JPS6022434B2

JPS6022434B2 - 磁気バブル装置

Info

Publication number: JPS6022434B2
Application number: JP6509878A
Authority: JP
Inventors: 研悟野涯; 誠一岩佐
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1978-05-31
Filing date: 1978-05-31
Publication date: 1985-06-01
Also published as: JPS54156438A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、円筒状磁区（磁気バブル）を利用する装置に
おける磁気バブル騒動コイルとその実装法に関するもの
である。

一鞠異方性を有するオルソフェラィト、ガーネット等の
バブル結晶を、磁化容易軸が面に対して垂直方向になる
ように薄く切出し、または薄板状に育生し、磁化易鞠方
向に励磁すると、円筒状磁区（以下磁気バブルと呼ぶ）
が発生する。

この磁気バブルは、薄膜面内で鏡斜磁界を加えることに
より、その印加磁界の弱い方向に自由に移動させること
ができる。

そして、この磁界バブルの有無を、２進情報のｒｌ″，
ｒｏ″に対応させることによって、論理素子または記憶
素子を構成することができる。

このように、適当な材料の板状結晶を選び、適当な強さ
のバイアス磁場をかけると、磁気バブルは任意の位置に
安定して存在するので、この特性を利用て磁気バブルを
発生させ、一定の場所に移動させ、かつこれを検出する
ことにより、メモリとして使うことができる。

磁気バブルの制御法として種々のものが公知であるや、
最も一般的な手法としては、回転磁界とパーマ。

ィ・パターンによる制御法である。これは、バブル結晶
上に形成された例えばＴ型と１型のパーマ。ィ・パター
ンに対して、外部より回転磁界を加えるのである。回転
磁界によって、パーマロィに生じた磁極にバブルを吸引
させる方法で、時計方向に回転する磁界を与えるとバブ
ルは右に移動するが、Ｔ型、１型のパターンの方向を９
０ｏ，１８０ｏ，２７０ｏ回転させると、それぞれ下、
左、上の方向にバブルを移動させることができる。回転
磁界１回転に対し、磁気バブルは１ピリオド移動される
。この回転磁界の発生は、直交して配置されたＸＹコイ
ルにそれぞれ正弦波、余弦波の電流を流すことにより、
バブル結晶平面に円軌跡を得ることができる。

駆動コイルの機能は、バブル結晶面に対して均一な磁界
を与えることであり、また駆動コイルは駆動回路に対し
て唯一の負荷となることから、効率のよい設計が望まし
い。

一般に、磁気バブル用駆動コイルとし、ソレノイド・コ
イル、またはへルムホルツ・コイルが用いられているが
、従来のコイル醸造および実装法では、その組立性、保
守性、放熱性として特に端子出し窓面積の確保の点で不
具合点があり、問題も多かった。

第１図は、、従来のソレノィド・コイルによる実装図で
ある。

図において、１はＸコイル、２はＹコイル、１７はバブ
ル結晶面である。バブル結晶面１４は上に先ず×コイル
１を巻き、その上に×コイルに直交してＹコイル２を巻
いているものでｔバブル結晶面からの端子出し用窓面積
は非常に小さく、通常の巻き方ではＡで示される面積に
限定される。そこで、必要な端子出し用窓面積をさらに
確保するためには、バブル結晶面１０の面積を大きくし
て、端子出し門窓面積をＢで示す面積に拡大するのであ
るが、ＡからＢへの面積の拡張に伴って、有効な磁界平
面を一定にするため、コイル形状の拡大が必要条件とな
る。又このような実装法では、線論等を余分に要して不
経済となる。さらに同一基板上に複数のヱレメントを設
けることは到底不可能である。また、上記のような実装
法では、Ｘ，Ｙコイルを同時に巻くことができず、組立
が面倒であり、バブル結晶面を容易に露出させることが
できないから、保守の面で不便があり、その構造上、放
熱効果も良くない。

