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  1. 特許検索オプション
公告番号WO2011046091 A1
公開タイプ出願
出願番号PCT/JP2010/067788
公開日2011年4月21日
出願日2010年10月8日
優先日2009年10月13日
公告番号PCT/2010/67788, PCT/JP/10/067788, PCT/JP/10/67788, PCT/JP/2010/067788, PCT/JP/2010/67788, PCT/JP10/067788, PCT/JP10/67788, PCT/JP10067788, PCT/JP1067788, PCT/JP2010/067788, PCT/JP2010/67788, PCT/JP2010067788, PCT/JP201067788, WO 2011/046091 A1, WO 2011046091 A1, WO 2011046091A1, WO-A1-2011046091, WO2011/046091A1, WO2011046091 A1, WO2011046091A1
発明者Takahito Watanabe, 敬仁 渡邊, Takashi Manako, 眞子 隆志
特許出願人Nec Corporation, 日本電気株式会社
引用のエクスポートBiBTeX, EndNote, RefMan
外部リンク:  Patentscope, Espacenet
Magnet device
WO 2011046091 A1
要約書
Disclosed is a magnet device provided with a substrate, at least one magnet element mounted on a first principal surface of the substrate, and a soft-magnetic magnetic shield disposed on the first-principal-surface side of the substrate. The magnetic shield includes a curved region that is curved convexly, as seen from the substrate. The curved region includes at least the region where the magnetic shield and a magnet element overlap, as seen from the top surface of the substrate. The space between the magnetic shield and the magnet element is a magnetic cavity.
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特許請求の範囲(7)  日本語から翻訳
  1. 基板と、 And the substrate,
    前記基板の第1主面上に搭載された少なくとも1つの磁性体素子と、 At least one magnetic element mounted on the first main surface of said substrate,
    前記基板の前記第1主面側に配置された軟磁性体の磁気シールドと を備え、 And a magnetic shield disposed soft magnetic material in said first main surface side of said substrate,
    前記磁気シールドは、前記基板から見て凸になるように湾曲する湾曲領域を含み、 The magnetic shield includes a bend region that is curved so as to be convex when viewed from the substrate,
    前記湾曲領域は、少なくとも、前記基板上面から見て前記磁気シールドと前記磁性体素子とがオーバーラップする領域を含み、 The curved region, at least, comprise a region between the magnetic shield and the magnetic elements overlap when viewed from the upper surface of the substrate,
    前記磁気シールドと前記磁性体素子との間の空間は、磁気的に空洞である 磁性体装置。 Space between the magnetic shield and the magnetic element, the magnetic material device, which is magnetically cavity.
  2. 請求項1に記載の磁性体装置であって、 A magnetic material according to claim 1,
    前記磁気シールドと前記磁性体素子との間には非磁性絶縁体が充填されている、または、前記磁気シールドと前記磁性体素子の間の空間は空洞である 磁性体装置。 Magnetic member unit non-magnetic insulating material is filled, or the space between the magnetic element and the magnetic shield is a cavity between the magnetic shield and the magnetic device.
  3. 請求項1又は2に記載の磁性体装置であって、 A magnetic material according to claim 1 or 2,
    前記磁気シールドの前記空間と逆側の面は、磁性体粉が混合された外部モールド樹脂によって覆われている 磁性体装置。 Wherein the space opposite side surface of the magnetic shield, the magnetic member unit magnetic material powder are covered with an external molding resin which has been mixed.
  4. 請求項1乃至3のいずれか一項に記載の磁性体装置であって、 A magnetic body apparatus according to any one of claims 1 to 3,
    前記磁気シールドは、導電性磁性材料で形成され、且つ、接地されている 磁性体装置。 The magnetic shield is formed of electrically conductive magnetic material and a magnetic material device is grounded.
  5. 請求項1乃至4のいずれか一項に記載の磁性体装置であって、 A magnetic body apparatus according to any one of claims 1 to 4,
    前記磁性体素子の数は複数であり、 The number of the magnetic element is a multiple,
    前記湾曲領域は、前記複数の磁性体素子の全てをカバーする 磁性体装置。 The curved region, the magnetic device for covering all of said plurality of magnetic elements.
  6. 請求項1乃至5のいずれか一項に記載の磁性体装置であって、 A magnetic body apparatus according to any one of claims 1 to 5,
    前記湾曲領域は、前記磁気シールドの全域にわたる 磁性体装置。 The curved area, magnetic material device over the entire area of the magnetic shield.
  7. 請求項1乃至6のいずれか一項に記載の磁性体装置であって、 A magnetic body apparatus according to any one of claims 1 to 6,
    更に、軟磁性体の他の磁気シールドを備え、 Further comprising another magnetic shield of soft magnetic material,
    前記他の磁気シールドは、前記基板の前記第1主面と逆側の第2主面側に配置され、 The other magnetic shield is disposed on the second main surface side of the first main surface and the opposite side of said substrate,
    前記他の磁気シールドは、前記基板から見て凸になるように湾曲する他の湾曲領域を備え、 The other magnetic shield is provided with another bending area to be bent so as to be convex when viewed from the substrate,
    前記他の磁気シールドと前記基板との間の空間は、磁気的に空洞である 磁性体装置。 The space between the substrate and the other magnetic shield, the magnetic material unit is magnetically cavity.
明細書  日本語から翻訳
磁性体装置 Magnetic material equipment

本発明は、磁性体装置に関する。 The present invention relates to a magnetic material equipment. 特に、本発明は、磁気シールドを備えた磁性体装置に関する。 In particular, the invention relates to a magnetic body apparatus provided with a magnetic shield.

