JP2003124538A - 情報記憶装置およびその情報記憶装置を実装した電子機器 - Google Patents
情報記憶装置およびその情報記憶装置を実装した電子機器Info
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Abstract
素子、例えばMRAMが搭載された電子機器が何らかの
強い磁場を受けても、その磁場の影響が記憶層に及ばな
いようにして、情報の誤記憶を防止する。 【解決手段】 磁気抵抗効果を利用して情報を記憶する
情報記憶素子12を備えた情報記憶装置1であって、情
報記憶素子12が実装される際に用いられる樹脂材料1
3は、高透磁率材料が混入されたものからなる、または
情報記憶素子12はその表面の少なくとも一部もしくは
全面に高透磁率材料膜もしくは高透磁率材料を含む薄膜
が形成されているものである。
Description
びその情報記憶装置を実装した電子機器に関し、詳しく
は磁気抵抗効果を利用して情報を記憶する情報記憶素子
を備えたもので磁気シールドを施した情報記憶装置およ
びその情報記憶装置を実装した電子機器に関する。
用小型機器の飛躍的な普及にともない、これを構成する
メモリ素子やロジック素子などには、高集積化、高速
化、低消費電力化など、一層の高性能化が要求されてい
る。特に不揮発性メモリは、ユビキタス時代に必要不可
欠と考えられている。電源の消耗やトラブル、サーバと
ネットワークが何らかの障害により切断された場合であ
っても、不揮発性メモリは個人の重要な情報を保護する
ことができる。
クをスタンバイ状態にして、できるだけ消費電力を抑制
するように設計されているが、高速のワークメモリと大
容量ストレージメモリを兼ねることができる不揮発性メ
モリが実現できれば、消費電力とメモリの無駄を無くす
ことができる。また電源を入れると瞬時に起動できる、
いわゆる「インスタント・オン」機能も高速の大容量不
揮発性メモリが実現できれば可能になってくる。
フラッシュメモリや、強誘電体を用いたFRAM(Ferr
o electric Random Access Memory)などがあげられ
る。しかしながら、フラッシュメモリは、構造が複雑な
ために高集積化が困難であり、しかも、アクセス時間が
100ns程度と遅いという欠点がある。一方、FRA
Mにおいては、書き換え可能回数が1012〜1014で完
全にスタティックランダムアクセスメモリやダイナミッ
クランダムアクセスメモリに置き換えるには耐久性が低
いという問題が指摘されている。また、強誘電体キャパ
シタの微細加工が難しいという課題も指摘されている。
して注目されているのが、例えば「Wang et al., IEEE
Trans. Magn. 33 (1997) p4498」に記載されているよう
な、MRAM(Magnetic Random Access Memory)と呼
ばれる磁気メモリであり、近年のTMR(Tunnel Magne
toresistance)材料の特性向上により注目を集めるよう
になってきている。
化が容易であり、また磁気モーメントの回転により記憶
を行うために、書き換え回数が大であると予測されてい
る。またアクセス時間についても、非常に高速であるこ
とが予想され、既に100MHzで動作可能であること
が、R.Scheuerlein et al, ISSCC Digest of Papers(Fe
b.2000) p128-129 で報告されている。また、TMR(T
unnel Magnetic Resistance)効果により高出力が得ら
れるようになった現在では、大きく改善されてきてい
る。
う長所を有するMRAMではあるが、書き込みは、TM
R素子に近接させて設けられた書き込みビット線と書き
込み用ワード線に電流を流し、その発生磁界によって行
う。TMR素子の記憶層の反転磁界は材料にもよるが、
20Oe〜200Oeが必要であり、このときの電流は
数mAから数十mAになる。これは消費電流の増大につ
