JPS5932023A - 電源装置 - Google Patents

電源装置

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JPS5932023A
JPS5932023A JP58107875A JP10787583A JPS5932023A JP S5932023 A JPS5932023 A JP S5932023A JP 58107875 A JP58107875 A JP 58107875A JP 10787583 A JP10787583 A JP 10787583A JP S5932023 A JPS5932023 A JP S5932023A
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power supply
memory
battery
ram
circuit
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JP58107875A
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Katsumi Miyauchi
宮内　克己
Tetsuichi Kudo
徹一 工藤
Osamu Minato
湊　修
Toshiaki Masuhara
増原　利明
Yoshio Uetani
植谷　慶雄
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Hitachi Ltd
Maxell Ltd
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Hitachi Ltd
Hitachi Maxell Ltd
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    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
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    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
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    • G—PHYSICS
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    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H10W72/541—Dispositions of bond wires
    • H10W72/5449—Dispositions of bond wires not being orthogonal to a side surface of the chip, e.g. fan-out arrangements
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電源装置に関するものである。
従来、不揮発性メモリとしては、電気的に書き換え可能
な読み出し専用メモ！ｊ（ＥＥＰＲＯＭ）および電気的
書き込み可能な読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）が利
用されてきた。しかし、これらは、■書き込み時間が長
い、■書き込み電圧が高いため二電源システムとなる、
などの欠点を有している。−例として１６　ｋｂ　ＦＪ
ＥＰ　ＲＯＭ　　とＥＰＲＯＭを挙げると、使用電源は
、プログラム時に必要な電源（２５Ｖ）と、アクセス動
作時に必要な電源（５■）の二電源が必要である。書き
込み時間も全ビット書き込むのに約１００秒という長時
間を要−ｊ−る０また、アクセス時間も、４５０ｎｓと
長く、同容量のランダムアクセスメモリ（Ｒ，ＡＭ）の
アクセス時間の約４倍の時間が必要である。これは、Ｒ
ＯＭは、セルサイズを小ざくするため、一本のデータ線
のみ使用してスタティック動作をすることに起因する。
ＥＰＲＯＭは、さらに、メモリ内容を電気的に消去でき
ないという欠点を有している。
一方、リードオンリーメモリ（Ｒ，ＯＭ）に対し、高速
の書き込み、読み出しができるメモリとして、ランダム
アクセスメモリ（ＲＡＭ）がある。このメモリ・セルも
ＲＯＭ同様データ線は１本であるが、動作がダイナミ、
りで各種の信号がパラレルに発生でき、これらの信号を
