JPS5817995B2 - 磁気バブルメモリ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はバブルメモリ実装技術に関し、さらに詳細には
、高周波数で使用する高密度の磁気バブルメモリに必要
とされる実装に関する。

磁気バブルチップ材料と実際のメモリ配置との各種の構
成に関する特許は広範囲にわたって発表されている。

しかしながら、メモリ等のための非常に重要な実装およ
び組立て技術における進歩を示す特許は数少ない。

現時点までは、バブルメモリは比較的小さいメモリ密度
と比較的低い周波数で動作するものであった。

しかし、バブルメモリがより高度に進歩してくると、よ
り高密度、より高周波動作の装置を実験室外の環境で使
用するために適した実装技術が必要となる。

それら実装手段はいくつかの比較的複雑な機能を有して
いなければならない。

バブルメモリ用のパッケージは装置によって発生される
磁界および電界を内部に閉じ込め、同時に外部の磁界お
よび電界からメモリ装置を保護しなげればならない。

バブルメモリ装置は成る量の熱を発生するが、これを外
部へ放散しなければならないのとともにメモリ装置を一
様な温度に保たなければならない。

さらに、実装手段は、メモリ装置が動作する場所内で一
様な熱の放散とともに一様な磁界の供給をも行なわねば
ならない。

メモリ装置の周波数とメモリ密度がより高いものになれ
ばなるほど、これら実装手段に対する要求はより厳しい
ものになる。

米国特許第３８４．８２０９号には磁気バブル装置用の
磁界コイルを取り付けるだめのアッセンブリが開示され
ており、この特許は本発明に特に関連が深いものではな
いが、バブルメモリ装置の開発における１つのステップ
として興味深い。

米国特許第３９９６５７４号には磁気バブル装置用のパ
ッケージアッセンブリが開示されており、これはバブル
メモリ装置を収納するための現在の技術をかなりの程度
表わしている。

しかし、そこに開示されているも９は、比較的低周波数
での応用に最も適した多重巻磁界コイルを持つ装置であ
る。

コイルは該特許に示された構造中で完全に導体であるが
、高周波動作で予想されるより大量の熱を除去するため
の本質的なヒートシンク手段がない。

さらに、この装置のメモリ密度は比較的低く、低電力放
散システムと組合せられている。

本発明の磁石構造、ヒートシンクシステム、その他いく
つかの点はこの特許に示されたそれらと本質的に異なっ
ている。

同様に、米国特許第４０１２７２３号に示された構造も
磁気バブルメモリパッケージを示しているが、それも本
発明のそれとは本質的に異なっている。

本発明は、アルミニウムや銅のような電気伝導体で非磁
性の熱伝導体材料でできた大容量のヒートシンクを構成
するバブルメモリパッケージを含んでいる。

このヒートシンクはそれの内部にポケットを持っており
、そのポケットの中に磁気メモリ装置用のチップ相持ア
ッセンブリを含んだ磁ココイルアッセンブリを収納して
いる。

このヒートシンクは磁界コイルアンセンブリからの一様
な熱放散をなし、磁気メモリ装置中に温度勾配ができる
のを阻止している。

ヒートシンクは、それが電気伝導体で作られている場合
には磁界コイルへ供給される高周波交流電流の有効なし
ゃへいとなり、またバイアス磁石からの一様な磁気バイ
アスの侵透を許す。

ヒートシンク中には磁界コイルアンセンブリの頂上に置
かれたヒートシンク板からヒートシンク中へ延びる高熱
伝導性の転送路となるトラックガイドが設けられる。

ヒートシンク板は電気伝導体であってもなくてもよいが
、高熱伝導体である。

ヒートシンク板が電気伝導体である場合には、それをヒ
ートシンクから絶縁しなげればならない。

ヒートシンク板として用いられたものは、酸化べＩＪ
ＩＪウムでできたものと各種の樹脂およびセラミック材
料でできたものである。

ヒートシンク板とヒートシンクの上端面にはポケットが
設けられて、平滑な板と磁石を含む平坦な永久磁石アッ
センブリを収納するようになっている。

このようになったパッケージ全体が組立てられて、パー
マロイ等の材料でできた磁界じゃへいシールド相中へと
りつげられる。

このような構造になっているため、磁界コイルやメモリ
素子の取換えもパッケージ自体を犠牲にすることなく行
なえる。

以下、本発明を添付図面を参照しながら説明する。

第１図は本発明による磁気バブルメモリパッケージの外
観図、第２図および第３図はその展開図、第４図は第２
図の一部の平面図、第５図は第１図の線５−５に沿った
断面図である。

添付図面に示されているように、バブルメモリパッケー
ジ１０はこの構造の最外側部分である外部磁界じゃへい
箱１２を有している。

この箱はパ−マロイ等の金属のような透磁性材料ででき
ている。

この箱はメモリ装置にバイアス磁界を供給するための後
述の永久磁石の磁束路を提供しており、また装置の動作
の妨害となるすべての周波数にわたっての外部磁界をし
やへいするシールドとなっている。

