(57)【要約】【課題】  低周波帯で大きな比帯域を有するとともに、電子機器への搭載が可能な薄型のハイインピーダンス基板を提供する。【解決手段】  グランドプレーンとなる金属平板（１）、前記金属平板から距離ｔをもって接続部（４）を介して接続され、距離ｇをもって隣接して同一高さに配置された少なくとも２つの共振回路（２，３）を含む共振回路層、および前記共振回路層から距離ｈをもって、前記金属平板と前記共振回路層との間に配置された磁性材料層（５）を具備するハイインピーダンス基板である。前記金属平板と前記共振回路層との距離ｔは０．１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、前記共振回路層における隣接する共振回路間の距離ｇは０．０１ｍｍ以上５ｍｍ以下であり、前記磁性材料層と前記共振回路層との距離ｈは、下記数式（１）で表わされる範囲内であることを特徴とする。            ｇ／２≦ｈ≦ｔ／２          （１）【選択図】    図１
2009027450.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
グランドプレーンとなる金属平板、
前記金属平板から距離ｔをもって接続部を介して接続され、距離ｇをもって隣接して同一高さに配置された少なくとも２つの共振回路を含む共振回路層、および
前記共振回路層から距離ｈをもって、前記金属平板と前記共振回路層との間に配置された磁性材料層を具備し、
前記金属平板と前記共振回路層との距離ｔは０．１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、
前記共振回路層における隣接する共振回路間の距離ｇは０．０１ｍｍ以上５ｍｍ以下であり、
前記磁性材料層と前記共振回路層との距離ｈは、下記数式（１）で表わされる範囲内であることを特徴とするハイインピーダンス基板。
ｇ／２≦ｈ≦ｔ／２          （１）
【請求項２】
前記磁性材料層は、磁性粒子と絶縁体とを含むナノ複合材料からなることを特徴とする請求項１に記載のハイインピーダンス基板。
【請求項３】
前記磁性材料層における前記磁性粒子の体積百分率は、１０％以上３０％以下であることを特徴とする請求項２に記載のハイインピーダンス基板。
【請求項４】
前記磁性粒子は、Ｆｅ粒子，Ｃｏ粒子，Ｆｅ−Ｃｏ合金粒子，Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ合金粒子，Ｆｅ基合金粒子，およびＣｏ基合金粒子からなる群から選択されることを特徴とする請求項２または３に記載のハイインピーダンス基板。
【請求項５】
前記磁性粒子は、１ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の粒子径を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のハイインピーダンス基板。
【請求項６】
前記絶縁体は、Ｍｇ酸化物、Ａｌ酸化物、およびＳｉ酸化物からなる群から選択されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のハイインピーダンス基板。
【請求項７】
前記絶縁体は、ポリビニルアルコール、ポリブタジエン、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、およびエポキシ樹脂からなる群から選択されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のハイインピーダンス基板。
【請求項８】
前記磁性材料層と前記共振回路層との間に配置された誘電体層をさらに具備することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のハイインピーダンス基板。
【請求項９】
前記磁性材料層と前記接続部との間に配置された誘電体層をさらに具備することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のハイインピーダンス基板。
【請求項１０】
前記磁性材料層と前記金属平板との間に配置された誘電体層をさらに具備することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のハイインピーダンス基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人工媒質を用いたハイインピーダンス基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