磁性体を利用した磁性体素子が知られている。 Magnetic device that uses a magnetic material is known. 例えば、磁気抵抗素子(Magneto Resistance For example, the magneto-resistive element (Magneto Resistance
Element)は、磁性体の磁化状態に応じて抵抗値が変わる磁性体素子である。 Element) is a magnetic device whose resistance value changes according to the magnetization state of a magnetic material. 典型的な磁気抵抗素子は、2層の磁性体層に非磁性体層が挟まれた構造を有している。 Typical magneto-resistive element, the non-magnetic layer to the magnetic layer of the two layers has a sandwiched structure. 一方の磁性体層は、磁化方向が固定された磁化固定層であり、他方は、磁化方向が反転可能な磁化自由層である。 One of the magnetic layers is a pinned layer whose magnetization direction is fixed and the other is a magnetization direction reversible magnetization free layer. このように構成された磁気抵抗素子の抵抗値は、磁化固定層と磁化自由層の磁化方向が互いに平行である場合よりも、それらが反平行である場合により高くなる。 The resistance value of the magneto-resistive elements configured in this manner, than when the magnetization directions of the magnetization fixed layer and the magnetization free layer are parallel to one another, increases by when they are antiparallel. このような磁気抵抗素子を利用することによって、磁気ランダムアクセスメモリ(MRAM: Magnetic Random Access Memory)や様々な論理回路を構成可能である。 By using such a magneto-resistive element, a magnetic random access memory (MRAM: Magnetic Random Access Memory) and it is possible to configure the various logic circuits.

磁性体素子を用いた磁性体装置では、その正常動作のために、磁性体の磁化状態(磁化方向等)が外部擾乱によって変動することを防ぐことが重要である。 In the magnetic body apparatus using a magnetic device, because of its normal operation, it is important to prevent the magnetization state of a magnetic material (the magnetization direction, etc.) is varied by an external disturbance. そのために、一般的に、「磁気シールド(magnetic shield)」が利用される。 For this purpose, in general, "magnetic shield (magnetic shield)" is used.

特許文献1(特開2003−124538号公報)には、MRAMチップを封止する樹脂の表面が湾曲している情報記憶装置が開示されている。 Patent Document 1 (JP 2003-124538), the information storage device in which the surface of the resin for sealing the MRAM chip are curved is disclosed. MRAMチップの樹脂封止には、高透磁率粉末が混合された樹脂が用いられている。 The resin sealing of the MRAM chip, a resin high permeability powder is mixed is used. 言い換えれば、MRAMチップの周囲が、高透磁率粉末が混合された封止樹脂で固められている。 In other words, the periphery of the MRAM chip, high permeability powder is solidified with a sealing resin which has been mixed.

特許文献2(特開2003−309196号公報)には、磁気不揮発性メモリ素子の磁気シールドパッケージが開示されている。 Patent Document 2 (JP 2003-309196), a magnetic shielding packaging of a magnetic non-volatile memory device is disclosed. 図1は、その磁気シールドパッケージの断面構造を示している。 Figure 1 shows a cross-sectional structure of the magnetic shielding package. 磁気シールドパッケージ110は、MRAM素子111、ワイヤ112、リードフレーム113、及び磁気シールド114を備えている。 Magnetic shield package 110, MRAM element 111, the wire 112 is provided with a lead frame 113 and the magnetic shield 114,. MRAM素子111は、ワイヤ112でリードフレーム113に接続されている。 MRAM device 111 is connected to the lead frame 113 by wires 112. 更に、MRAM素子111は、その周囲全体が中空の磁気シールド114に囲まれている。 Additionally, MRAM device 111, the entire periphery thereof is surrounded by the hollow of the magnetic shield 114. 磁気シールド114は、絶縁性の軟磁性材料で形成され、図1に示されるように矩形の断面形状を有している。 Magnetic shield 114 is formed of an insulating soft magnetic material and has a rectangular cross-sectional shape as shown in FIG.

特開2003−124538号公報 Patent Publication No. 2003-124538 特開2003−309196号公報 Patent Publication No. 2003-309196

しかしながら、特許文献1に記載の技術には、以下に示すような問題点が存在する。 However, the technology described in Patent Document 1, problems as described below are present. 即ち、特許文献1に記載の情報記憶装置は、MRAMチップを封止する樹脂の表面が湾曲した態様であるが、MRAMチップの周囲が高透磁率粉末が混合された封止樹脂で固められており、封止樹脂とMRAMチップの間に透磁率の低い空間が存在しない。 That is, the information storage device described in Patent Document 1, although the surface of the resin for sealing the MRAM chip is an aspect that is curved, are encased in the sealing resin in which the surrounding of the MRAM chip high permeability powder is mixed woven, low space permeability does not exist between the sealing resin and the MRAM chip. この構造の場合、高周波の磁界変動に対するシールド効果は得られるかもしれないが、静磁界に対するシールド効果は得られない。 In this structure, the shielding effect may be obtained against the high frequency magnetic field variations, the shielding effect can not be obtained with respect to the static magnetic field. それは、静磁界の磁束は高透磁率領域に集中するためである。 It is the magnetic flux of the static magnetic field is to concentrate on the high-permeability regions. MRAMチップを取り囲む高透磁率樹脂は、MRAMチップの周りに静磁界の磁束を集中させるため、そのMRAMチップに対してシールド効果ではなく、むしろダメージを与えてしまう。 High permeability resin surrounding the MRAM chip, in order to concentrate the magnetic flux of the static magnetic field around the MRAM chip, a MRAM chip and not the shielding effect against, would rather damaged.

一方、図1で示された特許文献2の構造の場合、MRAM素子111と磁気シールド114との間に透磁率の低い空間が存在する。 On the other hand, if the structure of Patent Document 2 shown in Figure 1, the low spatial magnetic permeability is present between the MRAM device 111 and the magnetic shield 114. しかしながら、MRAM素子111の上方において、磁気シールド114は水平(デバイス面に平行)である。 However, above the MRAM device 111, the magnetic shield 114 is horizontal (parallel to the device surface). このため、その水平磁気シールド114に対して垂直な外部磁界Heが印加された場合、理論的には、その外部磁界Heは磁気シールド114を貫通して、磁気シールド114より内側のMRAM素子111近傍に達してしまう。 Therefore, if a is the external magnetic field He perpendicular to the horizontal magnetic shield 114 is applied, in theory, its external magnetic field He is through the magnetic shields 114, than the magnetic shield 114 inside the MRAM element 111 near It would reached. すなわち、所望のシールド効果が十分に得られない。 That is, the desired shielding effect is not sufficiently obtained.

