磁気シールド用の多層構造
磁気シールドが提供される。本シールドを使用して、浮遊磁場からマイクロ電子デバイスを保護することができる。本シールドは少なくとも２つの層を含む。第１の層は、ＤＣ磁場を遮断するのに使用することができる磁気材料を含む。第２の層は、ＡＣ磁場を遮断するのに使用することができる導電性材料を含む。第１及び第２の層が含む材料のタイプに応じて、第１及び第２の層の間に第３の層を挿入することができる。第３の層は、別個の渦電流領域が第１及び第２の層内に確実に形成されるようにするのに用いることができる非導電性材料を含むことができる。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（政府権利）
アメリカ合衆国政府は、防衛脅威緩和機関（ＤＴＲＡ）交付の契約書Ｎｏ．ＤＴＲＡ０１−００−Ｃ−０００２に従って本発明に一定の権利を獲得している。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、磁気シールドに関し、より具体的には、マイクロ電子デバイスを磁場効果から保護するシールドに関する。
【背景技術】
【０００３】
様々な厳しい環境又は過酷な環境により、マイクロ電子デバイスの正常な動作が妨げられる場合がある。例えば、大きな電磁場又は電離放射線がこうした環境を作り出す可能性がある。通常、マイクロ電子デバイスは、特定の環境において適切に作動するように設計又は配備することができる。こうした設計は、電気絶縁性のような保護手段をデバイスの基板内に組み込むことを含むことができる。付加的な又は代替の設計では、潜在的に有害な電場又は磁場を遮断する保護シールドを使用する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
詳細には、マイクロ電子デバイスを外部浮遊磁場から保護するのに使用される１つのタイプのシールドは、磁気シールドである。一般に、デバイスは保護用に２つのシールドを使用し、１つがデバイスの下に位置付けられ、他のものがデバイスの上に位置付けられることになる。これらのシールドは一般に、磁力を吸収し且つこの磁力を半導体デバイスから離れるように方向を変える高透磁率材料を含む。しかしながら、現在の磁気シールドは、直流（ＤＣ）磁場及び交流（ＡＣ）磁場の両方の遮断という点で効果的ではない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
磁気シールドが提供される。磁気シールドは、ＡＣ磁場及びＤＣ磁場からマイクロ電子デバイスを保護することができる。マイクロ電子デバイスは、上部磁気シールドと下部磁気シールドとの間に配置することができる。上部及び下部シールドは各々、ＤＣ磁場を減衰させる第１の層とＡＣ磁場を減衰させる第２の層とを含む。上部及び下部シールドは、デバイスの周りの様々な位置に配置することができる。更に、より多い又はより少ないシールドを使用してもよい。このようなシールドは、所望の磁場減衰をもたらすように調整することができる。
【０００６】
１つの実施例において、第１の層は磁気伝導性材料を含み、第２の層は非磁気伝導性材料を含む。非導電性材料を含む第３の層はまた、第１の層と第２の層との間に配置することができる。磁気伝導性材料は、例えば、ＮｉＦｅ又はＮｉＭｏＦｅとすることができる。非磁気伝導性材料は、Ａｌ、Ｃｕ、又はＡｌＣｕとすることができる。非導電性材料は、エポキシ樹脂、誘電体層又はフェライトなどの様々な非導電性材料を含むことができる。
【０００７】
シールドは、様々な厚さを有する層を含むことができる。例えば、第１の層は、約２０ミルよりも大きい厚さを有し、ＡＣ磁場を減衰させるように調整することができる。同様に、第２の層は、約２０ミルよりも大きい厚さを有することができる。別の実施例においては、第２の層は、導電層及び非導電層の階層を含むことができる。別の実施例においては、第２の層は、非磁気伝導性材料ではなく、磁気伝導性材料とすることができる。
【０００８】
これら並びに他の態様及び利点は、添付図面を適宜参照しながら以下の詳細な説明を読むことにより当業者には明らかになるであろう。更に、この要約は単なる実施例に過ぎず、請求項に記載される本発明の技術的範囲を限定するものではない点を理解されたい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
ａ）磁気シールド
図１は、上部シールド１２及び下部シールド１４を含む磁気シールド１０を示している。上部シールド１２は、マイクロ電子デバイス１６の上に位置付けられ、下部シールド１４は、デバイス１６の下に位置付けられる。デバイス１６は、リッド２０を含むパッケージ１８内に位置付けることができる。パッケージ１８及びリッド２０は、セラミックなどの様々な材料から構成することができる。リッド２０をパッケージ１８に取り付けるために、フランジ２２、２４を設けることができる。フランジ２２、２４は、例えばコバールから構成することができる。エポキシ樹脂２６、２８を用いて、下部シールド１４をパッケージ１８に取り付け、上部シールド１２をリッド２０に取り付けることができる。エポキシ樹脂は、導電性材料又は非導電性材料を含むことができる。
【００１０】
一般的に言えば、シールド１０は、外部浮遊磁場からデバイス１６を保護する。デバイス１６は、あらゆるタイプのマイクロ電子デバイスとすることができる。例えば、デバイス１６は、磁気抵抗メモリビットを含むメモリセルを備えたＭＲＡＭなどの磁気メモリとすることができる。或いは、デバイス１６は、例えば、プロセッサ又は電子メモリとすることができる。
【００１１】
様々な磁場環境からデバイス１０を保護するために、シールド１０を調整することができる。詳細には、このような環境は、周波数がほとんどない又は全くない直流（ＤＣ）磁場（例えば、約６０Ｈｚ未満の周波数を有する比較的に静止した磁場）、或いは、高い周波数を有することができる交流（ＡＣ）磁場（例えば、６０Ｈｚよりも大きい周波数を有する時間的に変化する磁場）の両方を含む可能性がある。ＤＣ磁場は、例えば、電気モータにより発生させることができる。他方、ＡＣ磁場は、携帯電話のようなＲＦベースのデバイスが発生することができる。また、ＡＣ磁場は、高高度及び宇宙環境で存在することができる。有利には、シールド１０は、ＤＣ及びＡＣ磁場環境の両方に適応するよう調整することができる。
【００１２】
シールド１２、１４は、様々な材料から構成することができる。しかしながら、各シールドは、少なくとも２つの層を含む。シールド１２、１４の第１の層は、ＤＣ磁場を減衰させ、シールド１２、１４の第２の層はＡＣ磁場を減衰させる。
【００１３】
以下の説明は、少なくともこれら２つの減衰層を構成するのに使用することができる様々な構成及び材料に関する。これらの層の各々は、磁気伝導性（ＭＣ）、非磁気伝導性（ＮＭＣ）、又は非導電性（ＮＣ）とすることができる。
【００１４】
ＭＣ層は、例えば、ニッケル−鉄合金（ＮｉｘＦｅ１−ｘ）、又はニッケル−モリブデン−鉄（ＮｉｘＭｏｙＦｅ１−ｘ−ｙ）を含む高透磁率材料とすることができる。銅（Ｃｕ）又はコバルト（Ｃｏ）などの他の材料をＭＣ層に加えることができる。一方、ＮＭＣ層は、例えば、アルミニウム、銅又はアルミニウム銅合金とすることができる。
【００１５】