高周波域の電波に対応アンテナの省電力化を図るために、種々の方法が提案されてきた。例えば、使用する電磁波の波長程度かそれ以下の大きさの金属等からなる単位粒子、およびその単位粒子の並べ方を工夫する方法が挙げられる。これによって、材料本来の物性値とは異なる性質を持つ人工媒質を実現でき、左手系媒質や共振器、人工誘電体への応用が可能である。
【０００３】
また、共振器を周期的に配置した人工媒質がバンドギャップ周波数近傍でハイインピーダンスに動作することを利用したアンテナ特性向上技術が提案されている。これにおいては、容量Ｃを増大させると比帯域が小さくなってしまうという問題がある。
【０００４】
一方、インダクタンスＬを増大させると、比帯域が大きくなりかつ低周波化することができるという利点がある。インダクタンスＬの増大には厚さを大きくする方法もあるが、薄型基板という要請と相反してしまう。そこで、磁性材料を用いて透磁率μを大きくすることによりインダクタンスＬを増大させることが望まれる。
【０００５】
磁性材料として、フェライトを用いたマッシュルーム構造によるハイインピーダンス基板が開示されている（例えば、特許文献１参照）。ここで用いられる磁性材料は、透磁率が大きいと誘電率も同様に大きい場合が多く、結局、容量Ｃが大きくなってしまう。したがって、比帯域が小さくなってしまい、低周波帯で大きな比帯域を有する薄型のハイインピーダンス基板は、未だ得られていないのが現状である。
【特許文献１】特表２００５−５３８６２９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、低周波帯で大きな比帯域を有するとともに、電子機器への搭載が可能な薄型のハイインピーダンス基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様にかかるハイインピーダンス基板は、グランドプレーンとなる金属平板、
前記金属平板から距離ｔをもって接続部を介して接続され、距離ｇをもって隣接して同一高さに配置された少なくとも２つの共振回路を含む共振回路層、および
前記共振回路層から距離ｈをもって、前記金属平板と前記共振回路層との間に配置された磁性材料層を具備し、
前記金属平板と前記共振回路層との距離ｔは０．１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、
前記共振回路層における隣接する共振回路間の距離ｇは０．０１ｍｍ以上５ｍｍ以下であり、
前記磁性材料層と前記共振回路層との距離ｈは、下記数式（１）で表わされる範囲内であることを特徴とする。
【０００８】
ｇ／２≦ｈ≦ｔ／２          （１）
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、低周波帯で大きな比帯域をもち、かつ電子機器への搭載が可能な薄型のハイインピーダンス基板が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００１１】
図１に、本発明の一実施形態にかかるハイインピーダンス基板の断面の拡大図を示す。図示するように、グランドプレーンとなる金属平板１には、接続部４を介して共振回路２および３が接続されている。このような少なくとも２つの共振回路２，３によって、共振回路層が構成される。共振回路２および３は、同一高さに配置され、３つ以上の共振回路が存在する場合も、全て同一高さに配置される。金属平板１と共振回路層との間の最短距離はｔで表わされ、この最短距離ｔは、０．１〜１０ｍｍの範囲内である。また、共振回路層における隣接する共振回路の間の最短距離はｇで表わされ、この最短距離ｇは、０．０１〜５ｍｍの範囲内である。携帯電話やパーソナルコンピュータなどの薄型電子機器への搭載を前提に、加工精度と共振器間の容量を鑑みて、本発明の実施形態においては、最短距離ｔやｇは、上述した範囲内に規定される。
【００１２】
また、金属平板１と共振回路層との間には、磁性材料層５が配置されており、磁性材料層５と共振回路層との間の最短距離はｈで表わされる。
【００１３】
本発明の実施形態にかかるハイインピーダンス基板においては、磁性材料層５と共振回路層との間の最短距離ｈは下記数式（１）で表わされる範囲内に規定される。
【００１４】
ｇ／２≦ｈ≦ｔ／２          （１）
静電エネルギー密度と磁気エネルギー密度とを両立させるために、本発明者らは、次のような知見を得た。図２を参照して、これを説明する。図２中、横軸は、磁性材料層と共振回路層との間の最短距離ｈであり、上述したｇの値やｔの値を用いて、その範囲を表わしている。静電エネルギー密度および磁気エネルギー密度は、図１に示したハイインピーダンス基板における共振回路２と３との対称軸である直線ｍ上での値であり、いずれも最大値との比で表わした。
