JPH0646507B2 - 磁気バブルメモリ - Google Patents

磁気バブルメモリ

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JPH0646507B2
JPH0646507B2 JP9082685A JP9082685A JPH0646507B2 JP H0646507 B2 JPH0646507 B2 JP H0646507B2 JP 9082685 A JP9082685 A JP 9082685A JP 9082685 A JP9082685 A JP 9082685A JP H0646507 B2 JPH0646507 B2 JP H0646507B2
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辰雄 濱本
豊 秋庭
和夫 廣田
伸夫 木城
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は磁気バブルメモリ、特に薄形化,小型化,低消
費電力化に好適な磁気バブルメモリに関する。
〔発明の背景〕
ここ数年実用化されている磁気バブルメモリデバイス
は、磁気バブルメモリチップをマウントしたE字状のセ
ラミックや合成樹脂等の配線基板に、互いに非対称構造
を有する矩形状ソレノイドコイルからなる回転磁界発生
用Xコイル,Yコイルをそれぞれ挿入し直交配置して組
み立てた構造となっている。Xコイル及びYコイルは磁
気バブルメモリチップだけでなく、チップよりもはるか
に大きい配線基板を巻く構造であるため、各コイルの端
から端迄長さが長くなり、駆動電圧,消費電力が大きく
なってしまう。また、Xコイル,Yコイルは磁気バブル
メモリ素子に均一かつ安定した面内回転磁界を付与する
ために均一なインダクタバランスが要求されることか
ら、そのコイル形状が互いに異なる非対称構造となりか
つ大型化構造とならざるを得なかった。さらにはこれら
のXコイル,Yコイルの外面には磁気バブルメモリ素子
に垂直方向のバイアス磁界を付与する一対の永久磁石板
およびその整磁板が配置されてそれらの周辺部分が樹脂
モールドにより被覆されている構造であるため、垂直方
向の積層厚が増大し、磁気バブルメモリデバイスの薄形
化,小型化への要請に対して障害となっていた。
本件出願人が知る本発明に最も近い先行技術としては昭
和54年特許出願公開第55129号公報が挙げられ
る。この公報には、チップを囲む額縁型コアとそれらを
完全に囲む導電性磁界反射箱の構造が記載されている。
しかしながら、それ以上の具体的な構造は何ら示されて
おらず、例えば導体ケースで完全にとり囲んでいるチッ
プへの電気的結線を導体ケースの外側からそれに短絡さ
せることなく行うことは理論的に不可能であり、永久磁
石、整磁板、バイアスコイル等の取付方法が不明である
ことも含め、その記載をきっかけに実用化しようと思い
立つに見るからに不十分である。すなわち、本発明の実
施例が結果として額縁型コアを使用した点で上記公報の
記載とたまたま一致したに過ぎない。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、薄形化を可能とした磁気バブルメモリ
を提供することにある。
本発明の他の目的は、全体の体積を小さくして小型化を
可能とした磁気バブルメモリを提供することにある。
本発明の他の目的は、消費電力を低減させた磁気バブル
メモリを提供することにある。
本発明の他の目的は、回転磁界発生用コイルのインダク
タンスを小さくしてVI積を小さくさせた磁気バブルメ
モリを提供することにある。
本発明の他の目的は、構成部品の組立の自動化を可能又
は容易にした磁気バブルメモリを提供することにある。
本発明の他の目的は、大容量化等に入出力等の接続端子
数を増大させることができる磁気バブルメモリを提供す
ることにある。
本発明の他の目的は、磁気バブルメモリ素子のバイアス
磁界方向に対する傾斜角度を容易かつ高精度で設定可能
とした磁気バブルメモリを提供することにある。
本発明の他の目的はカセットの小型化が可能な磁気バブ
ルメモリを提供することである。
本発明の他の目的は磁気バブルメモリデバイスの周辺回
路を安いコストで製造できる磁気バブルメモリを提供す
ることである。
本発明の目的は、磁気バブルメモリ素子を静電気から確
実に保護することができる磁気バブルメモリを提供する
ことにある。
本発明のさらに他の目的は、外部回路接続用端子部を多
端子化し、磁気バブルメモリ素子の高密度実装を可能に
した磁気バブルメモリを提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明は、垂直方向のみに導通性のあるゴムRUBを使
用することによって、折り返したフレキシブル配線基板
FPCの端子9とコンタクトパッドCNPとの電気的接
続を容易としたもので、本発明によれば下記の磁気バブ
ルメモリが提供される。
磁気バブルメモリ素子を搭載したフレキシブル配線基板
の外部接続端子接続部を前記磁気バブルメモリ素子と層
構造を形成するように折り返し配置し、前記接続部上
に、垂直方向の加圧により導通状態を程し水平方向に対
しては非導通となる電気的特性を有する導電性部材を配
設し、該導電性部材にコンタクトパッドを搭載した端子
固定板を接触配置した磁気バブルメモリ。
〔発明の実施例〕
次に図面を用いて本発明の実施例を説明する。
まず、第1図から第31図を用いて本発明が対象とする
(適用される)磁気バブルメモリを説明し、つぎに第3
2図Aから第34図を用いて本発明の特徴部分を説明す
る。
(全体構造の概要 第1,2図) 第1図および第2図A、第2図Bは本出願人による先の
出願である特願昭60-66456号(特開昭61-227286号)で
開示されているところの、本発明が対象とする磁気バブ
ルメモリの全体構造を説明するための図であり、第1図
は一部破断斜視図、第2図Aはその底面図、第2図Bは
第2図Aの2B−2B断面図である。これらの図におい
て、CHIは磁気バブルメモリチップ(以下チップと称
する)であり、これらの図ではチップCHIは省略して
1個のみ表示しているが本例では2個並べて配置してい
るものとする。
(1つの大容量チップよりも、合計記憶容量をそれに合
せた複数分割チップ構成の方がチップ歩留が良い)。F
PCは2個のチップCHIを搭載しかつ4隅にチップC
HIと外部接続端子との結線用線群延長部を有するフレ
キシブル配線基板(以下基板と称する)である。COI
は2個のチップCHIをほぼ同一平面上でとり囲み対向
辺が互いに平行となるように配置された駆動コイル(以
下コイルと称する)、CORは四角形コイル集合体CO
Iの中空部分を貫通するように設けられた固定配置され
た軟磁性材からなる額縁形コア(以下コアと称する)で
あり、このコアCORと各コイルCOIとでチップCH
Iに面内回転磁界を付与する磁気回路PFCを構成して
いる。RFSは基板FPCの中央四角形部分と、2個の
チップCHIおよび磁気回路PFCの全体を収納する回
転磁界閉じ込めケース(以下ケースと称する)である。
ケースRFSは2枚の独立した板を加工して形成され、
ケースの側面部で上下の板は電気的に接続されている。
チップCHIが配置された部分よりやや広めの範囲で中
央部分の隙間が狭くなるよう周辺部分に絞り部が形成さ
れている。この絞り部は磁石体の位置決めにも利用でき
る。ケースRFSは磁気磁界閉じ込めと軟弱な決板FP
Cを機械的に支持する一石二鳥の効果,働きを持ってい
る。
ケースRFSとチップCHIとの間には、特にチップC
HIの側面部に隙間SIRがあるが、チップCHIの平
面部も含めてこの隙間部分SIRにはシリコーン樹脂が
コーティング又は充填され、チップ主表面に組立中に異
物が付着したり、組立後に水分がチップ主表面又は側面
部に侵入することが少なくなるよう、パッシベーション
効果が意図されている。もし、ケースRFSの外側で完
全な気密封止ができる場合、樹脂SIRの充填は省略し
ても良い。INMはケースRFSの外側に配置された磁
性材からなる一対の傾斜板であり、第2図で上側の傾斜
板INMは左に寄るに従ってまた下側の傾斜板INMは
右に寄るに従って板厚が厚くなっており、双方はケース
RFS側に傾斜面が形成されている。傾斜板INMの材