他方、ＮＣ層は、導電層（すなわち、ＮＭＣ又はＭＣ）を互いに分離するのに使用することができる。ＮＣ層は、エポキシ樹脂、誘電体層又はフェライト材料などの様々な絶縁材料を含むことができる。ＮＣ層用に使用される材料のタイプは、シールドの製作方法によって決定付けることができる。例えば、エポキシ樹脂はまた、絶縁体として作用しながら、ＭＣ層１０４をＮＭＣ層１０８に接合するのにも使用することができる。しかしながら、ＭＣ層１０４又はＮＭＣ層が堆積される場合（例えば、スパッタ堆積プロセスにより）、ＮＣ層は、これらの堆積ステップの間に成長又は堆積させることができる。ＮＣ層は、例えば、二酸化ケイ素層、或いは、ＭＣ層から成長した又はＭＣ層の上部に堆積された別のタイプの酸化物とすることができる。
【００１６】
代替の実施例において、フェライト材料をＮＣ層用に使用することができる。フェライト材料は磁気非導電（ＭＮＣ）層を含む。こうしたフェライト材料は、ＭｎＺｎ−フェライト又はＮｉＺｎ−フェライトを含むことができる。
【００１７】
一般に、図２〜図９は、上部シールド１２及び下部シールド１４用に使用することができる様々なシールドを示している。しかしながら、記載のシールドは、デバイス１６に近接する様々な場所に位置付けることができ、デバイス１６の上又は下への配置だけに限定されない点を理解されたい。更に、幾つかの実施例において、デバイスをシールドする際により多くの又はより少ないシールドを使用することも実施可能とすることができる。
【００１８】
ｂ）実施例１
図２は、磁気シールド１００と、シールド１００の減衰シミュレーションを実証するグラフ１０２とを示している。シールド１００は、ＭＣ層１０４、ＮＣ層１０６及びＮＭＣ層１０８を含み、いずれも約２０ミルの厚さである。ＮＣ層１０６は、ＭＣ層１０４とＮＭＣ層１０８との間に配置される。ＭＣ層１０４をＮＭＣ層１０８から分離するのがＮＣ層１０６であり、ＮＣ層１０６は、様々な非導電性材料（例えば、エポキシ樹脂、誘電体層、又はフェライト材料）を含むことができる。
【００１９】
グラフ１０２は、１Ｈｚから１０１２Ｈｚの周波数範囲にわたって、印加磁場に対するシールド１００の３つの応答１２０、１２２及び１２４の正規化された減衰をプロットしている。応答１２０は、ＭＣ層１０４の透磁率（μ）に起因するものである。印加磁場の周波数が１００Ｈｚを上回ると、ＭＣ層１０４の透磁率が減少する。最終的には、ＭＣ層１０４の透磁率はゼロになり、透磁率に対する減衰特性も同様にゼロになる。
【００２０】
ＭＣ層１０４の透磁率は周波数の増大に伴って減少するが、シールド１００は、連続的に印加磁場を減衰させる。約１００Ｈｚから１０４Ｈｚの減衰は、ＭＣ層１０４の透磁率と渦電流減衰と呼ばれる現象との組み合わせとして発生する。応答１２２は、これらのタイプの減衰の両方の組み合わせを示している。
【００２１】
一般に、渦電流減衰は、導電性材料において起こり、導体を横断する交流磁場又は移動磁場によって生成され、又はその逆も同様である。相対運動により導体内に電子又は電流の循環流が引き起こされる。これらの循環する電流の渦は、外部磁場の変化と反対の磁場を有する電磁石をもたらす。磁場が強くなる程、又は導体の電気伝導性が大きくなる程、発生する電流がより大きくなり、その相対する力が大きくなる。
【００２２】
渦電流減衰は導電性の関数であるので、導体の材料選択は、印加磁場の減衰の一因である。更に、渦電流の電流密度はまた、印加磁場の減衰において重要な役割を果たす。渦電流の密度は、印加磁場の周波数を含む様々な要因の関数である。周波数が高くなる程、導体表面における渦電流は高密度になる。従って、グラフ１０２において、印加磁場がより高い周波数に向かって移動すると、渦電流密度は、ＭＣ層１０４（及びＮＭＣ層１０８）の表面でより高密度に分布することになる。
【００２３】
渦電流の密度を定量化するのに使用される式は、次式で与えられる。
【数１】
ここで、δは表皮厚さと呼ばれ、μは透磁率、ρは導体の抵抗率、及びωは印加磁場の角周波数である。上式は、周波数と表皮厚さとの間の関係、すなわち、磁場の周波数が増大すると表皮厚さが減少する関係を示している。表皮厚さを電流密度に関係付ける式は、次式で与えられる。
【数２】
ここで、Ｊは電流密度、ＪＳは定数、ｄは導体内への深さ、及びδは表皮厚さである。
【００２４】
一般的に言えば、層１０４、１０８のような導電層を絶縁体と分離することにより、渦電流減衰の有効性が高くなる。これは、第１に、渦電流が導体の表面に近接して分布することに起因するものである。上式が示すように、電流密度は、導体内への深さに伴って指数関数的に減少する。導電層を有利に分離することにより、シールド内に２つの指数関数的渦電流分布を生じる２つの表面が生成される。結果として、単一のシールド内により多くの量の渦電流が含まれる（単一の導電層のみを有するシールドと比べて）。その上、導電層を更に付加し、渦電流減衰の有効性を増大させることもできる（図７〜図８を参照）。
【００２５】
グラフ１０２が示すように、渦電流減衰は、周波数の増大に伴ってより優勢になる。渦電流が層１０４、１０８の表面により近づくと、導体内の渦電流はより大きくなり、印加磁場に反対に作用する磁場がより大きくなる。
【００２６】
応答１２２では、約１００Ｈｚから１０４Ｈｚの周波数範囲においては０．８を上回る減衰を示しているが、組み合わせ減衰効果（すなわち、渦電流減衰と組み合わせた透磁率）は、約５ｘ１０４Ｈｚで減衰最小値１２６（約０．２）に到達する。最小値１２６において、ＭＣ層１０４の透磁率はほぼゼロであり、ＭＣ層１０４内の渦電流密度は、印加磁場の有意な渦電流減衰を生じるには十分ではない。
【００２７】
減衰の損失を補償するために、シールド１００はＮＭＣ層１０８を含む。ＮＭＣ層１０８は低抵抗である（すなわち低ρ値）ので、ＮＭＣ層１０８は、ＭＣ層１０４よりも高密度で、従ってより大きな渦電流を有することになる。従って、ＮＭＣ層１０８は、応答１２２によりもたらされる最小値１２６を補償する渦電流減衰の指標を提供する。結果として、シールド１００の減衰最小値は、最小値１２６からより高い減衰最小値１２８に移動する。最小値１２８は、最小値１２６の減衰値よりも大きい、約０．６の減衰値を有する。
【００２８】
シールド１００内に層１０４、１０８を両方含めることによって、広い周波数範囲の磁場をシールド１００により効果的に遮断することができる。一方、ＭＣ層１０４は、ＤＣ磁場及び低周波数のＡＣ磁場をシールドする。他方、ＮＭＣ層１０８は、より高い周波数のＡＣ磁場を減衰させる。以下に説明するように、ＭＣ層１０４及びＮＭＣ層１０８は、曲線１２０〜１２４の各々の減衰範囲を調整又は拡大するために、様々な厚さに調整することができる。更に、層１０４、１０８の順番は限定とみなすべきでない。例えば、ＭＣ層１０４は、ＮＭＣ層１０８の上に位置付けてもよい。加えて、シールドに更に層を付加して、所望の減衰を得ることができる。
【００２９】
ｃ）実施例２
図３は、シールド２００と、シールド２００の減衰シミュレーションを実証する磁気グラフ２０２とを示している。シールド２００は、ＭＣ層２０４、ＮＣ層２０６及びＮＭＣ層２０８を含む。ＮＣ層２０６は、ＭＣ層２０４とＮＭＣ層２０８との間に配置される。
【００３０】