【００１５】
磁気エネルギーの観点では、磁性材料層の体積は大きいことが望まれる。磁気エネルギー密度はｈ＝ｔ／２で最大となり、ｈが減少するにしたがって急激に減衰する。一方、静電エネルギー密度はｈ＝０で最大となるものの、ｈの増加に伴なって急激に減衰し、ｈ＝ｇ／２では約１／１０まで減少する。
【００１６】
以上に基づいて、所望のインダクタンスＬを実現しつつ、容量Ｃの増大を防ぐための最適なｈの範囲を見出した。すなわち、前記数式（１）で表わされる範囲である。磁性材料層５は、距離ｔを有する金属平板１と共振回路層との間の空間において、少なくとも半分（ｔ／２）の厚さで金属平板１側に配置される。磁性材料層５と共振回路層との間の最短距離ｈの上限値（ｔ／２）は、こうして決定された。図２に示したように許容し得る静電エネルギーを確保するため、磁性材料層５と共振回路層との間の最短距離ｈの下限値は、ｇ／２とした。
【００１７】
図１に示す構造の場合は、磁性材料層５と共振回路層との間には空気の層が存在するが、これに限定されない。図３に示すように誘電率の小さな誘電体層６を、磁性材料層５と共振回路層との間に配置することも可能である。誘電率の小さな誘電体６としては、例えば、Ｍｇ，Ａｌ，またはＳｉの酸化物等を用いることができる。
【００１８】
各共振回路の形状、配置方法、磁性材料の誘電率や透磁率によって、所望の動作周波数を得ることができる。また、材料の誘電率、透磁率、および表面抵抗などが既知であれば電磁界シミュレーションにより高周波特性を予測することが可能である。
【００１９】
金属平板１および共振回路２および３は、導体損の小さな金属、例えば銅で構成することができる。あるいは、金属に限らず、超電導材料を用いることも可能である。
【００２０】
共振回路２および３は、例えば図４に示されるような四角形の上面形状とすることができる。こうした形状に限定されず、共振回路２および３は、金属平板１と接続され、共振回路同士が静電的に結合されていれば、任意の形状をとることができる。例えば、図５に示すように、共振回路２，３の上面を正六角形にすることも可能である。
【００２１】
各共振回路は、必ずしも周期的に配置する必要はなく、ｘ方向およびｙ方向の共振回路の個数を適宜変更することができる。理論的には周期的に無限個並べることによりバンド構造が実現されることを考慮すると、共振回路は、周期的に多数配置することが好ましいが、一方向に最低２つの共振回路を配置しても動作させることができる。
【００２２】
磁性材料層５は、磁性粒子が絶縁材料に分散されたナノ複合材料からなることが好ましい。ナノ複合材料は、金属製共振回路と一体に作製して電子機器内部で使用された場合、室温から百℃程度までの温度変化により金属が膨張・収縮しても、亀裂が伝播しない。このため、所望の高周波特性を維持できる。これは、本発明者らによって見出された知見である。磁性材料層５を構成するためのナノ複合材料は、一体的に作製される必要はなく、小片や薄膜を集積させて作製してもよい。
【００２３】
磁性材料層５中の磁性粒子が共振回路と直接接触することを避けるために、図６に示すように、磁性材料層５と接続部４との間に誘電体層６を配置してもよい。さらには、図７に示すように、磁性材料層５と共振回路２，３との間にも誘電体層６を配置することができる。これら図６，７に示されるように、金属平板１と磁性材料層５との間にも誘電体層６を配置することによって、磁性材料層５と金属平板１との絶縁性を高め、安定したハイインピーダンス特性を実現することができる。
【００２４】
ナノ複合材料を構成する磁性粒子としては、Ｆｅ粒子，Ｃｏ粒子，Ｆｅ−Ｃｏ合金粒子，Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ合金粒子，Ｆｅ基合金粒子，およびＣｏ基合金粒子からなる群から選ばれる少なくとも１種を挙げることができる。Ｆｅ基合金粒子は、ＣｏあるいはＮｉが一部含まれることが耐酸化性の観点から好ましく、特にＦｅ−Ｃｏ基粒子が飽和磁化の観点から好ましい。
【００２５】
磁性粒子は、Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏから選ばれる少なくとも１つの磁性金属に非磁性金属元素を合金化してもよい。ただし、非磁性金属元素の量が多過ぎる場合には、飽和磁化が下がり過ぎるため、非磁性金属元素の含有量は１０原子％以下にとどめることが望まれる。こうした磁性合金粒子としては、例えば、アモルファス状態のＦｅ−Ｃｏ−Ｂ磁性合金粒子を挙げることができる。
【００２６】