ながり、携帯機器の低消費電力化に対して大きな課題と
なる。このため、反転磁界を下げる材料および構造の開
発が進められている。
り、反転磁界の低減により、磁気ノイズマージンが小さ
くなり、逆に素子内およびチップ外の磁気的ノイズの影
響により誤動作を起こし易くなる。
代わって強磁性体の磁化方向制御を利用した情報記憶素
子、例えばMRAMが多くの電子機器に搭載されると
き、MRAM周辺において何らかの強い磁場が発生した
場合、その磁場によって記憶層の磁化が回転して、誤っ
たデータを記憶する可能性がある。強磁性体の磁化方向
制御を利用した情報記憶素子、例えばMRAMを実用化
するためには、MRAMを外部磁場の影響を受けないよ
うにシールドする必要がある。
決するためになされた情報記憶装置およびその情報記憶
装置を搭載した電子機器である。
利用して情報を記憶する情報記憶素子を備えた情報記憶
装置であって、前記情報記憶素子が実装される際に用い
られる樹脂材料は、高透磁率材料が混入されたものから
なるものである。または、磁気抵抗効果を利用して情報
を記憶する情報記憶素子を備えた情報記憶装置であっ
て、前記情報記憶素子は、その表面の少なくとも一部も
しくは全面に、高透磁率材料膜もしくは高透磁率材料を
含む薄膜が形成されているものである。
入された樹脂、高透磁率材料膜もしくは高透磁率材料を
含む薄膜を用いることによって、情報記憶素子が外部磁
場から磁気シールドされるので、情報記憶装置の信頼性
の向上が図れる。
果を利用して情報を記憶する情報記憶素子を備えた情報
記憶装置であって、前記情報記憶素子が実装される基板
は、高透磁率材料が混入されたものからなる。または、
前記情報記憶素子が実装される基板は、その表面の少な
くとも一部もしくは全面に、高透磁率材料膜もしくは高
透磁率材料を含む薄膜が形成されているものからなる。
入された基板、高透磁率材料膜もしくは高透磁率材料を
含む薄膜が形成されている基板を用いることによって、
情報記憶素子が外部磁場から磁気シールドされるので、
情報記憶装置の信頼性の向上が図れる。
果を利用して情報を記憶する情報記憶素子を備えた情報
記憶装置であって、前記情報記憶装置の放熱器は、少な
くとも高透磁率材料を含むものからなる。または、前記
情報記憶装置の放熱器は、その表面に高透磁率材料膜も
しくは高透磁率材料を含む薄膜が形成されているものか
らなる。
も高透磁率材料を含むもの、表面に高透磁率材料膜もし
くは高透磁率材料を含む薄膜が形成されているものを用
いることによって、情報記憶素子が外部磁場から磁気シ
ールドされるので、情報記憶装置の信頼性の向上が図れ
る。
は、磁気抵抗効果を利用して情報を記憶する情報記憶素
子を備えた情報記憶装置を実装した電子機器であって、
前記電子機器の筐体は、少なくとも高透磁率材料を含む
ものからなる。または、前記電子機器の筐体は、その表
面および裏面のうち少なくとも一部もしくは全面に、高
透磁率材料膜もしくは高透磁率材料を含む薄膜が形成さ
れているものからなる。
は、電子機器の筐体に少なくとも高透磁率材料を含むも
の、その筐体の表面および裏面のうち少なくとも一部も
しくは全面に、高透磁率材料膜もしくは高透磁率材料を
含む薄膜が形成されているものを用いることによって、
情報記憶素子が外部磁場から磁気シールドされるので、
電子機器の信頼性の向上が図れる。
の実施の形態を、図1の概略構成部分断面図によって説
明する。図1では、磁気抵抗効果を利用して情報を記憶
する情報記憶素子として例えばMRAM集積回路を用
い、パッケージに組み込む前の状態を示す。
憶素子12が搭載されている。この情報記憶素子12は
基板11に形成された端子(図示せず)とリード14に
よって電気的に接続されている。さらに、基板11上に
は上記情報記憶素子12を覆う樹脂材料13が形成され
ていて、上記情報記憶素子12はこの樹脂材料13と基
板11とによって封止されている。
ド膜に透磁率が3.5以上の高透磁率材料の粉末を20