この箱には開口端があるが、それでも外部磁界は約１０
０分の１に減衰する。

箱を形成している金属は例えば約１ミリメートルの厚さ
とする。

第２図と第３図の展開図および第４図の平面図中に示し
たように、ヒートシンク１４は磁界しやへい箱１２に収
納される主構造部である。

ヒートシンク１４は変化しない磁界に対して磁気的に透
明な性質のものであり、実質上非磁性の材料でできてい
る。

適当な材料としては銅、アルミニウム、銀がある。

本発明を実施した装置はアルミニウムのヒートシンクを
用いて作られたが、満足できるものであった。

ヒートシンク１４には内部ポケット１６が形成されてお
り、このポケットの底面１７は図示のように水平面に対
してわずかな角度を持っている。

この角度は３度か４度であって、後述の磁気装置構造が
このヒートシンク中に置かれた場合、磁気バブル転送の
確実な開始と停止のために必要なわずかな面内磁界成分
を得るためのものである。

このように、ヒートシンク自体が、バフ゛。ルメモリ装
置と磁界コイル構造が付加的な構造やそのための特別な
調整手段なしで適当な角度関係に固定されるように形成
されている。

互いに直交するように配置された内側磁界コイル１８と
外側磁界コイル２０とは部分的にポケット１６に合致。

するように作られている。

本発明に本質的なことではないが、ここに示した実施例
では、磁界コイルははｇ正方形の、一様な９０度の隅部
を持つ多重巻線の単層コイルでできている。

磁界コイル１８は、ポケット１６からヒートシンク材料
中に。

形成された通路を通って外の開口部へ延びているリード
２２と２４を有している。

同様に、磁界コイル２２ヒートシンク材料中の通路を通
って装置の外部へ延びるリード２６と２８を有している
。

図面に部分的に示したように、チップ担持アラ・センブ
リ３０は内側磁界コイル１８の内部に収納されている。

チップ担持体はその上に複数個のチップ３２を含んでい
る。

本発明を用いた１つの構造は、各担持体上に４個のバブ
ルメモリチップを載せた２重チップ担持体で合計８個の
バブルメモリチップを装置内に含むもので、４００ない
し５００ ＫＨ７の周波数範囲で動作するものである。

ヒートシンク１４には、磁気的に透明なヒートシンク板
３６を収納するためのトラックガイド３４が設けられて
いる。

トラックガイド３４は、コイル部分へのそしてコイルか
らのリード線用としてチャネル３５ａと３５ｂを含んで
いる。

例えば、線２６はチャネル３５ａ中をコイル２０へと延
びており、線２８はチャネル３５ｂ中を通ってコイル２
０へつながっている。

トラックガイド３４には、ヒートシンク板３６のために
すぐれた熱伝導路を与えるための成る程度の領域または
たなが設けられている。

ヒートシンク板３６の材質は酸化べＩＪ ＩＪウム等で
ある。

この板は高熱伝導性のセラミックや樹脂でできていても
よい。

酸化ベリリウムは電気的には絶縁性であって熱的には良
い伝導性を持っているため、本発明の最も重要な応用に
適している。

この性質のために、チップ相持体と磁界コイルからの熱
の放散が行なわれるが、他方同時に電力消費と熱の発生
の増大をもたらす渦あるいは循環電流を発生する電気的
経路が形成されるのが避けられる。

このように、ヒートシンク１４の開口部は、さもなけれ
ば形成されるであろう電力消費と熱発生の増大をもたら
す循環電流を許容する電気的経路を中断する。

さらに、高熱伝導性の酸化ベリリウムのヒートシンク板
のために、適当な動作を干渉するメモリ装置内での温度
勾配は最小に押えられる。

バブルメモリ装置が装置中の温度変動に非常に敏感であ
ることは知られている。

また、バブルメモリ装置を比較的安定した動作温度に置
くことが望ましく、本発明のヒートシンクとヒートシン
ク板との材料の組合せはこの点でもすぐれている。

注意すべき点は、実際には樹脂やセラミックのヒートシ
ンク板を用いても満足できる装置が作製できるというこ
とである。

そのような材料でも通常の応用に必要な程度には十分良
い熱伝導性を持っており、また装置の磁界コイルに供給
される交流電流によってヒートシンク中に発生する循環
電流を中断することはできる。

ヒートシンク板３６は、メモリ装置に磁界勾配を供給す
るために所定の角度を持たせて磁界コイル部を所定の位
置に保持するための下方突出部３８を有している。

この角度は、もちろん、ヒートシンク中のポケット１６
の底面１７の形成角度と同じである。

ヒートシンク板３６の上面４０には、磁石テラセンブリ
４２を保持するポケット４１が設けられている。

磁石アッセンブリ４２はバブルメモリ装置の動作に必要
なバイアス磁界用永久磁石である。

この磁石アッセンブリ４２は透磁性材料でできた平滑な
板４４を有しており、それはそれ自体は磁石ではないが
磁界の一様性を良くする働きがある。

平滑板４４に適した材料はマンガン−亜鉛フェライトの
ようなフェライト材料である。

磁石４６は適当な磁性材料で形成されて板の表面に垂直
な磁界を発生する。

この磁石用としてはバリウムフェライトのようなフェラ
イト材料が適している。

ヒートシンク１４の底面には、磁石アッセンブリ４２と
同様な磁石アッセンブリ５０を収納するためのポケット
４８が設けられていて、磁石アッセンブリ５０は平滑板
５２と磁石５４を含んでいシる。