本発明の目的は、磁気シールドを備える磁性体装置において、シールド効果をより向上させることができる技術を提供することにある。 An object of the present invention, the magnetic body device comprising a magnetic shield, is to provide a technique that can further improve the shielding effect.

本発明の1つの観点において、磁性体装置が提供される。 In one aspect of the present invention, the magnetic body device is provided. その磁性体装置は、基板と、基板の第1主面上に搭載された少なくとも1つの磁性体素子と、基板の第1主面側に配置された軟磁性体の磁気シールドと、を備える。 A magnetic body device includes a substrate, at least one magnetic element is mounted on the first main surface of the substrate, and a magnetic shielding of the soft magnetic material disposed on the first main surface side of the substrate. 磁気シールドは、基板から見て凸になるように湾曲する湾曲領域を含む。 Magnetic shield includes a bend region that is curved so as to be convex when viewed from the substrate. その湾曲領域は、少なくとも、基板上面から見て磁気シールドと磁性体素子とがオーバーラップする領域を含む。 Its curvature region at least including the region where the magnetic shield and the magnetic device overlap when viewed from the upper surface of the substrate. 磁気シールドと磁性体素子との間の空間は、磁気的に空洞である。 The space between the magnetic shield and the magnetic device is magnetically cavity.

本発明によれば、磁気シールドを備える磁性体装置において、シールド効果がより向上する。 According to the present invention, the magnetic body device comprising a magnetic shield, the shield effect is more improved.

上記及び他の目的、長所、特徴は、次の図面と共に説明される本発明の実施の形態により明らかになるであろう。 The above and other objects, advantages, features, will be apparent from the embodiments of the invention described in conjunction with the following drawings.

図1は、関連技術に係る典型的な磁気シールドパッケージを示す断面図である。 Figure 1 is a sectional view showing a typical magnetic shielding package according to the related art. 図2は、本発明の実施の形態に係る磁性体装置の構造を示す断面図である。 Figure 2 is a sectional view showing the structure of a magnetic body apparatus according to an embodiment of the present invention. 図3は、本実施の形態に係る磁気シールドの形状の一例を示す斜視図である。 Figure 3 is a perspective view showing an example of the shape of the magnetic shield of the present embodiment. 図4は、本実施の形態に係る磁気シールドの形状の他の例を示す斜視図である。 Figure 4 is a perspective view showing another example of the shape of the magnetic shield of the present embodiment. 図5は、本実施の形態に係る磁性体装置の構造を示す断面図である。 Figure 5 is a sectional view showing the structure of a magnetic body apparatus according to the present embodiment. 図6は、本実施の形態に係る磁気シールドによる効果を説明するための概略図である。 Figure 6 is a schematic diagram for explaining an effect of the magnetic shield of the present embodiment. 図7は、シミュレーション条件を説明するための概略図である。 Figure 7 is a schematic diagram for explaining the simulation conditions. 図8は、シミュレーション条件を説明するための概略図である。 Figure 8 is a schematic diagram for explaining the simulation conditions. 図9は、シールド効果の曲率依存性を示すグラフである。 Figure 9 is a graph showing the curvature dependency of shielding effect. 図10は、シールド効果の厚さ依存性を示すグラフである。 Figure 10 is a graph showing the thickness dependency of the shielding effect. 図11は、本実施の形態に係る磁性体装置の第1の変形例を示す断面図である。 Figure 11 is a sectional view showing a first modified example of the magnetic device according to this embodiment. 図12は、本実施の形態に係る磁性体装置の第2の変形例を示す断面図である。 Figure 12 is a sectional view showing a second modified example of the magnetic device according to this embodiment. 図13は、本実施の形態に係る磁性体装置の第3の変形例を示す断面図である。 Figure 13 is a sectional view showing a third modified example of the magnetic device according to this embodiment. 図14は、本実施の形態に係る磁性体装置の第4の変形例を示す断面図である。 Figure 14 is a sectional view showing a fourth modification of the magnetic body apparatus according to the present embodiment. 図15は、本実施の形態に係る磁性体装置の第5の変形例を示す断面図である。 Figure 15 is a sectional view showing a fifth modification of the magnetic body apparatus according to the present embodiment. 図16は、本実施の形態に係る磁性体装置のパッケージの一例を示す断面図である。 Figure 16 is a cross-sectional view showing an example of a package of the magnetic device according to this embodiment. 図17は、本実施の形態に係る磁性体装置のパッケージの他の例を示す断面図である。 17 is a sectional view showing another example of a package of the magnetic device according to this embodiment. 図18は、本実施の形態に係る磁性体装置のパッケージの更に他の例を示す断面図である。 18 is a sectional view showing still another example of a package of the magnetic device according to this embodiment. 図19は、本実施の形態に係る磁性体装置のパッケージの更に他の例を示す斜視図である。 Figure 19 is a perspective view showing still another example of the package of the magnetic device according to this embodiment.

添付図面を参照して、本発明の実施の形態に係る磁性体装置を説明する。 With reference to the accompanying drawings, a description will be given of a magnetic body apparatus according to an embodiment of the present invention.

1. 1. 基本構造 図2は、本発明の実施の形態に係る磁性体装置1の構造を示す断面図である。 Basic structure Figure 2 is a sectional view showing a magnetic body apparatus 1 having the structure according to the embodiment of the present invention. 図2に示されるように、磁性体装置1は、基板10、磁性体素子20、及び磁気シールド30を備えている。 As shown in Figure 2, the magnetic device 1 includes a substrate 10, a magnetic element 20 and the magnetic shield 30,. 以下の説明において、基板10の表面に垂直な方向はZ方向であり、Z方向に直交する平面方向は、X方向及びY方向である。 In the following description, a direction perpendicular to the surface of the substrate 10 is a Z direction, the plane direction orthogonal to the Z direction is an X direction and Y direction.

