(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に搭載された磁性体素子と、
前記磁性体素子を覆う絶縁体と、
前記絶縁体上に形成された磁気シールドと
を備え、
前記磁気シールドは、
形状が固定された外シールドと、
可変シールドと
を備え、
前記可変シールドは、前記外シールドと前記絶縁体との間に充填された磁性体材料で形成され、
前記可変シールド中の磁束ガイドの形状は、外部磁場に応じて可変である
磁性体装置。
【請求項２】
請求項１に記載の磁性体装置であって、
前記磁性体材料は、磁気異方性を有する磁性体粉末であり、
前記磁性体粉末の配位が、前記外部磁場に応じて可変である
磁性体装置。
【請求項３】
請求項１に記載の磁性体装置であって、
前記磁性体材料は、磁性流体であり、
前記外シールドと前記絶縁体との間の空間における前記磁性流体の密度分布が、前記外部磁場に応じて可変である
磁性体装置。
【請求項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、
前記外シールドは角部を有し、
前記可変シールドは、少なくとも前記角部の周囲に形成された
磁性体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気シールドを備えた磁性体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁性体を利用した磁性体素子が知られている。例えば、磁気抵抗素子（ＭａｇｎｅｔｏＲｅｓｉｓｔａｎｃｅ  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。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。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。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。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。【０００３】
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。そのために、一般的に、「磁気シールド（ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｓｈｉｅｌｄ）」が利用される。【０００４】
特許文献１には、磁気シールドパッケージが開示されている。その磁気シールドパッケージにおいて、磁気メモリ素子は、磁気シールド部材に囲まれている。その磁気シールド部材は、軟磁性体材料を用いて形成された成形体同士を接着することにより構成され、磁気的に連続している。これにより、磁気メモリ素子が、磁気的に密閉状態で配置されることになる。【０００５】
特許文献２には、磁気遮蔽包囲体が開示されている。その磁気遮蔽包囲体は、２層の殻からなる多重包囲体を備えており、その２層の殻の間隙に磁性流体が充填されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３８７９５７６号
【特許文献２】特開昭５８−１４５１９９号公報
【発明の概要】
【０００７】
特許文献１に開示された技術では、磁気シールド部材によるシールドは完全ではなく、その磁気シールド部材から内部に向けて磁場がリークし得る。
【０００８】
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、シールド効果を更に向上させることができる技術を提供することにある。
【０００９】
本発明の１つの観点において、磁性体装置が提供される。その磁性体装置は、基板と、基板上に搭載された磁性体素子と、磁性体素子を覆う絶縁体と、絶縁体上に形成された磁気シールドと、を備える。磁気シールドは、形状が固定された外シールドと、可変シールドとを備える。可変シールドは、外シールドと絶縁体との間に充填された磁性体材料で形成される。可変シールド中の磁束ガイドの形状は、外部磁場に応じて可変である。
【００１０】
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、シールド効果を更に向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
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。【００１２】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る磁性体装置の構成を示す断面図である。
【図２】図２は、針状の磁性体粉末を示す概念図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の実施の形態に係る磁性体装置の作用を説明するための断面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明の実施の形態に係る磁性体装置の作用を説明するための断面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、本発明の実施の形態に係る磁性体装置の作用を説明するための断面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、本発明の実施の形態に係る磁性体装置の作用を説明するための断面図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態に係る磁性体装置の変形例を示す断面図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態に係る磁性体装置の他の変形例を示す断面図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態に係る磁性体装置の製造方法の一例を示す断面図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態に係る磁性体装置の製造方法の他の例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
添付図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
【００１４】
１．構成
図１は、本実施の形態に係る磁性体装置１の構成を示す断面図である。図１に示されるように、磁性体装置１は、基板１０、磁性体素子２０、絶縁体３０、及び磁気シールド４０を備えている。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。
【００１５】