グラフ２０２は、１Ｈｚから１０１２Ｈｚまでの周波数範囲にわたって、印加磁場に対するシールド２００の４つの応答２２０、２２２、２２４及び２２６の正規化された減衰をプロットしている。応答２２０は、約２０ミルの厚さを有するＭＣ層２０４の透磁率に起因する減衰である。ＭＣ層２０４の透磁率が周波数の増大に伴って減少すると、ＭＣ層２０４の渦電流減衰は最小値２２８に近づく。
【００３１】
減衰最小値２２８をシフト及び増大させるために、シールド２００はＮＭＣ層２０８を含む。グラフ２０２において、応答２２４、２２６は、ＮＭＣ層２０８の２つの異なる厚さ、及び結果として生じる各厚さの渦電流減衰を反映している。一般的に言えば、ＮＭＣ層２０８が厚くなる程、渦電流減衰は大きくなる。例えば、ＮＭＣ層２０８の厚さ（Ｘ）が約４０ミルである場合、応答２２４は、約０．８である渦電流減衰の最小値２３０をもたらすことになる。別の実施例として、ＮＭＣ層２０８の厚さ（Ｘ）が約６０ミルである場合、応答２２６は、約０．９である渦電流減衰の最小値２３２をもたらすことになる。ＭＣ層２０４及びＮＭＣ層２０８の両方の様々な他の厚さも実施可能である。
【００３２】
ｄ）実施例３
図４は、磁気シールド３００と、シールド３００の減衰シミュレーションを実証するグラフ３０２とを示している。シールド３００は、ＭＮＣ層３０４（例えば、フェライト）及びＮＭＣ層３０６を含む。図２、図３の実施例とは異なり、ＭＮＣ層３０４は非導電性であり、従って、ＭＮＣ層３０４は、組み合わせた減衰効果（すなわち、透磁率及び渦電流減衰）をもたらさない。
【００３３】
グラフ３０２は、１Ｈｚから１０１２Ｈｚまでの周波数範囲にわたって、印加磁場に対するシールド３００の２つの応答３２０及び３２２の正規化された減衰をプロットしている。応答３２０は、ＭＣ層２０４の透磁率（μ）に起因するものである。約１０３Ｈｚの周波数において、応答３２０の減衰が低下し始める。応答３２０の減衰の低下を補償するために、シールド３００は、この実施例においては約６０ミルであるＮＭＣ層３０６を含む。
【００３４】
応答３２２は、ＮＭＣ層３０６の減衰を示している。印加磁場の周波数が増大すると、渦電流減衰はより効果的になる。グラフ３０２は、約０．６である減衰最小値３２４を示している。層３０４、３０６の厚さが増大又は減少させると、同様に最小値３２４を増大又は減少させることができる。
【００３５】
ｅ）実施例４
図５は、磁気シールド４００と、シールド４００の減衰シミュレーションを実証するグラフ４０２とを示している。シールド４００は、ＭＣ層４０４、ＭＮＣ層４０６及びＮＭＣ層４０８を含む。ＭＮＣ層４０６は、ＭＣ層４０４とＮＭＣ層４０８との間に配置されている。
【００３６】
グラフ４０２は、１Ｈｚから１０１２Ｈｚまでの周波数範囲にわたって、印加磁場に対するシールド４００の４つの応答４２０、４２２、４２４及び４２６の正規化された減衰をプロットしている。シールド４００及びグラフ４０２は、図３のシールド２００及びグラフ２０２に類似している。但し、ＮＣ層２０６はＭＮＣ層４０６で置き換えられている。フェライト材料（非磁性非導電性材料の代わりに）を使用することによって、シールド４００の減衰は、低周波数範囲においてシールド２００よりも効果的とすることができる。
【００３７】
ｆ）実施例５
図６は、磁気シールド５００と、シールド５００の減衰シミュレーションを実証するグラフ５０２とを示している。シールド５００は、ＭＣ層５０４、ＮＣ層５０６及びＭＣ層５０８を含む。ＭＮＣ層５０６は、ＭＣ層５０４とＭＣ層５０８との間に配置されている。例えば、ＭＣ層５０４は、高透磁率材料を含むことができ、ＭＮＣ層５０６は、フェライト材料を含むことができ、ＭＣ層５０８は、導電性材料を含むことができる。ＭＣ層５０４、５０８は各々、約１０ミルの厚さである。
【００３８】
グラフ５０２は、１Ｈｚから１０１２Ｈｚまでの周波数範囲にわたって、印加磁場に対するシールド５００の３つの応答５２０、５２２及び５２４の正規化された減衰をプロットしている。応答５２０は、ＭＣ層５０４、５０８の透磁率に起因する減衰を示している。応答５２２は、ＭＣ層５０４、５０８によってもたらされるシールド５００の渦電流減衰を示している。応答５２２は、減衰最小値５２６（約０．７５）を含む。他方、応答５２４は、ＭＣ層１０４（図２を参照）のような約２０ミルの厚さである単一のＭＣ層に起因する渦電流減衰を示し、減衰最小値５２８（約０．２）を有する。
【００３９】
グラフ５０２は、別個のＭＣ層が、単一でより厚いＭＣ層よりも良好な渦電流減衰をもたらすことを示している。具体的には、２つの１０ミル厚のＭＣ層５０４、５０８は、単一のより厚い２０ミルＭＣ層よりも良好な減衰をもたらす。ＭＣ層が絶縁体によって分離されていない場合には、個々のＭＣ層は単一のＭＣ層を形成し、１つの有効な表面のみを生成し、従って、シールド内に含むことができる渦電流の量が低減されることになる点に留意するのが重要である。
【００４０】
ｇ）実施例６
図７は、別個のＭＣ層を有する磁気シールド６００と、シールド６００の減衰シミュレーションを実証するグラフ６０２とを示している。シールド６００は、ＭＣ層６０４〜６０６及びＮＣ層６０７、６０８を含む。ＭＮＣ層６０４〜６０６は、ＮＣ層６０７、６０８の間に配置されている。
【００４１】
グラフ６０２は、１Ｈｚから１０１２Ｈｚまでの周波数範囲にわたって、印加磁場に対する２つの応答６２０及び６２２の正規化された減衰をプロットしている。グラフ６０２は、また、図６の応答５２２（すなわち、シールド５００のＭＣ層５０４、５０８の渦電流減衰）を示している。応答６２０は、ＭＣ層６０４〜６０６の透磁率に起因する減衰を示している。応答６２２は、ＭＣ層６０４〜６０６によってもたらされるシールド６００の渦電流減衰を示している。応答６２２は、減衰最小値６２４（約０．９）を含む。グラフ６０２は、シールド内の導電層の数を増やすことによって、渦電流減衰の有効性が更に高くなることを示している。ＭＣ層６０４〜６０６の合計厚さは、ＭＣ層１０４（図２）及びＭＣ層５０４、５０８（図５）の合計厚さと同じ厚さの約２０ミルである点に留意されたい。
【００４２】
ｈ）実施例７
図８は、別個のＭＣ層を有する磁気シールド７００と、シールド６００の減衰シミュレーションを実証するグラフ７０２とを示している。シールド７００は、各々がＮＣ層によって分離されているＭＣ層の階層７０４を含む。
【００４３】
グラフ７０２は、１Ｈｚから１０１２Ｈｚまでの周波数範囲にわたって、印加磁場に対する２つの応答７２０及び７２２の正規化された減衰をプロットしている。グラフ７０２はまた、図６の応答６２２（すなわち、シールド６００のＭＣ層６０４〜６０６の渦電流減衰）を示している。応答７２０は、階層７０４内のＭＣ層の透磁率に起因する減衰を示している。応答７２２は、階層７０４内のＭＣ層によってもたらされるシールド７００の渦電流減衰を示している。応答６２２は、減衰最小値７２４（約０．９８）を含む。階層７０４内のＭＣ層の合計厚さは約２０ミルである。
【００４４】
ｈ）実施例８
図９は、磁気シールド８００と、シールド８００の減衰シミュレーションを示すグラフ８０２とを示している。シールド８００は、ＭＣ層８０４、ＭＮＣ層８０６（例えば、フェライト）及びＮＭＣ層８０８を含む。ＭＮＣ層８０６は、ＭＣ層８０４とＭＣ層８０８との間に配置されている。
【００４５】
