(57)【要約】一実施形態では、磁気誘電材料を形成する方法は、強磁性体コーティングゾーンを介して誘電層を連続的に移動させることにより、誘電材料を含む誘電層上に強磁性材料をロールコーティングして、コーティングされたシートを形成することと、コーティングされたシートから複数のシートを形成することと、複数のシートの積層スタックを形成することと、積層スタックを貼り合わせて、複数の交互の強磁性層と誘電層を有する磁気誘電材料を形成することと、を含む。別の実施形態では、磁気誘電材料を形成する方法は、ドラムロール上に強磁性材料及び誘電材料をドラムロールコーティングして、複数の交互の強磁性層と誘電層を有する磁気誘電材料を形成することを含む。
2020515044.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気誘電材料の製造方法において、
強磁性体コーティングゾーンを介して誘電層を連続的に移動させることにより、誘電材料を含む前記誘電層上に強磁性材料をロールコーティングして、前記誘電層上に配置された強磁性層を含むコーティングされたシートを形成するステップであって、前記誘電層は第１のロールから前記強磁性コーティングゾーンを通って第２のロールに至る経路を進む、コーティングされたシートを形成するステップと、
前記コーティングされたシートから複数のシートを形成するステップと、
前記複数のシートの積層スタックを形成するステップと、
前記積層スタックを貼り合わせて、複数の交互の強磁性層と誘電層を有する前記磁気誘電材料を形成するステップであって、最上部の層及び最下部の層は、外側層誘電材料を含む、前記磁気誘電材料を形成するステップとを備え、
前記磁気誘電材料は、規定された最小周波数以上でかつ規定された最大周波数以下の動作周波数範囲に渡って動作可能であり、
前記複数の強磁性層の各層は、前記規定された最大周波数における前記それぞれの強磁性層の表皮深さの１／１５〜１／５の強磁性層厚さを有し、
前記複数の誘電材料層の各層は、１５０〜１，５００ボルトピークの、それぞれの厚さに渡る絶縁耐電圧をもたらす、誘電層厚さ及び誘電定数を有し、
前記複数の層は、前記複数の層における前記規定された最小周波数の１波長以下の全体的厚さを有する、方法。
【請求項２】
前記強磁性体コーティングゾーンは前記誘電層の両側に配置される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記強磁性体コーティングゾーンの下流に配置された誘電体コーティングゾーンにおいて、前記強磁性層上に追加の誘電材料をコーティングするステップを更に備える、請求項１〜２のいずれか１項又は複数項に記載の方法。
【請求項４】
前記追加の誘電材料と前記誘電材料とは異なる、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記追加の誘電材料は、セラミック又は硬化性組成物を含んでなる、請求項３〜４のいずれか１項又は複数項に記載の方法。
【請求項６】
前記追加の誘電材料をコーティングする前記ステップは、ロールオーバーナイフコーティング又はリバースロールコーティングを含む、請求項３〜５のいずれか１項又は複数項に記載の方法。
【請求項７】
前記追加の誘電材料をコーティングするステップには、スプレーコーティング、蒸着、化学気相堆積、又はスパッタリングを含む、請求項３〜５のいずれか１項又は複数項に記載の方法。
【請求項８】
前記磁気誘電材料は、前記誘電材料と前記追加の誘電材料の交互の層を含んでなり、前記誘電層と前記追加の誘電層との間には前記強磁性層が配置される、請求項５〜７のいずれか１項又は複数項に記載の方法。
【請求項９】
前記積層スタックは、前記複数のシートの層の間に配置された薄膜誘電材料からなる複数の薄い誘電膜を更に含んでなる、請求項１〜８のいずれか１項又は複数項に記載の方法。
【請求項１０】
磁気誘電材料は、前記誘電材料と前記薄膜誘電材料の交互の層を含んでなり、前記誘電層と前記複数の薄い誘電膜から導出された薄膜誘電層の各々の間には前記強磁性層が配置される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記薄膜誘電材料は、ポリエステル、ポリオレフィン、又はこれらのうちの少なくとも１つを含む組み合わせを含んでなる、請求項９〜１０のいずれか１項又は複数項に記載の方法。
【請求項１２】
磁気誘電材料の製造方法において、
ドラムロール上に強磁性材料及び誘電材料をドラムロールコーティングするステップであって、強磁性体コーティングゾーン及び誘電体コーティングゾーンが前記ドラムロールの周りの位置に放射状に配置され、前記強磁性体コーティングゾーンは前記強磁性材料を付着させ、前記誘電体コーティングゾーンは前記誘電材料を付着させて、複数の交互の強磁性層と誘電層を有する前記磁気誘電材料を形成する、ドラムロール上に強磁性材料及び誘電材料をドラムロールコーティングするステップを備え、
前記磁気誘電材料の最上部の層及び最下部の層は、外側層誘電材料を含み、
前記磁気誘電材料は、規定された最小周波数以上でかつ規定された最大周波数以下の動作周波数範囲に渡って動作可能であり、
前記複数の強磁性層の各層は、前記規定された最大周波数における前記それぞれの強磁性層の表皮深さの１／１５〜１／５の強磁性層厚さを有し、
前記複数の誘電材料層の各層は、１５０〜１，５００ボルトピークの、それぞれの厚さに渡る絶縁耐電圧をもたらす、誘電層厚さ及び誘電定数を有し、
前記複数の層は、前記複数の層における前記規定された最小周波数の１波長以下の全体的厚さを有する、方法。
【請求項１３】
追加の強磁性体コーティングゾーンにおいて追加の強磁性材料を付着させ、追加の誘電材料コーティングゾーンにおいて追加の誘電材料を付着させるステップを備え、前記ドラムロール上の位置の移動経路は、前記誘電体コーティングゾーン、前記強磁性体コーティングゾーン、前記追加の誘電体コーティングゾーン、及び前記追加の強磁性体コーティングゾーンを順次通過すること含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記追加の誘電材料は、硬化性組成物又はセラミックを含んでなる、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記誘電材料のみを用いて前記ドラムロールをまずコーティングするステップ、前記強磁性層の前記付着を開始するステップ、所望の数の層が付着された後で、前記強磁性層の前記付着を停止するステップ、及びその後、前記誘電材料の前記付着を停止するステップ、を更に備える、請求項１２〜１４のいずれか１項又は複数項に記載の方法。
【請求項１６】
前記強磁性材料は、鉄、ニッケル、コバルト、ガドリニウム、又はこれらのうちの少なくとも１つを含む組み合わせを含んでなる、請求項１〜１５のいずれか１項又は複数項に記載の方法。
【請求項１７】
前記誘電材料は、フルオロポリマー、ポリ（エーテル・ケトン）、ポリイミド、ポリオレフィン、ポリエステル、又はこれらのうちの少なくとも１つを含む組み合わせを含んでなる、請求項１〜１６のいずれか１項又は複数項に記載の方法。
【請求項１８】
前記強磁性体コーティングゾーンの上流に配置されたプラズマゾーンにおいて、前記誘電層をプラズマ処理するステップを更に備える、請求項１〜１７のいずれか１項又は複数項に記載の方法。
【請求項１９】
２つの誘電層の間で前記磁気誘電材料を貼り合わせて前記最上部の層及び前記最下部の層を形成するステップを備える、請求項１〜１８のいずれか１項又は複数項に記載の方法。
【請求項２０】
前記強磁性層厚さのうちの１つ又は複数は２０ナノメートル〜１マイクロメートルであり、前記誘電層厚さは０．１〜５０マイクロメートルであり、前記磁気誘電材料は０．１〜３ｍｍの全体的厚さを有する、請求項１〜１９のいずれか１項又は複数項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に磁気誘電材料の製造方法に関し、より詳細には、多層磁気誘電材料に関し、更にとりわけ、多層磁気誘電薄膜材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
多層誘電性磁気構造は、形状異方性を利用してより高い強磁性共鳴周波数を生成するという利点、及び、誘電体材料と磁気材料の好ましい混合則を利用してｚ軸誘電率が低くｘ−ｙ平面透磁率が高い積層体を生成するという利点を有し、これは、パッチ導出アンテナ構造にとって理想的である。しかしながら、既存の積層体は、不利にも、高い磁気損失、高い誘電損失、及び／又は誘電材料体積の磁気材料体積に対する比率が高いことに起因する低い透磁率にさいなまれている。
【０００３】
先行技術文献は、インピーダンス（実効透磁率の誘電率に対する比率の平方根）を増加させる方法として、誘電絶縁材料の厚さを薄くするという概念を開示しているが、これらの文献は、この概念を実践に適合可能にするための情報を欠いている。具体的には、強磁性材料の高温堆積中に誘電層の完全性を維持する必要性については、薄い誘電材料を用いたこれらの構造の実行に向けた適合を可能にする程に十分に詳細には対処されていない。