wt.%以上95wt.%以下の量で分散させたものからな
る。上記高透磁率材料の含有比が20wt.%未満になる
と、十分な磁気シールド効果が得られなくなる。また高
透磁率材料の含有量が95wt.%を越えると樹脂中に分
散させることが難しくなる。したがって、樹脂に対する
高透磁率材料の含有量は上記のように設定した。
合成磁性材料のアルフェノール、センダスト、フェライ
ト材料である高密度フェライト,単結晶フェライト,ホ
ットプレスフェライト,一般焼結フェライト、電磁純
鉄、ケイ素鋼などを用いることができる。
が、基板11の情報記憶素子12が実装された側とは反
対側(裏面側)に形成されていてもよい。または、前記
図1によって示したように、樹脂材料13は、情報記憶
素子12を覆うように設けるとともに、基板11の裏面
側にも形成されていてもよい。
溶剤により溶かした樹脂中に高透磁率材料の粉末を混練
し、それを塗布することにより形成すればよい。塗布後
はベーキングによって樹脂中の溶剤を揮発させ、樹脂を
硬化させることが好ましい。
13によって、情報記憶素子12を保護するだけではな
く、強磁性体の磁化方向制御を利用した情報記憶素子1
2の上方を磁気シールドすることが可能になる。また、
樹脂材料13が基板11の裏面側に設けられている構成
では、情報記憶素子12の基板11側を磁気シールドす
ることが可能になる。
実施の形態を、図2の概略構成部分断面図によって説明
する。図2では、磁気抵抗効果を利用して情報を記憶す
る情報記憶素子として例えばMRAM集積回路を用い、
パッケージに組み込む前の状態を示す。
憶素子12が搭載されている。この情報記憶素子12は
基板11に形成された端子(図示せず)とリード14に
よって電気的に接続されている。さらに、基板11上に
は上記情報記憶素子12を覆う保護膜15が形成されて
いて、上記情報記憶素子12はこの保護膜15と基板1
1とによって封止されている。
16が形成されている。その膜厚は、防磁(磁気シール
ド)効果が機能するような膜厚に設定される。例えば、
高透磁率材料膜16がパーマロイで形成されている場合
には、その膜厚は、例えば0.1μm〜1000μmと
する。
他に、例えば、合成磁性材料のアルフェノール、センダ
スト、フェライト材料である高密度フェライト,単結晶
フェライト,ホットプレスフェライト,一般焼結フェラ
イト、電磁純鉄、ケイ素鋼などの薄膜を用いることがで
きる。
に、高透磁率材料を含む樹脂膜を形成することもでき
る。このような樹脂膜としては、例えば、ポリイミド膜
に透磁率が3.5以上の高透磁率材料の粉末を20wt.
%以上95wt.%以下の量で分散させたものを用いるこ
とができる。上記高透磁率材料の含有比が20wt.%未
満になると、十分な磁気シールド効果が得られなくな
る。また高透磁率材料の含有量が95wt.%を越えると
樹脂中に分散させることが難しくなる。したがって、樹
脂に対する高透磁率材料の含有量は上記のように設定し
た。
しては、前記説明したのと同様の粉末を用いることがで
きる。
ッタリング、蒸着法等のいわゆるPVD(Physical Vap
or Deposition )法による成膜技術によって形成するこ
とができる。また上記高透磁率材料を含む樹脂膜は、溶
剤により溶かした樹脂中に高透磁率材料の粉末を混練
し、それを塗布することにより形成すればよい。塗布後
はベーキングによって樹脂中の溶剤を揮発させ、樹脂を
硬化させることが好ましい。
しないが、基板11の情報記憶素子12が実装された側
とは反対側(裏面側)に形成されていてもよい。また
は、前記図2によって示したように、高透磁率材料膜1
6は、情報記憶素子12を覆う保護膜15表面を覆うよ
うに設けるとともに、基板11の裏面側にも形成されて
いてもよい。
5によって、情報記憶素子12が保護され、高透磁率材
料膜16(もしくは高透磁率材料を含む樹脂膜)によっ
て情報記憶素子12の上方を磁気シールドすることが可
能になる。また、高透磁率材料膜16(もしくは高透磁