グラフ８０２は、１Ｈｚから１０１２Ｈｚまでの周波数範囲にわたって、印加磁場に対するシールド８００の３つの応答８２０、８２２及び８２４の正規化された減衰をプロットしている。応答８２０は、ＭＣ層８０４、８０８の透磁率に起因する減衰を示している。シールド８００及びグラフ８０２は、シールド２００、５００に類似しているが、但し、ＮＣ層がＭＮＣ層８０６と置き換えられている。上述のように、ＭＮＣ層８０６は、低周波数範囲において減衰を増大させることができる。応答８２２は、ＭＮＣ層８０６の減衰を示している。
【００４６】
高周波数範囲における減衰を増大させるために、シールド８００内に複数のＭＣ層を含める。応答８２４は、ＭＣ層８０４、８０８によってもたらされるシールド８００の渦電流減衰を示している。
【００４７】
ｉ）結論
上記で様々な実施例を説明してきた。より全体的には、当業者であれば、請求項の範囲によって定義される本発明の真の技術的範囲及び技術思想から逸脱することなく、これらの実施例に変更及び修正を加えることができる点は理解されたい。従って、例えば、磁気シールドは、層の厚さにも、シールドが含む層の順番にも限定されるものではない。更に、記載の層の様々な構成が実施可能である。図示していないが、磁気シールドは、シールド内の渦電流密度を増大させるために複数のＮＭＣ層を含むことができる。加えて、磁気シールドを作るために様々な方法を使用することができる。例えば、ＭＣ、ＮＭＣ及びＮＣ層は、エポキシ樹脂と共に接合される積層フィルムとすることができる。或いは、こうした層を基板上に堆積又は成長させることができる。
【００４８】
従って、本発明の説明は、単なる例証と解釈されるべきであり、本発明を実施する最良のモードを当業者に教示する目的のものである。その詳細事項は、本発明の技術的思想から逸脱することなく実質的に変更することができ、添付の請求項の範囲の範囲内にある全ての修正の独占的な使用が保証される。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】実施例による、磁気シールドで囲まれたマイクロ電子デバイスの概略図である。
【図２】実施例による、磁気シールド及び周波数範囲にわたる磁場減衰の対応するプロットの概略図である。
【図３】実施例による、磁気シールド及び周波数範囲にわたる磁場減衰の対応するプロットの別の概略図である。
【図４】実施例による、磁気シールド及び周波数範囲にわたる磁場減衰の対応するプロットの別の概略図である。
【図５】実施例による、磁気シールド及び周波数範囲にわたる磁場減衰の対応するプロットの別の概略図である。
【図６】実施例による、磁気シールド及び周波数範囲にわたる磁場減衰の対応するプロットの別の概略図である。
【図７】実施例による、磁気シールド及び周波数範囲にわたる磁場減衰の対応するプロットの別の概略図である。
【図８】実施例による、磁気シールド及び周波数範囲にわたる磁場減衰の対応するプロットの別の概略図である。
【図９】実施例による、磁気シールド及び周波数範囲にわたる磁場減衰の対応するプロットの別の概略図である。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（政府権利）
アメリカ合衆国政府は、防衛脅威緩和機関（ＤＴＲＡ）交付の契約書Ｎｏ．ＤＴＲＡ０１−００−Ｃ−０００２に従って本発明に一定の権利を獲得している。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、磁気シールドに関し、より具体的には、マイクロ電子デバイスを磁場効果から保護するシールドに関する。
【背景技術】
【０００３】
様々な厳しい環境又は過酷な環境により、マイクロ電子デバイスの正常な動作が妨げられる場合がある。例えば、大きな電磁場又は電離放射線がこうした環境を作り出す可能性がある。通常、マイクロ電子デバイスは、特定の環境において適切に作動するように設計又は配備することができる。こうした設計は、電気絶縁性のような保護手段をデバイスの基板内に組み込むことを含むことができる。付加的な又は代替の設計では、潜在的に有害な電場又は磁場を遮断する保護シールドを使用する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
詳細には、マイクロ電子デバイスを外部浮遊磁場から保護するのに使用される１つのタイプのシールドは、磁気シールドである。一般に、デバイスは保護用に２つのシールドを使用し、１つがデバイスの下に位置付けられ、他のものがデバイスの上に位置付けられることになる。これらのシールドは一般に、磁力を吸収し且つこの磁力を半導体デバイスから離れるように方向を変える高透磁率材料を含む。しかしながら、現在の磁気シールドは、直流（ＤＣ）磁場及び交流（ＡＣ）磁場の両方の遮断という点で効果的ではない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
磁気シールドが提供される。磁気シールドは、ＡＣ磁場及びＤＣ磁場からマイクロ電子デバイスを保護することができる。マイクロ電子デバイスは、上部磁気シールドと下部磁気シールドとの間に配置することができる。上部及び下部シールドは各々、ＤＣ磁場を減衰させる第１の層とＡＣ磁場を減衰させる第２の層とを含む。上部及び下部シールドは、デバイスの周りの様々な位置に配置することができる。更に、より多い又はより少ないシールドを使用してもよい。このようなシールドは、所望の磁場減衰をもたらすように調整することができる。
【０００６】
１つの実施例において、第１の層は磁気伝導性材料を含み、第２の層は非磁気伝導性材料を含む。非導電性材料を含む第３の層はまた、第１の層と第２の層との間に配置することができる。磁気伝導性材料は、例えば、ＮｉＦｅ又はＮｉＭｏＦｅとすることができる。非磁気伝導性材料は、Ａｌ、Ｃｕ、又はＡｌＣｕとすることができる。非導電性材料は、エポキシ樹脂、誘電体層又はフェライトなどの様々な非導電性材料を含むことができる。
【０００７】
シールドは、様々な厚さを有する層を含むことができる。例えば、第１の層は、約２０ミルよりも大きい厚さを有し、ＡＣ磁場を減衰させるように調整することができる。同様に、第２の層は、約２０ミルよりも大きい厚さを有することができる。別の実施例においては、第２の層は、導電層及び非導電層の階層を含むことができる。別の実施例においては、第２の層は、非磁気伝導性材料ではなく、磁気伝導性材料とすることができる。
【０００８】
これら並びに他の態様及び利点は、添付図面を適宜参照しながら以下の詳細な説明を読むことにより当業者には明らかになるであろう。更に、この要約は単なる実施例に過ぎず、請求項に記載される本発明の技術的範囲を限定するものではない点を理解されたい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
ａ）磁気シールド
図１は、上部シールド１２及び下部シールド１４を含む磁気シールド１０を示している。上部シールド１２は、マイクロ電子デバイス１６の上に位置付けられ、下部シールド１４は、デバイス１６の下に位置付けられる。デバイス１６は、リッド２０を含むパッケージ１８内に位置付けることができる。パッケージ１８及びリッド２０は、セラミックなどの様々な材料から構成することができる。リッド２０をパッケージ１８に取り付けるために、フランジ２２、２４を設けることができる。フランジ２２、２４は、例えばコバールから構成することができる。エポキシ樹脂２６、２８を用いて、下部シールド１４をパッケージ１８に取り付け、上部シールド１２をリッド２０に取り付けることができる。エポキシ樹脂は、導電性材料又は非導電性材料を含むことができる。