使って高速にセンスし増［１］できるので、スピードは
速くできる。１６ｋｂのメモリを例にとると、ＲＡＭの
アクセス時間は、ＲＯＭに比べ約−となっている。また
書き込み時間もアクセス時間とほぼ同じである。
しかし、几Ａ〜１は、従来技術では、揮発性メモリとな
らざるを得ないという欠点を有する。すなわち、ダイナ
ミックＲＡＭの場合、１トランジスタ、ｘＭＯ８構造が
現在主流となっているが、これは、２ｍＢｅｃに１回メ
モリをリフレッシ−しなければ、メモリ内容が保存され
ない。また、メモリ・セルが、Ｆｌｉｐ−Ｌｉ’ｌｏｐ
構造どなっているスタティックＲＡ　Ｍの場合、前記リ
フレッシ−は不必要となるが、電源が切れメモリ・セル
に電流が供給不可となると、ダイナミック１（、Ａ　Ｍ
と同様にメモリー内容が保持さ扛なくなる。
したがって、ＲＡ　Ｎ４の工うにスピードが速いメモリ
の不揮発性のためには、常に電流供給を可能とする電源
要望が非常に強い。
本発明は、従来技術の問題点を解消するため、電池を電
源に実装し、ＲＡＭの不揮発性化を図れる電源装置であ
る。
本発明に工すなる電源装置の利用分野は、単一の小型電
源を使用する端末機器のメモリ部、不揮発性メモリを必
要とするマイクロコンビーータ、小型卓上計算機などが
ある。
以下、本発明を実施例によって詳細に説明する０実施例
　１ 電源素子として、全固体電池を用い、これをＲＡＭのチ
ップ上に構成する例を第１図を用いて説明する。第１図
において、ｎタイプシリコン基板１、ｐタイプウェル２
、ｎ＋領域３、ｐ＋領域４、絶縁膜５、配線金属６，６
．６　　　、　　′ｊ６よびゲート７．７′　からなる
Ｃ−ＭＯＳ・スタティックＲＡＭの表面に、５ｔ３Ｎ、
などのパッシベーション膜８を施す。この上に、電池の
正又は負極材料膜９．固体電解質膜１０、電池の負又は
正極材料膜１１をつぎつぎに形成する。電池の正極材料
としては、ＴｉＳ２．ＶＳｅなど、負極材料としては、
Ｌｉ−Ａｊ　、Ｌｉ−８ｉ合金などを用いる。また固体
電解質膜としては、Ｌｉ４Ｓｉｏ４−Ｌｉ３ＰＯ４化合
物薄膜、Ｌｉ５Ｎ−ＬｉＩ化合物薄膜などを用いる。
電池とＲＡＭチップの接続は、半導体内に集積した回路
の接地端子ｖ８，６と電源端子Ｖ。６ｔが、そｎぞれ集
電体１２，１２’　　を介して電池の正極および負極に
接続された構造となっている。最後に、パッシベーショ
ン膜１３を形成し、チップをボンディングした後、パッ
ケージングする。
この構造により、電池の正負極活物質量に相当する電池
容量が、ＦＬＡＭのメモリ保持時間を決定する。例えば
、１６ｋｂＣ−ＭＯＳスタティックＲＡＭに、放電容量
７ｍＡｈの電池を接続した場合、約３０日メモリ内容を
保持する。また、電池は全固体であるため安定で、５年
以上の寿命が得られる。さらに、本実施例で示した電池
はリチウム二次電池であるため、電源入力時に電池が充
電さ扛、電源シャ断後は電池の放電によシメモリ内容を
保持することができる。
つぎに、本構成の几ＡＭと電池の接続回路をブロック図
（第２図）を用いて説明するＯスタティックＲＡＭの基
本構成は、第２図（〜のブロック図のように、メモリ・
セルアレー２１と周辺回路２０で表わすことができる。
（２２：行デコーダ、２３：各種信号発生回路、２４：
列デコーダ、２５：Ｉ１０回路、２６：アドレスノくツ
ファ）。
このメモリ内容を保持するには、基本的にはメモリ・セ
ルアレーにのみ、電源素子から電流を供給してやればよ
い。電池を用いる本発明の構成をブロック図で表わした
ものが第２図（Ｂ）である。この備或は、外部電源（２
７：外部電源端子）がＯＮ状態のとき、切換回路２８に
よシメモリ・セルアレー２１と、周辺回路２０が動作状
態とな９、かつ、電池２９が充電さｎるようになってい
る。また、外部電源がＯＦＦ状態となると、切換回路２
８によシ、電池２９よりメモリ・セルアレーに電流が供
給される工うになり、メモリ内容を保持し、不揮発性Ｒ
ＡＭとなる。
ここに、周辺回路が、待期時に電流の消費しない回路構
成（例えばＣ−ＩＶＩＯ８回路）で構成されでいれば、
メモリ・セルアレーおよび周辺回路の電源端子ｃ、ｄと
電池を接続し、ａ、ｄ間を遮断してもよい。
電源切換回路２８は、電源電圧（電流）感知回路および
制御回路およびスイッチ回路の組み合わせとすることが
できるし、又電源スィッチと連動させるようにしてもよ
いし、単なるスイッチとしても良い。
実施例　２ すでに封口の完了したリチウム電池又は実施例１の全固
体リチウム電池を、メモリーチップ上でボンディングし
た例について第３図を用いて説明する。
既に表面パッシベーションの終了したメモリーチップ４