基板１０としては、インターポーザが例示される。磁性体素子２０は、磁性体を利用した素子である。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。磁性体素子２０は、基板１０の表面上に搭載されている。基板１０の裏面には、外部端子１５（半田ボール）が形成されている。磁性体素子２０は、基板１０中の配線を通して外部端子１５に電気的に接続されている。
【００１６】
絶縁体３０は、磁性体素子２０を保護するための内部封止材であり、磁性体素子２０を覆うように形成されている。絶縁体３０は、一般的な封止樹脂で形成されてもよい。あるいは、絶縁体３０は、フェライト等の絶縁性高透磁率材料で形成されてもよい。
【００１７】
磁気シールド４０は、絶縁体３０上に形成されている。言い換えれば、磁気シールド４０と磁性体素子２０との間に上記絶縁体３０が介在している。図１に示されるように、本実施の形態に係る磁気シールド４０は、外シールド４１と可変シールド４２とを備えている。外シールド４１と可変シールド４２は、一体ではなく、別々に形成されている。
【００１８】
外シールド４１の形状は固定されている。外シールド４１は、高透磁率軟磁性体で一体的に形成されている。高透磁率軟磁性体としては、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。
【００１９】
可変シールド４２は、外シールド４１と絶縁体３０との間に形成されている。より詳細には、可変シールド４２は、外シールド４１と絶縁体３０との間の空間に充填された軟磁性体材料で形成されている。更に、可変シールド４２中に形成される「磁束ガイド（ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｆｌｕｘ  ｇｕｉｄｅ）」の形状は、外部磁場に応じて可変である。言い換えれば、可変シールド４２は、外部磁場に応じた磁気回路を自発的に構成する能力を有している。これにより、外シールド４１で遮蔽しきれずに外シールド４１から漏れた磁束を、可変シールド４２の内部に有効に集めることができる。その結果、磁性体素子２０の周辺に達する磁束を低減することができる。すなわち、磁気シールド４０によるシールド効果が向上する。
【００２０】
例えば、可変シールド４２を形成する軟磁性体材料は、形状磁気異方性や結晶磁気異方性といった磁気異方性を有する磁性体粉末である。例えば、図２に示されるような針状の磁性体粉末が用いられる。磁性体粉末の材料としては、鉄、ニッケル、フェライトなどが挙げられる。この針状の磁性体粉末は、形状磁気異方性を有しており、外部磁場Ｈｅに応じて「配位（ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）」が変わる。
【００２１】
図３Ａ及び図３Ｂに示されるように、磁気異方性を有する磁性体粉末の配位は、外部磁場Ｈｅに応じて可変である。この磁性体粉末の配位の変化が、可変シールド４２中の磁束ガイドの形状の変化に相当する。つまり、いかなる外部磁場Ｈｅの方向であっても、その外部磁場Ｈｅに応じた有効な磁束ガイドが、可変シールド４２中に形成される。これにより、外シールド４１で遮蔽しきれずに外シールド４１から漏れた磁束を、可変シールド４２の内部に有効に集めることができる。その結果、いかなる外部磁場Ｈｅの方向であっても、磁性体素子２０の周辺に達する磁束を低減することができる。すなわち、磁気シールド４０によるシールド効果が向上する。
【００２２】
また、可変シールド４２を形成する軟磁性体材料は、磁性流体であってもよい。この場合、図４Ａ及び図４Ｂに示されるように、外シールド４１と絶縁体３０との間の空間における磁性流体の密度分布が、外部磁場Ｈｅに応じて可変である。この磁性流体の密度分布の変化が、可変シールド４２中の磁束ガイドの形状の変化に相当する。
【００２３】
例えば図４Ａの場合、外部磁場Ｈｅの方向は−Ｚ方向であり、外シールド４１から−Ｚ方向の磁場が漏れ出す。磁性流体は磁場が強いところに集まるため、磁性流体の密度分布は＋Ｚ方向に偏る。結果として、外シールド４１と絶縁体３０との間の空間の上方に高密度領域ＲＨが形成され、当該空間の下方に低密度領域ＲＬが形成される。外シールド４１で遮蔽しきれずに外シールド４１から漏れた−Ｚ方向の磁場は、この高密度領域ＲＨによって効果的に遮蔽される。図４Ｂの場合も同様である。このように、いかなる外部磁場Ｈｅの方向であっても、磁性体素子２０の周辺に達する磁束を低減することができる。すなわち、磁気シールド４０によるシールド効果が向上する。
【００２４】
図５は、変形例を示している。図５において、可変シールド４２は、磁性体素子２０の上方にのみ形成されており、磁性体素子２０の側方には形成されていない。このような構成でも、ある程度の効果は得られる。
【００２５】
図６は、他の変形例を示している。図６において、可変シールド４２は、磁性体素子２０の側方にのみ形成されており、磁性体素子２０の上方には形成されていない。このような構成でも、ある程度の効果は得られる。
【００２６】
尚、図５や図６に示されるように、磁性体装置１のパッケージは、しばしば角部５０を有する。外シールド４１からの漏れ磁場は、その外シールド４１の角部５０の周辺に集中する傾向がある。従って、図１、図５、図６で示されたように、可変シールド４２が少なくとも角部５０の周囲に形成されていることが好適である。これにより、シールド効果を効率的に向上させることが可能となる。
【００２７】
２．製造方法
図７は、本実施の形態に係る磁性体装置１の製造方法の一例を示している。図７の例では、絶縁体３０による内部封止、及び外シールド４１の形成が完了した後、可変シールド４２が形成される。具体的には、絶縁体３０と外シールド４１との間の空間につながる貫通孔が基板１０に形成されており、可変シールド材４２ａがその貫通孔を通して当該空間に注入される。その後、貫通孔は封止樹脂等で埋められる。
【００２８】
図８は、本実施の形態に係る磁性体装置１の製造方法の他の例を示している。図８の例では、絶縁体３０による内部封止が完了した後、その絶縁体３０上にペースト状の可変シールド材４２ａが塗布される。その後、ペースト状の可変シールド材４２ａの上に、外シールド４１がかぶせられる。
【００２９】
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。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。
【００３０】
本出願は、２０１０年３月１０日に出願された日本国特許出願２０１０−０５３６２８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。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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