【００１０】
一般的に言えば、シールド１０は、外部浮遊磁場からデバイス１６を保護する。デバイス１６は、あらゆるタイプのマイクロ電子デバイスとすることができる。例えば、デバイス１６は、磁気抵抗メモリビットを含むメモリセルを備えたＭＲＡＭなどの磁気メモリとすることができる。或いは、デバイス１６は、例えば、プロセッサ又は電子メモリとすることができる。
【００１１】
様々な磁場環境からデバイス１０を保護するために、シールド１０を調整することができる。詳細には、このような環境は、周波数がほとんどない又は全くない直流（ＤＣ）磁場（例えば、約６０Ｈｚ未満の周波数を有する比較的に静止した磁場）、或いは、高い周波数を有することができる交流（ＡＣ）磁場（例えば、６０Ｈｚよりも大きい周波数を有する時間的に変化する磁場）の両方を含む可能性がある。ＤＣ磁場は、例えば、電気モータにより発生させることができる。他方、ＡＣ磁場は、携帯電話のようなＲＦベースのデバイスが発生することができる。また、ＡＣ磁場は、高高度及び宇宙環境で存在することができる。有利には、シールド１０は、ＤＣ及びＡＣ磁場環境の両方に適応するよう調整することができる。
【００１２】
シールド１２、１４は、様々な材料から構成することができる。しかしながら、各シールドは、少なくとも２つの層を含む。シールド１２、１４の第１の層は、ＤＣ磁場を減衰させ、シールド１２、１４の第２の層はＡＣ磁場を減衰させる。
【００１３】
以下の説明は、少なくともこれら２つの減衰層を構成するのに使用することができる様々な構成及び材料に関する。これらの層の各々は、磁気伝導性（ＭＣ）、非磁気伝導性（ＮＭＣ）、又は非導電性（ＮＣ）とすることができる。
【００１４】
ＭＣ層は、例えば、ニッケル−鉄合金（ＮｉｘＦｅ１−ｘ）、又はニッケル−モリブデン−鉄（ＮｉｘＭｏｙＦｅ１−ｘ−ｙ）を含む高透磁率材料とすることができる。銅（Ｃｕ）又はコバルト（Ｃｏ）などの他の材料をＭＣ層に加えることができる。一方、ＮＭＣ層は、例えば、アルミニウム、銅又はアルミニウム銅合金とすることができる。
【００１５】
他方、ＮＣ層は、導電層（すなわち、ＮＭＣ又はＭＣ）を互いに分離するのに使用することができる。ＮＣ層は、エポキシ樹脂、誘電体層又はフェライト材料などの様々な絶縁材料を含むことができる。ＮＣ層用に使用される材料のタイプは、シールドの製作方法によって決定付けることができる。例えば、エポキシ樹脂はまた、絶縁体として作用しながら、ＭＣ層１０４をＮＭＣ層１０８に接合するのにも使用することができる。しかしながら、ＭＣ層１０４又はＮＭＣ層が堆積される場合（例えば、スパッタ堆積プロセスにより）、ＮＣ層は、これらの堆積ステップの間に成長又は堆積させることができる。ＮＣ層は、例えば、二酸化ケイ素層、或いは、ＭＣ層から成長した又はＭＣ層の上部に堆積された別のタイプの酸化物とすることができる。
【００１６】
代替の実施例において、フェライト材料をＮＣ層用に使用することができる。フェライト材料は磁気非導電（ＭＮＣ）層を含む。こうしたフェライト材料は、ＭｎＺｎ−フェライト又はＮｉＺｎ−フェライトを含むことができる。
【００１７】
一般に、図２〜図９は、上部シールド１２及び下部シールド１４用に使用することができる様々なシールドを示している。しかしながら、記載のシールドは、デバイス１６に近接する様々な場所に位置付けることができ、デバイス１６の上又は下への配置だけに限定されない点を理解されたい。更に、幾つかの実施例において、デバイスをシールドする際により多くの又はより少ないシールドを使用することも実施可能とすることができる。
【００１８】
ｂ）実施例１
図２は、磁気シールド１００と、シールド１００の減衰シミュレーションを実証するグラフ１０２とを示している。シールド１００は、ＭＣ層１０４、ＮＣ層１０６及びＮＭＣ層１０８を含み、いずれも約２０ミルの厚さである。ＮＣ層１０６は、ＭＣ層１０４とＮＭＣ層１０８との間に配置される。ＭＣ層１０４をＮＭＣ層１０８から分離するのがＮＣ層１０６であり、ＮＣ層１０６は、様々な非導電性材料（例えば、エポキシ樹脂、誘電体層、又はフェライト材料）を含むことができる。
【００１９】
グラフ１０２は、１Ｈｚから１０１２Ｈｚの周波数範囲にわたって、印加磁場に対するシールド１００の３つの応答１２０、１２２及び１２４の正規化された減衰をプロットしている。応答１２０は、ＭＣ層１０４の透磁率（μ）に起因するものである。印加磁場の周波数が１００Ｈｚを上回ると、ＭＣ層１０４の透磁率が減少する。最終的には、ＭＣ層１０４の透磁率はゼロになり、透磁率に対する減衰特性も同様にゼロになる。
【００２０】
ＭＣ層１０４の透磁率は周波数の増大に伴って減少するが、シールド１００は、連続的に印加磁場を減衰させる。約１００Ｈｚから１０４Ｈｚの減衰は、ＭＣ層１０４の透磁率と渦電流減衰と呼ばれる現象との組み合わせとして発生する。応答１２２は、これらのタイプの減衰の両方の組み合わせを示している。
【００２１】
一般に、渦電流減衰は、導電性材料において起こり、導体を横断する交流磁場又は移動磁場によって生成され、又はその逆も同様である。相対運動により導体内に電子又は電流の循環流が引き起こされる。これらの循環する電流の渦は、外部磁場の変化と反対の磁場を有する電磁石をもたらす。磁場が強くなる程、又は導体の電気伝導性が大きくなる程、発生する電流がより大きくなり、その相対する力が大きくなる。
【００２２】
渦電流減衰は導電性の関数であるので、導体の材料選択は、印加磁場の減衰の一因である。更に、渦電流の電流密度はまた、印加磁場の減衰において重要な役割を果たす。渦電流の密度は、印加磁場の周波数を含む様々な要因の関数である。周波数が高くなる程、導体表面における渦電流は高密度になる。従って、グラフ１０２において、印加磁場がより高い周波数に向かって移動すると、渦電流密度は、ＭＣ層１０４（及びＮＭＣ層１０８）の表面でより高密度に分布することになる。
【００２３】
渦電流の密度を定量化するのに使用される式は、次式で与えられる。
【数１】
ここで、δは表皮厚さと呼ばれ、μは透磁率、ρは導体の抵抗率、及びωは印加磁場の角周波数である。上式は、周波数と表皮厚さとの間の関係、すなわち、磁場の周波数が増大すると表皮厚さが減少する関係を示している。表皮厚さを電流密度に関係付ける式は、次式で与えられる。
【数２】
ここで、Ｊは電流密度、ＪＳは定数、ｄは導体内への深さ、及びδは表皮厚さである。
【００２４】
一般的に言えば、層１０４、１０８のような導電層を絶縁体と分離することにより、渦電流減衰の有効性が高くなる。これは、第１に、渦電流が導体の表面に近接して分布することに起因するものである。上式が示すように、電流密度は、導体内への深さに伴って指数関数的に減少する。導電層を有利に分離することにより、シールド内に２つの指数関数的渦電流分布を生じる２つの表面が生成される。結果として、単一のシールド内により多くの量の渦電流が含まれる（単一の導電層のみを有するシールドと比べて）。その上、導電層を更に付加し、渦電流減衰の有効性を増大させることもできる（図７〜図８を参照）。