なお、非磁性金属は複合材料中に単独で分散していてもよい。この場合、非磁性金属の量は体積比で２０％以下にすることが好ましい。
【００２７】
磁性粒子の粒径は、１〜１０００ｎｍが好ましく、１〜１００ｎｍがより好ましい。粒径が１００ｎｍ以下の磁性粒子は、電子通信機器などに用いる場合において、渦電流損が発生するおそれを極力低減することができる。なお、磁性粒子の粒径が１００ｎｍを越えると、単磁区構造よりもエネルギー的に安定な多磁区構造をとるものの、多磁区構造の透磁率の高周波特性は単磁区構造の透磁率の高周波特性よりも低下する傾向にある。したがって、実施形態の母材媒体に用いられる複合材料では、磁性金属粒子（または磁性合金粒子）を単磁区粒子として存在させることが望まれる。
【００２８】
単磁区構造を安定的に保つことができる磁性粒子の粒径限界は、５０ｎｍ程度であるため、その粒径は５０ｎｍ以下であることがより好ましい。一方、磁性粒子の粒径を１ｎｍ未満の場合には、超常磁性を示して飽和磁束密度が小さくなるおそれがある。これらを考慮すると、磁性粒子の粒径は１〜１００ｎｍがより好ましく、１０〜５０ｎｍが最も好ましい。
【００２９】
絶縁材料としては、Ｍｇ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｃａ，Ｃｒ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｂａ，Ｓｒ，Ｚｎ，Ｍｎ，Ｈｆ、および希土類元素から選ばれる少なくとも１つの金属元素の酸化物、窒化物、炭化物、およびフッ化物から選ばれる少なくとも１つの材料を用いることができる。中でも、前述した金属元素の酸化物が好ましい。特に、Ｍｇ，Ａｌ，およびＳｉの酸化物が好ましく、Ｓｉ酸化物が最も好ましい。
【００３０】
あるいは、ポリビニルアルコール（ＰＶＢ）、ポリブタジエン、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、エポキシ樹脂などの絶縁性樹脂を用いることもできる。樹脂の絶縁抵抗は、室温で１×１０2μΩ・ｃｍ以上、より好ましくは１×１０9μΩ・ｃｍ以上であることが望ましい。また、誘電損失が小さいほうが好ましい。
【００３１】
磁性粒子は、共振回路との組み合せにおいて、絶縁材料中への分散状態が高周波磁性材料の特性（特に透磁率）の向上の観点から重要である。
【００３２】
複数の磁性粒子は、絶縁材料中に磁気的に独立して存在することが望まれる。すなわち、磁気的に等方的に存在するのがよい。磁気的に独立する距離であれば、磁性粒子間の距離は、特に規定されるものでない。例えば、絶縁材料中における磁性粒子の間隔は、１〜１００ｎｍ以上が好ましく、５〜２０ｎｍ以上がより好ましい。
【００３３】
一方、母材媒体を構成する複合材料中に占める磁性粒子の体積百分率は、磁性粒子同士の磁気的結合が断つ条件の下で、可能な限り大きいことが望まれる。これは、体積当りの磁化を大きくとることができるためである。複合材料中に占める磁性粒子の体積百分率が１０〜３０％であればよいことが、本発明者らによって見出された。
【００３４】
上述したように磁性粒子を分散例させることによって、１Ω・ｃｍ以上と大きな電気抵抗を有する複合材料を得ることができる。結果として、高周波磁性材料の共鳴周波数を大きくとることが可能になる。この共鳴周波数は、磁性粒子の形状、粒径、粒子間距離等を調節することによって制御することが可能であり、例えば、Ｆｅ，Ｃｏ，ＦｅＣｏ等の磁性粒子を用いた場合には、共鳴周波数は１〜２０ＧＨｚの範囲になる。
【００３５】
磁性粒子は、柱状構造のような形状異方性を有してもよい。この柱状磁性粒子同士は、絶縁材料の層で絶縁されていることが好ましい。また、柱状構造の磁性粒子においては、柱状晶の長手方向に柱状晶を構成する磁性金属結晶の磁化容易軸が配向していることが好ましい。
【００３６】
柱状構造の磁性粒子において磁性粒子同士が磁気的に結合している場合には、結合方向を柱状構造が直交する複合材料の平面内で一方向に磁気異方性（一軸異方性）を有することが好ましい。このような構成の複合材料は、透磁率の実部を高くすることが可能である。
【００３７】
複合材料の一軸異方性の大きさは、Ｈａ（異方性磁界）の値で１００  Ｏｅ以上であることが好ましく、２００  Ｏｅ以上であることがより好ましい。
【００３８】
特に、面内で異方性を有する複合材料を用いる場合、異方性の方向が磁界と直交するように配置することが好ましい。
【００３９】