料としては、透磁率μが高く保持力Hcの小さいソフト
・フェライトやパーマロイ等を使用すれば良く、本例で
は傾斜面の加工が容易なソフト・フェライトを選んだ。
MAGは一対の傾斜板INMの内側でそれと重ねて配置
された一対の永久磁石板(以下磁石板と称する)であ
る。HOMは前記各磁石板MAGの内側でそれと重ねて
配置されたソフトフェライトのような磁性材からなる一
対の整磁板である。磁石板MAGは全面にわたって均一
の板厚を有して形成されている。INNは一対の整磁板
HOMの内側対向面にそれと重ねて配置された銅のよう
に熱伝導性が良く非磁性体の材料からなる一対の傾斜板
である。これら傾斜板INNは傾斜板INMとほぼ同等
の傾斜角でかつ逆方向の傾斜面を有して形成されてい
る。傾斜板INM、磁石板MAG、整磁板HOM及び傾
斜板INNは、それぞれ積み重ねて配置し一体化してバ
イアス磁界発生用磁石体BIM(以下磁石体と称する)
を構成したときに積層板磁石体全体の厚さがほぼ全面に
わたって均一となるように形成されている。一対の磁石
体BIMはケースRFSの絞り部によって囲まれた中央
の平な部分に接着されている。BICは磁石体BIMの
周縁部とケースRFSとの間の溝状隙間部分に配置され
たバイアス磁界発生用コイル(以下バイアスコイルと称
する)である。バイアスコイルBICは磁石板MAGの
磁力をチップCHIの特性に合せて調整したり、不要バ
ブル発生不良の有無をテストする際、チップCHIのバ
ブルをオールクリア(全消去)する場合に駆動される。
SHIは前記チップCHIを搭載した基板FPCおよび
磁気回路PFCを収納したケースRFSと、その外側で
一対の磁石体BIMa,BIMbおよびバイアスコイル
BICを収納する磁性材からなる外部磁気シールドケー
ス(以下シールドケースと称する)である。シールドケ
ースSHIの材料としては、透磁率μが高く、飽和磁束
密度Bsが大きく、Hcの小さい磁性体が好ましく、パ
ーマロイやフェライトがそのような特性を持っている
が、本例では折り曲げ加工に適し、機械的な外力に対し
て強いパーマロイの鉄・ニッケル合金が選択された。P
KGは前記シールドケースSHIの外周面に接着あるい
ははめ込みにより取り付けられた熱伝導率が高く、加工
のし易いAlのような材質からなるパッケージングケー
スである。CNPは前記基板FPCの4隅から延長して
設けられ、シールドケースSHIの背面に折り返された
外部接続端子に接触するように配置されたコンタクトパ
ッドである。TEFは各コンタクトパッドCNPを開口
部の段差部で支持固定する絶縁性部材からなる端子固定
板である。
(全体構造の特長 第1,2図,第32図) 第1図及び第2図に示した磁気バブルメモリデバイス全
体構造の特長点は下記のように列挙される。しかし、本
例による特長点はこれらに限定されるものではなく、他
の特長点は第3図以降の説明からも明らかとなるであろ
うが、ここでは各構成部品間の関連性を中心として特長
点を述べる。
(1)回転磁界発生コイルPFCを額縁型にして、バブ
ルメモリチップCHIをその額内にほぼ同一平面上で配
置しているので、バブルデバイス全体の厚さを薄くでき
る。現今の主流技術では、チップ上下面をX及びYコイ
ルでぐるぐる巻いてあるため、デバイス全体の厚さはチ
ップ厚、Xコイル厚及びYコイル厚の和の関数となるか
らである。
(2)Xコイル及びYコイルがほぼ同一平面に配置され
ているので、従来のXコイル上に重ねてYコイルを巻い
た構造に比べ下記の効果がある。
コイルの総巻線長が長くならない。従ってインダクタ
ンスLを小さくでき、低電圧駆動や低消費電力化を可能
とした。
Xコイル及びYコイルとチップCHIとの距離を等し
くすることができ、磁界分布をバランスのとれたものと
することができる。
(3)回転磁界発生コイルPFCを導体ケースRFSで
囲んでいるので磁束の漏れが少なくチップCHIに対す
る駆動効率を高められる。
(4)導体ケースRFSは、回転磁界Hr発生コイルP
FCから発生された交流磁界が透磁率μの大きい磁石体
BIMに漏れるのを防ぎ、他方磁石体BIMからチップ
CHIへ加えられるべきバイアス磁界Hbの直流磁界に
対しては実質的にその通過を妨げないという選択性があ
る。
(5)導体ケースRFSとしては、従来配線基板として
使用されていたエポキシガラス等に比べ硬い銅のような
材質を使用しているため、チップCHIを機械的に強固
に支持できる。従って、特に製造歩留を上げるため等に
複数チップ実装構成とした場合は、チップ間の傾斜角度
バラツキが磁気特性に大きな影響を与えるが、本例によ
ればチップ間の傾斜角度のバラツキを小さく押えられ
る。
(6)配線基板としてフレキシブルフィルム基板FPC
を使用しているため下記の効果が得られる。
基板厚を小さくできる。
リードボンディング方式を採用できるので従来のワイ
ヤホンディング方式に比べボンディング部分が占める厚
さを小さくできる。
上記,の効果は、磁気回路のギャップ(透磁率μ
の小さい部分)を小さくでき小さい厚さ,又は小さい平
面積のバイアス磁石MAGを使用することができ、デバ
イス全体の薄型化又は平面積の縮小化につながる。
チップCHIからの配線の折り曲げ等が自由自在であ
る。従って、端子部分の180゜の裏返し等が可能であ
り、デバイス全体の平面積を制限することができる。
回転磁界閉じ込めケースRFSの配線取り出し用開口
幅を小さくできる。従って、回転磁界の漏れを最小限に
留めることができる。
(7)配線基板FPCの外部導出配線を四角形の角部に
集約させているので、回転磁界閉じ込みケースRFSの
開口を最も影響の小さい角部に設けることができる。
(8)傾斜板INNの機能を磁石或は整磁機能と兼用さ
せていないので下記の効果がある。
傾斜角を形成するために、加工性の良い銅等の材料を
使用できる。
熱導率の良い銅等の材料を使用でき、回転磁界発生コ
イルCOIで発生した熱を効率良く発散できる。
非磁性体の材料を使用することによって、整磁板HO
Mを通る磁界を乱さないようにすることができる。
(9)傾斜板INNは磁気的ギャップを小さくするため
にできるだけ薄い方が好ましく、その軸を磁石MAGや
整磁板HOMに比べて、傾斜角形成に必要十分なところ
に制限することによって、薄い厚さでの傾斜角形成を容
易としている。
(10)磁石MAGとシールドケースSHI間には、透磁
率μの大きいソフトフェライトのような板INMが挿入
されているので、その間の磁気的ギャップを埋めること
ができる。また、板INMは放熱にも寄与する。板IN
Mとしては磁石MAGよりも保持力Hcの小さい材料を
選んでいるので、永久磁石の実効的な厚さを均一なまま
にしておくことができる。
(11)シールドケースSHIは透磁率μの大きいパーマ
ロイ等の磁性材料で構成しているため、磁石MAGを磁
界源とする磁気回路の磁気抵抗を小さくできるので、磁
石MAGの厚さや平面積を小さくできる。
(12)シールドケースSHIは飽和磁束密度Bsの大き
いパーマロイ等の磁性材料で構成しているため、外来の
磁界ノイズをバイパスし、チップCHIに伝えない働き
がある。
(13)上記(11),(12)はそれぞれ、シールドケースSH
Iの厚さを薄くすることにつながる。
(14)シールドケースSHIはパーマロイのような鉄−
ニッケル合金を使用しているため、折り曲げ加工に適
し、又機械的な外力に対してその中に組み込まれた部品
を保護する働きがある。
(15)回転磁界発生コイルPFCとバイアスコイルBI
Cを共にコア型にしているので、パッケージングケース
SHI又はPKG内での収納効率又は実装密度を高める
ことができる。
(16)コアーCORと整磁板HOMとの間にはケースR
FNを挿入しているため、その間隔はコイルCOIの厚
さの他に回転磁界閉じ込めケースRFSの厚さ及び折り
曲げ角度で微調整できる。この距離は短ければ短い程全
体の平面的な大きさを小さくすることができ、コイル長
の低減による低消費電力化につながる。しかしながら、
その距離が短か過ぎると磁石MAGからの直流バイアス
磁界Hbが透磁率の高いコアーCORに漏れてしまい、
チップ周辺部分におけるバイアス磁界の一様性が悪くな
る。従って、この距離は上記特性上非常にシビアであ
り、本構造によるとその調整が精密にできる。
(17)回転磁界閉じ込めケースRFSの周辺に絞り部を
設けているため、磁石体BIMの位置合せが容易であ