【００２５】
グラフ１０２が示すように、渦電流減衰は、周波数の増大に伴ってより優勢になる。渦電流が層１０４、１０８の表面により近づくと、導体内の渦電流はより大きくなり、印加磁場に反対に作用する磁場がより大きくなる。
【００２６】
応答１２２では、約１００Ｈｚから１０４Ｈｚの周波数範囲においては０．８を上回る減衰を示しているが、組み合わせ減衰効果（すなわち、渦電流減衰と組み合わせた透磁率）は、約５ｘ１０４Ｈｚで減衰最小値１２６（約０．２）に到達する。最小値１２６において、ＭＣ層１０４の透磁率はほぼゼロであり、ＭＣ層１０４内の渦電流密度は、印加磁場の有意な渦電流減衰を生じるには十分ではない。
【００２７】
減衰の損失を補償するために、シールド１００はＮＭＣ層１０８を含む。ＮＭＣ層１０８は低抵抗である（すなわち低ρ値）ので、ＮＭＣ層１０８は、ＭＣ層１０４よりも高密度で、従ってより大きな渦電流を有することになる。従って、ＮＭＣ層１０８は、応答１２２によりもたらされる最小値１２６を補償する渦電流減衰の指標を提供する。結果として、シールド１００の減衰最小値は、最小値１２６からより高い減衰最小値１２８に移動する。最小値１２８は、最小値１２６の減衰値よりも大きい、約０．６の減衰値を有する。
【００２８】
シールド１００内に層１０４、１０８を両方含めることによって、広い周波数範囲の磁場をシールド１００により効果的に遮断することができる。一方、ＭＣ層１０４は、ＤＣ磁場及び低周波数のＡＣ磁場をシールドする。他方、ＮＭＣ層１０８は、より高い周波数のＡＣ磁場を減衰させる。以下に説明するように、ＭＣ層１０４及びＮＭＣ層１０８は、曲線１２０〜１２４の各々の減衰範囲を調整又は拡大するために、様々な厚さに調整することができる。更に、層１０４、１０８の順番は限定とみなすべきでない。例えば、ＭＣ層１０４は、ＮＭＣ層１０８の上に位置付けてもよい。加えて、シールドに更に層を付加して、所望の減衰を得ることができる。
【００２９】
ｃ）実施例２
図３は、シールド２００と、シールド２００の減衰シミュレーションを実証する磁気グラフ２０２とを示している。シールド２００は、ＭＣ層２０４、ＮＣ層２０６及びＮＭＣ層２０８を含む。ＮＣ層２０６は、ＭＣ層２０４とＮＭＣ層２０８との間に配置される。
【００３０】
グラフ２０２は、１Ｈｚから１０１２Ｈｚまでの周波数範囲にわたって、印加磁場に対するシールド２００の４つの応答２２０、２２２、２２４及び２２６の正規化された減衰をプロットしている。応答２２０は、約２０ミルの厚さを有するＭＣ層２０４の透磁率に起因する減衰である。ＭＣ層２０４の透磁率が周波数の増大に伴って減少すると、ＭＣ層２０４の渦電流減衰は最小値２２８に近づく。
【００３１】
減衰最小値２２８をシフト及び増大させるために、シールド２００はＮＭＣ層２０８を含む。グラフ２０２において、応答２２４、２２６は、ＮＭＣ層２０８の２つの異なる厚さ、及び結果として生じる各厚さの渦電流減衰を反映している。一般的に言えば、ＮＭＣ層２０８が厚くなる程、渦電流減衰は大きくなる。例えば、ＮＭＣ層２０８の厚さ（Ｘ）が約４０ミルである場合、応答２２４は、約０．８である渦電流減衰の最小値２３０をもたらすことになる。別の実施例として、ＮＭＣ層２０８の厚さ（Ｘ）が約６０ミルである場合、応答２２６は、約０．９である渦電流減衰の最小値２３２をもたらすことになる。ＭＣ層２０４及びＮＭＣ層２０８の両方の様々な他の厚さも実施可能である。
【００３２】
ｄ）実施例３
図４は、磁気シールド３００と、シールド３００の減衰シミュレーションを実証するグラフ３０２とを示している。シールド３００は、ＭＮＣ層３０４（例えば、フェライト）及びＮＭＣ層３０６を含む。図２、図３の実施例とは異なり、ＭＮＣ層３０４は非導電性であり、従って、ＭＮＣ層３０４は、組み合わせた減衰効果（すなわち、透磁率及び渦電流減衰）をもたらさない。
【００３３】
グラフ３０２は、１Ｈｚから１０１２Ｈｚまでの周波数範囲にわたって、印加磁場に対するシールド３００の２つの応答３２０及び３２２の正規化された減衰をプロットしている。応答３２０は、ＭＣ層２０４の透磁率（μ）に起因するものである。約１０３Ｈｚの周波数において、応答３２０の減衰が低下し始める。応答３２０の減衰の低下を補償するために、シールド３００は、この実施例においては約６０ミルであるＮＭＣ層３０６を含む。
【００３４】
応答３２２は、ＮＭＣ層３０６の減衰を示している。印加磁場の周波数が増大すると、渦電流減衰はより効果的になる。グラフ３０２は、約０．６である減衰最小値３２４を示している。層３０４、３０６の厚さが増大又は減少させると、同様に最小値３２４を増大又は減少させることができる。
【００３５】
ｅ）実施例４
図５は、磁気シールド４００と、シールド４００の減衰シミュレーションを実証するグラフ４０２とを示している。シールド４００は、ＭＣ層４０４、ＭＮＣ層４０６及びＮＭＣ層４０８を含む。ＭＮＣ層４０６は、ＭＣ層４０４とＮＭＣ層４０８との間に配置されている。
【００３６】
グラフ４０２は、１Ｈｚから１０１２Ｈｚまでの周波数範囲にわたって、印加磁場に対するシールド４００の４つの応答４２０、４２２、４２４及び４２６の正規化された減衰をプロットしている。シールド４００及びグラフ４０２は、図３のシールド２００及びグラフ２０２に類似している。但し、ＮＣ層２０６はＭＮＣ層４０６で置き換えられている。フェライト材料（非磁性非導電性材料の代わりに）を使用することによって、シールド４００の減衰は、低周波数範囲においてシールド２００よりも効果的とすることができる。
【００３７】
ｆ）実施例５
図６は、磁気シールド５００と、シールド５００の減衰シミュレーションを実証するグラフ５０２とを示している。シールド５００は、ＭＣ層５０４、ＮＣ層５０６及びＭＣ層５０８を含む。ＭＮＣ層５０６は、ＭＣ層５０４とＭＣ層５０８との間に配置されている。例えば、ＭＣ層５０４は、高透磁率材料を含むことができ、ＭＮＣ層５０６は、フェライト材料を含むことができ、ＭＣ層５０８は、導電性材料を含むことができる。ＭＣ層５０４、５０８は各々、約１０ミルの厚さである。
【００３８】
グラフ５０２は、１Ｈｚから１０１２Ｈｚまでの周波数範囲にわたって、印加磁場に対するシールド５００の３つの応答５２０、５２２及び５２４の正規化された減衰をプロットしている。応答５２０は、ＭＣ層５０４、５０８の透磁率に起因する減衰を示している。応答５２２は、ＭＣ層５０４、５０８によってもたらされるシールド５００の渦電流減衰を示している。応答５２２は、減衰最小値５２６（約０．７５）を含む。他方、応答５２４は、ＭＣ層１０４（図２を参照）のような約２０ミルの厚さである単一のＭＣ層に起因する渦電流減衰を示し、減衰最小値５２８（約０．２）を有する。
【００３９】
グラフ５０２は、別個のＭＣ層が、単一でより厚いＭＣ層よりも良好な渦電流減衰をもたらすことを示している。具体的には、２つの１０ミル厚のＭＣ層５０４、５０８は、単一のより厚い２０ミルＭＣ層よりも良好な減衰をもたらす。ＭＣ層が絶縁体によって分離されていない場合には、個々のＭＣ層は単一のＭＣ層を形成し、１つの有効な表面のみを生成し、従って、シールド内に含むことができる渦電流の量が低減されることになる点に留意するのが重要である。
【００４０】
ｇ）実施例６