率材料を含む樹脂膜)が基板11の裏面側に設けられて
いる構成では、情報記憶素子12の基板11側を磁気シ
ールドすることが可能になる。
実施の形態を、以下に説明する。
2において、基板11を高透磁率材料が混入された材料
で形成することも可能である。このような樹脂基板とし
ては、例えば、ポリスチロール、ベークライト、ポリイ
ミド等の絶縁有機樹脂中に透磁率が3.5以上の高透磁
率材料の粉末を20wt.%以上95wt.%以下の量で分散
させたものを用いることができる。上記高透磁率材料の
含有比が20wt.%未満になると、磁気シールド効果が
十分に得られなくなる。また高透磁率材料の含有量が9
5wt.%を越えると樹脂中に分散させることが難しくな
る。したがって、樹脂に対する高透磁率材料の含有量は
上記のように設定した。
中に高透磁率材料の粉末を混練し、それを成型・硬化さ
せることにより形成すればよい。
のと同様な高透磁率材料を用いることができる。
高透磁率材料を含むもので構成されていることによっ
て、情報記憶素子12の基板11側を磁気シールドする
ことが可能になる。
実施の形態を、図3の概略構成部分断面図によって説明
する。図3では、磁気抵抗効果を利用して情報を記憶す
る情報記憶素子として例えばMRAM集積回路を用い、
パッケージに組み込む前の状態を示す。
ray)基板からなる基板11上には情報記憶装置12が
搭載されている。この情報記憶装置12上には放熱器
(ヒートシンク)17が載置されていて、上記情報記憶
素子12の熱を逃がす機能を有している。
率材料からなる。例えば、放熱器17をパーマロイで形
成する。もしくは、上記放熱器17は高透磁率材料を含
むものからなる。
率材料膜が形成されたものからなる。例えば、放熱器1
7は、その本体が熱伝導性の高いアルミニウムもしくは
銅で形成され、その表面が高透磁率材料膜で被覆された
ものである。もしくは、放熱器17は、高透磁率材料を
含む薄膜が形成されたものからなる。例えば、高透磁率
材料を含む薄膜としては、前記説明したような高透磁率
材料の粉末を混入させた樹脂膜がある。上記高透磁率材
料は、前記説明したのと同様の材料を用いることができ
る。
を、図4によって説明する。
ray)基板からなる気11上には情報記憶素子12が搭
載されている。この情報記憶素子12上には放熱器(ヒ
ートスプレッダ)18が形成されていて、上記情報記憶
素子12の熱を逃がす機能を有している。
透磁率材料からなる。例えば、放熱器18をパーマロイ
で形成する。もしくは、上記放熱器18は高透磁率材料
を含むものからなる。
率材料膜が形成されたものからなる。例えば、放熱器1
8は、その本体が熱伝導性の高いアルミニウムもしくは
銅で形成され、その表面が高透磁率材料膜で被覆された
ものである。もしくは、放熱器18は、高透磁率材料を
含む薄膜が形成されたものからなる。例えば、高透磁率
材料を含む薄膜としては、前記説明したような高透磁率
材料の粉末を混入させた樹脂膜がある。上記高透磁率材
料は、前記説明したのと同様の材料を用いることができ
る。
7(もしくは18)によって、情報記憶素子12の上方
を磁気シールドすることが可能になる。
報記憶素子を備えた情報記憶装置を実装した電子機器の
一例を図5によって説明する。図5の(1)はノート型
パーソナルコンピュータの外観を示し、(2)は携帯電
話の外観を示す。また、(3)は、上記電子機器の筐体
の部分断面構造と、この筐体内に内蔵されたもので情報
記憶装置を搭載したプリント基板を示す。
ノート型パーソナルコンピュータ31や携帯電話35等
の電子機器は、図5の(3)に示すように、筐体41に
より、電子部品、例えば磁気抵抗効果を利用して情報を
記憶する情報記憶装置1が実装されたプリント基板21
が保護されている。上記筐体41は、それ自体が、高透
磁率材料で形成されている。
は、パーマロイ、合成磁性材料のアルフェノール、セン
ダスト、フェライト材料である高密度フェライト,単結
晶フェライト,ホットプレスフェライト,一般焼結フェ