る。
(18)傾斜板INNは同じ製造条件で作った2枚のもの
を、チップの上下面で平面的に180゜の回転角度差があ
るように配置することによって、チップをはさんで上下
面に配置された1対の整磁板HOMや1対の磁石MAG
をほぼ平行に合せることができる。
以上、第1図、第2図で示された磁気バブルメモリの全
体構造の特長点を説明したが、外部接続端子部分につい
ては後述する本発明の実施例があり(第32図)、その特
長点を以下説明する。
(19)配線基板FPCの外部接続端子と、コンタクトパ
ッドCNPを搭載した端子固定板TEFとの間に、シー
ト状の導電性ゴムRUBを配置したことにより、配線基
板FPCと、外部回路に接続されるコンタクトパッドC
NPとの接続が一括して容易にできるので、接続工程の
省力化が可能となる。
(20)外部回路に接続されるコンタクトパッドCNPが
端子固定板TEFの底面に対して凹状となる部位に配設
されて導電性ゴムRUBに接触配置する構成となってい
るので、仮に外部からコンタクトパッドCNPに手が触
れて静電気が印加されても導電性ゴムRUBはある程度
の応力をもって加圧されなければ導通がとれないので、
チップCHIを静電気から確実に保護することができ
る。したがって完全なポケッタブルメモリとすることが
できる。
(組立の概要 第3図) 第3図は前述した磁気バブルメモリデバイスを構成する
各構成部材の積重ね組み立て手順を説明するための組み
立て斜視図であり、前述と同一符号は同一部材を示して
いる。同図において、まず、4隅に突出して入出力配線
の接続部を有しかつ中央部に素子搭載部を有する基板F
PC上に2個のチップCHIを搭載した基板組立体BN
Dを、底面に絶縁性シートを接着配置した外側ケースR
FSa内に配置し、さらにこの基板FPC上に磁気回路
PFCを組み込んだ後、シリコーン樹脂SIR(図示せ
ず)を充填しその上部に内側ケースRFSbを外側ケー
スRFSaに対して組み込み、外側ケースRFSaと内
側ケースRFSbとの側面接触部分を半田付等により電
気的に接続する。次にこれらの外側ケースRFSaおよ
び内側ケースRFSbの外面に設けられている凹状の絞
り部に上側磁石体BIMaおよび下側磁石体BIMbを
配置した後、この上側磁石体BIMaの外縁部と内側ケ
ースRFSbの内側とで形成される図示しない隙間に整
列巻きされたバイアスコイルBICを配置し、これらを
外側ケースSHIa内に収納し、更に内側ケースSHI
bを組み込み、外側ケースSHIaと内側ケースSHI
bとの側面接触部分を溶接等により磁気的に接続する。
次に内側ケースSHIbの4隅から突出している前記基
板FPCの外部接続端子接続部をこの内側ケースSHI
bの背面に第4図Bに示すように折り返し、一定形状を
有するように組み合わせて配置し、これらの接続部にそ
れぞれ設けられている半田等で被覆された各外部接続端
子に、図示しないコンタクトパッドCNPを各開口部に
搭載した端子固定板TEFを接触配置して熱圧着等によ
り各外部接続端子とコンタクトパッドCNPを半田付等
により電気的に接続させる。次にこれらの組立て体にパ
ッケージングケースPKG内に収納し、端子固定板TE
FとパッケージングケースPKGの接触部においてハー
メチックシール等の封止を行って組み立てられる。
次に前述した各構成部品の構造について説明する。
(フレキシブル配線基板 第4図) 第4図は基板FPCを示す図であり、同図Aはその平面
図、同図Bは4隅から突出している外部接続端子の接続
部を折り返し組み合わせて配置した平面図、同図Cは同
図Aの4C−4C拡大断面図、同図Dは同図Aの4D−
4D拡大断面図である。同図において、基板FPCは、
中央部に角形状の素子保護部1と、この4隅に巾の小さ
い折り曲げ部2(2a,2b,2c,2d)と、この先
端部に角形状の外部接続端子接続部(以下接続部と称す
る)3(3a,3b,3c,3d)とを有し、全体形状
がほぼ風車状をなして一体的に形成されており、また、
この素子保護部1の対向辺側には後述する2個のチップ
CHIを搭載しその端子部を接続させる2重枠構造の矩
形状開口部4(4a,4b)および位置決め用の3個の
穿孔5(5a,5b,5c)が設けられ、さらに1個の
接続部3cの先端には位置決め用の基板突出部6が設け
られている。
また、この基板FPCは、同図Cに示すように厚さ例え
ば約50μm程度のポリイミド樹脂フィルムからなるベ
ースフィルム7上にエポキシ系の接着剤8を介して銅薄
膜9(以下、配線層として総称する場合は9と表わし、
その各部を示すときは9に添字を付加して表す)を形成
し、これを所要のパターン形状にエッチングすることに
より、同図Aに示すような配線用リード9a,円形状の
外部端子9b,楕円状のコイルリード接続用端子9c,
記号9dおよびインデックスマーク9e等のパターンが
形成され、さらにこれらの上面には前記同様な部材から
なる接着剤8を介して透光ないし半透光性のカバーフィ
ルム10が接着配置されている。そして、この基板FP
Cの開口部4においては、図示しないチップCHI搭載
側となるベースフィルム7が高い精度の寸法で開口が形
成され、また、その上面側カバーフィルム10には比較
的寸法の大きい開口が形成され、さらにベースフィルム
7とカバーフィルム10との間には配線用リード9aが
露出し、この配線用リード9aの表面には錫メッキ層1
1が形成され、開口形状が2層構造でかつ2重構造を有
して形成されている。一方、接続部3においては、同図
Dに示すようにカバーフィルム10の前記円形状外部端
子9bおよび図示しない楕円状の外部端子9cと対応す
る部位に円形状の開口12が形成され、その開口12か
ら露出した外部端子9b,9c銅薄膜パターン上にはめ
っき或いはディップ等による半田層13が形成されてい
る。そして、これらの接続部3に設けられた各外部端子
9b,9cは各接続部3a,3b,3c,3dおよび折
り曲げ部2a,2b,2c,2d並びに素子保護部1上
に連続して形成された各配線用リード9aに接続され、
これらの配線用リード9aは素子搭載部1に設けられた
各開口部4a,4bの開口端の一部に各接続部3a,3
b,3c,3dのブロック毎に集結してその先端部が各
開口部4a,4b内に露出されている。すなわち同図A
に示すように接続部3aの配線用リード9aは開口部4
aの左上部に、接続部3bの配線用リード9aは開口部
4bの左下部に、接続部3cの配線用リード9aは開口
部4aの右上部に、また接続部3dの配線用リード9a
は開口部4bの右下部にそれぞれ配線されている。そし
て、この基板FPCは、後工程で各接続部3a,3b,
3c,3dが各折り曲げ部2a,2b,2c,2dで折
り曲げられて同図Bに示すように組み合わされ、半田層
13を形成した各外部端子9b,9cが表面に露出し、
また、配線用リード9a,記号9dおよびインデックス
マーク9eは表面がカバーフィルム10により被覆され
ているので、これらのパターンはカバーフィルム10を
透かして容易に判読できるように構成されている。
このような構成において、基板FPCはポリイミド樹脂
フィルムを用い、素子保護部1の4隅に各折り曲げ部2
a,2b,2c,2dを介して各接続部3a,3b,3
c,3dを設けた風車状に構成し、これらの各接続部3
a,3b,3c,3dを折り返し組み合わせて外部端子
部を構成したことにより、素子保護部1と接続部とが2
層配線構造となるので、接続部3の面積を小さくするこ
となく、素子保護部1の面積を大きくさせ、併せて外部
端子部の多端子化が可能となり、全体形状を小型化する
ことができる。
また、このような構成において、各外部端子9bから素
子保護部1の各開口部4a,4bまでの配線リード9a
を大幅に短縮できるので、外部雑音等による影響を大幅
に減らすことができる。すなわちS/N比の高い信号を
入出力させることができる。さらに接続部3cの一端に
基板突出部6を設けるとともに、この突出部6にインデ
ックスマーク9eを設けたことにより、折り返し組み立
てた際の基板中央部の表示用,ケースRFSおよびSH
I(第2図参照)に組み込む際の位置合せ用,配線リー
ド9aの種類の区別用あるいは製品型式の表示用等の判
別に利用してその判別が容易となるので、組み立ておよ
び基板管理等を合理化することができる。また、基板F
PCの素子保護部1の両端側に穿孔5a,5b,5cを