上述したような磁性粒子と絶縁材とを含むナノ複合材料は、例えば次のような方法により作製することができる。まず、磁性粒子の原料と絶縁材の原料とを含む酸水溶液を調製する。磁性粒子の原料としては、例えば硝酸鉄、硝酸コバルト等、磁性金属元素の硝酸塩水溶液等が挙げられ、絶縁材の原料としては、例えば硝酸マグネシウム等、絶縁性酸化物形成用金属元素の硝酸塩水溶液が挙げられる。磁性粒子を構成する金属元素と絶縁材を構成する金属元素とのモル比が、１：９〜９：１の範囲内となるよう、磁性粒子の原料と絶縁材の原料とを配合する。
【００４０】
一方、アルカリ水溶液を準備し、ここに前述の酸水溶液を滴下する。アルカリ水溶液としては、例えば、１〜２０体積％程度の濃度の水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液等を用いることができる。
【００４１】
次いで、アルカリ水溶液に前述の酸水溶液を滴下すると、磁性金属元素と絶縁性酸化物形成用金属元素の複合水酸化物塩が沈殿によって生成する。この複合水酸化物塩を仮焼きして前駆体粉末を作製する。得られた前駆体粉末を、還元性雰囲気下（水素、一酸化炭素等の雰囲気下）において前駆体粉末を１００℃〜８００℃で還元焼結することによって、磁性金属ナノ粒子が絶縁性酸化物中に分散したナノ複合材料が作製される。
【００４２】
得られたナノ複合材料を用いて磁性材料層を形成し、図１に示したような本発明の実施形態にかかるハイインピーダンス基板を作製するには、例えば、次の方法を採用することができる。まず、磁性材料層５の下側にグランドプレーン（金属平板）４となる銅箔を配置し、磁性材料層５の上にはレジスト層を形成する。レジスト層には、リソグラフィーによりビア用のパターンを設け、レーザーまたはドライエッチングによりビア用のスルーホールを磁性材料層５に形成する。次いで、電解めっきまたは無電解めっきにより磁性材料層５のスルーホール部および上面全体に銅箔を形成する。上面の銅箔を研磨してレジスト層を形成し、リソグラフィーによりギャップｇに相当する部分のパターンを形成する。最後に、レジスト除去材でレジスト層を除去することによって、図１に示したハイインピーダンス基板が形成される。
【００４３】
なお、磁性材料層５にスルーホールを形成する際、レジスト層の代わりに誘電体層を磁性材料層５の上層に設けた場合には、図３に示される構成のハイインピーダンス基板を作製することができる。
【００４４】
金属平板と共振回路層との距離ｔは、磁性材料層５の厚さを制御することによって調整することができ、共振回路層における隣接する共振回路間の距離ｇは、リソグラフィーのマスクパターンを制御することによって調整することができる。また、磁性材料層と前記共振回路層との距離ｈは、スルーホールを形成する際に磁性材料層５の上に設けるレジスト層の厚さを制御することによって調整することができる。
【００４５】
０.１ｍｍ≦ｔ≦１０ｍｍおよび０．０１ｍｍ≦ｇ≦５ｍｍを満足し、さらに下記数式（１）で表わされる範囲となるよう、金属平板と共振回路層との距離ｔ、共振回路層における隣接する共振回路間の距離ｇ、および磁性材料層と前記共振回路層との距離ｈを決定して、本発明の実施形態にかかるハイインピーダンス基板を作製することができる。
【００４６】
ｇ／２≦ｈ≦ｔ／２          （１）
ハイインピーダンス基板の高周波特性は、例えば、図８，９に示すような装置を用いて評価することができる。図示するように、ハイインピーダンス基板１０の下に電波吸収体１１を設け、同軸プローブ１２，１３を２つ配置する。２つの同軸プローブ１２，１３は、ネットワークアナライザのそれぞれ入出力端子に接続する。図８ではＴＭモードの表面波を評価することができ、図９ではＴＥモードの表面波を評価することができる。
【００４７】
以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
【００４８】
（実施例１）
アルカリ水溶液として、２５％水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）水溶液を用意した。酸水溶液としては、Ｃｏ（ＮＯ3）2・６Ｈ2ＯとＭｇ（ＮＯ3）2・６Ｈ2ＯとをＣｏ：Ｍｇ＝４：１の組成（モル比）になるように調整した水溶液を用意した。
【００４９】
前述のアルカリ水溶液に、３ｍＬ／分の速度で酸水溶液を滴下した。この滴下時には、溶液のｐＨを測定して、十分に塩基性であることを確認した。滴下終了後、１時間攪拌し、１時間静置して完全に沈殿させた。その後、真空濾過によって粉末を採取し、１１０℃の大気中で１２時間乾燥させることにより、（Ｃｏ4/5，Ｍｇ1/5）（ＯＨ）2の前駆体粉末を得た。
【００５０】
得られた前駆体粉末を、Ｘ線回折法により評価した。その結果、酸化マグネシウムと酸化コバルトとの固溶体のブロードなピークが観察され、低結晶性固溶体微粉末が合成されていた。