さらに、Ｘ，Ｙコイルの立体組合せがもたらす実装構成
への制限も大きい等、従来のコイル構造および実装法で
は、上記のような不具合点が多かった。そこで本出願人
は、従釆の磁気バブル装置における上記のような不具合
点を解消してバブル結晶面からの端子出し面積を制限な
く確保することができ、また組立が容易で、かつ保守に
便利であるとともに、放熱効果のよい、そして経済的な
磁気バブル駆動コイルを具備し、合理的な実装法を施し
た磁気バブル装置を既に提案している。

第２図は、本発明に使用する駆動コイルの構成および配
置図である。図において、３はＸコイル、４はＹコイル
、１〜Ｎは回転磁界領域である。このように、本発明に
おいて使用される駆動コイルはＸ，Ｙコイルともに、平
面に広がりを持ち独特な形状を有するコイルを使用し、
これらを互に直交させて配置することにより、ＸとＹコ
イルが重複した４個所の領域１，０，ｍ，Ｗに回転磁界
を与えるのである。Ｘコイル３とＹコイル４は、互に直
交させて配置するのが基本であるが、特性上または構造
上の要求から、２つのコイルをずらして配置すること、
例えば８５０、７５０、または４５ｏに鏡斜させて配置
することも可能である。実装する場合は、Ｘコイル３と
Ｙコイル４が重複された４個所１，ロ，虹，Ｗの領域に
対応した位置で、かつその領域と同一面積を有するバブ
ル結晶を配直した坂を設け、該板を×コイル３とＹコイ
ル４の間たは片側に配置する。第３図は、本発明に用い
る駆動コイルの斜視図である。

図に示すように、本発明で使用されるコイルは、適当な
太さのＯ型またはＯ型の絶縁導線を、従来のソレノィド
・コイルの概念とは逆に、水平面の多重巻きして、フラ
ットな形状に礎成する。そして、その平板コイルを垂直
方向に積重ねて、組立実装を施す。設計基準としては、
極力薄く形成するために、一層にすることが多いか、多
層構成にしてもよい。勿論、プリント配線技術等を利用
して、上記のようなコイルをプリント板等に構成するこ
とも可能である。第４図は、本発明に用いるコイルの磁
界説明図である。

図においてＡは本発明のコイル、Ｂは従来のコイルであ
る。図のＡのように、本発明による駆動コイルに通電す
ると、その際得られる磁界ベクトルは世、一日ｘ、十日
ｘで代表されることができる。従来のソレノィド・コイ
ルは、図のＢに示すように、一日ｋ、十日ｘよりもＨｚ
を利用するための構成であるのに対して、本発明のコイ
ルは、舷よりも一日ｘ、十日ｘを利用しようという構成
である点において、両質は根本的に異っている。ただ、
本発明による１枚のコイル構成では、巻線窓面積が大き
くなり、ィンダクタンスが大きくなる点で問題があるが
、この点‘ま２板のコイルを重ね合せて、互いに逆犠牲
に接続することによって容易に解決することができる。
第５図は、本発明に適用されるコイル、例えば第２図の
×コイル３を２枚、上下平行に比較的近づけて配置し、
第５図の上段図のように、互に逆犠牲に２枚のコイルの
導線を接続して、矢印のように電流を流す。上記のよう
に構成すれば、第５図の下段図にすように、Ｈｚベクト
ル成分は互に相殺され、Ｈｘベクトル成分のみが安定し
て取出されることになる。したがって、比軸に対するィ
ンダクタンス成分は、大鵬に低下される結果、きわめて
効率のよい駆動コイルを構成することができる。第６図
は、第５図のさらに詳細な原理説明図である。

励磁界の供給は、基本的にはソレノィドコィルにより行
うことができるわけであって、第６図はソレノィド・コ
イルの断面構造図を示してる。いま、仮に２つの領域を
含めて、互に磁界位相が１８培養なるパターンを考えた
とき、第６図１とＮとで１個の従来のソレノィド・コイ
ルを、た図のｍと０とで他の１個の従来のソレノィド・
コイルを左右に配置して、該２個のコイルに互に逆方向
に通亀た場合の断面図となる。