基板10は、磁性体素子20が搭載される部材である。 Substrate 10 is a member that the magnetic element 20 is mounted. 基板10としては、配線基板、リードフレーム、半導体基板などが挙げられる。 As the substrate 10, a wiring board, a lead frame, a semiconductor substrate can be cited. 図2に示されるように、基板10は、磁性体素子20が搭載される第1主面(表面)11と、第1主面11の逆側の第2主面(裏面)12を有している。 As shown in Figure 2, the substrate 10 has a first main surface (front surface) 11 of magnetic device 20 is mounted, the opposite side of the second main surface of the first main surface 11 (back) 12 to have.

磁性体素子20は、磁性体を利用した素子である。 Magnetic device 20 is a device using a magnetic material. 磁性体素子20としては、磁気抵抗素子、MRAMチップ、磁気抵抗素子を利用した論理回路などが挙げられる。 The magnetic device 20, the magneto-resistive elements, MRAM chips, such as a logic circuit using a magnetic resistance element and the like. 本実施の形態では、少なくとも1つの磁性体素子20が、基板10の第1主面11上に搭載される。 In this embodiment, the at least one magnetic element 20 is mounted on the first major surface 11 of the substrate 10.

磁気シールド30は、軟磁性体材料で形成されている。 Magnetic shield 30 is formed of a soft magnetic material. この軟磁性体材料は、十分に高い比透磁率(好ましくは、1000以上)を有している。 The soft magnetic material is sufficiently high relative permeability (preferably, 1000 or more) have. 軟磁性体材料としては、鉄、ニッケル、珪素鋼、パーマロイ、フェライト、アモルファス磁性合金、ナノクリスタル磁性合金などが挙げられる。 As a soft magnetic material, iron, nickel, silicon steel, permalloy, ferrite, amorphous magnetic alloy, and the like nanocrystal magnetic alloy. 尚、磁気シールド30とボンディングワイヤ等の内部構造との間のショートが懸念される場合、磁気シールド30の材料として、絶縁性磁性体(フェライト、等)が用いられてもよい。 In the case where short circuit between the internal structure of such a magnetic shield 30 and the bonding wire are concerned, as the material of the magnetic shield 30, an insulating magnetic body (ferrite, etc.) may be used. あるいは、導電性磁性体の磁気シールド30の表面が、絶縁体でコーティングされてもよい。 Alternatively, the surface of the magnetic shield 30 of a conductive magnetic material may be coated with an insulator.

図2に示されるように、磁気シールド30は、基板10の第1主面11側に少なくとも配置されている。 As shown in Figure 2, the magnetic shield 30 is at least arranged on the first main surface 11 side of the substrate 10. 更に、磁気シールド30の少なくとも一部分は、基板10から見て凸になるように湾曲している。 Furthermore, at least a portion of the magnetic shield 30 is curved so as to be convex when viewed from the substrate 10. 磁気シールド30が湾曲している領域は、以下「湾曲領域RC」と参照される。 area in which the magnetic shield 30 is curved, is hereinafter referred to as a "curved area RC". 本実施の形態では、湾曲領域RCは、少なくとも、磁気シールド30と磁性体素子20とがオーバーラップしている領域を含む。 In this embodiment, the curved region RC includes at least a region where the magnetic shield 30 and the magnetic elements 20 are overlapping. 言い換えれば、磁気シールド30の湾曲部分が、磁性体素子20の上方を覆っている。 In other words, the curved portion of the magnetic shield 30 covers the upper side of the magnetic element 20. 図2で示された例では、湾曲領域RCは、磁気シールド30の全域にわたっている。 In the example shown in Figure 2, the curved region RC is over the entire area of the magnetic shield 30.

図3及び図4は、磁気シールド30の形状の例を示す斜視図である。 3 and 4 are perspective views showing examples of the shape of the magnetic shield 30. 図3の例では、磁気シールド30はドーム形状を有している。 In the example of Figure 3, the magnetic shield 30 has a dome shape. 図4の例では、磁気シールド30は、トンネル形状(部分円筒形状)を有している。 In the example of Figure 4, the magnetic shield 30 has a tunnel-shaped (cylindrical portion).

再度図2を参照して説明する。 It will be described with reference to Figure 2 again. 磁気シールド30と磁性体素子20との間の空間MCは、“磁気的に空洞”であり、以下「磁気空洞空間MC」と参照される。 Space MC between the magnetic shield 30 and the magnetic element 20 is a "magnetically cavity" is hereinafter referred to as "magnetic void space MC". “磁気的に空洞”とは、高透磁率の磁気シールド30(比透磁率>1000)に比べて、透磁率が極めて低い(比透磁率〜1)ことを意味する。 And "magnetically cavity", compared with the magnetic shield 30 of high permeability (relative permeability> 1000), means that the magnetic permeability is very low (relative permeability-1). 例えば、図2に示されるように、磁気空洞空間MCは、物理的に空洞である。 For example, as shown in Figure 2, the magnetic cavity space MC is physically cavity. あるいは、図5に示されるように、磁気空洞空間MCは、非磁性絶縁体40で充填されていてもよい。 Alternatively, as shown in Figure 5, the magnetic void space MC can be filled with a non-magnetic insulator 40. 非磁性絶縁体40は、例えば、モールド樹脂(molding compound)である。 Non-magnetic insulator 40 is, for example, a mold resin (molding compound).

2. 2. 作用、効果 図6を参照して、本実施の形態に係る構造による効果を説明する。 Action, by referring to the effects Figure 6, illustrating the effect of the structure of the embodiment. ここでは、デバイス面(基板10の表面)に垂直なZ方向の外部磁界Heを考える。 Here, we think the external magnetic field He of the Z direction perpendicular to the device surface (the surface of the substrate 10).