図７は、別個のＭＣ層を有する磁気シールド６００と、シールド６００の減衰シミュレーションを実証するグラフ６０２とを示している。シールド６００は、ＭＣ層６０４〜６０６及びＮＣ層６０７、６０８を含む。ＭＮＣ層６０４〜６０６は、ＮＣ層６０７、６０８の間に配置されている。
【００４１】
グラフ６０２は、１Ｈｚから１０１２Ｈｚまでの周波数範囲にわたって、印加磁場に対する２つの応答６２０及び６２２の正規化された減衰をプロットしている。グラフ６０２は、また、図６の応答５２２（すなわち、シールド５００のＭＣ層５０４、５０８の渦電流減衰）を示している。応答６２０は、ＭＣ層６０４〜６０６の透磁率に起因する減衰を示している。応答６２２は、ＭＣ層６０４〜６０６によってもたらされるシールド６００の渦電流減衰を示している。応答６２２は、減衰最小値６２４（約０．９）を含む。グラフ６０２は、シールド内の導電層の数を増やすことによって、渦電流減衰の有効性が更に高くなることを示している。ＭＣ層６０４〜６０６の合計厚さは、ＭＣ層１０４（図２）及びＭＣ層５０４、５０８（図５）の合計厚さと同じ厚さの約２０ミルである点に留意されたい。
【００４２】
ｈ）実施例７
図８は、別個のＭＣ層を有する磁気シールド７００と、シールド６００の減衰シミュレーションを実証するグラフ７０２とを示している。シールド７００は、各々がＮＣ層によって分離されているＭＣ層の階層７０４を含む。
【００４３】
グラフ７０２は、１Ｈｚから１０１２Ｈｚまでの周波数範囲にわたって、印加磁場に対する２つの応答７２０及び７２２の正規化された減衰をプロットしている。グラフ７０２はまた、図６の応答６２２（すなわち、シールド６００のＭＣ層６０４〜６０６の渦電流減衰）を示している。応答７２０は、階層７０４内のＭＣ層の透磁率に起因する減衰を示している。応答７２２は、階層７０４内のＭＣ層によってもたらされるシールド７００の渦電流減衰を示している。応答６２２は、減衰最小値７２４（約０．９８）を含む。階層７０４内のＭＣ層の合計厚さは約２０ミルである。
【００４４】
ｈ）実施例８
図９は、磁気シールド８００と、シールド８００の減衰シミュレーションを示すグラフ８０２とを示している。シールド８００は、ＭＣ層８０４、ＭＮＣ層８０６（例えば、フェライト）及びＮＭＣ層８０８を含む。ＭＮＣ層８０６は、ＭＣ層８０４とＭＣ層８０８との間に配置されている。
【００４５】
グラフ８０２は、１Ｈｚから１０１２Ｈｚまでの周波数範囲にわたって、印加磁場に対するシールド８００の３つの応答８２０、８２２及び８２４の正規化された減衰をプロットしている。応答８２０は、ＭＣ層８０４、８０８の透磁率に起因する減衰を示している。シールド８００及びグラフ８０２は、シールド２００、５００に類似しているが、但し、ＮＣ層がＭＮＣ層８０６と置き換えられている。上述のように、ＭＮＣ層８０６は、低周波数範囲において減衰を増大させることができる。応答８２２は、ＭＮＣ層８０６の減衰を示している。
【００４６】
高周波数範囲における減衰を増大させるために、シールド８００内に複数のＭＣ層を含める。応答８２４は、ＭＣ層８０４、８０８によってもたらされるシールド８００の渦電流減衰を示している。
【００４７】
ｉ）結論
上記で様々な実施例を説明してきた。より全体的には、当業者であれば、請求項の範囲によって定義される本発明の真の技術的範囲及び技術思想から逸脱することなく、これらの実施例に変更及び修正を加えることができる点は理解されたい。従って、例えば、磁気シールドは、層の厚さにも、シールドが含む層の順番にも限定されるものではない。更に、記載の層の様々な構成が実施可能である。図示していないが、磁気シールドは、シールド内の渦電流密度を増大させるために複数のＮＭＣ層を含むことができる。加えて、磁気シールドを作るために様々な方法を使用することができる。例えば、ＭＣ、ＮＭＣ及びＮＣ層は、エポキシ樹脂と共に接合される積層フィルムとすることができる。或いは、こうした層を基板上に堆積又は成長させることができる。
【００４８】
従って、本発明の説明は、単なる例証と解釈されるべきであり、本発明を実施する最良のモードを当業者に教示する目的のものである。その詳細事項は、本発明の技術的思想から逸脱することなく実質的に変更することができ、添付の請求項の範囲の範囲内にある全ての修正の独占的な使用が保証される。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】実施例による、磁気シールドで囲まれたマイクロ電子デバイスの概略図である。
【図２】実施例による、磁気シールド及び周波数範囲にわたる磁場減衰の対応するプロットの概略図である。
【図３】実施例による、磁気シールド及び周波数範囲にわたる磁場減衰の対応するプロットの別の概略図である。
【図４】実施例による、磁気シールド及び周波数範囲にわたる磁場減衰の対応するプロットの別の概略図である。
【図５】実施例による、磁気シールド及び周波数範囲にわたる磁場減衰の対応するプロットの別の概略図である。
【図６】実施例による、磁気シールド及び周波数範囲にわたる磁場減衰の対応するプロットの別の概略図である。
【図７】実施例による、磁気シールド及び周波数範囲にわたる磁場減衰の対応するプロットの別の概略図である。
【図８】実施例による、磁気シールド及び周波数範囲にわたる磁場減衰の対応するプロットの別の概略図である。
【図９】実施例による、磁気シールド及び周波数範囲にわたる磁場減衰の対応するプロットの別の概略図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気伝導性材料を含む第１の層と、
非磁気伝導性材料を含む第２の層と、
非導電性材料を含み、前記第１の層と前記第２の層との間に配置される第３の層と、
を含む磁気シールド。
【請求項２】
前記磁気伝導性材料は、ＮｉＦｅ及びＮｉＭｏＦｅからなるグループから選択された高透磁率材料である、
請求項１に記載の磁気シールド。
【請求項３】
前記第１の層が、約２０ミルよりも大きい厚さを有する、
請求項２に記載の磁気シールド。
【請求項４】
前記第２の層が、交流磁場を減衰させるように調整された厚さを有する、
請求項１に記載の磁気シールド。
【請求項５】
前記第２の層が、導電層の階層を含み、前記導電層が、前記導電層の階層の各々の間に配置された非導電層によって互いに分離されている、
請求項１に記載の磁気シールド。
【請求項６】
前記非磁気伝導性材料が、Ａｌ、Ｃｕ及びＡｌＣｕからなるグループから選択された導体を含む、
請求項１に記載の磁気シールド。
【請求項７】
前記第２の層が、約２０ミルよりも大きい厚さを有する、
請求項６に記載の磁気シールド。
【請求項８】
前記非導電磁気材料が、エポキシ樹脂及び誘電体層からなるグループから選択された絶縁体である、
請求項１に記載の磁気シールド。
【請求項９】
前記非導電性材料がフェライト材料を含む、
請求項１に記載の磁気シールド。
【請求項１０】
第１の磁気伝導性材料を含む第１の層と、
第２の磁気伝導性材料を含む第２の層と、
非導電性材料を含み、前記第１の層と前記第２の層との間に配置される第３の層と、
を含む磁気シールド。
【請求項１１】
前記第１の層が第１の厚さを有し、前記第２の層が第２の厚さを有し、前記第１の厚さ及び前記第２の厚さが交流磁場を減衰させるように調整される、
請求項１０に記載の磁気シールド。
【請求項１２】