しかし、ここでコイルを流れる電流方向をさらによく検
討すると、上記の変形構成として、図の１と０とで１個
の平面コイルを、また図のｍとＷとで他の１個の平面コ
イルを上下に配置して、該２個のコイルに互に逆方向に
通電した場合の断面図と考えることもできる。したがっ
て、従来のコイルを２個左右に並べて、逆方向に通電し
たものと、本発明に使用されるコイル２個上下に並べて
、逆方向に通電したものとは、機能的に全く同一である
ことが理解できる。すなわち、コイルの水平展開が可能
であることを、ここに実証することができたわけである
。この原理を具体化したものが第５図に示す構成である
が、上記のように２つの領域について展開するのみでな
く、同一な考え方を拡張して、その数を増加させること
は容易にできる。

第７図は、第５図、第６図の原理を具体化した駆動コイ
ルの斜視図である。

図において、３はＸコイル、４はＹコイル、５はＸコイ
ル３とＹコイル４とを配置して、モールド加工したコイ
ル板である。すなわち、第５図および第６図で説明した
２枚のＸコイルと２板のＹコイルを、それぞれ上下交互
に配置しても、その機能は変らないから、上段にＸとＹ
コイルを下段に同じくＸとＹコイルを配置することによ
って、第２図、で説明したような回転磁界を発生させる
のである。図における実験例では、０．２５肋×０．５
肋のＯ型絶縁導線の表面に適当な熱融着処理を施した後
、適当な治具を用いて４９回巻線を行った。

そして、通電法により線間を熱融着させ、所定のコイル
を得た。このコイルは第７図にように、Ｘコイル３とＹ
コイル４を直交させて配置し、モールド加工（ェポキシ
樹脂）を施して、厚さ０．７側×８仇舷×８０柵のコイ
ル板５を得た。これにより、１の有効面積を４個所に得
ることができた。１の内には、いま６仏バブル・チップ
５肋×５帆を４個ずつ配置すると、全部で１６チップ搭
載することができ、１．６×１ぴビットの容量を得るこ
とが可能であった。

第８図は、本発明の基本となる方式の一実施例を示す磁
気バルブ装置の断面図である。

すなわち、本実施例は、第７図で上下に積層構成をとっ
たコイルの中間に、バブル結晶板を挿入して実装したも
のである。図において、５は第７図と同じコイル板、６
はバブル結晶、７は保護板、８はアルミナ板０．５肋を
用いた基板、９はスベーサである。このように、図にお
いては、６，７，８，９で構成された磁気バルブ機能部
（以下プレーンと呼ぶ）をコイル板５で上下より積層構
成するものである。図における実験例では、１アンペア
の通電により、励磁界は３０ェルステッドを得ることが
でき、安定な動作を確認することができた。

第９図は本出願人が既に提案している一実施例の概略断
面図であり、第８図と同一符号は同一部分を示し、１１
は導体板である。

Ｘコイル３とＹコイル４との交叉部分に磁気バブル結晶
６が配置され、この磁気バブル結晶６を搭載したァルミ
ナ等の基板８に導体板１１が設けられている。この導体
板１１と×コイル３、Ｙコイル４からなるコイル板５と
の間に磁気バブル結晶６が配置されている状態となり、
Ｘコイル３とＹコイル４とに対して導体板１１が磁気的
なイメージ効果を与え、恰も磁気バブル結晶６の上下に
コイル板５を配置した第８図に示す構成と同様の作用効
果が生じ、磁気バブル結晶面と平行の磁界成分を増大す
ることができる。第１０図は本発明にか）る磁気バブル
装置の一実施例を示す。