上述の通り、磁気シールド30は、基板10から見て凸形状に湾曲した湾曲領域RCを有している。 As described above, the magnetic shield 30 has a curved area RC that is curved in a convex shape when viewed from the substrate 10. 従って、湾曲領域RCのほとんど全ての位置で、Z方向の外部磁界Heが磁気シールド30の表面に対して垂直でなくなる。 Therefore, in almost all of the position of the curved area RC, external magnetic field He of the Z direction is not perpendicular to the surface of the magnetic shield 30. その結果、図6に示されるように、外部磁界Heの磁束は、磁気シールド30を貫通することなく、高透磁率の磁気シールド30内部に効率的にガイドされる。 As a result, as shown in Figure 6, the magnetic flux of the external magnetic field He, without passing through the magnetic shield 30 is efficiently guided to the internal magnetic shield 30 of high permeability. 言い換えれば、外部磁界Heの磁束は、磁気シールド30によって、Z方向から離れる方向に曲げられる。 In other words, the magnetic flux of the external magnetic field He is, by the magnetic shield 30, is bent in a direction away from the Z direction. 特に、湾曲領域RCは磁性体素子20の上方を覆っているため、外部磁界Heの磁束は、磁性体素子20の上方において、磁性体素子20から離れる方向に曲げられる。 In particular, since the bend region RC covers the upper side of the magnetic device 20, the magnetic flux of the external magnetic field He is, above the magnetic element 20 is bent in a direction away from the magnetic element 20.

更に、磁気シールド30と磁性体素子20との間の磁気空洞空間MCの透磁率は、磁気シールド30の透磁率に比べて極めて低い。 Furthermore, the magnetic permeability of the magnetic cavity space MC between the magnetic shield 30 and the magnetic element 20 is very low compared to the magnetic permeability of the magnetic shield 30. 従って、高透磁率の磁気シールド30内部に一旦ガイドされた磁束が、磁気空洞空間MCに漏れ出すことが効果的に防止される。 Thus, once the guide has been flux inside the magnetic shield 30 of high permeability is, it is effectively prevented from leaking to the magnetic void space MC. このように、本実施の形態によれば、磁性体素子20の近傍にまで到達する外部磁界Heの磁束が大幅に低減される。 Thus, according to this embodiment, the magnetic flux of the external magnetic field He reaching the vicinity of the magnetic device 20 is greatly reduced. すなわち、磁気シールド30によるシールド効果が向上する。 In other words, the shielding effect of the magnetic shield 30 can be improved. このため、磁性体素子20として垂直磁化膜を利用したMRAMチップを採用した場合、本実施の形態の磁気シールド30は特に好適である。 Therefore, when employing the MRAM chip using a perpendicular magnetization film as a magnetic element 20, the magnetic shield 30 of the present embodiment it is particularly preferred.

本願発明者らは、シミュレーションを通して、本実施の形態による効果を実証した。 The present inventors, through simulation demonstrated the effectiveness of this embodiment. 図7及び図8は、シミュレーション条件を説明するための図である。 7 and 8 are diagrams for explaining the simulation conditions. 磁気シールド30の形状は、図4で示されたトンネル形状(部分円筒形状)である。 The shape of the magnetic shield 30 is a tunnel shape shown in Figure 4 (partial cylindrical shape). 円筒の長手方向の長さは20mmである。 The longitudinal direction of the length of the cylinder is 20mm. 円筒の内径の曲率半径はr[mm]であり、その曲率は1/r[/mm]である。 The radius of curvature of the cylindrical inner diameter is r [mm], the curvature is 1 / r [/ mm]. 磁気シールド30の厚さはd[mm]である。 The thickness of the magnetic shield 30 is d [mm]. 磁気シールド30の比透磁率は2000であり、その飽和磁化は1[T]である。 Relative permeability of the magnetic shield 30 is 2000, its saturation magnetization is 1 [T]. また、磁気シールド30の底部からZ方向に20mm離れた位置に、磁石が配置された。 Also, at a position apart 20mm in the Z direction from the bottom portion of the magnetic shield 30, the magnets are arranged. その磁石の平面積は20mm×28mmであり、その厚さは50mmである。 Its planar area of the magnets is 20mm × 28mm, a thickness of 50mm. その磁石の保磁力は3000[Oe]であり、残留磁化は4000[G]である。 The coercive force of the magnet is 3000 [Oe], residual magnetization is 4000 [G]. この磁石により生成される垂直磁界に対するシールド効果が調べられた。 Shielding effect with respect to the vertical magnetic field produced by the magnet was investigated.

図9は、シールド効果の曲率依存性を示すグラフである。 Figure 9 is a graph showing the curvature dependency of shielding effect. 縦軸は素子近傍の垂直磁界[Oe]を表し、横軸は曲率1/r[/mm]を表している。 The vertical axis represents a perpendicular magnetic field [Oe] of a device near the horizontal axis represents the curvature 1 / r [/ mm]. 厚さdは0.15mmに固定されている。 The thickness d is secured to 0.15mm. 曲率1/r=0の場合は、図1で示された水平の磁気シールドに相当する。 In the case of curvature 1 / r = 0, it corresponds to the horizontal magnetic shield shown in Figure 1. 図9から、磁気シールドを湾曲させることによってシールド効果が高まっていることが分かる。 From Figure 9, it can be seen that the shielding effect is increased by bending the magnetic shield. 但し、曲率があまりにも大きくなり過ぎると、シールド効果が弱くなる傾向もある。 However, some when the curvature is too too big, also tends to shield effect becomes weak. 曲率が0.06[/mm]以下であると十分なシールド効果が得られ、好適である。 Sufficient shielding effect can be obtained when the curvature is 0.06 [/ mm] or less, which is preferable.

図10は、シールド効果の厚さ依存性を示すグラフである。 Figure 10 is a graph showing the thickness dependency of the shielding effect. 縦軸は素子近傍の垂直磁界[Oe]を表し、横軸は厚さd[mm]を表している。 The vertical axis represents a perpendicular magnetic field [Oe] of the device near the horizontal axis represents a thickness d [mm]. 曲率半径rは26mmに固定されている。 The radius of curvature r is fixed to 26mm. 図10から、十分なシールド効果を得るためには、ある程度の厚さdが必要であることが分かる。 From Figure 10, in order to obtain a sufficient shielding effect, it can be seen that needs a certain degree of thickness d. 厚さdが0.1mm以下の場合、磁気シールド30は飽和状態にあると考えられる。 If the thickness d is 0.1mm or less, the magnetic shield 30 it is considered to be saturated. 一方、厚さdが5mm以上になると、磁気シールド30内部の反磁界成分が弱くなると考えられる。 On the other hand, if the thickness d is more than 5mm, the demagnetizing field component of the internal magnetic shield 30 is I is considered to be weak.