【０００４】
まだ対処されていない第２の制約は、アンテナ基板でみられる過渡電圧に耐えることができるアンテナ材料の必要性である。実際の用途では、アンテナと電源との間の不整合、電流の急激な変化、又は静電放電によって引き起こされる過渡電圧は、強磁性材料間の絶縁層の劣化を招くことがある。この劣化は、２つの主な故障モードにつながることがある。強磁性層が十分に厚い（ポリマー／誘電層の厚さの１／１０より厚い）場合に誘電破壊が発生する場合である第１の故障モードでは、強磁性層間で短絡が発生することがある。層間のこの短絡は、実効透磁率又は誘電率のシフトにつながることがあり、アンテナの共振周波数を変え、放射効率を低減し、かつ／又はアンテナと電源との間の整合を更に低下させ、特性が時間の経過と共に低下し続ける不安定なアンテナ基板をもたらすことがある。第２の故障モードでは、ポリマーの厚さと金属の厚さとの比が十分に高い（おおよそ１０：１よりも大きい）場合には、通常、強磁性層間の短絡は発生しない。これらの２つのタイプの故障モードでは、多層構造の誘電定数がシフトし、アンテナ共振周波数が対応してシフトすることになる。
【０００５】
既存の多層磁気誘電材料は、意図された目的に対しては適切であるかもしれないが、多層磁気誘電材料に関連した技術は、既存の積層体の好ましくない制約のうちの少なくとも一部を克服する多層磁気誘電材料を用いることで、進歩するであろう。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書で開示するのは、磁気誘電材料を形成する方法、及びその方法から製造される磁気誘電材料である。
磁気誘電材料を形成する方法は、強磁性体コーティングゾーンを介して誘電層を連続的に移動させることにより、誘電材料を含む誘電層上に強磁性材料をロールコーティングして、誘電層上に配置された強磁性層を含むコーティングされたシートを形成することを含み、ここで、誘電層は第１のロールから強磁性体コーティングゾーンを通って第２のロールに至る経路を進み、またこの方法は、コーティングされたシートから複数のシートを形成することと、複数のシートの積層スタックを形成することと、積層スタックを貼り合わせて、複数の交互の強磁性層と誘電層を有する磁気誘電材料を形成することと、を含み、最上部の層及び最下部の層は外側層誘電材料を含む。
【０００７】
磁気誘電材料を形成する別の方法は、ドラムロール上へ強磁性材料及び誘電材料をドラムロールコーティングすることを含み、ここで、強磁性体コーティングゾーン及び誘電体コーティングゾーンはドラムロールの周りの位置に放射状に配置され、強磁性体コーティングゾーンは強磁性材料を付着させ、誘電体コーティングゾーンは誘電材料を付着させて、複数の交互の強磁性層と誘電層を有する磁気誘電材料を形成し、磁気誘電材料の最上部の層及び最下部の層は外側層誘電材料を含む。
【０００８】
上記及び他の特徴は、以降の図、詳細な説明、及び特許請求の範囲によって例示される。
図は例示的な実施形態であり、同様の要素は同様の番号で記されている。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】磁気誘電材料の一実施形態の例示的な斜視図を示す図である。
【図２】ロールトゥロールコータ―（ｒｏｌｌ−ｔｏ−ｒｏｌｌ  ｃｏａｔｅｒ）の例示的な実施形態を示す図である。
【図３】ドラムロールコータ―の例示的な実施形態を示す図である。
【図４】磁気誘電材料を含む装置の一実施形態の例示的な斜視図を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
手持ち式無線装置が注目を集めるようになるに従って、より小型でより複雑なアンテナについて継続的に必要性が持ち上がっているが、そのような材料の製造方法は困難であることが証明されている。磁気誘電材料を形成する改良された方法が発見された。この方法は、強磁性体コーティングゾーンを介して誘電材料を含む誘電層を連続的に移動させることにより、誘電層上に強磁性材料をロールコーティングして、誘電層上に配置された強磁性層を含むコーティングされたシートを形成することを含み、ここで、誘電層は第１のロールから強磁性体コーティングゾーンを通って第２のロールに至る経路を進み、或いは、この方法は、ドラムロール上へ強磁性材料及び誘電材料をドラムロールコーティングすることを含み、ここで、強磁性体コーティングゾーン及び誘電体コーティングゾーンはドラムロールの周りの位置に放射状に配置され、強磁性体コーティングゾーンは強磁性材料を付着させ、誘電体コーティングゾーンは誘電材料を付着させて、複数の交互の強磁性層と誘電層を有する磁気誘電材料を形成する。磁気誘電材料は、複数の交互の強磁性層と誘電層を含み、最上部の層及び最下部の層は、外側層誘電材料を含む。
【００１１】
例えば、図１は磁気誘電材料が、誘電材料２００と強磁性材料３００とが交互になって複数の強磁性材料層３０２、３０４、３０６、３０８、３１０と交互に配置された複数の誘電層２０２、２０４、２０６、２０８、２１０、２１２を形成するそれぞれの隣接層と面形状が適合して直接的に接触している複数の層１０２を含む。複数の層の最も外側の層は、誘電材料２００の誘電層２１２及び２０２である。複数の層１０２は、直交ｘ−ｙ−ｚ座標系内のｘ−ｙ平面と平行に配置され、複数の層１０２の全体的な厚さは、ｚ方向にある。複数の誘電層は、複数の層の全体積のうちの、０．１〜９９体積パーセント（ｖｏｌ％）、又は０．１〜５０ｖｏｌ％、又は５０〜９０ｖｏｌ％、又は９０〜９９ｖｏｌ％、又は５〜５５ｖｏｌ％を占めることがある。
【００１２】
図１の磁気誘電材料１００は、複数の層１０２の個々の層が、それ自体に対して、かつ別の層に関してある外観寸法を有して示されているが、これは例示目的のために過ぎず、本明細書に開示する開示範囲を限定することを意図してはおらず、複数の層１０２の縮尺は誇張して描かれていることを、理解されたい。強磁性材料層の５つの層３０２〜３１０のみが本明細書で説明され図１に図示されているが、本開示の範囲はそのように限定されるものではなく、本明細書に開示する目的にとって適切な、かつ本明細書で提供する特許請求の範囲内に該当する、５より多くの又は少ない、任意の数の層を包含することを理解されたい。同様に、誘電材料層の６つの層２０２〜２１２のみが本明細書で説明され図１に図示されているが、本開示の範囲はそのように限定されるものではなく、本明細書に開示する目的にとって適切な、かつ本明細書で提供する特許請求の範囲内に該当する、６より多くの又は少ない、任意の数の層を包含することを理解されたい。例えば、層１０２の総数は、１９〜１０，００１であり得る。あらゆる考えられる範囲を不必要に列挙することなしに、１９層と１０，００１層との間の任意の層の範囲が考えられる。
【００１３】
磁気誘電は、規定された最小周波数以上でかつ規定された最大周波数以下の動作周波数範囲に渡って動作可能であり得る。規定された最小周波数は、（規定された最小周波数）＝（規定された最大周波数）／２５で与えられることがある。規定された最大周波数は、７ギガヘルツ（ＧＨｚ）であり得る。動作周波数範囲は、１００メガヘルツ（ＭＨｚ）〜１０ＧＨｚ、又は１〜１０ＧＨｚ、又は１００ＭＨｚ〜５ＧＨｚであり得る。
【００１４】
複数の層は、この複数の層の中を伝搬する規定された最小周波数の１波長以下の全体的厚さを有することがある。複数の層における波長は、次式によって与えられる。
λ＝ｃ／［ｆ＊平方根（ε０＊εｒ＊μ０＊μｒ）］
但し、ｃは真空での光の速度（単位：メートル／秒）であり、ｆは規定された最小周波数（単位：ヘルツ）であり、ε０は真空の誘電率（単位：ファラド／メートル）であり、εｒはｚ方向における複数の層の比誘電率であり、μ０は真空の透磁率（単位：ヘンリー／メートル）であり、μｒはｘ−ｙ平面における複数の層の比透磁率である。複数の層１０２は、全体的電気損失正接（ｔａｎδｅ）、全体的磁気損失正接（ｔａｎδｍ）、及び（１／（（ｔａｎδｅ）＋（ｔａｎδｍ））によって定義される全体的品質係数（Ｑ）を有し、規定される最大周波数は、Ｑが２０に等しいか又はより具体的には２０を下回る周波数によって規定される。全体的品質係数Ｑは、標準化されたニコルソン−ロス−ウィアー（ＮＲＷ：Ｎｉｃｏｌｓｏｎ−Ｒｏｔｈ−Ｗｅｉｒ）手法に従って決定することができ、これについては、例えば、アメリカ国立標準技術研究所（ＮＩＳＴ）の技術ノート１５３６、ジェームズ・ベーカー・ジャーヴィスら著「損失性材料：固体、液体、金属、建築材料、及び負のインデックスの材料の誘電率及び透磁率の測定（Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ  ｔｈｅ  Ｐｅｒｍｉｔｔｉｖｉｔｙ  ａｎｄ  Ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｌｏｓｓｙ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ：Ｓｏｌｉｄｓ，Ｌｉｑｕｉｄｓ，Ｍｅｔａｌｓ，Ｂｕｉｌｄｉｎｇ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，ａｎｄ  Ｎｅｇａｔｉｖｅ−Ｉｎｄｅｘ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）」、２００５年２月、ＣＯＤＥＮ：ＮＴＮＯＥＦ、ｐ．６６〜７４を参照されたい。ＮＲＷ手法は、ε’及びε’’（複素比誘電率成分）及びμ’及びμ’’（複素比透磁率成分）についての計算を提供する。これらの結果から損失正接μ’’／μ’（ｔａｎδｍ）及びε’’／ε’（ｔａｎδｅ）を計算することができる。品質係数Ｑは、損失正接の合計の逆数である。全体的な厚さは、０．１〜３ミリメートルであり得る。
