其中該磁性薄膜係由 濺鍍或氣相沈積產生。 7 ·如申請專利範圍第1項之佈線板，其中該磁性薄膜之厚 度係在0.3(微米）μπι至20微米（μιη)之範圍之間。 8 ·如申請專利範圍第1項之佈線板，其中該磁性薄膜爲以 Μ-Χ-Υ代表之組合之磁性損耗材料所構成，其中Μ爲Fe ，Co，及Ni中至少一個，X爲Μ及Y以外之至少一元素 ，Y則爲F，N，及0中至少一個， 該磁性損耗材料係一窄頻磁性損耗材料，其中該磁性 損耗材料之複數磁導率特性之虛數部份之V ”（損耗因素） 之最大値//”max係在100MHz至10GHz之頻率範圍內，且 相對頻寬bwr不超過200%，相對頻寬係藉由擷取在 K”max之5 0%處之// ’，之兩個頻率間之頻寬並在中央頻率 標準化頻寬而獲得。 9 ·如申請專利範圍第8項之佈線板，其中該磁性損耗材料 之 X 成份爲 C，β，Si，Al, Mg，Ti，Zn，Hf’ Sr，Nb, Ta，及稀土元素中至少一個。 1 〇 ·如申請專利範圍第8項之佈線板，其中粒狀之粒子Μ 之平均粒子直徑係在1奈米（nm)至40奈米（nm)之範圍 內。 1 1 ·如申請專利範圍第8項之佈線板，其中該磁性損耗材 料呈現6000e(4.74><104A/m)或更少之各向異性磁場Hk 1268125 六、申請專利範圍 1 2 .如申請專利範圍第8項之佈線板’其中該磁性損耗材 料由Fea-Al厂或Fea-Si厂選出。 1 3 .如申請專利範圍第8項之佈線板’其中該磁性損耗材 料之DC電阻率係在1〇〇 Μ Ω · cm至700 // Ω · cm之間 之範圍內。 1 4 .如申請專利範圍第1項之佈線板’其_磁性損耗材料 爲寬頻磁性損耗材料，其中該磁性損耗材料之複數磁導 率特性之虛數部份μ”之最大値係在100MHz至10GHz之 頻率範圍內，且 相對頻寬bw r不小於1 50% ’相對頻寬係藉由擷取在最 大値p，，max之50%處之μ”之兩個頻率間之頻寬並在中央頻 率標準化該頻寬而獲得。 1 5 .如申請專利範圍第1 4項之佈線板’其中磁性損耗材料 之DC電阻率大於500 # Ω · cm。 1 6 . —種佈線板，包含： 至少一層之一*板，包含導體部份，及 佈置於至少一部份之板或導體部份之磁性薄膜； 該磁性薄膜爲由M-X-Y代表之磁性損耗材料所構成， 其中Μ爲Fe、Co及Ni中至少一個，Y爲F、N及0中至 少一個，而X則爲Μ及Y以外之至少一元素，並且在該 磁性損耗材料中，Μ係以粒狀散佈於Χ-Υ化合物之基質 (ni a t r i X )中且該磁性損耗材料之飽和磁化爲只包含Μ成 份之金屬磁體之飽和磁化的80%至35%。 1268125 六、申請專利範圍 1 7 ·如申請專利範圍第1 6項之佈線板，其中該導體部份具 有一接地部份，其爲一接地表面，或包含佈置於該板之 一表面上之接地圖案，且該接地部份之整個表面覆蓋有 磁性薄膜。 1 8 .如申請專利範圍第1 6項之佈線板，其中該導體部份包 含接地部份或佈置於該板之一表面之導體部份，或包含 佈置於該板之一表面之接地表面，且該導體部份之至少 一部份係由電導磁性薄膜形成。 1 9 .如申請專利範圍第1 6項之佈線板’其中該導體部份部 份包含信號線導體圖案。 2〇 .如申請專利範圍第1 9項之佈線板’其中該磁性薄膜係 形成於該信號線導體圖案之上° 2 1 .如申請專利範圍第1 9項之佈線板’其中形成該磁性薄 膜，藉以與未形成信號線導體圖案之份之彳曰號線導體 圖案隔離。 22 .如申請專利範圍第1 9項之佈線板’其中在該磁性薄膜 間形成有絕緣層，以便覆蓋該導體圖案。 23 ·如申請專利範圍第1 9項之佈線板’其中該磁性薄膜係 由濺鍍或氣相沈積方法製成。 2 4 .如申請專利範圍第1 9項之佈線板，其中該磁性薄膜之 厚度係在0.3微米（μιη)至2〇微米之範圍內。 25.如申請專利範圍第19項之佈線板，其中該佈線板爲一 包含至少三層結構之多層印刷佈線板。

1268125 六、申請專利範圍 26 ·如申請專利範圍第1 9項之佈線板，其中 該磁性損耗材料爲一寬頻磁性損耗材料，其中該磁性 損耗材料之複數磁導率之虛數部份#，，（損耗因素）之最 大値#”max係在100MHz至10GHz之頻率範圍內，且 相對頻寬bwr不少於15 0%，相對頻寬係藉由擷取在最 大値# ”max之5 0%處之μ ”之兩個頻率間之頻寬並在中央 頻率標準化該頻寬而獲得。 27 .如申請專利範圍第1 6項之佈線板，其中該磁性損耗材 料之DC電阻率之値大於500 // Ω · cm。 28 .如申請專利範圍第1 9項之佈線板，其中該磁性薄膜爲 具有由M-X-Y代表之組合之磁性損耗材料所構成，其中 Μ爲Fe，Co，及Ni中至少一個，Y爲F，N及0中至少 一個，而X則爲Μ及Y以外之至少一元素， 該磁性損耗材料爲窄頻磁性損耗材料，其中該磁性損 耗材料之複數磁導率之虛數部份# ”（損耗因素）之最大 値//”max係在100MHz至10GHz之頻率範圍內，且 相對頻寬bwr不超過200% ’其中相對頻寬係藉由擷取 在最大値//，，max之50%處之V ”之兩個頻率間之頻寬並在 中央頻率標準化該頻寬而獲得。 29 .如申請專利範圍第28項之佈線板’其中該磁性損耗材 料顯示之DC電阻率在1〇〇βΩ .cm至700//Ω .cm之 範圍內。 3 0 .如申請專利範圍第2 8項之佈線板’其中該磁性薄膜之 1268125 六、申請專利範圍 χ 成份爲 C，B，Si，A1，Mg，Ti，Zn，Hf，Sr，Nb，Ta ’及稀土元素中之至少一個。 3 1 ·如申請專利範圍第28項之佈線板，其中粒狀之Μ粒子 之平均粒子直徑在lnm至40nm之範圍內。 3 2 ·如申請專利範圍第2 8項之佈線板’其中該磁性損耗材 料所呈現之各向異性磁場Hk爲6000e(5.34xi04A/m)或 更少。 33 .如申請專利範圍第28項之佈線板，其中該磁性損耗材 料爲從？6,-八1/5-07與Fea-SifOy選出。