設けたことにより、基板FPCの左右の区別,チップC
HIの位置決め等が容易となり、同様に組み立て性を合
理化することができる。
(基板組立体 第5,6,7図) 第5図は前述した基板FPCにチップCHIを搭載した
平面図を示したものである。同図において、基板FPC
の素子搭載部1には2個のチップCHIが開口部4a,
4b間に並列配置して搭載され基板組立体BNDが構成
されており、このチップCHIの1個は、第6図に拡大
平面図で示すように1Mbチップの2ブロックが一体化
して構成され、2個のチップCHIでは4ブロック、合
計で4Mbチップを構成している。なお、第6図に示し
たチップCHIの1ブロックにおいて、太線は導体パタ
ーン,細線はシェブロンパターン転送路をそれぞれ示し
ている。また、第5図に示したチップCHIは、第7図
A,第7図Bにそれぞれ拡大断面図で示すようにチップ
CHIの端部に金メッキして設けられた各ボンディング
パッド14と、基板FPC開口部4の錫メッキ層11が
形成された配線用リード9aとの間に金バンプ15を介
在させて熱圧着法にによるAu−Sn共晶によりリード
ボンディングされて搭載されている。
このような構成によれば、基板FPCの開口部4a,4
bの配線用リード9aとチップCHIのボンディングパ
ッド14とがAu−Sn共晶によるリードボンディング
により接続されてチップCHIが支持固定できるので、
接続強度を大幅に向上できるとともに、薄形化が可能と
なる。また、チップCHIの表面が基板FPCの素子搭
載部1により被覆されるので、チップCHIの表面が保
護され、ハンドリング性を向上させることができるとと
もに、基板FPCの機械的強度を保持することができ
る。また、このような構成によれば、各チップCHIが
2ブロックからなり、2個のチップCHIは4ブロック
で構成されているので、各ブロックをそれぞれ最も近接
する各接続部3a,3b,3c,3dへ分配して配線で
き、チップCHI配置の対称性が得られ、試験,検査等
が極めて容易となる。さらに基板FPCに4個の接続部
3a,3b,3c,3dを設けているので、各チップC
HIの磁気バブル検出器DETおよびマップループ等の
配線を他の機能配線と区別して1個所の接続部に集結さ
せ、この接続部を雑音発生源から遠ざける部位に選定し
て配置することにより、雑音の極めて少ない入出力信号
を授受することができる。
(駆動磁気回路 第8,9図) 第8図は磁気回路PFCを示す図であり、同図Aは斜視
図、同図Bはその駆動磁気回路を示す平面図である。同
図において、磁気回路PFCは、軟磁性材料からなる額
縁形のコアCORの互いに平行な対向する辺上に、矢印
方向に巻線を施して4組のコイル20a,20b,20
c,20dからなるコイルCOIが巻設され、互いに対
向する辺上のコイル20aと20bとを接続点21bを
介して直列巻きさせてXコイル22aを、コイル20c
と20dとを接続点21aを介して直列巻きさせてYコ
イル22bをそれぞれ構成している。そして、Xコイル
22aおよびYコイル22bに位相の90度異なる電流
IxおよびIy(例えば三角波電流)を供給することに
より、同図Bに示すようにx軸方向に漏洩磁界Hxが、
y軸方向には漏洩磁界Hyが発生し、前述した2個のチ
ップCHIに回転磁界として供給される。
また、このように構成される磁気回路PFCは、第9図
に斜視図で示すように1本の軟磁性材料からなる直方体
状の磁気コア23に巻線を複数ブロック毎にタップ24
を設け、直列巻きして一対のコイル、例えばコイル20
a,20bからなる一対のXコイル22aを形成した
後、各コイル20aと20bとの間に一定の巾を有する
幅の広い溝25とさらに幅の小さい溝26とを切削加工
して設け、しかる後、この幅の小さい溝26部分から切
断して両者に分割された幅の広い溝25を互いに直交す
る方向に組み合わせて接着し、第8図に示すように額縁
形に構成する。また、逆に前述した幅の広い溝25およ
び幅の小さい溝26を予め形成した直方体コア23にコ
イル20a,20bをタップ24を介して巻設し、一対
のXコイル22aを形成してもよい。また、前述した一
対のYコイル22bについても全く同様に形成される。
このような構成において、直方体状磁気コア23にコイ
ル20a,20bを直列方向にタップ24を設けて巻設
しているので、第8図に示すように組み立て構成した場
合、互いに交差させて結線(接続点)する必要がなくな
り、巻線の引き廻しを簡素化することができる。
このような構成によれば、Xコイル22aとYコイル2
2bとが対称構造となるので、粗カップリングとなり、
インダクタンスバランスが向上し、漏洩磁界に対する磁
性体間の磁気的干渉を防止することができる。また、こ
の磁気回路PFCはチップCHIの上,下面に配置され
ない額縁形構造となるので、積層方向の厚さが小さくな
り、薄形化が可能となる。
(回転磁界閉込めケース 第10,11,12図) 第10図は内側ケースRFSbを示す図であり、同図A
は平面図、同図Bはその10B−10B断面図である。
同図において、内側ケースRFSbは、その中央部分が
凹状となる枠形状の絞り部30と、その対向端辺が上方
向にほぼ90度折り曲げられた折り曲げ部31と、その
各4隅が斜め方向に切断された切り欠き部32とをそれ
ぞれ有して構成されており、このケースRFSbは良導
電性材料、例えば無酸素銅板をプレス加工して形成され
ている。この場合、絞り部30および折り曲げ部31は
この内側ケースRFSbのねじれ方向の機械的強度を向
上させるとともに、互いに対向する折り曲げ部31相互
間の縦横方向の外径寸法Lを適宜制限することができ
る。また、絞り部30は、このケースRFSbの外面側
に配設される磁石体BIMbと、内面側に配置されるチ
ップCHIとの間の距離を適宜調整することができる。
なお、4隅に設けた切り欠き部32は、このケースRF
Sb内に配設される基板FPCの各折り曲げ部2a,2
b,2c,2dの引出し部分を形成している。
このような構成によれば、内側ケースRFSbは、プレ
ス加工法により形成できるので、高精度寸法でかつ低コ
ストで製作することができる。
なお、内側ケースRFSbは、無酸素銅を用いたが、こ
の他に銅,銀,金板あるいはこれらの合金板にメッキを
施した板材を用いても良い。
第11図は前述した内側ケースRFSbに対応する外側
ケースRFSaを示す図であり、同図Aは平面図、同図
Bはその11B−11B断面図である。同図において、
この外側ケースRFSaは、前述した内側ケースRFS
bと同等の材料および製作法により形成され、その構造
は前述とほぼ同様にその中央部が凹状となる枠形状の絞
り部33と、その対向端辺が上方向にほぼ90度に折り
曲げられた部34と、その各4隅が斜め方向に切断され
た切り欠き部35とを有して構成されている。この場
合、互いに対向する折り曲げ部34は、その相互間の内
側寸法が、前述した内側ケースRFSbの折り曲げ部3
1相互間の外側寸法L1,L2とほぼ同等値を有しかつ
高さH1を大きくして形成されている。なお、この絞り
部33および切り欠き部35は前述した内側ケースRF
Sbとほぼ同等の寸法を有して形成されている。
このように構成された外側ケースRFSaおよび内側ケ
ースRFSbは、第12図Aにその平面図,第12図B
に12B−12B断面図でそれぞれ示すように外側ケー
スRFSa内に内側ケースRFSbを挿入し、外側ケー
スRFSaの折り曲げ部31の外面とを互いに接触させ
て接続することにより、一体化させケースRFSが組み
立てられる。
(ケース組立体 第13図) 第13図は前述したケースRFS内に基板組立体BND
を収納配置した断面図を示したものである。同図におい
て、外側ケースRFSaの底面には、電気的絶縁性シー
トとして、例えば厚さ約0.1mm程度のポリイミドフィ
ルム36が接着配置され、このフィルム36上には基板
組立体BNDが、また、その周縁部には磁気回路FPC
がそれぞれ配置され、さらに基板組立体BNDの上面に
エポキシ系の接着剤37を塗布した後、これらの上方部
には内側ケースRFSbが挿入されて接合配置されてい
る。この場合、この外側ケースRFSaの折り曲げ部3
4の内面と内側ケースRFSbの折り曲げ部31の外面
とが×印で示す部分でメタルフローあるいは半田付等に
より電気的,機械的に接合されている。また、この外側