【００１５】
磁気誘電材料は、ロールコーティング、具体的にはロールトゥロールコーティング又はドラムロールコーティングによって形成することができる。ロールトゥロールコーティングでは、１つ又は複数の強磁性体コーティングゾーンを介して誘電材料を含む誘電層を連続的に移動させることにより、強磁性材料を誘電層上にコーティングして、コーティングされたシートを形成し、強磁性層が誘電層上に配置される。ロールトゥロールコータ―では、誘電層は第１のロールから強磁性体コーティングゾーンを通って第２のロールに至る経路に沿って進む。強磁性体コーティングゾーンは、誘電層の片側又は両側に配置することができる。誘電層は、毎分１５０〜６００センチメートル（ｃｍ／ｍｉｎ）、又は２００〜５００ｃｍ／ｍｉｎの線速度で移動することができる。
【００１６】
強磁性体コーティングゾーンにおけるコーティングは、例えば、スプレーコーティング、スパッタコーティング（無線周波数（ＲＦ）スパッタリング、直流（ＤＣ）スパッタリング、マグネトロンスパッタリング、及びイオンビームスパッタリングを含む）、蒸着（電子ビーム蒸着及び熱蒸着を含む）、化学気相堆積、プラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ：ｐｌａｓｍａ−ｅｎｈａｎｃｅｄ  ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）等により、コーティング組成物をコーティングすることを含むことがある。
【００１７】
この方法は更に、強磁性体コーティングゾーンの上流に配置された１つ又は複数のプラズマゾーンにおいて、誘電層をプラズマ処理することを含むことがある。本明細書で使用する場合、上流とは移動経路に沿った指定位置よりも前にある位置を指す。例えば、誘電層の移動経路に沿って、強磁性体ゾーンの上流に配置されたプラズマゾーンにより、誘電層がまずプラズマ処理され、その後強磁性材料でコーティングされることになる。プラズマゾーンは、誘電層の片側又は両側に配置することができる。プラズマ処理は、０．０２〜０．２Ｗ／ｃｍ２の電力密度でかつ０．１〜２ＰａのＮ２及びＡｒの全圧で行われることがある。
【００１８】
この方法は更に、１つ又は複数の追加の誘電材料をコーティングすることを含むことがある。例えば、強磁性体コーティングゾーンの下流に配置された１つ又は複数の誘電体コーティングゾーンにおいて、強磁性層上に追加の誘電材料をコーティングすることがある。本明細書で使用する場合、下流とは移動経路に沿った指定位置よりも後にある位置を指す。例えば、誘電層の移動経路に沿って、強磁性体ゾーンの下流に配置された誘電体コーティングゾーンにより、誘電層がまず強磁性材料でコーティングされ、その後追加の誘電材料でコーティングされることになる。プラズマゾーンは、強磁性体コーティングゾーンと誘電体コーティングゾーンとの間に配置されることがある。誘電体コーティングゾーンは、誘電層の片側又は両側に配置することができる。
【００１９】
誘電体コーティングゾーンにおけるコーティングは、例えば、スプレーコーティング、スパッタコーティング（無線周波数（ＲＦ）スパッタリング、直流（ＤＣ）スパッタリング、マグネトロンスパッタリング、及びイオンビームスパッタリングを含む）、蒸着（電子ビーム蒸着及び熱蒸着を含む）、化学気相堆積（プラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）を含む）、ロールオーバーナイフコーティング、リバースロールコーティング等により、コーティング組成物をコーティングすることを含むことがある。コーティング組成物は、例えば、熱硬化、電子ビーム硬化、又は紫外線により硬化することができる、硬化性の組成物を含むことがある。
【００２０】
追加の誘電材料は、同じ材料であることも又は異なる材料であることもあり、同じ誘電定数又は異なる誘電定数を有することがあり、誘電材料と同じ厚さ又は異なる厚さを有することがある。例えば、誘電材料及び追加の誘電材料は両方とも、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などのフッ素化ポリマーを含むことがある。逆に、誘電材料は、例えば、ＰＴＦＥなどのフッ素化ポリマー又はポリ（エーテル・エーテル・ケトン）（ＰＥＥＫ）などのポリ（エーテル・ケトン）を含むことがあり、追加の誘電材料は、例えば、ポリイミド、又はＳｉＯ２などのセラミックを含むことがある。ＳｉＯ２は、非晶質ＳｉＯ２であり得る。誘電材料及び追加の誘電材料の一方又は両方は、ポリ（エチレン・テレフタレート）、ポリプロピレン、ポリ（エーテル・エーテル・ケトン）、ペルフルオロアルコキシ、又はそれらのうちの少なくとも１つを含む組み合わせを含むことがある。
【００２１】
それぞれの層のうちの１つ又は複数の付着は、連続的であり得る。それぞれの層のうちの１つ又は複数の付着は、指定された厚さの層を連続的に付着させることがある。それぞれの層のうちの１つ又は複数の付着は、例えば、時間の経過と共に段階的に変化することがある厚さを有する層を連続的に付着させることがある。これに代えて又はこれに加えて、誘電層の線速度を変化させて、厚さが変化するコーティングをもたらすことができる。
【００２２】
図２は、ロールトゥロールコータ―５００の実施形態の例を示す。ロールトゥロールコータ―５００では、誘電層は第１のロール５１０の周りに巻かれている。第１のロール５１０は、時計回りに回転して誘電層を放出する。誘電層の移動経路に沿って、矢印で示すように、プラズマゾーン５２０が強磁性体ゾーン５２２の上流に配置され、強磁性体ゾーン５２２は誘電体コーティングゾーン５２４の上流に配置される。誘電体コーティングゾーン５２４を通過した後で、誘電層は、やはり時計回りに回転する第２のロール５１２に巻き取られる。図２では各ゾーンの１つのみが存在しているように描かれているが、１つよりも多くの各ゾーンが存在することがあることを理解されたい。例えば、第２の強磁性体コーティングゾーンが存在することがあることに留意されたい。この機構全体が、真空チャンバ５０２内に配置される。
【００２３】
シートが少なくとも強磁性材料でコーティングされた後で、コーティングされたシートは、例えば、このコーティングされたシートを切断することにより、複数のコーティングされたシートにすることができる。複数のコーティングされたシートは、用途に応じて、任意の形状又は寸法にすることができる。複数のコーティングされたシートを互いに積層して、積層スタックを形成することができる。
【００２４】
積層スタックのシートは、様々な態様で積層することができる。例えば、強磁性体ゾーン及び任意選択的な誘電体コーティングゾーンが誘電層の片側のみに配置される場合には、全てのシートは、全ての強磁性層が誘電材料に対して同じ方向を向くように、積み重ねられることがある。或いは、積層スタック内の交互のシートが、誘電層に対して反対の方向を向いている強磁性層を有する（例えば、シート１は強磁性層を上側に有し、シート２は強磁性層を下側に有する、等）ように、シートを配置することがある。誘電体コーティングゾーンが存在する場合、積層スタックは、誘電材料と付着した誘電材料の交互の層を、誘電層と付着した誘電層のそれぞれの合間に強磁性層が配置された状態で、含むことがある。
【００２５】
積層スタックは更に、複数のシートの層の合間に配置された薄膜誘電材料を含む複数の薄い誘電膜を含むことがある。例えば、積層スタックは、コーティングされたシートと薄い誘電膜との交互の層を含むことがある。薄膜誘電材料は、誘電材料と同じか又は異なる材料を含むことがある。例えば、誘電材料は、ＰＴＦＥなどのフッ素化ポリマー又はＰＥＥＫなどのポリ（エーテル・ケトン）を含むことがあり、薄膜誘電材料は、例えば、ポリエステル（ポリエチレン・テレフタレートなど）、ポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンなど）、又はそれらのうちの少なくとも１つを含む組み合わせを含むことがある。薄膜誘電体は、任意の適切な厚さ、例えば、０．１〜５０マイクロメートル、又は２〜１０マイクロメートル、又は２〜４マイクロメートルなどの厚さを有することがある。