【００５１】
固溶体微粉末を水素雰囲気下で８００℃まで加熱して還元し、コバルト微粒子と酸化マグネシウムの複合粉末を合成し、アルゴン雰囲気のグローブボックス内で回収した。透過電子顕微鏡による複合粒子の組織観察の結果、コバルト微粒子の平均粒径は約２０ｎｍであった。
【００５２】
回収したコバルトと酸化マグネシウムとの複合粉末を、有機系のバインダーであるポリビニルブチラールと混練してスラリーを調製した。このスラリーをシート状に成型し、プレスすることによって母体媒質としてのシート状複合材料を作製した。
【００５３】
こうしてシート状複合材料においては、酸化マグネシウムに、平均径２０ｎｍのコバルト粒子が１０％の体積率で含まれていることが確認された。また、複合材料について高周波特性を評価した。その結果、共鳴周波数が約１０ＧＨｚであり、５ＧＨｚまでの透磁率の実部（μ’）が１．３、虚部（μ”）が０．１以下であった。
【００５４】
上述したような複合材料を用いて、図１に示した構成のハイインピーダンス基板を製造した。金属平板としては、厚さ約０．１ｍｍの銅箔を用い、電解めっきで形成したビアにより共振回路としての上面銅片を接続した。金属平板と共振回路との間には、前述の複合材料を配置した。このとき、金属平板と共振回路の距離ｔは２．０ｍｍとし、隣接する共振回路間の距離ｇは０．１５ｍｍとし、磁性材料と共振回路との距離ｈは０．２ｍｍとした。ｈは、下記数式（１）で表わされる範囲内である。
【００５５】
ｇ／２≦ｈ≦ｔ／２          （１）
得られたハイインピーダンス基板を図８の評価系で評価したところ、周波数が１．９ＧＨｚから２．１ＧＨｚにおいて通過特性は−４０ｄＢ以下であった。また、図９の評価系で評価したところ、周波数が１．９ＧＨｚから２．１ＧＨｚにおいて通過特性は−４０ｄＢ以下であった。
【００５６】
以上の結果から、本実施例のハイインピーダンス基板は、周波数が１．９ＧＨｚから２．１ＧＨｚにおいてハイインピーダンス動作することが確認された。
【００５７】
（実施例２）
実施例１と同様なスラリーを１０ｋＯｅの磁場中でシート状に成型し、プレスすることによりシート状複合材料を作製した。このシート状複合材料は、平均径２０ｎｍのコバルト粒子が酸化マグネシウムに２０％の体積率で含まれていることが確認された。
【００５８】
得られた複合材料について高周波特性を評価した。その結果、一軸方向に異方性を有し、容易軸方向に約９ＧＨｚの共鳴周波数であり、５.５ＧＨｚまでの透磁率の実部（μ’）が１．４、虚部（μ”）が０．１以下であることがわかった。
【００５９】
上述したような複合材料を用いて、図１に示した構成のハイインピーダンス基板を製造した。金属平板の材質や厚さ等の基本的な構成は、前述の実施例１の場合と同様としたが、金属平板と共振回路の距離ｔは１．５ｍｍとし、隣接する共振回路間の距離ｇは０．１３ｍｍとし、磁性材料と共振回路との距離ｈは０．１ｍｍとした。ｈは、下記数式（１）で表わされる範囲内である。
【００６０】
ｇ／２≦ｈ≦ｔ／２          （１）
得られたハイインピーダンス基板を図８の評価系で評価したところ、周波数が１．８５ＧＨｚから２．１５ＧＨｚにおいて通過特性は−４０ｄＢ以下であった。また、図９の評価系で評価したところ、周波数が１．８５ＧＨｚから２．１５ＧＨｚにおいて通過特性は−４０ｄＢ以下であった。
【００６１】
以上の結果から、本実施例のハイインピーダンス基板は、周波数が１．８５ＧＨｚから２．１５ＧＨｚにおいてハイインピーダンス動作することが確認された。
【００６２】
（実施例３）
共沈法により酸化マグネシウムと酸化コバルトの混合粉末を合成した後、乾燥した。この混合粉末（前駆体粉末）をＸ線回折法により評価した。その結果、酸化マグネシウムと酸化コバルトとの固溶体のブロードなピークが観察され、低結晶性固溶体微粉末が合成されていた。
【００６３】
得られた固溶体微粉末を水素雰囲気下で８００℃まで加熱して還元し、コバルト微粒子と酸化マグネシウムとの複合粉末を得、アルゴン雰囲気のグローブボックス内で回収した。透過電子顕微鏡による複合微粒子の組織観察の結果、コバルト微粒子の平均粒径は約２０ｎｍであった。
【００６４】
回収したコバルトと酸化マグネシウムとの複合粉末を、有機系のバインダーであるポリビニルブチラールと混練してスラリーを調製した。このスラリーをシート状に成型しプレスすることによりシート状複合材料を作製した。
【００６５】
このシート状複合材料においては、平均径２０ｎｍのコバルト粒子が酸化マグネシウムに３０％の体積率で含まれていることが確認された。また、前述のシート状複合材料について高周波特性を評価した。その結果、共鳴周波数が約９ＧＨｚであり、５ＧＨｚまでの透磁率の実部（μ’）が１．５、虚部（μ”）が０．１以下であった。