ケースRFSaと内側ケースRFSbとの間の隙間部分
にはシリコーン樹脂SIRが充填され基板組立体BND
および磁気回路PFCが固定配置されている。なお、こ
の場合、これらの外側ケースRFSaおよび内側ケース
RFSbの4隅に設けられた図示しない各切り欠き部3
2,35には基板FPCの折り曲げ部2(2a,2b,
2c,2d)が外部へ引出されている。38はコイルC
OI同志の接続またはコイルCOIと基板FPC上に設
けられた外部端子9cを接続するためのリード線であ
る。
このような構成において、磁気回路FPCの駆動により
漏洩磁界が発生すると、ケースRFSには閉ループを形
成するように誘起電流が流れ、この誘起電流によって回
転磁界がケースRFS内に封じ込められ、したがってチ
ップCHIには均一な回転磁界を付与される。
このような構成によれば、外側ケースRFSaおよび内
側ケースRFSbとの間に中央部分の凹状部内に基板F
PCに搭載されたチップCHIを、周縁部分の凸状部内
に磁気回路PFCをそれぞれ挟持させて配置したのでパ
ッケージング効果が向上できるとともに、組立性が大幅
に向上できる。また、外側ケースRFSaおよび内側ケ
ースRFSbで覆われる体積が減少することにより、V
I積(∝体積)が低減でき、回転磁界を発生させる磁気
回路PFCの小形化が可能となる。さらに外側ケースR
FSaおよび内側ケースRFSbに絞り部30,33で
形成される凹状部を設け対向する凹状部間のギャップを
減少させることにより、回転磁界はチップCHIの平面
に垂直な成分(Z成分)が零に近接して水平な成分のみ
となり、一様性を向上させることができる。
(磁石体 第14図) 第14図は磁石体BIMを示す図であり、同図Aは平面
図、同図Bはその側面図、同図Cはその正面図である。
同図において、磁石体BIMは、対向面の一方が所定の
傾斜面を有する非磁性体、例えば銅からなる傾斜板IN
Nと、この傾斜板INNの傾斜面側に配置する板厚の均
一な第1の整磁板HOM1と、この第1の整磁板HOM1
の上面側に配置する板厚の均一な磁石板MAGと、この
磁石板MAGの上面側に傾斜面を有する第2の整磁板H
OM2とを順次積層し、エポキシ系の接着剤により一体
化されて形成され、全体の積層板厚がほぼ全面にわたっ
て均一となるように構成されている。そして、この磁石
体BIMの上,下面からはほぼ全面にわたって均一なバ
イアス磁界発生用の磁界が放出される。
(バイアスコイル 第15図) 第15図はバイアスコイルBICを示す図であり、同図
Aは斜視図、同図Bはその15B−15B断面図であ
る。同図において、バイアスコイルBICは、表面に絶
縁部材として例えば熱硬化性樹脂が外面に被覆された巻
線40を、断面が5×4線の配列とし全体形状が額縁状
となるように整列巻きした後、熱溶着で圧着し、冷却さ
せて所定値の額縁形状に成形して構成されている。この
場合、各巻線40の外面に被覆されている熱硬化樹脂が
互いに熱溶着するとともに、圧着により各巻線40が目
詰りして成形され、冷却させることにより、各巻線40
が結束した状態で硬化されるので、所定形状の額縁形状
に形成される。
(ケース組立体への磁石体及びバイアスコイルの実装
第16図) 第16図は前記第13図で説明したケースRFS組立体
に前述した磁石体BIMおよびバイアスコイルBICを
組み込んだ断面図を示したものである。同図において、
内部に基板組立体BNDおよび磁気回路PFCを収納し
たケースRFS組立体の上,下面にはそれぞれ上部磁石
体BIMa下部磁石体BIMbが接着配置され、さらに
この上部磁石体BIMaの周縁部と、内側ケースRFS
bの折り曲げ部31とで囲まれて形成される額縁状溝部
にはバイアスコイルBICが収納配置されている。この
場合、上部磁石体BIMaと下部磁石体BIMbとは全
く同一の材料,寸法で構成されており、これらの磁石体
BIMa,BIMbはその傾斜板INN側が、内側ケー
スRFSbの絞り部30で囲われた凹状部および外側ケ
ースRFSaの絞り部33で囲われた凹状部内にそれぞ
れ密着されて配置される。
このような構成において、ケースRFS組立体の中央部
両面側に形成された凹状部内に一対の磁石体BIMa,
BIMbが配置され、さらにその周縁部に形成される額
縁状溝部内にバイアスコイルBICが配設できるので、
各構成部品の積層方向の全体の厚さが小さくなり、小
形,薄形化が可能となる。また、外側ケースRFSaと
下部磁石体BIMbの外縁部分とで額縁状の空間溝が形
成されるので、この部分に前記バイアスコイルBICを
配置しても良く、また新たにバイアスコイルを設けても
良く、さらにはコイルボビンとして巻線を施してバイア
スコイルを形成することもできる。
(磁気シールドケース 第17,18,19図) 第17図は外側シールドケースSHIaを示す図であ
り、同図Aは平面図、同図Bはその17B−17B断面
図である。同図において、外側シールドケースSHIa
は、平坦部51と、この平坦部51の対向端辺に上方向
にほぼ90度に折り返した折り曲げ部52と、この折り
曲げ部52の中央部に一部が切り欠かれた凹部53と、
その各4隅が斜め方向に切断された切り欠き部54とを
有して構成されており、このシールドケースSHIaは
高透磁率および高飽和磁束密度を有し望ましくは熱伝導
率の大きい材料、例えばパーマロイ板をプレス加工して
形成されている。
第18図は前述した外側シールドケースSHIaに対応
する内側シールドケースSHIbを示す図であり、同図
Aは平面図、同図Bはその18B−18B断面図であ
る。同図において、この内側シールドケースSHIb
は、前述した外側シールドケースSHIaと同等の材料
および製作法により形成され、その構造は前述とほぼ同
様に平坦部55と、この平坦部55の対向端辺に上方向
にほぼ90度に折り返した折り曲げ部56と、この折り
曲げ部56の中央部に一部が切り欠かれた凹部57と、
その各4隅が斜め方向に切断された切り欠き部58とを
有して構成されている。この場合、互いに対向する折り
曲げ部56はその相互間の外側寸法が、前述した外側シ
ールドケースSHIaの折り曲げ部52相互間の内側寸
法L3,L4とほぼ同等値を有しかつ高さH2を小さく
して形成されている。
このように構成された外側シールドケースSHIaおよ
び内側シールドケースSHIbは第19図Aにその平面
図,第19図Bにその19B−19B断面図でそれぞれ
示すように外側シールドケースSHIa内に内側シール
ドケースSHIbを挿入し、外側シールドケースSHI
aの凹部53と内側シールドケースSHIbの凹部57
とで形成される凹部59にスポット溶接あるいは半田溶
接を施し、磁気的、機械的に固定することにより一体化
させ外側シールドケースSHIaが組み立てられる。
このような構成において、外側シールドケースSHIa
の折り曲げ部52および内側シールドケースSHIbの
折り曲げ部56を横方向、つまり積層方向と交差する方
向に設定することなく、積層方向に揃えて設定すること
により、横方向の寸法を小さくさせ、小形でかつ構成部
品の高集積化が可能となる。
(磁気シールドケース組立体 第20図) 第20図は前述したシールドケースSHI組立体内に、
前記第16図で説明した内部に基板組立体BND,磁気
回路FPCを組み込んだケースRFS組立体と、一対の
磁石板BIMa,BIMb、バイアスコイルBICとか
らなる組立体を組み込んだ断面図を示したものである。
同図において、外側シールドケースSHIaの内部に
は、その底面側から中央部に上部磁石体BIMa,周縁
部にバイアスコイルBIC,ケースRFS組立体(内部
に基板組立体BND,磁気回路PFC等が組み込まれて
いる),下部磁石体BIMbを順次積層配置させた後,
内側シールドケースSHIbを挿入し、前述した外側シ
ールドケースSHIaの凹部53と内側シールドケース
SHIbの凹部57とで形成される凹部59(第19図
参照)で溶接固定して封止される。この場合、このシー
ルドケースSHI内にグリース等を充填させておくこと
により、内部の構成部品が実質的に相互に密着すること
になり、ケースRFSから発生する熱がこのシールドケ
ースSHIを介して外部に放出することができる。ま
た、ケースRFSとシールドケースSHIを圧入方式に
より側面で接触させる構造にして放熱効果を向上させる
ことができる。