【００２６】
その後、積層スタックを貼り合わせて磁気誘電材料を形成して、複数の交互の強磁性層と誘電層を含む磁気誘電材料を得ることができ、ここで、最上部の層及び最下部の層は外側層誘電材料を含み、外側層誘電材料は誘電材料と同じか又は異なることがある。最上部の層及び最下部の層はそれぞれ個別に均一の厚さを有することがある。本明細書で使用する場合、均一な厚さとは、それぞれの層における全ての位置で、平均厚さの５％以内又は１％以内である層厚さを指す。
【００２７】
貼り合わせは、摂氏１５０〜４００度（℃）の温度で、０．３〜９メガパスカル（ＭＰａ）、又は１〜７ＭＰａ、又は３〜５ＭＰａの圧力で行われることがある。
ドラムロールコーティングでは、強磁性体コーティングゾーン及び誘電体コーティングゾーンが回転ドラムロールの周りの位置に放射状に配置され、強磁性体コーティングゾーンは強磁性材料を付着させ、誘電体コーティングゾーンは誘電材料を付着させて、複数の交互の強磁性層と誘電層を有する磁気誘電材料を形成する。
【００２８】
２つ以上の強磁性体コーティングゾーン及び２つ以上の誘電体コーティングゾーンが、ドラムロールの周り位置に放射状に配置されることがある。例えば、ドラムロールコーティングの方法は、追加の強磁性体コーティングゾーンにおいて追加の強磁性材料を付着させ、追加の誘電材料コーティングゾーンにおいて追加の誘電材料を付着させることを含むことがあり、ドラムロール上の位置の移動経路は、誘電体コーティングゾーン、強磁性体コーティングゾーン、追加の誘電体コーティングゾーン、及び追加の強磁性体コーティングゾーンを順次通過するようになっている。強磁性材料及び追加の強磁性材料は、同じであることも又は異なっていることもある。例えば、誘電材料及び追加の誘電材料は両方とも、ＰＴＦＥなどのフッ素化ポリマーを含むことがある。逆に、誘電材料は、例えば、ＰＴＦＥなどのフッ素化ポリマー又はＰＥＥＫなどのポリ（エーテル・ケトン）を含むことがあり、追加の誘電材料は、例えば、ポリイミド、又は非晶質ＳｉＯ２などのセラミックを含むことがある。追加の誘電材料はポリイミドを含むことがある。追加の誘電材料は、２つの強磁性層間の接着層として機能することができる。追加の誘電材料は、ポリイミド、エポキシ、ポリアクリレート、シリコーン、ポリシクロブテン、又はこれらのうちの少なくとも１つを含む組み合わせを含むことがある。
【００２９】
ドラムロールの周りの位置に１つ又は複数のプラズマゾーンを放射状に配置することもある。例えば、回転ドラムロールの移動経路に沿って、強磁性体ゾーンの上流にプラズマゾーンを配置して、誘電層をまずプラズマ処理し、その後強磁性材料でコーティングするようにすることができる。プラズマ処理は、０．０２〜０．２Ｗ／ｃｍ２の電力密度でかつ０．１〜２ＰａのＮ２及びＡｒの全圧で行われることがある。
【００３０】
それぞれの層のうちの１つ又は複数の付着は、連続的であり得る。それぞれの層のうちの１つ又は複数の付着は、指定された厚さの層を連続的に付着させることがある。それぞれの層のうちの１つ又は複数の付着は、例えば、時間の経過と共に段階的に変化することがある厚さを有する層を連続的に付着させることがある。これに代えて又はこれに加えて、ドラムロールの線速度を変化させて、厚さが変化するコーティングをもたらすことができる。
【００３１】
磁気誘電材料の最上部の層及び最下部の層は、誘電材料を含む。例えば、この方法は、誘電材料のみを用いて、任意選択的に上にダミー層が配置された状態のドラムロールをまずコーティングすること、強磁性層の付着を開始すること、所望の数の層が達成された後で、強磁性層の付着を停止すること、及びその後誘電材料の付着を停止すること、を含むことがある。
【００３２】
ドラムコーティングによって形成された磁気誘電材料は、ドラムロールから取り外され、任意選択的に所望の寸法に形成され、その後、最上部の層及び最下部の層を形成するために２つの誘電層間に貼り合わせられることがある。最上部の層及び最下部の層は、誘電層と同じか又は異なる材料である外側層誘電材料を含むことがある。材料に応じて、貼り合わせは、１５０〜４００℃の温度で、０．３〜９ＭＰａ、１〜７ＭＰａ、又は３〜５ＭＰａの圧力で行われることがある。
【００３３】
図３は、ドラムロールコータ―６００の実施形態の例を示す。ドラムロールコータ―６００では、ドラムロール６０８が時計回りに回転する。ドラムロール６０８上の位置の矢印によって示される移動経路に沿って、この位置は強磁性体コーティングゾーン６２２を通過し、次いで誘電体コーティングゾーン６２４を通過する。この機構全体が、真空チャンバ６０２内に配置される。
【００３４】
各強磁性層は、規定された最大周波数におけるそれぞれの強磁性材料の表皮深さの１／１５以上で、かつ規定された最大周波数におけるそれぞれの強磁性材料の表皮深さの１／５以下の厚さを個別に有する。各強磁性層は、個別に同じ厚さを有することができる。強磁性層は、複数の強磁性層のうちの別の層とは異なる厚さを有することができる。複数の強磁性層のうちのより中央に配置された強磁性層は、より外側に配置された強磁性層よりも厚いことがあり、「より厚い」という用語は、２：１以下でかつ１：１よりも大きい倍率だけより厚いことを意味することがある。例えば、図１では、中央に配置された強磁性層３０６は、最も外側の強磁性層３０２及び３１０よりも厚くすることができ、内側の強磁性層３０４及び３０８はそれぞれ個別に、中央に配置された強磁性層３０６又は最も外側の強磁性層３０２及び３１０と同じ厚さ又は異なる厚さにすることができる。それぞれの強磁性層の厚さは、中央に配置された強磁性層から最も外側の強磁性層にかけて増加させることができる。例えば、図１では、中央に配置された強磁性層３０６は内側の強磁性層３０４及び３０８よりも厚くすることができ、内側の強磁性層３０４及び３０８は最も外側の強磁性層３０２及び３１０よりも厚くすることができる。
【００３５】
各強磁性層は個別に同じか又は異なる強磁性材料を含むことができる。各強磁性層は同じ強磁性材料を含むことができる。各強磁性層の強磁性材料は個別に、（規定された最大周波数（ヘルツ））を（８００×１０９）で割った値以上の透磁率を有することがある。強磁性材料は、鉄、ニッケル、コバルト、又はこれらのうちの少なくとも１つを含む組み合わせを含むことがある。強磁性材料は、ニッケル−鉄、鉄−コバルト、窒化鉄（Ｆｅ４Ｎ）、鉄−ガドリニウム、又はこれらのうちの少なくとも１つを含む組み合わせを含むことがある。各強磁性層は個別に、２０ナノメートル以上、又は２０〜６０ナノメートル、又は３０〜５０ナノメートル、又は２００ナノメートル以下、又は１００ナノメートル〜１マイクロメートル、又は２０ナノメートル〜１マイクロメートルの厚さを有することがある。各強磁性層は個別に窒化鉄を含むことができ、１００〜２００ナノメートルの厚さを有することがある。
【００３６】
各誘電層は個別に、１５０〜１，５００ボルトピークのそれぞれの厚さに渡る絶縁耐電圧をもたらすのに十分な厚さ及び誘電定数を有し、絶縁耐電圧（高電圧［Ｈｉ−Ｐｏｔ］、過電圧、又は電圧破壊とも呼ばれる）は、ＡＳＴＭ  Ｄ１４９などの標準電気方法に従って試験される。ＡＳＴＭ  Ｄ１４９については、ＩＰＣ−ＴＭ−６５０  試験方法マニュアル、番号２．５．６．１、２００７年３月、を参照されたい。各誘電層は、規定された最大周波数において２．８以下の誘電定数を有することがある。各誘電層は個別に、誘電性ポリマーを含むことがあり、規定された最大周波数において２．８以下の誘電定数を有することがある。各誘電層は個別に、１００〜１，０００ボルト／マイクロメートルの固有絶縁耐力で、２．４〜５．６の誘電定数を有することがある。各誘電層は個別に、誘電性ポリマー及び誘電性フィラー（例えば、シリカ）を含むことがあり、２．４〜５．６の誘電定数を有することがある。誘電材料は、０．００５以下の損失正接（ｔａｎδｅ）を有することがある。
【００３７】
各誘電層は、個別に同じ厚さを有することがある。誘電層は、互いに異なる厚さを有することがある。各誘電層は個別に、０．５〜６マイクロメートルの厚さを有することがある。各誘電層は個別に、０．１〜１０マイクロメートルの厚さを有することがある。任意の１つの誘電層と任意の１つの強磁性層の厚さの比は、１：１〜１００：１、又は１：１〜１０：１であり得る。
【００３８】
最も外側の誘電層は、磁気誘電材料内部の誘電層と比べると厚さが増加していることがある。例えば、最も外側の誘電層はそれぞれ個別に、２０〜１，０００マイクロメートル、又は５０〜５００マイクロメートル、又は１００〜４００マイクロメートルの厚さを有することがある。
【００３９】