前記第１の磁気伝導性材料及び前記第２の磁気伝導性材料が、ＮｉＦｅ及びＮｉＭｏＦｅからなるグループから選択された高透磁率材料である、
請求項１０に記載の磁気シールド。
【請求項１３】
前記第１の層が約１０ミルよりも大きい第１の厚さを有し、前記第２の層が約１０ミルよりも大きい第２の厚さを有する、
請求項１２に記載の磁気シールド。
【請求項１４】
前記非導電磁気材料が、エポキシ樹脂及び誘電体層からなるグループから選択された絶縁体である、
請求項１０に記載の磁気シールド。
【請求項１５】
前記非導電性材料がフェライト材料を含む、
請求項１に記載の磁気シールド。
【請求項１６】
マイクロ電子デバイスと、
磁気メモリの上に位置付けられ、直流磁場を減衰させるための第１の層と交流磁場を減衰させるための第２の層とを含む第１の磁気シールドと、
磁気メモリの下に位置付けられ、直流磁場を減衰させるための第３の層と交流磁場を減衰させるための第４の層とを含む第２の磁気シールドと、
を備えたシールドされたマイクロ電子デバイス。
【請求項１７】
前記第１の層及び前記第３の層が各々磁気伝導性材料を含み、前記第２の層及び前記第３の層が各々導電性材料を含み、前記第１の層及び前記第３の層が交流磁場を減衰させるための調整された厚さを有する、
請求項１６に記載のメモリ。
【請求項１８】
前記第１の層及び前記第３の層が各々磁気伝導性材料を含む、
請求項１７に記載のメモリ。
【請求項１９】
前記第１の層と前記第２の層との間に配置された第４の層と、
前記第３の層と前記第４の層との間に配置された第５の層と、
を更に備え、
前記第４の層及び前記第５の層が各々非導電性材料を含む、
請求項１８に記載のメモリ。
【請求項２０】
前記非導電性材料がエポキシ樹脂、誘電体層及びフェライトからなるグループから選択された絶縁体である、
請求項１９に記載のメモリ。
【請求項１】
磁気伝導性材料を含む第１の層と、
非磁気伝導性材料を含む第２の層と、
非導電性材料を含み、前記第１の層と前記第２の層との間に配置される第３の層と、
を含む磁気シールド。
【請求項２】
前記磁気伝導性材料は、ＮｉＦｅ及びＮｉＭｏＦｅからなるグループから選択された高透磁率材料である、
請求項１に記載の磁気シールド。
【請求項３】
前記第１の層が、約２０ミルよりも大きい厚さを有する、
請求項２に記載の磁気シールド。
【請求項４】
前記第２の層が、交流磁場を減衰させるように調整された厚さを有する、
請求項１に記載の磁気シールド。
【請求項５】
前記第２の層が、導電層の階層を含み、前記導電層が、前記導電層の階層の各々の間に配置された非導電層によって互いに分離されている、
請求項１に記載の磁気シールド。
【請求項６】
前記非磁気伝導性材料が、Ａｌ、Ｃｕ及びＡｌＣｕからなるグループから選択された導体を含む、
請求項１に記載の磁気シールド。
【請求項７】
前記第２の層が、約２０ミルよりも大きい厚さを有する、
請求項６に記載の磁気シールド。
【請求項８】
前記非導電磁気材料が、エポキシ樹脂及び誘電体層からなるグループから選択された絶縁体である、
請求項１に記載の磁気シールド。
【請求項９】
前記非導電性材料がフェライト材料を含む、
請求項１に記載の磁気シールド。
【請求項１０】
第１の磁気伝導性材料を含む第１の層と、
第２の磁気伝導性材料を含む第２の層と、
非導電性材料を含み、前記第１の層と前記第２の層との間に配置される第３の層と、
を含む磁気シールド。
【請求項１１】
前記第１の層が第１の厚さを有し、前記第２の層が第２の厚さを有し、前記第１の厚さ及び前記第２の厚さが交流磁場を減衰させるように調整される、
請求項１０に記載の磁気シールド。
【請求項１２】
前記第１の磁気伝導性材料及び前記第２の磁気伝導性材料が、ＮｉＦｅ及びＮｉＭｏＦｅからなるグループから選択された高透磁率材料である、
請求項１０に記載の磁気シールド。
【請求項１３】
前記第１の層が約１０ミルよりも大きい第１の厚さを有し、前記第２の層が約１０ミルよりも大きい第２の厚さを有する、
請求項１２に記載の磁気シールド。
【請求項１４】
前記非導電磁気材料が、エポキシ樹脂及び誘電体層からなるグループから選択された絶縁体である、
請求項１０に記載の磁気シールド。
【請求項１５】
前記非導電性材料がフェライト材料を含む、
請求項１に記載の磁気シールド。
【請求項１６】
マイクロ電子デバイスと、
磁気メモリの上に位置付けられ、直流磁場を減衰させるための第１の層と交流磁場を減衰させるための第２の層とを含む第１の磁気シールドと、
磁気メモリの下に位置付けられ、直流磁場を減衰させるための第３の層と交流磁場を減衰させるための第４の層とを含む第２の磁気シールドと、
を備えたシールドされたマイクロ電子デバイス。
【請求項１７】
前記第１の層及び前記第３の層が各々磁気伝導性材料を含み、前記第２の層及び前記第３の層が各々導電性材料を含み、前記第１の層及び前記第３の層が交流磁場を減衰させるための調整された厚さを有する、
請求項１６に記載のメモリ。
【請求項１８】
前記第１の層及び前記第３の層が各々磁気伝導性材料を含む、
請求項１７に記載のメモリ。
【請求項１９】
前記第１の層と前記第２の層との間に配置された第４の層と、
前記第３の層と前記第４の層との間に配置された第５の層と、
を更に備え、
前記第４の層及び前記第５の層が各々非導電性材料を含む、
請求項１８に記載のメモリ。
【請求項２０】
前記非導電性材料がエポキシ樹脂、誘電体層及びフェライトからなるグループから選択された絶縁体である、
請求項１９に記載のメモリ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公表番号】特表２００９−５４０５４３（Ｐ２００９−５４０５４３Ａ）
【公表日】平成２１年１１月１９日（２００９．１１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５１３３４３（Ｐ２００９−５１３３４３）
【出願日】平成１９年３月１日（２００７．３．１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００７／０６３０１０
【国際公開番号】ＷＯ２００８／０２１５８３
【国際公開日】平成２０年２月２１日（２００８．２．２１）
【出願人】（５００５７５８２４）ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド (1,504)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２１年１１月１９日（２００９．１１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月１日（２００７．３．１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００７／０６３０１０
【国際公開番号】ＷＯ２００８／０２１５８３
【国際公開日】平成２０年２月２１日（２００８．２．２１）
【出願人】（５００５７５８２４）ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド (1,504)
【Ｆターム（参考）】
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