【００６６】
上述したような複合材料を用いて、図１に示した構成のハイインピーダンス基板を製造した。金属平板の材質や厚さ等の基本的な構成は、前述の実施例１の場合と同様としたが、金属平板と共振回路の距離ｔは１．１ｍｍとし、隣接する共振回路間の距離ｇは０．１３ｍｍとし、磁性材料と共振回路との距離ｈは０．１ｍｍとした。ｈは、下記数式（１）で表わされる範囲内である。
【００６７】
ｇ／２≦ｈ≦ｔ／２          （１）
得られたハイインピーダンス基板を図８の評価系で評価したところ、周波数が１．８ＧＨｚから２．２ＧＨｚにおいて通過特性は−４０ｄＢ以下であった。また、図９の評価系で評価したところ、周波数が１．８ＧＨｚから２．２ＧＨｚにおいて通過特性は−４０ｄＢ以下であった。
【００６８】
以上の結果から、本実施例のハイインピーダンス基板は、周波数が１．８ＧＨｚから２．２ＧＨｚにおいてハイインピーダンス動作することが確認された。
【００６９】
（実施例４）
平均径２０ｎｍのＣｏ粒子の表面を、平均厚さ２ｎｍのＳｉＯ2層で被覆したコアシェル型の粒子を前駆体として準備した。これを、１０ｋＯｅの磁場中で異方性を付与しながらシート状に加熱し緻密化することにより、シート状複合材料を作製した。このシート状複合材料においては、コバルト粒子がＳｉＯ2中に体積率で３０％含まれていることがわかった。また、前述のシート状複合材料について高周波特性を評価した。その結果、共鳴周波数が約７ＧＨｚであり、透磁率の実部（μ’）が５、虚部（μ”）が０．３以下であった。
【００７０】
上述したような複合材料を用いて、図１に示した構成のハイインピーダンス基板を製造した。金属平板の材質や厚さ等の基本的な構成は、前述の実施例１の場合と同様としたが、金属平板と共振回路の距離ｔは１．１ｍｍとし、隣接する共振回路間の距離ｇは０．１５ｍｍとし、磁性材料と共振回路との距離ｈは０．１ｍｍとした。ｈは、下記数式（１）で表わされる範囲内である。
【００７１】
ｇ／２≦ｈ≦ｔ／２          （１）
得られたハイインピーダンス基板を図８の評価系で評価したところ、周波数が１．８ＧＨｚから２．２ＧＨｚにおいて通過特性は−４５ｄＢ以下であった。また、図９の評価系で評価したところ、周波数が１．８ＧＨｚから２．２ＧＨｚにおいて通過特性は−４５ｄＢ以下であった。
【００７２】
以上の結果から、本実施例のハイインピーダンス基板は、周波数が１．８ＧＨｚから２．２ＧＨｚにおいてハイインピーダンス動作することが確認された。
【００７３】
（実施例５）
平均径２０ｎｍのＣｏ粒子の表面を、平均厚さ２ｎｍのＳｉＯ2層で被覆したコアシェル型の粒子を前駆体として準備した。これを、１０ｋＯｅの磁場中で異方性を付与しながらシート状に加熱し緻密化することにより、シート状複合材料を作製した。このシート状複合材料においては、コバルト粒子がＳｉＯ2中に体積率で３０％含まれていることがわかった。
【００７４】
得られたシート状複合材料について高周波特性を評価したところ、共鳴周波数が約７ＧＨｚであり、透磁率の実部（μ’）が５、虚部（μ”）が０．３以下であることがわかった。
【００７５】
上述したような複合材料を用いて、図６に示した構造のハイインピーダンス基板を製造した。金属平板の材質や厚さ等の基本的な構成は、前述の実施例１の場合と同様であるが、磁性材料層５と接続部４との間には、誘電体層６が配置される。図６は、特定の２つの共振回路に着目した図であり、隣接する全ての共振回路について同様に誘電体６を設けた。誘電体層６は、ＳｉＯ2を０．１ｍｍの厚さで配置して形成したが、誘電率が小さく誘電損失の小さな誘電体であれば他の誘電体を用いることができる。
【００７６】
金属平板と共振回路の距離ｔは１．２ｍｍとし、隣接する共振回路間の距離ｇは０．１５ｍｍとし、磁性材料と共振回路との距離ｈは０．１ｍｍとした。ｈは、下記数式（１）で表わされる範囲内である。
【００７７】
ｇ／２≦ｈ≦ｔ／２          （１）
得られたハイインピーダンス基板を図８の評価系で評価したところ、周波数が１．８ＧＨｚから２．２ＧＨｚにおいて通過特性は−４５ｄＢ以下であった。また、図９の評価系で評価したところ、周波数が１．８ＧＨｚから２．２ＧＨｚにおいて通過特性は−４５ｄＢ以下であった。
【００７８】
以上の結果から、本実施例のハイインピーダンス基板は、周波数が１．８ＧＨｚから２．２ＧＨｚにおいてハイインピーダンス動作することが確認された。
【００７９】
（実施例６）
図７に示したように、磁性材料層５と共振回路２，３との間にさらに誘電体層６を設けた以外は、実施例５と同様にしてハイインピーダンス基板を作製した。