１上に、前記電池を固定し、メモリーチップのボンディ
ング、及び電池とチップのボンディングを行なう。最後
に、これを、パッケージングし、不揮発性ＲＡＭを構成
する（４０：パッケージ、４０１：リード、４０２：ピ
ン）。ここに、４２お工び４３は、電池の正、負極集電
体で、それぞれメモリーチップ上に集積した回路の電源
端子Ｖ。０と接地端子Ｖ８ｓに接続されている。４４は
、電池の封口材である。　第４図は、メモＩＪ　−チッ
プ上に固定した薄型′電池の一断面図である。
ここに、４１はシリコン集積回路チップ、４２および４
３は電池の正、負極集電体、４４は封口材、４５は電池
本体、４６はパッジベージぢン膜、４７はポンディング
パッド、４８．４８’は接続線である。
例えば、１５ｋｂスタティックＲＡＭに、放電容量７ｍ
Ａｈの電池を接続した場合、約３０日メモリ内容を保持
する。また、全固体電池を用いた場合は、５年以上の長
期寿命が得られでいる。
実施例　３ パッケージングを終えた几ＡＭに電源素子を付加した不
揮発性ＲＡＭについて、第５図、第６図を用いて説明す
る。第５図は外観図、第６図は一断面図である。外部ソ
ケット６３を有するメモリーパッケージ６１に、電源素
子６０を接続することにより、不揮発性ＲＡ　Ｍを構成
することができる。これらの図において６２および６２
′　　はそれぞれ電源素子の正、負極集電体、６４．６
４’　　は接続線、６５は電解質、正、負極材からなる
電池本体、６６は電池封口材である。これらの図におい
で、電源素子６０は、ソケット６３を介してＲＡＭのメ
モリー保持用電源端子と接続されでいる０ 本構成では、情報保持が必要な素子のみに電源素子を付
加すれば良く、自由度が大幅に増加する。
電源素子としでは、リチウム電池、固体リチウム電池、
を用いる。
なお、電源素子をパッケージのどの位置に付けるかは、
自由である。
本発明になる不揮発性ＲＡＭは、個々のメモリーチップ
のメモリー内容が保持されるため、メモリーボードから
の、Ｒ，ＡＭの自由な抜き取り、移動が可能で、かつ、
適当なメモリー内容を保持した状態で製品として出荷で
きる利点を有する。しかも本発明によりなるｉ（Ａ　Ｍ
を用い前述のように、書き込み、読み出し速度、共に速
くかつ不揮発性の有用なメモリーシステムが構成できる
。
以上の各実施例においては、本発明のメモリとしてＲＡ
Ｍを用いたが、これに限らず、他の揮発性メモリ、例え
ば、連想メモ！Ｊ（ＣＡＭ）、シリアルメモリ、アナロ
グメモリ等にも本発明を適用できる。又、本発明はＭＯ
８系メモリに限らず、バイポーラ系メモリにも適用でき
ることは勿論である０
【図面の簡単な説明】
第１図はＣ−ＭＯＳ　、ＲＡＭと電池を積層した本発明
の実施例の構造の断面図、第２図（勾はＲ，ＡＭの回路
を示すブロック図、第２図（Ｂ）は本発明の一実施例の
回路を示すブロック図、第３図は別途作成した小型電池
をシリコンチップ上に積載してボンディングを終えた状
態の本発明の実施例の外観図、第４図は第３図のシリコ
ンチップと小型電池の部分断面図、第５図はＲＡＭパッ
ケージの上に電源素子を積載した構成の本発明の実施例
の外観図、第６図は、第５図の部分断面図である。 ２０：周辺回路 ２１：メモリセルアレー ２７：外部電源端子 ２８：切替回路 ２９：電源素子 ２６１ニアドレス信号入力端子 ２３１：制御信号入力端子 代理人　弁理士　高　橋　明 ８１　　別 套　２　図 （Ａ） ｔＢ） 卑　３　鉗 稟　５　ワ ６Ｊ 嶌　６　Ｖ 第１頁の続き ■）発　明　者　植谷慶雄 茨木市丑寅−丁目１番８８号日立 マクセル株式会社内 ■出　願　人　日立マクセル株式会社 茨木市丑寅１丁目１番８８号 １

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、電源と、該電源に二って充電される２次電池と、前
    記電源および前記２次電池の少なくとも一方からｒ［力
    を取シ出す電力供給端子とを有する電源装置であって、
    前記２次電池として、リチウム２次電池を用いることを
    特徴とする電源装置。 ２、上記リチウム２次電池の電解質は、Ｌｉ４Ｓｉｎ４
    −Ｌｉ３Ｐｏ４化合物又はＬｉ５Ｎ−ＬｉＩ　化合物の
    いずれかであることを特徴とする特許請求の範囲第１項
    記載の電源装置。 ３、上記リチウム２次電池の正極材料は、ＴｉＳ２又は
    ＶＳｅのいずれかであることを特徴とする特許請求の範
    囲第２項又は第３項に記載の電源装置。
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