このような構成において、外側シールドケースSHIa
の底面側にケースRFS組立体を、その折り曲げ部3
1,34が対向するように積層配置させることによって
外部シールドケースSHIaと内部シールドケースSH
Ibとの間に積層される各構成部品が密着配置できるの
で、小形化,薄形化が可能となるとともに放熱効果も同
時に得られる。
(パッケージングケース 第21図) 第21図はパッケージングケースPKGを示す図であ
り、同図Aは平面図、同図Bはその21B−21B断面
図である。同図において、パッケージングケースPKG
は、熱伝導の良好な材料、例えば板厚約0.5mmのアル
ミニウム板を絞り加工を施して形成され、図示されない
が、その外面には黒色被膜が設けられている。このパッ
ケージングケースPKGは、前記外側シールドケースS
HIaの形状を改良して兼用させて使用することができ
る。
このような構成において、このパッケージングケースP
KGは、磁気バブルメモリデバイス完成後の外側ケース
となるとともに放熱体としての機能を有し、さらにその
内側角部は後述するポッティング法による樹脂モールド
時の型としての機能も同時に有している。
(端子固定板呼びコンタクトパッド 第22,23図) 第22図は端子固定板TEFを示す図であり、同図Aは
平面図、同図Bはその22B−22B断面図、同図Cは
その背面図である。同図において、端子固定板TEF
は、電気的絶縁性を有する材料、例えばガラスエポキシ
系の樹脂板60からなり、その外形状は前記パッケージ
ングケースPKGの開口部に対して挿入出自在となる縦
横方向の寸法を有して形成されており、またこの樹脂板
60の周辺部を除く部位には多数個の貫通孔61が縦横
方向に所定の間隔をもってマトリックス状の配列で穿設
され、さらにこれらの貫通孔群の角部には回転対称とは
ならない断面が凹状となる非貫通孔62が設けられ、こ
の非貫通孔62内には例えば方向性あるいは特長を位置
付ける白色の塗膜などによるマーク63が付着されてい
る。また、この樹脂板60に穿設された多数個の貫通孔
61には、同図Bに示すようにその背面側に口径の大き
い開口64が同軸的に連通して設けられており、これら
の開口64の全ては板厚の約60%の深さを有しかつ貫
通孔61とは途中に段差を有して連通されている。ま
た、この樹脂板60の背面側には同図Cに示すようにそ
の周辺部分に沿って前記開口64の深さとほぼ同等の深
さを有しかつ平面方向の幅が異なりその断面が凹形状と
なる溝65が形成され、この溝65内は前述したコイル
COIの巻線,バイアスコイルBICの巻線の通路部お
よび接続部を構成している。また、この樹脂板60の角
部66は凹形状とはならず、所定の板厚寸法を有し、前
述したパッケージングケースPKGの内側面に体して接
触面を得ている。このように樹脂板60の背面側は板厚
の異なる2段構造を有して形成されている。
第23図はコンタクトパッドCNPを示す図であり、同
図Aは平面図、同図Bはその23B−23B断面図であ
る。同図において、コンタクトパッドCNPは、良導電
性材料、例えば板厚約0.5mm程度の銅板をプレス加工
により打ち抜いた素片70の表面にニッケルメッキ層7
1,金メッキ層72を形成して構成される。
(最終組立 第20,4,2図) このように構成された各構成部品は、まず最初に前述し
たパッケージングケースPKG内に、第20図で説明し
たシールドケース組立体を挿入する。この状態ではこの
パッケージングケースPKGの4隅から前記基板組立体
BNDの各接続部3a,3b,3c,3d(第4図A参
照)が各折り曲げ部2a,2b,2c,2dから約90
度で折れ曲がって突出する。次に、このパッケージング
ケースPKGの4隅にポッティング法により樹脂モール
ドを行なってこのパッケージングケースPKG内に各個
性部品を固定配置させる。引き続きこれらの各接続部3
a,3b,3c,3dを対応する各折り曲げ部2a,2
b,2c,2dでさらに約90度で折り曲げて内側シー
ルドケースSHIbの外面に接着剤を介して前記第4図
Bに示すように組み合わせた後、前記端子固定板TEF
背面側の各開口64内にコンタクトパッドCNPを搭載
し、あるいは更にコンタクトパッドCNPの側面を接着
剤により固着してパッケージングケースPKGに挿入
し、各接続部3a,3b,3c,3dに接触配置させ
る。この場合、各接続部3a,3b,3c,3dに設け
られている各外部端子9bの配列ピッチと各コンタクト
パッドCNPの配列ピッチとが一致しているので、各外
部端子9bとコンタクトパッドCNPとは電気的に接触
する。次に配置した端子固定板TEFの裏側から各貫通
孔61に例えば先端部の細い加熱体の挿入し、コンタク
トパッドCNPを熱圧着する事により、各外部端子9b
と対応する各コンタクトパッドCNPが電気的に接続さ
れるとともに端子固定板TEFも同時に機械的に固定さ
れて第2図に示した磁気バブルメモリデバイスが完成さ
れる。
(磁気バブルメモリ素子 第24,25,26,27,28図) 第24図は前述した磁気バブルメモリチップCHIのボ
ンディングパッドPAD近辺の断面図を示すものであ
る。同図において、GGGは gadolinium−gallium−ga
rnet基板であり、LPEは液相エピタキシャル成長法に
よって形成されたバブル磁性膜であり、その組成の一例
は下記表1に示した通りである。
IONはハードバブル制御のためにLPE膜表面に形成
されたイオン打込層を示している。SPIは第1のスペ
ーサであり、例えば3000Åの厚さのSiO2が気相
化学反応により形成される。CON1及びCON2は2
層の導体層を示しており、後述するバブル発生,複写
(分割)及び交換を制御する機能を持っており、下の第
1の導体層CON1がMo,上の第2の導体層CON2
がAu等の材料でそれぞれ形成されている。SP2及び
SP3は導体層CONとその上に形成されるパーマロイ
等の転送パターン層Pとを電気的に絶縁するポリイミド
樹脂等から成る層間絶縁膜(第2,第3のスペーサ)で
ある。PASは気相化学反応法により形成されたSiO
2膜等からなるパッシベーション膜である。PADはチ
ップCHIのボンディングパッドを示しており、Al線
等の細いコネクタワイヤがここに熱圧着法や超音波法に
よりボンディングされる。このボンディングパッドPA
Dは下の第1層PAD1がCr,中央の第2層PAD2
Au層,上の第3層PAD3がAuメッキ層等の材料で
それぞれ形成されており、第2層PAD2および第3層
PAD3をCr,Cu等の材料で形成しても良い。Pは
バブルの転送路やバブルの分割,発生,交換及び検出部
更にはガードレール部に用いられる層を示しており、以
後の説明では便宜上転送パターン層と表現する。
第24図の例ではこの転送パターン層Pは下層P1にF
e−Siを、上層P2にFe−Niをそれぞれ使用して
いるが、両者の材質を上下入れ替えることも可能であ
る。
以下、前述した複数層から成る転送パターン層をチップ
CHIの各部に適用した例を第25図以降の平面図で説
明するが、これらの平面図では転送パターン層の各層は
セルフアラインで形成されているため、同じ輪郭線で表
されていることに注意されたい。第25図はバブル検出
器D部分を示しており、MEMはメイン磁気抵抗素子で
あり、横方向に帯状に引き伸ばされたバブルがそこを通
過するとき抵抗値が変ることを利用してバブルの有無を
検出する。MEDはメイン磁気抵抗素子MEMと同様な
パターン形状のダミー磁気抵抗素子であり、回転磁界の
影響等による雑音成分を検出するために用いられる。メ
イン磁気抵抗素子MEMの上方には2段分しか図示して
いないがバブルを横方向に引き伸ばしながら下方に転送
していくバブルストレッチャーSTが数10段形成され
ている。なお、PRはバブルの転送方向を示している。
ERはバブルの消去器であり、導体層CNDにバブルが
達したとき、消去される。この検出器Dの周囲及びダミ
ー及びメイン検出の間には、3列のパターン群から成る
ガードレールGRが設けられており、ガードレールGR
の内部に発生した不用なバブルをその外側に追い出した
り、ガードレールGRの外側で発生した不要なバブルが
その内側に入り込むのを防ぐようになっている。なお、
第25図以下の平面パターン図では導体層CND以外の
パターンは第24図で説明した転送パターン層Pを示し