【００８０】
金属平板と共振回路の距離ｔは１．３ｍｍとし、隣接する共振回路間の距離ｇは０．１５ｍｍとし、磁性材料と共振回路との距ｈは０．０８ｍｍとした。ｈは、下記数式（１）で表わされる範囲内である。
【００８１】
ｇ／２≦ｈ≦ｔ／２          （１）
得られたハイインピーダンス基板を図８の評価系で評価したところ、周波数が１．８ＧＨｚから２．２ＧＨｚにおいて通過特性は−４５ｄＢ以下であった。また、図９の評価系で評価したところ、周波数が１．８ＧＨｚから２．２ＧＨｚにおいて通過特性は−４５ｄＢ以下であった。
【００８２】
以上の結果から、本実施例のハイインピーダンス基板は、周波数が１．８ＧＨｚから２．２ＧＨｚにおいてハイインピーダンス動作することが確認された。
【００８３】
（比較例１）
実施例４と同様に、平均径２０ｎｍのＣｏ粒子の表面を平均厚さ２ｎｍのＳｉＯ2層で被覆したコアシェル型の粒子を前駆体として準備した。これを、１０ｋＯｅの磁場中で異方性を付与しながらシート状に加熱し緻密化することにより、シート状複合材料とした。このシート状複合材料は、コバルト粒子がＳｉＯ2中に体積率で３０％含まれていることがわかった。
【００８４】
得られたシート状複合材料について高周波特性を評価した。その結果、共鳴周波数が約７ＧＨｚであり、透磁率の実部（μ’）が５、虚部（μ”）が０．３以下であることがわかった。
【００８５】
上述したような複合材料を用いて、図１に示した構成の基板を製造した。金属平板の材質や厚さ等の基本的な構成は、前述の実施例１の場合と同様としたが、金属平板と共振回路の距離ｔは１．１ｍｍとし、隣接する共振回路間の距離ｇは０．１５ｍｍとし、磁性材料と共振回路との距離ｈを０．０５ｍｍとした。ｈは、ｇ／２より小さいので、下記数式（１）で表わされる範囲外である。
【００８６】
ｇ／２≦ｈ≦ｔ／２          （１）
得られた基板を図８の評価系で評価したところ、周波数が１．９７ＧＨｚから２．０３ＧＨｚにおいて通過特性は−４５ｄＢ以下であった。また、図９の評価系で評価したところ、周波数が１．９７ＧＨｚから２．０３ＧＨｚにおいて通過特性は−４５ｄＢ以下であった。すなわち、実施例４のような広い帯域を確保することができなかった。
【００８７】
（比較例２）
金属平板と共振回路の距離ｔを１．１ｍｍとし、隣接する共振回路間の距離ｇを０．１５ｍｍとし、磁性材料と共振回路との距離ｈを０．５ｍｍとした以外は比較例１と同様にして基板を作製した。ｈは、ｔ／２よりも大きいので、下記数式（１）で表わされる範囲外である。
【００８８】
ｇ／２≦ｈ≦ｔ／２          （１）
得られた基板は、いずれの評価系で評価しても、２ＧＨｚ帯でのハイインピーダンス特性は得られなかった。
【００８９】
磁性材料層と共振回路層との間の距離を、所定の範囲に規定することによって、低周波帯で大きな比帯域を有するとともに、電子機器への搭載が可能な薄型のハイインピーダンス基板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の一実施形態に係るハイインピーダンス基板を示す概略断面拡大図。
【図２】静電エネルギー密度および磁気エネルギー密度を示す図。
【図３】本発明の他の実施形態に係るハイインピーダンス基板を示す概略断面拡大図。
【図４】本発明の一実施形態に係るハイインピーダンス基板を示す概略上面図。
【図５】本発明の他の実施形態に係るハイインピーダンス基板を示す概略上面図。
【図６】本発明の他の実施形態に係るハイインピーダンス基板を示す概略断面拡大図。
【図７】本発明の他の実施形態に係るハイインピーダンス基板を示す概略断面拡大図。
【図８】ハイインピーダンス基板の高周波特性評価系の一例を表わす概略図。
【図９】ハイインピーダンス基板の高周波特性評価系の他の例を表わす概略図。
【符号の説明】
【００９１】
１…金属平板；  ２，３…共振回路；  ４…金属平板と共振回路との接続部
５…磁性材料層；  ６…誘電率の小さな誘電体；  １０…ハイインピーダンス基板
１１…電波吸収体；  １２，１３…同軸プローブ。
【図１】
2009027450.tif 000003
【図２】
2009027450.tif 000004
【図３】
2009027450.tif 000005
【図４】
2009027450.tif 000006
【図５】
2009027450.tif 000007
【図６】
2009027450.tif 000008
【図７】
2009027450.tif 000009
【図８】
2009027450.tif 000010
【図９】
2009027450.tif 000011