各誘電層は個別に、同じか又は異なる誘電材料を含むことがある。各誘電層は個別に、同じ誘電材料を含むことがある。複数の誘電層は、交互の誘電材料の層を含むことがある。例えば、図１では、層２０２、２０６、及び２１０は第１の誘電材料を含むことがあり、層２０４、２０８、及び２１２は第１の誘電材料とは異なる第２の誘電材料（例えば、追加の誘電材料又は薄膜誘電材料）を含むことがある。
【００４０】
追加の誘電材料、薄膜誘電材料、及び外側層誘電材料を含めて誘電材料は、それぞれ個別に、誘電性ポリマー、例えば熱可塑性ポリマー又は熱硬化性ポリマーを含むことがある。ポリマーはオリゴマー、ポリマー、イオノマー、デンドリマー、コポリマー（グラフト・コポリマー、ランダム・コポリマー、ブロック・コポリマー（例えば、星型ブロック・コポリマー、ランダム・コポリマー、等）など）、及びそれらのうちの少なくとも１つを含む組み合わせを含むことがある。使用することができるポリマーの例としては、環状オレフィンポリマー（ポリノルボルネン、及びノルボルネニル単位を含むコポリマー、例えば、ノルボルネンなどの環状ポリマーとエチレン又はプロピレンなどの非環状オレフィンのコポリマーを含む）、フルオロポリマー（例えば、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、フッ素化エチレン・プロピレン（ＦＥＰ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエチレン・テトラフルオロエチレン（ＰＥＴＦＥ）、ペルフルオロアルコキシ（ＰＦＡ））、ポリアセタール（例えば、ポリオキシエチレン及びポリオキシメチレン）、ポリ（Ｃ１−６アルキル）アクリレート、ポリアクリロニトリル、ポリ無水物、ポリアリーレン・エーテル（例えば、ポリフェニレン・エーテル）、ポリ（エーテル・ケトン）（例えば、ポリエーテル・エーテル・ケトン（ＰＥＥＫ）及びポリエーテル・ケトン・ケトン（ＰＥＫＫ））、ポリアリーレン・ケトン、ポリアリーレン・スルホン（例えば、ポリエーテル・スルホン（ＰＥＳ）、ポリフェニレン・スルホン（ＰＰＳ）など）、ポリベンゾチアゾール、ポリベンゾキサゾール、ポリベンゾイミダゾール、ポリカーボネート（ホモポリカーボネート、及びポリカーボネート−エステルなどのポリカーボネート・コポリマーを含む）、ポリエステル（例えば、ポリエチレン・テレフタレート、ポリブチレン・テレフタレート、ポリアリレート、及びポリエステル−エーテルなどのポリエステル・コポリマー）、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリ（Ｃ１−６アルキル）メタクリル酸塩、ポリメタクリルアミド（非置換及びモノ−Ｎ−及びジ−Ｎ−（Ｃ１−８アルキル）アクリルアミドを含む）、ポリオレフィン（例えば、ポリエチレン、例えば、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、及び直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）など、ポリプロピレン、及びそれらのハロゲン化誘導体（ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）など）、及びそれらのコポリマー、例えば、エチレン−α−オレフィンコポリマー、ポリオキサジアゾール、ポリオキシメチレン、ポリフタリド、ポリシラザン、ポリスチレン（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）及びメタクリル酸メチル−ブタジエン−スチレン（ＭＢＳ）などのコポリマーを含む）、ポリスルホンアミド、ポリスルホン酸塩、ポリスルホン、ポリチオエステル、ポリトリアジン、ポリ尿素、ポリウレタン、ビニル・ポリマー（ポリビニル・アルコール、ポリビニル・エステル、ポリビニル・エーテル、ハロゲン化ポリビニル（例えば、ポリフッ化ビニル）、ポリビニル・ケトン、ポリビニル・ニトリル、ポリビニル・チオエーテル、及びポリフッ化ビニリデンを含む）、���ルキド、ビスマレイミド・ポリマー、ビスマレイミド・トリアジン・ポリマー、シアン酸エステルポリマー、ベンゾシクロブテン・ポリマー、フタル酸ジアリルポリマー、エポキシ、ヒドロキシメチルフラン・ポリマー、メラミン−ホルムアルデヒド・ポリマー、ベンズオキサジン、ポリブタジエンなどのポリジエン（そのホモポリマー及びコポリマーを含む、例えば、ポリ（ブタジエン−イソプレン））、ポリイソシアネート、ポリ尿素、ポリウレタン、トリアリル・シアヌレート・ポリマー、トリアリル・イソシアヌレート・ポリマー、及び重合性プレポリマー（例えば、不飽和ポリエステル、ポリイミドなどのエチレン不飽和を有するプレポリマー）、等が挙げられる。
【００４１】
追加の誘電材料、薄膜誘電材料、及び外側層誘電材料を含めて誘電材料は、それぞれ個別に、ポリオレフィン（ポリプロピレン又はポリエチレンなど）、ドイツ、フランクフルト−ヘーヒスト（Ｆｒａｎｋｆｕｒｔ−Ｈｏｅｃｈｓｔ）にあるトパス・アドバンス・ポリマーズ（ＴＯＰＡＳ  Ａｄｖａｎｃｅ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ）社から市販されているトパスオレフィン・ポリマー（ＴＯＰＡＳ  ｏｌｅｆｉｎ  ｐｏｌｙｍｅｒ）などの環状オレフィンコポリマー、ポリエステル（ポリ（エチレン・テレフタレート）など）、ポリエーテルケトン（ポリエーテル・エーテル・ケトンなど）、又はそれらのうちの少なくとも１つを含む組み合わせ、を含むことがある。誘電材料は、ＰＴＦＥ、延伸ＰＴＦＥ、ＦＥＰ、ＰＦＡ、ＥＴＦＥ（ポリエチレン−テトラフルオロエチレン）、フッ素化ポリイミド、又はこれらのうちの少なくとも１つを含む組み合わせを含むことがある。誘電材料は、ポリイミドに結合したオリゴマーの又はポリマーのシルセスキオキサン基を有するポリイミドを含むことがある。オリゴマーの又はポリマーのシルセスキオキサン基は、多面体オリゴマーシルセスキオキサン基（ＰＯＳＳ：ｐｏｌｙｈｅｄｒａｌ  ｏｌｉｇｏｍｅｒｉｃ  ｓｉｌｓｅｓｑｕｉｏｘａｎｅ）であり得る。一実施形態では、ポリイミドはポリマー主鎖を形成し、オリゴマーの又はポリマーのシルセスキオキサン基は、鎖、例えばカルボキシル基を介してポリマー主鎖に結合される。一実施形態では、オリゴマーの又はポリマーのシルセスキオキサン基は、繰り返しているポリマー主鎖の一部ではない。ポリシルセスキオキサン誘導体化ポリイミドが、米国特許第７６１９０４２号明細書で提供される方法を含め、多数の方法によって調製されることがある。一実施形態では、オリゴマーの又はポリマーのシルセスキオキサン基は、カルボキシル結合点によってポリイミドに結合されることがある。そのような材料は、例えば、アラバマ州ハンツヴィルにあるネキソルブ（ＮｅＸｏｌｖｅ）社から市販されている。
【００４２】
少なくとも１つの誘電層が、誘電定数が２．４〜２．６で、厚さが０．１〜４．７マイクロメートルのフッ素化ポリイミドを含むことがある。
追加の誘電材料、薄膜誘電材料、及び外側層誘電材料を含めて誘電材料は、それぞれ個別に、１つ又は複数の誘電性フィラーを含んで、その特性（例えば、誘電定数又は熱膨張係数）を調節することができる。誘電性フィラーは、二酸化チタン（ルチル又はアナターゼなど）、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、シリカ（例えば、溶融非晶質シリカ又はヒュームドシリカ）、コランダム、珪灰石、窒化ホウ素、中空ガラス微小球、又はこれらのうちの少なくとも１つを含む組み合わせを含むことがある。
【００４３】
追加の誘電材料、薄膜誘電材料、及び外側層誘電材料を含めて誘電材料は、それぞれ個別に、セラミックを含むことがある。例えば、ポリマーの代わりにセラミックを使用することは、以下の通りであることがある。即ち、本明細書に開示する実施形態による適切なポリマーの厚さに対するセラミックの厚さは、（所与のセラミックの誘電定数）／（適切なポリマー誘電定数）の比率が、（適切なポリマーの厚さ）／（所与のセラミックの厚さ）の比率に等しくなるように調節される。セラミックは、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）（たとえば非晶質ＳｉＯ２）、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、又はこれらのうちの少なくとも１つを含む組み合わせを含むことがある。例えば、二酸化ケイ素を含むセラミック層の厚さは、［２．１／（セラミックのεｒ）×（８マイクロメートル）］以下とすることができ、１５０ボルトピークの最小絶縁耐力を有することができる。
【００４４】