以上に説明されたように、本実施の形態によれば、磁気シールドによるシールド効果が向上する。 As described above, according to this embodiment, the shielding effect of the magnetic shield can be improved. 尚、シールド効果は、Z方向の外部磁界に対してだけに限られない。 Incidentally, the shielding effect is not limited to an external magnetic field in the Z direction. 湾曲した磁気シールド30によって、全方位に対するシールド効果が同様に実現される。 the curved magnetic shield 30, the shield effect against all directions can be similarly realized.

3. 3. 変形例 3−1. Modification 3-1. 第1の変形例 図11は、磁性体装置1の第1の変形例を示す断面図である。 The first modified example Figure 11 is a sectional view showing a first modification of the magnetic apparatus 1. 図11に示されるように、湾曲領域RCは、磁気シールド30のうち一部分だけであってもよい。 As shown in Figure 11, the curved region RC may be only a portion of the magnetic shield 30. その場合でも、湾曲領域RCは、磁性体素子20と磁気シールド30とがオーバーラップする領域を少なくとも含んでいる。 That even if, curved area RC is, and the magnetic element 20 and the magnetic shield 30 is at least a region that overlap.

3−2. 3-2. 第2の変形例 図12は、磁性体装置1の第2の変形例を示す断面図である。 Second variation Figure 12 is a cross-sectional view showing a second modification of the magnetic apparatus 1. パッケージ構造が許せば、図12に示されるように、基板10の両側に磁気シールド30が設けられてもよい。 If the package structure permits, as shown in Figure 12, the magnetic shield 30 may be provided on both sides of the substrate 10. より詳細には、第1磁気シールド30Aが第1主面11側に配置され、第2磁気シールド30Bが第2主面12側に配置されている。 More specifically, the first magnetic shield 30A is disposed on the side of the first main surface 11, a second magnetic shield 30B is disposed on the second major surface 12 side. 磁気シールド30A、30Bの各々は、磁気シールド30と同様である。 Magnetic shield 30A, 30B each are the same as the magnetic shield 30. すなわち、磁気シールド30A、30Bの各々は、基板10から見て凸になるように湾曲している。 That is, the magnetic shield 30A, 30B each is curved so as to be convex when viewed from the substrate 10. 更に、磁気シールド30A、30Bの各々と基板10との間の空間MCは、磁気的に空洞である。 Furthermore, the magnetic shield 30A, the space MC between each and the substrate 10 and 30B are magnetically cavity. 本変形例によれば、シールド効果が更に向上する。 According to this modification, the shielding effect is further improved.

3−3. 3-3. 第3の変形例 磁気シールド30の外周面は露出していてもよいが、腐食防止や加工性を考えると、磁気シールド30の外側も樹脂封止した方が望ましい。 The outer peripheral surface of the third modification example magnetic shield 30 may be exposed, but considering the corrosion and workability, who outer magnetic shield 30 is also sealed with a resin is preferable. 図13は、磁性体装置1の第3の変形例を示す断面図である。 Figure 13 is a sectional view showing a third modification of the magnetic apparatus 1. 図13において、磁気シールド30の外周面(磁気空洞空間MC側と逆側の面)は、外部モールド樹脂50によって覆われている。 In Figure 13, the outer peripheral surface of the magnetic shield 30 (magnetic hollow space MC side and opposite-side surface) is covered by an external mold resin 50. これにより、磁気シールド30の腐食が防止され、また、加工性も向上する。 This prevents corrosion of the magnetic shield 30, also the workability is improved.

更に、磁気シールド30の外側の外部モールド樹脂50には、磁性体粉が混合されていてもよい。 Furthermore, the outside outer mold resin 50 of the magnetic shield 30, the magnetic material powder may be mixed. すなわち、磁気シールド30の外周面(磁気空洞空間MC側と逆側の面)は、磁性体粉が混合された外部モールド樹脂50によって覆われていてもよい。 That is, the outer circumferential surface (the magnetic hollow space MC side and opposite side surface) of the magnetic shield 30 may be covered by an external mold resin 50 to the magnetic material powder is mixed. これにより、全体としてのシールド効果が更に高まる。 Thus, the shielding effect of the whole is further enhanced. また、磁気シールド30の端部から放出される磁束を、透磁率の差により、磁気空洞空間MCではなく外部モールド樹脂50側に集めることができる。 Also, the magnetic flux emitted from the end of the magnetic shield 30, the difference in magnetic permeability, and can be collected on the 50-side external mold resin rather than a magnetic void space MC. 磁束の磁気空洞空間MCへの侵入が更に抑制され、好適である。 Intrusion into the magnetic cavity space MC of the magnetic flux is further suppressed, which is preferable.

3−4. 3-4. 第4の変形例 図14は、磁性体装置1の第4の変形例を示す断面図である。 Fourth Modified Example FIG. 14 is a sectional view showing a fourth modification of the magnetic body apparatus 1. 本変形例において、磁気シールド30は、導電性磁性材料で形成された金属磁気シールドである。 In this modification, the magnetic shield 30 is a metallic magnetic shield formed of a conductive magnetic material. そして、その金属磁気シールド30が接地されている。 Then, the metal magnetic shield 30 is grounded. 例えば、基板10上にグランドパッド61が設けられ、金属磁気シールド30は半田62を介してそのグランドパッド61に電気的に接続される。 For example, a ground pad 61 is provided on the substrate 10 is electrically connected to the ground pad 61 metal magnetic shield 30 via solder 62. このように接地した金属磁気シールド30は、電磁波シールドの役割も果たすことになり、好適である。 Metal magnetic shield 30 which is grounded this way is made to also serve electromagnetic shielding, it is preferred.