ている。同図において、磁気抵抗素子MEM,MEDを
多層磁性層で形成することにより、信号対雑音比(S/
N比)が向上した。例えば、転送パターンとして各層間
にSiO2膜を介在させた3層パーマロイ層を使用した
場合は、パーマロイ単層用のものに比べ下記表2に示す
ようにS/N比が2倍以上向上させることができる。
また、ガードレールGRの性能も保持力Hcの低減によ
り不要バブルの排除率が高くなるなど改善される。
第26図は磁気バブル発生器GENを示しており、転送
パターン層Pを多層化することにより、磁気バブルの発
生電流を小さくすることができ、磁気バブル発生器の導
体層CNDの寿命を長くすることが可能となった。従っ
て、導体層CNDの駆動回路も電流容量値の小さい半導
体素子が使用でき、低価格化が可能となる。
第27図はPa〜Ph等の転送パターンで形成されたマ
イナループm,Pw1〜Pw3等の転送パターン列で形成
された書き込みメイジャーラインWML及びヘアピン状
導体層CNDで形成されたスワップゲート部を示してい
る。同図において、P7は第26図のバブル発生器GE
Nにおける転送パターンP7と同一のものであり、言い
換えればバブル発生器GENで発生されたバブルはP1
〜P7の転送路を通って書き込みメイジャーラインWM
Lに転送される。スワップ導体層CNDに電流を流した
とき、マイナループm1の転送パターンPdの磁気バブ
ルは転送パタンPl,Pmを通ってメイジャーラインW
MLの転送パターンPw3に転送され、メイジャーライ
ンPw1からの磁気バブルは転送パターンPk,Pj,
Piを経てマイナループの転送パターンPeに転送され
てバブルの交換、すなわち情報の書き換えが行なわれ
る。なお、右端のマイナループmdにはスワップゲート
が設けられていないが、これは、周辺効果を軽減するた
めの磁気バブルを注入しないダミーのループである。こ
のように交換位置における転送パターン層Pi〜Pmを
多層化することにより、小さい電流値で磁気バブルの交
換を行なうことができる。
また、第28図に示すように磁気バブルの複写器、即ち
分割器でも同様に小さい電流値駆動が可能となる。同図
において、通常磁気バブルはPn〜Pq,Ps〜Pxの
順路で転送されており、導体層CNDに電流を流したと
き、転送パターンPqの位置でバブルは分割され、分割
された1つの磁気バブルはPy,P8〜P10を経て読出
しメイジャーラインRMLに転送される。
(ホールディング磁界及び回転磁界 第29図) 磁石板MAGはチップCHIに対して約2度程度傾斜さ
せて配置される。これはチップCHIに対しバイアス磁
界Hbが垂直方向よりややずれて印加されるようにした
もので、それによってバブル転送のスタート、ストップ
マージンを約6〔Oe〕向上させるホールディング磁界
Hdcを生み出す(第29図A)。
第29図Aに示したように磁石体BIMとチップCHI
との角度θの傾斜により、直流磁界Hzは、xy平面内
の成分Hdcを持つことになる。そして、この面内成分
Hdcの大きさは、Hz・sinθとなり、通常Hdc
=5〔Oe〕〜6〔Oe〕になるように傾斜角度θが選
定される。また、この面内成分Hdcの方向は、回転磁
界Hrのスタート・ストップ(St/Sp)方向(+x
軸方向)に一致するように傾斜されている。そして、こ
のxy面内成分Hdcは、回転磁界Hrのスタート・ス
トップ(St/Sp)動作に対して有効な働きをし、ホ
ールディングフィールドと呼ばれてい公知の磁界であ
る。なお、チップCHI面に垂直に作用するバイアス磁
界Hbの大きさはHz・cosθとなる。
さて、上述したホールデイングフィールドHdcは、チ
ップCHIのxy面に対して常時作用するため、第29
図Bに図解したように前記チップCHIに作用する回転
磁界Hr′は偏心する。同図において、Hrは外部から
加えられる回転磁界、Hr′は、チップCHIに作用す
る回転磁界である。この場合、CHIに作用する回転磁
界Hr′は外部から加えられる回転磁界Hrと面内成分
Hdcとを合成したものとなり、その回転磁界Hr′の
中心O′はスタート・ストップ(St/Sp)方向であ
る+x軸方向に面内成分Hdc分だけ平行移動する。こ
のため、同図の結果から明らかなように、外部から加え
ている回転磁界Hrの強さが|Hr|であっても実効的に
チップCHIに作用する回転磁界の強度|Hr′|は回転
磁界Hrの位相によって異なる。すなわちSt/Sp方
向での|Hr′|は、|Hr|+|Hdc|となり、|Hr|に
比べてホールディングフィールドHdcの強さ|Hdc|
だけ強くなっている。逆に、St/Sp方向と逆方向の
場合の|Hr′|は|Hr|−|Hdc|となり、|Hr|に比
べて|Hdc|だけ弱まっている。
(周辺回路 第30図) 最後にチップCHIの周辺回路を第30図で説明する。
RFはチップCHIのX及びYコイルに90゜位相差の電
流を流し回転磁界Hrを発生するための回路である。S
AはチップCHIの磁気抵抗素子からの微小なバブル検
出信号を回転磁界のタイミングと合わせてサンブリング
し感知、増幅するセンスアンプである。DRは、MBM
デバイスの書き込みに関係するバブル発生及びスワップ
並びに読み出しに関係するレプリケートの各機能導体に
所定のタイミングで電流を流す駆動回路である。以上の
回路は回転磁界Hrのサイクル及び位相角に同期して動
作するようタイミング発生回路TGによって同期化され
ている。
(回転磁界分布特性 第31図) 第31図は前述した磁気回路PFCの回転磁界分布特性
を示したものである。すなわち同図において、横軸に第
8図Bで示した磁気回路PFC内の中心をOとしてX軸
方向の長さを、縦軸にそのX軸方向の回転磁界強度Hx
=OとしたときのX軸方向の回転磁界強度Hxをそれぞ
れ示すと、曲線Iで示すような回転磁界分布特性が得ら
れた。同図から明らかなように、磁気回路PFCの対向
するコアCOR間の内側までの距離−Xc〜+Xcの範
囲までほぼ均一な回転磁界強度Hxが得られ、また、チ
ップCHIの有効エリア(回転磁界を付与すべき最小範
囲)−Xe〜+Xeの範囲では±約2%の磁界強度一様
性が得られた。なお、破線で示す曲線IIは従来構成の磁
気回路による回転磁界分布特性である。
(本発明の特徴部分) 以上本発明が適用されるべき磁気バブルメモリを説明し
たが、以下本発明の特徴部分を第32図A〜第34図を
用いて説明する。第32図Aは外部接続部に導電ゴムR
UBを使用した本発明の実施例の全体構造を示す図であ
り、同図Bはその部分的拡大図である。
RUBは基板FPCの4隅から延長して設けられ、シー
ルドケースSHIの背面上に接着テープTAPを介して
折り返された外部接続端子に接触するように配置された
シート状の導電性ゴムである。この導電性ゴムRUBは
シート面に対して垂直方向に加圧することにより導通を
有し、水平方向に対しては非導通となる電気的特性を有
している。CNPは導電性ゴムRUBの背面に接触する
ように配置されたコンタクトパッドである。
組立は以下のように行われる。
内側ケースSHIbの4隅から突出している前記基板F
PCの外部接続端子接続部を、この内側ケースSHIb
の背面に接着テープTAPを貼り付け、この接着テープ
TAP上に第4図Bに示すように折り返して一定形状を
有するように組み合わせて接着配置する。更にこの接続
部にそれぞれ設けられている半田等で被覆された各外部
接続端子上に、シート状の導電性ゴムRUBを配置し、
この導電性ゴムRUB上に、図示しないコンタクトパッ
ドCNPを各開口部に搭載した端子固定板TEFを対向
配置させ、各外部接続端子と導電性ゴムRUBとコンタ
クトパッドCNPとを接触配置する。以下、その組立方
法を更に詳しく説明する。
第4図Bに示すように組み合わせ接着した後、第32図
Aに示す導電性ゴムRUBを対向配置し、第32図Bに
示す端子固定板TEF背面側の各開口64内にコンタク
トパッドCNPを搭載し、あるいはさらにコンタクトパ
ッドCNPの側面を接着剤により固着してパッケージン
グケースPKG内に挿入し、その内側4隅に樹脂モール
ド材(図示せず)を封入してシールドケースSHI組立
体および端子固定板TEFを機械的に固定するとともに
各接続部3a,3b,3c,3d上に対向配置した導電
性ゴムRUB上に接触配置させる。この場合、各接続部
3a,3b,3c,3dに設けられている各外部端子9