ライト、電磁純鉄、ケイ素鋼などを用いることができ
る。
透磁率材料を含むものからなる。例えば、高透磁率材料
の粉末を含む樹脂からなる。このような樹脂としては、
例えば、ABS樹脂、AS樹脂、PBT樹脂、ポリイミ
ド樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、メタクリル樹
脂等の樹脂に透磁率が3.5以上の高透磁率材料の粉末
を20wt.%以上90wt.%以下の量で分散させたものを
用いることができる。上記高透磁率材料の含有比が20
wt.%未満になると、磁気シールド効果が十分に得られ
なくなる。また高透磁率材料の含有量が90wt.%を越
えると樹脂の強度が得られなくなる。したがって、樹脂
に対する高透磁率材料の含有量は上記のように設定し
た。
としては、パーマロイ、合成磁性材料のアルフェノー
ル、センダスト、フェライト材料である高密度フェライ
ト,単結晶フェライト,ホットプレスフェライト,一般
焼結フェライト、電磁純鉄、ケイ素鋼などの粉末を用い
ることができる。
体41の内部には、電子部品、例えば磁気抵抗効果を利
用して情報を記憶する情報記憶装置1が実装されたプリ
ント基板21が内蔵されている。この情報記憶装置1の
周囲に高透磁率材料膜(もしくは高透磁率材料を含む薄
膜)22を形成してもよい。また、この情報記憶装置1
の上方の筐体41内面に高透磁率材料膜(もしくは高透
磁率材料を含む薄膜)23を形成してもよい。
もしくは内面に高透磁率材料膜(もしくは高透磁率材料
を含む薄膜)が形成されていることによって、情報記憶
装置1を磁気シールドすることが可能になる。また、情
報記憶装置1の周囲に高透磁率材料膜(もしくは高透磁
率材料を含む薄膜)22を形成することによって、情報
記憶装置1を磁気シールドすることが可能になる。
は、そのうちのいくつかを同時に実施することも可能で
ある。このように、複数の磁気シールドを実施すること
により、より効果的に磁気シールドを行うことが可能に
なる。
用して情報を記憶させる情報記憶装置が搭載されている
電子機器について説明したが、例えばDRAMが搭載さ
れている電子機器に、上記高透磁率材料膜もしくは高透
磁率材料を含む薄膜を実装しても磁気シールド効果が得
られる。
料膜、高透磁率材料を含む薄膜などは、以下のようにし
て形成される。
が樹脂系材料の場合、液状もしくは流動性を有する状態
にした樹脂中に高透磁率材料(例えばパーマロイ)の粉
末を混練し、それを成型することにより、上記部品材料
を形成する。
ックス系材料の場合、粉末のセラミックス材料中に高透
磁率材料(例えばパーマロイ)の粉末を混練し、それを
焼結することにより、上記部品材料を形成する。
そって、スパッタリング、蒸着法等の成膜技術によっ
て、高透磁率材料を薄膜状に形成することも可能であ
る。もしくは、高透磁率材料の粉末をスプレーコーティ
ングする方法であってもよい。
率材料の全てに用いることが可能である。
率材料は、前記したように多数の種類がある。磁気シー
ルド効果は、これらの高透磁率材料の透磁率に比例す
る。そのため、外部磁場が小さく、材料の磁気飽和が問
題にならない場合には、高透磁率材料を用いることによ
り、大きな磁気シールド効果が得られる。一方、外部磁
場が大きい場合には、透磁率の低下が懸念されるので、
高透磁率材料のなかでも飽和磁束密度の高い材料、例え
ば電磁純鉄、ケイ素鋼等の材料を用いることが有効であ
る。
装置およびその情報記憶装置を搭載した電子機器によれ
ば、高透磁率材料を含む樹脂、高透磁率材料膜、高透磁
率材料を含む薄膜、高透磁率材料で形成した基板、およ
び高透磁率材料を含む樹脂で形成した基板のうちの少な
くとも一つを備えていることから、磁気抵抗効果を利用
して情報を記憶する情報記憶装置を外部磁場からシール
ドすることが可能になる。そのため、上記情報記憶装置
を搭載した電子機器の信頼性の向上を図れるので、上記
電子機器の実用化が可能になる。
を示す概略構成断面図である。