3−5. 3-5. 第5の変形例 図15は、磁性体装置1の第5の変形例を示す断面図である。 Fifth Modification FIG. 15 is a sectional view showing a fifth modification of the magnetic body apparatus 1. 本変形例において、基板10上には複数の磁性体素子20が搭載され、磁気シールド30はそれら複数の磁性体素子20の全てをカバーするように共通に設けられる。 In this modification, a plurality of the magnetic element 20 is mounted on the substrate 10, the magnetic shield 30 is provided in common so as to cover all of the plurality of magnetic element 20. 例えば、配線基板10上に2つのMRAMチップ20−1、20−2が搭載され、磁気シールド30はそれらMRAMチップ20−1、20−2の両方をカバーするように共通に設けられる。 For example, the wiring board 10 are two of the MRAM chips 20-1 and 20-2 are mounted on the magnetic shield 30 is provided commonly to cover them both MRAM chip 20-1 and 20-2.

なお、図15は2つのMRAMチップ20−1、20−2がX軸方向に並んだ態様であるが、複数のMRAMチップがY軸方向に並んだ態様、X軸方向及びY軸方向に2次元的に並んだ態様も、もちろん可能である。 Incidentally, Figure 15 2 are two of the MRAM chip 20-1 and 20-2 is a manner arranged in the X-axis direction, embodiments in which a plurality of MRAM chips are arranged in the Y-axis direction, the X-axis direction and the Y-axis direction dimensionally aligned manner is of course also possible.

矛盾しない限りにおいて、上述の変形例同士の組み合わせも可能である。 As long as they do not conflict, it is the possible combination of modification between the above-mentioned also.

4. 4. パッケージ例 以下、本発明が適用された磁気シールドパッケージの様々な例を説明する。 Package Examples Hereinafter, the present invention is I describe various examples of the applied magnetic shielding package.

図16は、BGA(Ball Grid Array)パッケージの例を示している。 Figure 16 shows an example of a BGA (Ball Grid Array) package. 外部端子としての半田ボール(Solder Ball)71を有する配線基板10上に、磁性体素子20が搭載されている。 On the wiring board 10 having solder balls (Solder Ball) 71 as an external terminal, the magnetic element 20 is mounted. 磁性体素子20は、例えば、垂直磁化膜を利用したMRAMチップである。 Magnetic device 20 is, for example, a MRAM chip using a perpendicular magnetization film. 配線基板10とMRAMチップ20との間の接着層72は、DAF(Die Attach Film)あるいはDAP(Die Attach Paste)である。 The adhesive layer 72 between the wiring substrate 10 and the MRAM chip 20 is a DAF (Die Attach Film) or DAP (Die Attach Paste). MRAMチップ20は、ボンディングワイヤ73を介して、配線基板10に電気的に接続されている。 MRAM chip 20 through the bonding wire 73 is electrically connected to the wiring board 10.

磁気シールド30と配線基板10との間の磁気空洞空間MCは、物理的に空洞であってもよいし、非磁性絶縁体40で充填されていてもよい。 Magnetic cavity space MC between the magnetic shield 30 and the wiring board 10 may be a physically cavity and may be filled with a non-magnetic insulator 40. 磁気シールド30とボンディングワイヤ73との間のショートが懸念される場合、磁気シールド30の材料として、絶縁性磁性体(フェライト、等)が用いられてもよい。 If the short circuit between the magnetic shield 30 and the bonding wire 73 is concerned, as the material of the magnetic shield 30, an insulating magnetic body (ferrite, etc.) it may be used. あるいは、導電性磁性体の磁気シールド30の表面が、絶縁体でコーティングされてもよい。 Alternatively, the surface of the magnetic shield 30 of a conductive magnetic material may be coated with an insulator.

磁気シールド30は、接着剤74で配線基板10に固定されてもよい。 Magnetic shield 30 may be fixed to the wiring board 10 with the adhesive 74. 磁気空洞空間MCが非磁性絶縁体40で充填される場合、接着剤74はなくてもよい。 If the magnetic void space MC is filled with non-magnetic insulating material 40, it may not be the adhesive 74. あるいは、磁気シールド30が金属磁気シールドである場合、その金属磁気シールド30は、導電部材(半田、導電性樹脂、導電性接着剤、等)を介して、配線基板10のグランドパッドに電気的に接続されてもよい。 Alternatively, if the magnetic shield 30 is a metallic magnetic shield, the metal magnetic shield 30, the conductive member (solder, conductive resin, conductive adhesive, etc.) via a electrically to the ground pad of the wiring board 10 It may be connected. 磁気シールド30の外周面は、磁性体粉が混合された外部モールド樹脂50によって覆われていてもよい。 The outer peripheral surface of the magnetic shield 30 may be covered by an external mold resin 50 that the magnetic material powder is mixed.

図17は、FCBGA(Flip Chip Ball Grid Array)パッケージの例を示している。 Figure 17 shows an example of FCBGA (Flip Chip Ball Grid Array) package. 外部端子としての半田ボール81を有する配線基板10上に、磁性体素子20が搭載されている。 On the wiring board 10 having solder balls 81 as external terminals, the magnetic element 20 is mounted. 磁性体素子20は、例えば、垂直磁化膜を利用したMRAMチップである。 Magnetic device 20 is, for example, a MRAM chip using a perpendicular magnetization film. MRAMチップ20上には接続端子としての半田バンプ82が形成されており、MRAMチップ20は、その半田バンプ82を介して、配線基板10に電気的に接続されている。 On top MRAM chip 20 is formed a solder bump 82 as connection terminals, MRAM chip 20 through the solder bumps 82 are electrically connected to the wiring board 10.