bの配列ピッチと各コンタクトパッドCNPの配列ピッ
チとが一致しているので、各外部端子9bとコンタクト
パッドCNPとは導電性ゴムRUBとの接触のみによる
高抵抗値で電気的に接続されて第2図に示した磁気バブ
ルメモリデバイスが完成される。
第33図は導電性ゴムRUBを示す図であり、同図Aは
平面図、同図Bはその33B−33B断面図である。同
図において、導電性ゴムRUBは、絶縁性材料、例えば
シリコンゴム80に良導電性材料、例えばカーボン粉末
等を適量混合させ、厚さ数mmのシート状に成形されてお
り、適度の弾性硬度を有して形成されている。このシー
ト状の導電性ゴムRUBは、通常の状態では水平方向、
垂直方向ともに高抵抗値を有するいわゆる非導通状態を
呈し、このシート面の垂直方向に加圧することにより、
この加圧部分が収縮し、抵抗値が低下していわゆる導通
状態が得られる特性を有している。
このように構成された磁気バブルメモリデバイスは、通
常の状態では各接続部3a,3b,3c,3dの外部端
子9bと各コンタクトパッドCNPとが高抵抗値で電気
的に接続されているので、使用に際しては第34図に示
すように端子固定板TEFの裏側から各貫通孔61に例
えば外部駆動回路に接続されたピングリッド90を挿入
させて電気的に接続をとることにより、コンタクトパッ
ドCNPを介して導電性ゴムRUBが加圧され、その部
分が収縮して低抵抗値となり、各外部端子9bと対応す
る各コンタクトパッドCNPが電気的に接続されること
になる。
なお、前述した実施例においては、導電性部材として導
電性ゴムを用いた場合について説明したが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、加圧によって導電性が得
られる例えばゼブラゴム(商品名)等を用いても前述と
全く同様の効果が得られることは言うまでもない。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、磁気バブルメモリ
素子を搭載したフレキシブル配線基板の外部接続端子接
続部を磁気バブルメモリ素子と層構造を形成するように
折り返し配置し、この接続部上に導電性部材を介在させ
てコンタクトパッドを搭載した端子固定板を接触配置し
たことにより、コンタクトパッドが端子固定板の外面よ
りも内側に配設されるので、磁気バブルメモリ素子を静
電気から確実に保護することができるとともに、多端子
化が可能となって磁気バブルメモリ素子の高密度実装が
可能となり、かつ全体形状を小形,薄形化した磁気バブ
ルメモリデバイスが得られるという極めて優れた効果を
奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明が適用される磁気バブルメモリデバイス
の全体を示す一部破断斜視図、第2図Aは底面図、第2
図Bは同図Aの2B−2B断面図、第3図は積み重ね構
造を示す分解斜視図、第4図は基板FPCを説明する
図、第5図は基板FPCにチップCHIを搭載した基板
組立体BNDを示す平面図、第6図はチップCHIを示
す図、第7図は基板組立体BNDのリードボンディング
を説明する図、第8図は磁気回路PFCを説明する図、
第9図は磁気回路PFCの製作方法を説明する図、第1
0図は内側ケースRFSbを示す図、第11図は外側ケ
ースRFSaを示す図、第12図はケースRFSの組立
図、第13図はケースRFS内に基板組立体BNDおよ
び磁気回路FPCを収納した組立体の断面図、第14図
は磁石体BIMの構成を説明する図、第15図はバイア
スコイルを説明する図、第16図はケースRFS組立体
に一対の磁石体BIMおよびバイアスコイルBICを組
み込んだ組立体の断面図、第17図は外側シールドケー
スSHIaを示す図、第18図は内側シールドケースS
HIbを示す図、第19図はシールドケースSHIの組
立図、第20図は第16図に示す組立体をシールドケー
スSHI内に組み込んだ組立体の断面図、第21図はパ
ッケージングケースPKGを示す図、第22図は端子固
定板TEFの構成を説明する図、第23図はコンタクト
パッドの構成を示す図、第24図はチップCHIの断面
図、第25図はチップCHIの磁気バブル検出器Dの構
成を示す図、第26図はチップCHIの磁気バブル発生
器GENの構成を示す図、第27図はチップCHIのス
ワップゲートSWPの構成を示す図、第28図はチップ
CHIのレプリケートゲートREPの構成を示す図、第
29図Aはバイアス磁界Hbとホールディング磁界Hd
cの関係を示す図、同図Bはトータル回転磁界Hr′を
示す図、第30図は磁気バブルメモリボードの全体回路
を示す図、第31図は回転磁界分布特性図である。第3
2図Aは、外部接続端子部に導電ゴムを使用した本発明
の実施例の全体構造を示す図であり、同図Bはその部分
的拡大図である。第33図Aは導電ゴムRUBの平面図
であり、同図Bはその断面図である。第34図は実装状態
を示す図である。 CHI……磁気バブルメモリチップ(素子)、FPC…
…フレキシブル配線基板(基板)、BND……基板組立
体、COI……駆動コイル(コイル)、COR……額縁
形コア(コア)、PFC……磁気回路、RFS……回転
磁界閉じ込めケース(ケース)、RFSa……外側ケー
ス、RFSb……内側ケース、SIR……シリコーン樹
脂、BIM……バイアス磁界発生用磁石体(磁石体)、
BIMa……上部磁石体、BIMb……下部磁石体、I
NM……傾斜板、MAG……永久磁石板(磁石板)、H
OM……整磁板、INN……非磁性傾斜板、BIC……
バイアス磁界発生用コイル(バイアスコイル)、SHI
……外部磁気シールドケース(シールドケース)、SH
Ia……外側シールドケース、SHIb……内側シール
ドケース、REG……樹脂モールド剤、PKG……パッ
ケージングケース、TAP……接着テープ、RUB……
導電性ゴム、TEF……端子固定板、CNP……コンタ
クトパッド、1……素子搭載部、2,2a,2b,2
c,2d……折り曲げ部、3,3a,3b,3c,3d
……外部接続端子接続部、4,4a,4b……開口部、
5,5a,5b,5c,……穿孔、6……基板突出部、
7……ベースフィルム、8……接着剤、9a……配線用
リード、9b……外部端子、9c……接続用端子、9d
……記号、9e……インデックスマーク、10……カバ
ーフィルム、11……錫メッキ層、12……開口、13
……半田メッキ層、14……ボンディングパッド、15
……金バンプ、20a,20b,20c,20d……ヘ
リツクスコイル、21a,21b……接続点、22a…
…Xコイル、22b……Yコイル、23……磁気コア、
24……タップ、25……幅の大きい溝、26……幅の
小さい溝、30……絞り部、31……折り曲げ部、32
……切欠き部、33……絞り部、34……折り曲げ部、
35……切欠き部、36……ポリイミドフィルム、37
……接着剤、38……コイル巻線、40……巻線、51
……平坦部、52……折り曲げ部、53……凹部、54
……切欠き部、55……平坦部、56……折り曲げ部、
57……凹部、58……切欠き部、59……凹部、60
……樹脂板、61……貫通孔、62……非貫通孔、63
……マーク、64……開口、65……溝、66……角
部、70……素片、71……ニッケルメッキ層、72…
…金メッキ層、80……シリコンゴム、90……ピング
リッド、91……プリント配線基板。
フロントページの続き (72)発明者 廣田 和夫 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 木城 伸夫 千葉県茂原市早野3350番地の2 日立デバ イスエンジニアリング株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】磁気バブルメモリ素子を搭載したフレキシ
    ブル配線基板の外部接続端子接続部を前記磁気バブルメ
    モリ素子と層構造を形成するように折り返し配置し、前
    記接続部上に、垂直方向の加圧により導通状態を程し水
    平方向に対しては非導通となる電気的特性を有する導電
    性部材を配設し、該導電性部材にコンタクトパッドを搭
    載した端子固定板を接触配置したことを特徴とする磁気
    パブルメモリ。
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