各誘電層は、互いに異なる２種以上の誘電材料を含むことがある。例えば、所与の誘電層は、第１の誘電材料及び第２の誘電材料を含むことがあり、そのそれぞれは、異なる誘電定数を有し、同じ厚さであるか又は異なる厚さである。第１の誘電材料はフッ素化ポリイミドを含むことがあり、第２の誘電材料はＰＴＦＥ若しくは延伸ＰＴＦＥ、ＰＥＥＫ、又はＰＦＡを含むことがある。第１の誘電材料は、低い融点を有するポリマー（例えば、ポリプロピレン及びポリ（エチレン・テレフタレート））を含むことがあり、第２の誘電材料は、フルオロポリマー（例えば、ＰＴＦＥ）を含むことがある。第１の誘電材料はセラミックを含むことがあり、第２の誘電材料はセラミックか又は非セラミックの誘電材料のいずれかである。第１の誘電材料は、その上に複数の強磁性材料層のうちの１つを付着させるための基板を提供することができ、第２の誘電材料は、基板の屈折率を制御するための追加の誘電層を提供することができる。第１の誘電材料と第２の誘電材料は、強磁性層によって分離することができる。複数の誘電層は、第１の誘電材料層と第２の誘電材料層との交互の層を含むことがあり、第１の誘電材料層及び第２の誘電材料層の各々は、強磁性層によって分離される。
【００４５】
最上部の誘電層と最下部の誘電層のうちの１つ又は両方に、導電層を配置することがある。導電層は銅を含むことがある。導電層は、３〜２００マイクロメートル、または９〜１８０マイクロメートルの厚さを有することがある。適切な導電層は、現在では回路の形成に使用される銅箔、例えば、電着銅箔などの、導電性金属の薄層を含む。銅箔は、２マイクロメートル以下、または０．７マイクロメートル以下の二乗平均平方根（ＲＭＳ）粗さを有することがあり、粗さは、白色光干渉法を使用して、ヴィーコインスツルメンツ（Ｖｅｅｃｏ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）社のＷＹＣＯオプティカルプロファイラ（ＷＹＣＯ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｐｒｏｆｉｌｅｒ）を使用して測定される。
【００４６】
導電層は、成形の前に鋳型に導電層を配置することにより、又は導電層を磁気誘電材料に貼り合わせることにより、又は直接的なレーザー構造化により、又は接着層を介して導電層を基板に接着させることにより、設けることができる。例えば、貼り合わせられた基板は、導電層と磁気誘電材料との合間に配置することができる任意選択的なポリフルオロカーボン膜、及び、ポリフルオロカーボン膜と導電層との合間に配置することができる微小ガラス強化フルオロカーボンポリマーの層を含むことがある。微小ガラス強化フルオロカーボンポリマーの層は、導電層の磁気誘電材料への接着を強めることができる。微小ガラスは、層の全重量に基づいて４〜３０重量％の量で存在することがある。微小ガラスは、９００マイクロメートル以下、又は５００マイクロメートル以下の最長長さスケールを有することがある。微小ガラスは、コロラド州デンバーのジョンズ・マンビル社（Ｊｏｈｎｓ−Ｍａｎｖｉｌｌｅ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から市販されているようなタイプの微小ガラスであり得る。ポリフルオロカーボン膜は、フルオロポリマー（ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、（ＴＥＦＬＯＮ  ＦＥＰなどの）フッ素化エチレン−プロピレン・コポリマー、及び（ＴＥＦＬＯＮ  ＰＦＡなどの）完全にフッ素化されたアルコキシ側鎖を有するテトラフルオロエチレン主鎖を有するコポリマー、など）を含む。
【００４７】
導電層は、レーザー直接構造化により設けることができる。ここで、磁気誘電材料はレーザー直接構造化添加物を含むことがあり、レーザーは基板の表面を照射するために用いられ、レーザー直接構造化添加物のトラックを形成し、導電性金属がそのトラックに設けられる。レーザー直接構造化添加物は、金属酸化物粒子（酸化チタン及び銅酸化クロムなど）を含むことがある。レーザー直接構造化添加物は、スピネル銅などのスピネル系無機金属酸化物粒子を含むことがある。金属酸化物粒子は、例えば、スズ及びアンチモン（例えば、コーティングの全重量に基づいて、５０〜９９重量％（ｗｔ％）のスズ及び１〜５０ｗｔ％のアンチモン）を含む組成物を用いてコーティングされることがある。レーザー直接構造化添加物は、それぞれの組成物の１００部に基づいて、２〜２０部の添加物を含むことがある。照射は、１０ワットの出力電力下で１，０６４ｎｍの波長、８０キロヘルツの周波数、及び毎秒３メートルの速さを有するＹＡＧレーザーを用いて行われることがある。導電性金属は、例えば銅を含む無電解めっき浴におけるめっき処理を用いて設けられることがある。
【００４８】
或いは、導電層は、導電層を接着によって貼り付けることにより設けられることがある。一実施形態では、導電層は回路（別の回路の金属化層）、例えばフレックス回路である。例えば、接着層が、導電層のうちの一方又は両方と基板との間に配置されることがある。接着層は、ポリ（アリーレン・エーテル）と、ブタジエン、イソプレン、若しくはブタジエン及びイソプレン単位、並びに０〜５０重量％以下の共硬化性モノマー単位を含むカルボキシ官能化ポリブタジエン又はポリイソプレンポリマーと、を含むことがあり、接着層の組成は、基板層の組成とは同じではない。接着層は、１平方メートル当たり２〜１５グラムの量で存在することがある。ポリ（アリーレン・エーテル）は、カルボキシ官能化ポリ（アリーレン・エーテル）を含むことがある。ポリ（アリーレン・エーテル）は、ポリ（アリーレン・エーテル）と環状無水物との反応生成物、又はポリ（アリーレン・エーテル）と無水マレイン酸との反応生成物であり得る。カルボキシ官能化ポリブタジエン又はポリイソプレンポリマーは、カルボキシ官能化ブタジエン−スチレンコポリマーであり得る。カルボキシ官能化ポリブタジエン又はポリイソプレンポリマーは、ポリブタジエン又はポリイソプレンポリマーと環状無水物との反応生成物であり得る。カルボキシ官能化ポリブタジエン又はポリイソプレンポリマーは、マレイン化ポリブタジエン−スチレン又はマレイン化ポリイソプレン−スチレンコポリマーであり得る。当技術分野で知られている他の方法を使用して、特定の材料及び回路材料の形態、例えば、電着、化学気相堆積、貼り合わせ等によって認められるところに導電層を設けることができる。
【００４９】
導電層は、パターン形成された導電層であり得る。磁気誘電材料は、磁気誘電材料の反対側に配置された第１の導電層及び第２の導電層を含むことがある。
装置が、磁気誘電材料を含むことがある。装置の例示的な用途は、ダイポールアンテナでの使用向けであり、ここでは、磁気誘電材料は、磁気誘電性キャビティ装填素子を形成するために使用され、この磁気誘電性キャビティ装填素子は、帯域幅の低下が殆ど又は全く無い状態で、金属製の接地板から、自由空間において劇的に１／４波長未満にアンテナを配置することを可能にする。そのような用途は、航空機アンテナにおいて有用性を認められており、ここでは、この磁気誘電材料により、既存の航空機アンテナシステムに比べて、航空機の外板上に配置されたときに空気抵抗が劇的に低減する薄型アンテナの使用が可能になる。他の例示的な用途は、小さなフォームファクターのアンテナが要求される環境において複数のアンテナ素子が同じ場所に配置されなくてはならないシステムを含む。
【００５０】
ここで図４を参照すると、磁気誘電材料１００と共に使用するための例示的な装置４００が、複数の層１０２の最下部の誘電層と面形状が適合して直接的に接触して配置される第１の導電層１０４と、複数の層１０２の最上部の誘電層と面形状が適合して直接的に接触して配置される第２の導電層１０６と、を有して示されている。第１の導電層１０４は、接地面を画定することができ、第２の導電層１０６は、パッチアンテナで使用するのに適したパッチを画定することができる。第１及び第２の導電層１０４、１０６は、銅クラッド層であり得る。装置４００は、複数の層１０２の各々並びに第１及び第２の導電層１０４、１０６’（点線で描かれている）が同じ平面図寸法を有する多層シートの形状であり得る。図４は、シングルパッチアンテナなどの装置４００を示しているが、本開示の範囲はそのように限定はされず、多層磁気誘電薄膜アンテナアレイを形成するためにアレイに配置された複数の装置（複数のパッチアンテナなど）も包含することを、理解されたい。
【００５１】
本明細書で使用する場合、面形状が適合して直接的に接触する、という用語は、本明細書で説明する層の各層が、それぞれの隣接する１つ又は複数の層と直接的に物理的に接触し、かつ、それぞれの隣接する１つ又は複数の層のそれぞれの１つ又は複数の表面プロファイルに一致し、その結果、隣接する層の対の間の界面に実質的に空隙が無い磁気誘電材料を形成することを意味する。
【００５２】
以降の実施例は、磁気誘電材料を形成する方法を説明するために提供される。これらの実施例は単なる例示に過ぎず、本開示に従って行われる方法又は材料を、実施例に記載する材料、条件、又は処理パラメータに限定することを意図するものではない。
【実施例】
【００５３】
実施例１：誘電体基板の片側に強磁性層をロールコーティングする