磁気シールド30と配線基板10との間の磁気空洞空間MCは、物理的に空洞であってもよいし、非磁性絶縁体40で充填されていてもよい。 Magnetic cavity space MC between the magnetic shield 30 and the wiring board 10 may be a physically cavity and may be filled with a non-magnetic insulator 40. 磁気シールド30は、接着剤84で配線基板10に固定されてもよい。 Magnetic shield 30 may be fixed to the wiring board 10 with the adhesive 84. 磁気空洞空間MCが非磁性絶縁体40で充填される場合、接着剤84はなくてもよい。 If the magnetic void space MC is filled with non-magnetic insulating material 40, adhesive 84 may be omitted. あるいは、磁気シールド30が金属磁気シールドである場合、その金属磁気シールド30は、導電部材(半田、導電性樹脂、導電性接着剤、等)を介して、配線基板10のグランドパッドに電気的に接続されてもよい。 Alternatively, if the magnetic shield 30 is a metallic magnetic shield, the metal magnetic shield 30, the conductive member (solder, conductive resin, conductive adhesive, etc.) via a electrically to the ground pad of the wiring board 10 It may be connected. 磁気シールド30の外周面は、磁性体粉が混合された外部モールド樹脂50によって覆われていてもよい。 The outer peripheral surface of the magnetic shield 30 may be covered by an external mold resin 50 that the magnetic material powder is mixed.

図18は、QFP(Quad Flat Package)の例を示している。 Figure 18 shows an example of a QFP (Quad Flat Package). 基板10に相当するダイパッド91上に、磁性体素子20が搭載されている。 On the die pad 91 corresponding to the substrate 10, a magnetic element 20 is mounted. 磁性体素子20は、例えば、垂直磁化膜を利用したMRAMチップである。 Magnetic device 20 is, for example, a MRAM chip using a perpendicular magnetization film. ダイパッド91とMRAMチップ20との間の接着層92は、DAFあるいはDAPである。 The adhesive layer 92 between the die pad 91 and the MRAM chip 20 is a DAF or DAP. MRAMチップ20は、ボンディングワイヤ93を介して、外部端子としてのリードフレーム(lead frame)95に電気的に接続されている。 MRAM chip 20 via the bonding wires 93 are electrically connected to the lead frame (lead frame) 95 as an external terminal.

磁気シールド30は、リードフレーム95上に載置される。 Magnetic shield 30 is placed on the lead frame 95. 従って、磁気シールド30は絶縁性磁性体で形成される、あるいは、導電性の磁気シールド30が絶縁体でコーティングされることが望ましい。 Therefore, the magnetic shield 30 is formed of an insulating magnetic material, or, it is desirable that the magnetic shield 30 of the conductivity is coated with an insulator. 磁気シールド30は、絶縁性の接着剤94でリードフレーム95に固定されてもよい。 Magnetic shield 30 may be fixed to the lead frame 95 with an insulating adhesive 94. 磁気シールド30の内側の磁気空洞空間MCは、物理的に空洞であってもよいし、非磁性絶縁体40で充填されていてもよい。 The inside of the magnetic cavity space MC of the magnetic shield 30 may be a physically cavity and may be filled with a non-magnetic insulator 40. 磁気シールド30の外周面は、磁性体粉が混合された外部モールド樹脂50によって覆われていてもよい。 The outer peripheral surface of the magnetic shield 30 may be covered by an external mold resin 50 that the magnetic material powder is mixed.

図18に示されるように、ダイパッド91(基板10)の両側に、第1磁気シールド30Aと第2磁気シールド30Bがそれぞれ配置されると好適である。 As shown in Figure 18, on either side of the die pad 91 (the substrate 10), the first magnetic shield 30A and the second magnetic shield 30B are suitable when placed respectively. 当然、第2磁気シールド30Bが除かれても、本発明の効果は得られる。 Of course, the second magnetic shield 30B has also been removed, the effect of the present invention can be obtained.

図19は、マルチチップモジュールパッケージの例を示している。 Figure 19 shows an example of a multi-chip module package. 例えば、基板10上に、複数のMRAMチップ20Aが搭載される。 For example, on the substrate 10, a plurality of MRAM chip 20A is mounted. また、1パッケージ内に、MRAMチップ20Aと他の半導体チップ20Bが混載されていてもよい。 Also, in one package, MRAM chips 20A and another semiconductor chip 20B may be mixed. いずれの場合であっても、磁気シールド30は全てのチップをカバーするように設けられる。 In any case, the magnetic shield 30 is provided to cover all of the chips.

以上、本発明の実施の形態が添付の図面を参照することにより説明された。 Above, embodiments of the present invention have been described above with reference to the attached drawings. 但し、本発明は、上述の実施の形態に限定されず、要旨を逸脱しない範囲で当業者により適宜変更され得る。 However, the present invention is not limited to the above embodiments may be appropriately modified by those skilled in the art without departing from the gist.

本出願は、2009年10月13日に出願された日本国特許出願2009−236326を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。 The present application claims priority based on Japanese Patent Application 2009-236326, filed on October 13, 2009, the entire disclosure of which is incorporated herein.

引用特許
引用特許 出願日公開日 特許出願人 特許名
WO1997040654A1 *1997年4月23日1997年10月30日Okamura, SusumuSemiconductor device
JP2003124538A * 特許名が不明です
JP2003309196A * 特許名が不明です
JP2004349476A * 特許名が不明です
JP2005531928A * 特許名が不明です
JPH03214691A * 特許名が不明です
被引用特許
被引用特許 出願日公開日 特許出願人 特許名
US96598802016年3月3日2017年5月23日Shinko Electric Industries Co., Ltd.Semiconductor device
分類
国際特許分類H01L43/02, H01L23/14, H01L23/00, H01L21/8246, H01L27/105
共通分類H01L2924/00014, H01L2924/181, H01L2924/07802, H01L24/48, H01L23/14, H01L23/3135, H01L2224/48227, H01L2224/48247, H01L23/315, H01L25/0655, H01L23/552, H01L2924/3025, H01L23/3121, H01L2224/73265, H01L2224/32245
欧州特許分類H01L23/31H4, H01L23/31H8, H01L23/31H2, H01L23/14, H01L23/552
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