どちらの場合も、磁石アッセンブリは一般的に互いに接
着された形の磁石と平滑板を含んでいる。

磁石４２と５４は互いに引きあうような方向に配置され
る。

ヒートシンク１４には端板６０が取付けられて、」それ
はパッケージ中でじゃへい箱１２と合致して適当なシー
ルを形成する。

反対側の開放端は電気的コネクタと合致するようになっ
ている。

バリウムフェライト磁石を用いることの１つの特徴は、
そのような磁石で発生する磁界が、バブＪルメモリチッ
プと殆んど同じように温度変動に応答するため、メモリ
装置が比較的温度に依存しない動作をするということで
ある。

平滑板は場合によってはいわゆる軟フェライトで作られ
る。

任意の低保磁力で高透磁率の材料を用いて平滑板を作る
ことができる。

この機能のためには、価格と熱伝導度の点でパーマロイ
がすぐれている。

しかし、高周波領域でヒステリシスと渦電流損を最小に
するためには、メモリ装置の最良の動作のためにマンガ
ン−亜鉛フェライトのような非導電性の軟フェライトを
用いることが必要であることがわかった。

このように、メモリ装置の最良動作のための磁気的要素
の比較的低い熱伝導度と熱容量のために、ヒートシンク
の熱伝導度と熱的性質により大きく依存することになっ
ている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従って組立てられた磁気バブルメモリ
パッケージの外観図、第２図は第１図に示した構造の展
開図、第３図は第１図と第２図に示した構造の別の展開
図、第４図は第２図に示した構造の一部の平面図、第５
図は第１図の線５−５に沿った断面図である。 １０・・°・・・バブルメモリパッケージ、１２・・・
・・・磁界しやへい箱、１４・−・・−・ヒートシンク
、１８・・・−・・ポケット、１８，２０−・・・−・
磁界コイル、２２゜２４．２６，２８・−・・−・リー
ド、３０・−・・・−チップ担持体、３２・・・−・・
チップ、３４・・−・・・トラックガイド、３５ａ 、
３５ｂ・−・・・・チャンネル、３６・−・・・・ヒー
トシンク板、３８・−・・・・保持突出部、４１・・・
・・・ポケット、４２・・・・・・磁石アッセンブリ、
４４・・・・・・平滑板、４６・・・・・・磁石、４８
・・・・・・ポケット、５０・−・・・・磁石アッセン
ブリ、５２・・・・−・平滑板、５４・・・・・・磁石
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内面に磁界コイルアンセンブリ１８，２０を収納す
   るためのポケット１６と該ポケット１６に対して持上が
   った位置にトラックガイド３４とが形成されそして外面
   に第１の磁石アッセンブリ５０を収納するためのポケッ
   ト４８が形成されているヒートシンク１４と、該ヒート
   シンク１４の前記トラックガイド３４中にとりはずし可
   能に合致するようになっていて、内面に前記磁界コイル
   アンセンブリ１８，２０を所定の位置に保持するための
   下方突出部３８が形成されそして外面に第の磁石アッセ
   ンブリ４２を収納するためのポケット４１が形成されて
   いるヒートシンク板３６とからなるバブルメモリパッケ
   ージを備えていることを特徴とするバブルメモリ装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載において、前記ヒートシ
   ンク１４は変動しない磁界に対して磁気的に透明で実質
   上非磁性の材料でできていることを特徴とするバブルメ
   モリ装置。 ３ 特許請求の範囲第２項記載において、前記ヒートシ
   ンク１４用の材料は銅あるいはアルミニウムであること
   を特徴とするバブルメモリ装置。 ４ 特許請求の範囲第１項記載において、前記ヒートシ
   ンク板３６は変動しない磁界に対して磁気的に透明で実
   質上非磁性の材料でできていることを特徴とするバブル
   メモリ装置。 ５ 特許請求の範囲第４項記載において、前記ヒートシ
   ンク板３６用の材料は酸化ベリＩＪウム、セラミックあ
   るいは樹脂であることを特徴とするバブルメモリ装置。 ６ 特許請求の範囲第１項記載において、前記ヒートシ
   ンク１４の内面に形成された前記ポケット１６はある角
   度で傾斜した底面１７を有しており、前記ヒートシンク
   板３６の内面に形成された下方突出部３８の表面は前記
   ポケット１６の傾斜底面と同じ角度で傾斜していること
   を特徴とするバブルメモリ装置。