図中、第９図と同一番号は同一部分を示し、１２はバイ
アスネット、１３は金属マダネット等の導電性を有する
バイアスマグネットである。基本構造は第９図と同様で
あるが、基板８及び導体板１１を取り去り、磁気バブ
ル結晶６を直接導亀性のバイアスマグネット１３上に戦
直した点が異なる。このような構成とすることでコイル
板５を磁気バブル結晶の一方向の面に設けるだけで、両
方の面に設けた場合とほぼ同様の作用効果を得ることが
できる。

このことは上述の原理説明からも明らかである。さらに
また本発明によれば基板８、導体板１１を取り除くこと
ができるため部品点数削減に伴う小型化、低廉化が可能
となる。さらに部品点数の削減により組立作業が容易に
なり、且つ磁気バブル結晶６の全周面に端子を設けるこ
とが可能となる。更に導母性バイアスマグネット１３に
直接磁気バブル結晶６を搭載する構成を採ついるため放
熱効果がさらに助長され、結晶の温度上昇を抑制するこ
とができる。第１１図は、本発明にか）る磁気バブル装
置の上面図である。

図において、３はＸコイル、４はＹコイル、１３は表面
に例えば二酸化シリコン（ＳｉＱ）のスパッタリングに
より絶縁層の形成された導電性バイアスマグネット、１
４はハイブリッド・アンプ、１５は配線用の導線である
。このように、本発明では、プレーンを中心軸にして、
上下にコイル部を展開することができるので、バブル結
晶よりの端子出し平面はコイルに全く判約されることな
く確保することができ、また結晶の搭載されるバイアス
マグネット１３の形状についてもコイルに全く制約され
ないから、図のように同一バイアスマグネット板１３上
に複数個のコイル搭載が可能である。そして、端子出力
は表面が絶縁被覆された同一バイアスマグネット板１３
上で増幅その他の処理も可能となる。実験例では、バブ
ル結晶よりの端子出し平面につき、１６チップで全１６
の端子の布線レイアウトが行わ、自由度の高い設計が可
能であった。

以上、説明したように、本発明によれば、コイルが平面
展開されているので、バブル結晶面から端子出し面積を
制限なく確保することができ、また部品点数の大幅な削
減により組立作業がきわめて容易で、かつ保守に便利で
あり、さらに放熱機構についても構成が簡単となり、放
熱効果が大きい。

そして、片方のコイルを省略することができるので経済
的に構成できる等、その効果は非常に大きく、優れたも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のソレノィド・コイルによる実装図、第
２図は本発明に使用する駆動コイルの構成配置図、第３
図は本発明に用いる駆動コイルの斜視図、第４図は本発
明に用いるコイルの磁界説明図、第５図は本発明のさら
に効果的なコイル構成の原理説明図、第６図は第５図は
さらに詳細な原理説明図、第７図は第５図第６図の原理
を具体化した駆動コイルの斜視図、第８図は本発明の基
本となる方式の一実施例を示す磁気バブル装置の断面図
、第９図は本出願人が既に提案している磁気バブル装置
の断面図、第１０図は本発明のさらに他の実施例を示す
磁気バブル装置の断面図、第１１図は、本発明のさらに
他の実施例を示す磁気バブル装瞳の上面図である。図において、３はＸコイル、４はＹコイル、５はコイル
板、６はバブル結晶、７は保護板、９はスベーサ、１２
はバイアスマグネット、１３は導電性バイアスマグネッ
トである。る２図茨３図多１図多４図溝Ｓ図姿５函髪７図巣８図袋？図多１０図姿１１図

Claims

【特許請求の範囲】

１磁気バブル素子と、該磁気バブル素子を支持する塔
載プレーンを該磁気バブル素子面に平行に且つ互いに重
ねて交叉させた少なくとも２板の平面コイルをその交叉
部分に該磁気バブル結晶が位置するように配置した駆動
コイルと、該磁気バブル素子面に垂直な方向にバイアス
磁界を印加するバイアス磁界源とを備えてなる磁気バブ
ル装置において、上記塔載プレーンの導電性バイアス磁
界発生用磁石で構成したことを特徴とする磁気バブル装
置。