ＰＴＦＥ又はＰＥＥＫ基板の片側に強磁性窒化鉄層をロールコーティングして、コーティングされたシートを形成する。デウォル（ＤｅＷａｌ）社又はサンゴバン（Ｓａｉｎｔ  Ｇｏｂａｉｎ）社から市販されているようなＰＴＦＥ基板は８マイクロメートルの厚さを有しており、バーテックス（Ｖｉｔｒｅｘ）社から市販されているようなＰＥＥＫ基板は６マイクロメートルの厚さを有している。基板は、１５０〜６００ｃｍ／ｍｉｎの線速度で強磁性体コーティングゾーンを通って進む。強磁性体コーティングゾーンは、１〜１００ワット／平方センチメートル（Ｗ／ｃｍ２）電力密度、１×１０−４〜１×１０−５パスカル（Ｐａ）のベース圧力、及び０．１〜２Ｐａの全圧（ＰＮ２／（ＰＮ２＋ＰＡＲ）＝０．０１〜０．２）、の鉄ターゲットにおけるものである。強磁性体コーティングゾーンの上流では、基板をプラズマ処理して窒化鉄と基板との接着を強めることがある。プラズマ処理は、０．０２〜０．３Ｗ／ｃｍ２の電力密度でかつ０．１〜２ＰａのＮ２及びＡｒの全圧で行われることがある。
【００５４】
次いで、コーティングされたシートを、同じ幅及び長さ、例えば６０．９６ｃｍ（２フィート）×１２１．９２ｃｍ（４フィート）を有する複数のシートに切断する。強磁性層の全てが同じ方向を向くように複数のシートの多層スタックを形成し、最も外側の強磁性層上に誘電層を配置し、多層スタックを貼り合わせて磁気誘電材料を形成する。貼り合わせは、１５０〜４００℃の温度及び０．３〜９ＭＰａの圧力で行われる。
【００５５】
結果として得られる磁気誘電材料は、交互の窒化鉄強磁性層と誘電層を有し、誘電層の各々は同じ材料を含み、かつ同じ厚さを有し、強磁性層の各々は同じ材料を含み、かつ同じ厚さを有する。
実施例２：誘電体基板の両側に強磁性層をロールコーティングする
誘電層の両側に強磁性体コーティングゾーンを配置し、強磁性体コーティングゾーンの下流で誘電層の同じく両側に誘電体コーティングゾーンを配置するという点を除いて、実施例１の処理をなぞる。誘電体コーティングゾーンでは、１〜２マイクロメートル厚さの硬化性組成物（硬化性ポリイミド組成物、硬化性エポキシ組成物、硬化性アクリレート組成物、硬化性シロキサン組成物、硬化性シクロブテン組成物など）を強磁性層上にスプレーコーティングし、１６０℃の温度及び０．０１〜０．１Ｐａの圧力で硬化性ポリイミド組成物を硬化させる。
【００５６】
結果として得られる磁気誘電材料は、交互の窒化鉄強磁性層と誘電層を有し、誘電層は１つおきに、基板層と硬化された組成物から導出された層との間で交互になっている。
実施例３：誘電体基板の両側に強磁性層をロールコーティングし、交互の誘電薄膜で貼り合わせる
多層スタックを形成する際、複数の切断されたシートの各々の間に薄膜を追加するという点を除いて、実施例２の処理をなぞる。薄膜は、例えば、ポリエチレン・テレフタレート（東レ社又は帝人デュポン（Ｔｅｉｊｉｎ  Ｄｕｐｏｎｔ）社から市販されているものなど）などのポリエステル、又はポリエチレン若しくはポリプロピレンなどのポリオレフィンを含む。薄膜は、２〜４マイクロメートルの厚さを有する。基板は、１２マイクロメートル厚さのＰＴＦＥ膜又は８マイクロメートル厚さのＰＥＥＫ膜である。貼り合わせは、１５０〜４００℃の温度及び０．３〜９ＭＰａの圧力で行われる。
【００５７】
結果として得られる磁気誘電材料は、交互の窒化鉄強磁性層と誘電層を有し、誘電層は１つおきに、基板層と薄膜層との間で交互になっている。
実施例４：交互の強磁性層と誘電層のドラムロールコーティング
回転ドラム上に配置された誘電体基板の上に交互の強磁性層と誘電層を付着させて磁気誘電材料を形成する。強磁性材料付着位置及び誘電材料付着位置は、ドラムの周りの位置に放射状に配置される。強磁性材料付着位置は、実施例１で説明した条件を使用して、窒化鉄を付着させる。誘電材料付着位置は、ＰＴＦＥ又は非晶質ＳｉＯ２などの誘電材料を付着させる。回転ドラムは、３０〜１２０ｃｍ／ｍｉｎの線速度で回転する。
実施例５：ドラムロールコーティング、及び積層スタックの貼り合わせ
実施例４に従って、幾つかの多層を準備する。この多層を積層して積層スタックを形成し、次いで積層スタックを貼り合わせて磁気誘電材料を形成する。
【００５８】
誘電材料付着位置がＰＴＦＥを付着させる場合、ＰＴＦＥは、１〜１００Ｗ／ｃｍ２電力密度、−５〜−７Ｐａのベース圧力、及び０．１〜２Ｐａの全圧（ＰＣＦ４／（ＰＣＦ４＋ＰＡＲ）＝０〜０．２）のＰＴＦＥターゲットを用いたＲＦスパッタリングによって、付着させることができる。
【００５９】
誘電材料付着位置がＳｉＯ２を付着させる場合、ＳｉＯ２は、１〜１００Ｗ／ｃｍ２電力密度、１×１０−４〜１×１０−５Ｐａのベース圧力、及び０．１〜２Ｐａの全圧（ＰＯ２／（ＰＯ２＋ＰＡＲ）＝０．１〜０．３）のＳｉターゲットを用いたＤＣスパッタリングによって、付着させることができる。逆に、ＳｉＯ２は、０．１〜１０Ｗ／ｃｍ２電力密度及び５０〜２００Ｐａの全圧（ＰＴＥＯＳ／（ＰＴＥＯＳ＋ＰＯ２）＝０．００５〜０．０５）を用いたＰＥＣＶＤによって付着させることができる。
【００６０】
プラズマ処理位置も、回転ドラムの周りの位置に放射状に配置することができ、その結果、露出した層をプラズマ処理して、後続の追加層に対する露出した層の接着性を高めることができる。プラズマ処理は、０．０２〜０．２Ｗ／ｃｍ２の電力密度でかつ０．１〜２ＰａのＮ２及びＡｒの全圧で行われることがある。
【００６１】
結果として得られる磁気誘電材料は、交互の窒化鉄強磁性層と誘電層を有する。
次いで、それぞれ個別に１００〜４００マイクロメートルの厚さを有するＰＴＦＥ又はＰＥＥＫの２つの誘電層の合間にこの磁気誘電材料を積層し、１５０〜４００℃の温度で０．３〜９ＭＰａの圧力で貼り合わせることができる。
【００６２】
磁気誘電材料を形成する上記の方法は、以下の実施形態において更に説明される。
実施形態１：磁気誘電材料を形成する方法であって、強磁性体コーティングゾーンを介して誘電層を連続的に移動させることにより、誘電材料を含む誘電層上に強磁性材料をロールコーティングして、誘電層上に配置された強磁性層を含むコーティングされたシートを形成するステップであって、誘電層は、第１のロールから強磁性体コーティングゾーンを通って第２のロールに至る経路を進むステップと、コーティングされたシートから複数のシートを形成するステップと、複数のシートの積層スタックを形成するステップと、積層スタックを貼り合わせて、複数の交互の強磁性層と誘電層を有する磁気誘電材料を形成するステップであって、最上部の層及び最下部の層は外側層誘電材料を含むステップと、を含み、磁気誘電材料は規定された最小周波数以上でかつ規定された最大周波数以下の動作周波数範囲に渡って動作可能であり、複数の強磁性層の各層は、規定された最大周波数におけるそれぞれの強磁性層の表皮深さの１／１５〜１／５の強磁性層厚さを有し、複数の誘電材料層の各層は、１５０〜１，５００ボルトピークのそれぞれの厚さに渡る絶縁耐電圧をもたらす誘電層厚さ及び誘電定数を有し、複数の層は、複数の層における規定された最小周波数の１波長以下の全体的厚さを有する、方法。
【００６３】
実施形態２：強磁性体コーティングゾーンは、誘電層の両側に配置される、実施形態１に記載の方法。
実施形態３：積層スタック内の複数のシートの各々は、誘電層に対して同じ方向を向いている強磁性層を有する、先行する実施形態のいずれか１つ又は複数に記載の方法。
【００６４】
実施形態４：積層スタック内の複数のシートのうちの交互のシートは、誘電層に対して反対方向を向いている強磁性層を有する、実施形態１に記載の方法。
実施形態５：強磁性体コーティングゾーンの下流に配置された誘電体コーティングゾーンにおいて、強磁性層上に追加の誘電材料をコーティングするステップを更に含む、先行する実施形態のいずれか１つ又は複数に記載の方法。
【００６５】
実施形態６：追加の誘電材料と誘電材料とは異なる、実施形態５に記載の方法。
実施形態７：追加の誘電材料はセラミックを含む、実施形態５〜６のいずれか１つ又は複数に記載の方法。
【００６６】
実施形態８：追加の誘電材料は硬化性組成物を含む、実施形態５〜６のいずれか１つ又は複数に記載の方法。
実施形態９：追加の誘電材料をコーティングするステップは、ロールオーバーナイフコーティング又はリバースコーティングを含む、実施形態５〜８のいずれか１つ又は複数に記載の方法。
【００６７】
実施形態１０：追加の誘電材料をコーティングするステップは、スプレーコーティング、蒸着、化学気相堆積、ロールオーバーナイフコーティング、リバースロールコーティング、又はスパッタリングを含む、実施形態５、６、８、又は９のいずれか１つ又は複数に記載の方法。
【００６８】
実施形態１１：磁気誘電材料は、誘電材料と付着された誘電材料の交互の層を含み、誘電層と付着された誘電層との間には強磁性層が配置される、実施形態５〜１０のいずれか１つ又は複数に記載の方法。
【００６９】
実施形態１２：積層スタックは、複数のシートの層の間に配置された薄膜誘電材料を含む複数の薄い誘電膜を更に含む、先行する実施形態のいずれか１つ又は複数に記載の方法。