を示す概略構成断面図である。
を示す概略構成断面図である。
断面図である。
あり、(1)、(2)は電子機器の外観図であり、
(3)は部分断面図である。
断面図である。
料
Claims (14)
- 【請求項1】 磁気抵抗効果を利用して情報を記憶する
情報記憶素子を備えた情報記憶装置であって、 前記情報記憶素子が実装される際に用いられる樹脂材料
は、高透磁率材料が混入されたものからなることを特徴
とする情報記憶装置。 - 【請求項2】 前記樹脂材料は、前記情報記憶素子の表
面の少なくとも一部もしくは全面に形成されていること
を特徴とする請求項1記載の情報記憶装置。 - 【請求項3】 磁気抵抗効果を利用して情報を記憶する
情報記憶素子を備えた情報記憶装置であって、 前記情報記憶素子は、その表面の少なくとも一部もしく
は全面に、高透磁率材料膜もしくは高透磁率材料を含む
薄膜が形成されていることを特徴とする情報記憶装置。 - 【請求項4】 前記高透磁率材料を含む薄膜は、高透磁
率材料を含む樹脂膜からなることを特徴とする請求項3
記載の情報記憶装置。 - 【請求項5】 磁気抵抗効果を利用して情報を記憶する
情報記憶素子を備えた情報記憶装置であって、 前記情報記憶素子が実装される基板は、高透磁率材料が
混入されたものからなることを特徴とする情報記憶装
置。 - 【請求項6】 磁気抵抗効果を利用して情報を記憶する
情報記憶素子を備えた情報記憶装置であって、 前記情報記憶素子が実装される基板は、その表面の少な
くとも一部もしくは全面に、高透磁率材料膜もしくは高
透磁率材料を含む薄膜が形成されていることを特徴とす
る情報記憶装置。 - 【請求項7】 前記高透磁率材料を含む薄膜は、高透磁
率材料を含む樹脂膜からなることを特徴とする請求項6
記載の情報記憶装置。 - 【請求項8】 磁気抵抗効果を利用して情報を記憶する
情報記憶素子を備えた情報記憶装置であって、 前記情報記憶装置の放熱器は、少なくとも高透磁率材料
を含むものからなることを特徴とする情報記憶装置。 - 【請求項9】 前記放熱器は、その一部もしくは全体が
高透磁率材料からなることを特徴とする請求項6記載の
情報記憶装置。 - 【請求項10】 磁気抵抗効果を利用して情報を記憶す
る情報記憶素子を備えた情報記憶装置であって、 前記情報記憶装置の放熱器は、その表面に高透磁率材料
膜もしくは高透磁率材料を含む薄膜が形成されているこ
とを特徴とする情報記憶装置。 - 【請求項11】 前記高透磁率材料を含む薄膜は、高透
磁率材料を含む樹脂膜からなることを特徴とする請求項
10記載の情報記憶装置。 - 【請求項12】 磁気抵抗効果を利用して情報を記憶す
る情報記憶素子を備えた情報記憶装置を実装した電子機
器であって、 前記電子機器の筐体は、少なくとも高透磁率材料を含む
ものからなることを特徴とする情報記憶装置を実装した
電子機器。 - 【請求項13】 磁気抵抗効果を利用して情報を記憶す
る情報記憶素子を備えた情報記憶装置を実装した電子機
器であって、 前記電子機器の筐体は、その表面および裏面のうち少な
くとも一部もしくは全面に、高透磁率材料膜もしくは高
透磁率材料を含む薄膜が形成されていることを特徴とす
る情報記憶装置を実装した電子機器。 - 【請求項14】 前記高透磁率材料を含む薄膜は高透磁
率材料を含む樹脂膜からなることを特徴とする請求項1
3記載の情報記憶装置を実装した電子機器。
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- 2002-10-16 US US10/432,330 patent/US20050121809A1/en not_active Abandoned
- 2002-10-16 CN CNB028032012A patent/CN1287457C/zh not_active Expired - Fee Related
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