【００７０】
実施形態１３：磁気誘電材料は、誘電材料と薄膜誘電材料の交互の層を含み、誘電層と複数の薄い誘電膜から導出された薄膜誘電層の各々の間には強磁性層が配置される、実施形態１２に記載の方法。
【００７１】
実施形態１４：薄膜誘電材料は、ポリエステル、ポリオレフィン、又はこれらのうちの少なくとも１つを含む組み合わせを含む、実施形態１２〜１３のいずれか１つ又は複数に記載の方法。
【００７２】
実施形態１５：磁気誘電材料を形成する方法であって、ドラムロール上に強磁性材料及び誘電材料をドラムロールコーティングするステップであって、強磁性体コーティングゾーン及び誘電体コーティングゾーンがドラムロールの周りの位置に放射状に配置され、強磁性コーティングゾーンは強磁性材料を付着させ、誘電体コーティングゾーンは誘電材料を付着させて、複数の交互の強磁性層と誘電層を有する磁気誘電材料を形成するステップを含み、磁気誘電材料の最上部の層及び最下部の層は外側層誘電材料を含み、磁気誘電材料は規定された最小周波数以上でかつ規定された最大周波数以下の動作周波数範囲に渡って動作可能であり、複数の強磁性層の各層は、規定された最大周波数におけるそれぞれの強磁性層の表皮深さの１／１５〜１／５の強磁性層厚さを有し、複数の誘電材料層の各層は、１５０〜１，５００ボルトピークのそれぞれの厚さに渡る絶縁耐電圧をもたらす誘電層厚さ及び誘電定数を有し、複数の層は、複数の層における規定された最小周波数の１波長以下の全体的厚さを有する、方法。
【００７３】
実施形態１６：追加の強磁性体コーティングゾーンにおいて追加の強磁性材料を付着させ、追加の誘電材料コーティングゾーンにおいて追加の誘電材料を付着させるステップを含み、ドラムロール上の位置の移動経路は、誘電体コーティングゾーン、強磁性体コーティングゾーン、追加の誘電体コーティングゾーン、及び追加の強磁性体コーティングゾーンを順次通過すること含む、実施形態１５に記載の方法。
【００７４】
実施形態１７：強磁性材料及び追加の強磁性材料は同一である、実施形態１６に記載の方法。
実施形態１８：誘電材料と追加の誘電材料とは異なっている、実施形態１６〜１７のいずれか１つ又は複数に記載の方法。
【００７５】
実施形態１９：誘電材料のみを用いてドラムロールをまずコーティングするステップ、強磁性層の付着を開始するステップ、所望の数の層が付着された後で、強磁性層の付着を停止するステップ、及びその後誘電材料の付着を停止するステップ、を更に含む、実施形態１５〜１８のいずれか１つ又は複数に記載の方法。
【００７６】
実施形態２０：追加の誘電材料は、エポキシ、ポリアクリレート、シリコーン、ポリシクロブテン、ポリイミド、又はこれらのうちの少なくとも１つを含む組み合わせを含む、実施形態５〜１１、又は１６〜１９のいずれか１つ又は複数に記載の方法。
【００７７】
実施形態２１：強磁性材料は、鉄、ニッケル、コバルト、ガドリニウム、又はこれらのうちの少なくとも１つを含む組み合わせを含む、先行する実施形態のいずれか１つ又は複数に記載の方法。
【００７８】
実施形態２２：誘電材料は、フルオロポリマー、ポリ（エーテル・ケトン）、ポリイミド、ポリオレフィン、ポリエステル、又はこれらのうちの少なくとも１つを含む組み合わせを含む、先行する実施形態のいずれか１つ又は複数に記載の方法。
【００７９】
実施形態２３：誘電材料は、フッ素化ポリマー又はポリ（エーテル・ケトン）を含む、先行する実施形態のいずれか１つ又は複数に記載の方法。
実施形態２４：強磁性体コーティングゾーンの上流に配置されたプラズマゾーンにおいて、誘電層をプラズマ処理するステップを更に含む、先行する実施形態のいずれか１つ又は複数に記載の方法。
【００８０】
実施形態２５：新たな２つの誘電層の間で磁気誘電材料を貼り合わせて最上部の層及び最下部の層を形成するステップを含む、先行する実施形態のいずれか１つ又は複数に記載の方法。
【００８１】
実施形態２６：強磁性層厚さは２０ナノメートル〜１マイクロメートルである、先行する実施形態のいずれか１つ又は複数に記載の方法。
実施形態２７：誘電層厚さは０．１〜５０マイクロメートルである、先行する実施形態のいずれか１つ又は複数に記載の方法。
【００８２】
実施形態２８：磁気誘電材料は、０．１〜３ｍｍの全体的厚さを有する、先行する実施形態のいずれか１つ又は複数に記載の方法。
実施形態２９：先行する実施形態のいずれか１つ又は複数によって作製される物品。
【００８３】
一般的に、本開示は、本明細書に開示する任意の適切な構成要素を交互に含む、又はそれらの構成要素から構成される、又はそれらの構成要素から本質的に構成されることがある。本開示は、追加的に又は代替的に、先行技術の構成物において使用されるか、或いは本開示の機能及び／又は目的を達成するために必要ではない、任意の構成要素、材料、成分、補助物質、又は種類を含まないか、或いは実質的に含まないように構築することができる。
【００８４】
「ａ」及び「ａｎ」という用語は、数量の限定を示すものではなく、むしろ、言及された項目のうちの少なくとも１つが存在することを示す。「又は」という用語は、文脈がそうではないことを明示的に示さない限り、「及び／又は」を意味する。「任意選択の」又は「任意選択的な」は、後に説明される事象又は状況が発生することもしないこともあること、また、説明が、事象が発生する場合も事象が発生しない場合も含むことを意味する。
【００８５】
本明細書で使用される場合、「誘電定数」という用語は、比誘電率としても知られる。誘電定数は、例えば、１００ＭＨｚ〜１０ＧＨｚ、又は１〜１０ＧＨｚ、又は１００ＭＨｚ〜５ＧＨｚの動作周波数で決定されることがある。誘電定数は、２３℃で決定されることがある。
【００８６】
本明細書全体を通じて「一実施形態」、「別の実施形態」、「幾つかの実施形態」等への言及は、その実施形態に関連して説明される特定の要素（例えば、特徴、構造、工程、又は特性）が、本明細書に記載する少なくとも１つの実施形態の中に含まれ、かつ、他の実施形態中に存在することもしないこともあることを意味する。更に、記載される要素は、様々な実施形態で、任意の適切な態様で組み合わされることもあることを理解されたい。
【００８７】
一般的に、構成、方法、及び物品は、本明細書に開示する任意の材料、工程、又は構成要素を代替的に含む、又はそれらから構成される、又はそれらから本質的に構成されることがある。構成、方法、及び物品は、追加的に又は代替的に、本請求項の機能又は目的を達成するために必要ではない、任意の材料、工程、又は構成要素を含まない、又は実質的に含まないように、構築され、行われ、又は製造されることがある。
【００８８】
本明細書で特に断りの無い限り、全ての試験規格は、本出願の出願日か、又は、優先権が主張される場合には、試験規格が現れる最も早い優先出願の出願日の時点で有効な最新の規格である。
【００８９】
同じ構成要素又は特性に関する全ての範囲の端点は、その端点を含み、個別に組み合わせることが可能であり、全ての中間点及び範囲を含む。例えば、「２５重量％まで、又はより具体的には５〜２０重量％」という範囲は、端点を含み、かつ、１０〜２３重量％などの、「５〜２５重量％」の範囲の全ての中間値を含む）。
【００９０】
「第１の」、「第２の」等、「一次」、「二次」等の用語は、本明細書で使用される場合、何らかの順序、数量、又は重要性を意味するものではなく、むしろ、ある要素を他の要素から区別するために使用される。「上側」、「下側」、「底部」、及び／又は「上部」などの用語は、特に断りの無い限り、単に説明の便宜上のために本明細書で使用され、何らかの１つの位置又は空間的な向きに限定されるものではない。「組み合わせ」という用語は、ブレンド、混合物、合金、反応生成物などを含む。
【００９１】
特に断りの無い限り、本明細書で使用する技術用語及び科学的用語は、本開示が属する技術分野の当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。
全ての引用された特許、特許出願、及び他の参考文献は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。しかしながら、本出願中の用語がこれらの組み込まれた参考文献中の用語と矛盾又は相反する場合、本出願からの用語が、組み込まれた参考文献からの相反する用語よりも優先される。
【００９２】
特定の実施形態について説明してきたが、現在予見できない又は予見されないことがある、代替例、修正例、変形例、改良例、及び実質的な均等物が、出願人又は他の当業者に思い浮かぶことがある。従って、出願されかつ補正され得る添付の特許請求の範囲は、全てのそのような代替例、修正例、変形例、改良例、及び実質的な均等物を包含することが意図されている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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