CN102306646B - 电子组件和使用该电子组件的信号传输方法 - Google Patents
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Abstract
提供了一种电子组件和使用该电子组件的信号传输方法。在衬底上形成多个发送电感器。信号输入通道被耦合到多个发送电感器，并且同一发送信号被输入到多个发送电感器。相位差控制部被设置在信号输入通道中且以小于180°的单位来控制发送电感器之间的信号的相位差。
Description
相关申请的交叉引用
通过引用将包括说明书、权利要求书、附图和摘要的2010年4月23日提交的日本专利申请No.2010-99798的公开整体地结合到本文中。
技术领域
本发明涉及具有用于发送信号的电感器的电子组件和使用该电子组件的信号传输方法。
背景技术
在不同的电路之间传输信号的一种方法是使用电感器的方法。在这种方法中，发送电感器和接收电感器被布置为彼此相对，并通过使用其电感耦合来传输信号。
日本未经审查的专利公开No.2005-327931公开了一种通过以电流的方向彼此相反的方式耦合两个电感器来使磁通量包含在局部区域中的技术。
此外，日本未经审查的专利公开No.Hei8(1996)-162331公开了一种通过提供多个电感器并通过晶体管来导通/截止这些电感器来改变电感值的技术。
此外，日本未经审查的专利公开No.2009-152254公开了以下技术：即，在布线层中形成第一电感器，并在重布线层中形成第二电感器，并控制输入到第一电感器的信号的电流的幅度和/或相位以改变通过第二电感器的磁通量。具体地，公开了下述事实：当使得输入到第一电感器的信号的相位与输入到第二电感器的信号的相位相同时，通过第二电感器的磁通量增加，并且还公开了下述事实：当输入到第一电感器的信号的相位与输入到第二电感器的信号的相位相反时，通过第二电感器的磁通量减少。
发明内容
当通过使用制造半导体的工艺来形成电感器时，能够减小电感器的尺寸。另一方面，当通过使用电感器的电感耦合来发送信号时，通过由发送电感器产生的磁通量的分布来确定电感器发送信号的范围。当发送电感器的尺寸减小时，伴随着尺寸减小，磁通量的密度高的范围的变窄，并且使得接收电感器能够接收信号的区域变小。为此，当发送电感器和接收电感器的尺寸减小时，取决于发送电感器和接收电感器的相对位置的准确度，接收电感器在某些情况下不能接收信号。
根据本发明的方面，提供了一种电子组件，包括：
多个发送电感器，所述多个发送电感器形成在衬底上并被布置为当在平面图中看时它们的中心相互偏离，
信号输入通道，其向每个发送电感器输入发送信号，以及
相位差控制部，其按小于180°的单位来控制发送电感器之间的发送信号的相位差，所述相位差控制部被提供在信号输入通道中。
根据本发明的该方面，电子组件包括多个发送电感器。这些发送电感器当在平面图中看时它们的中心相互偏离。通过相位差控制部按小于180°的单位来控制输入到发送电感器的发送信号之间的相位差。为此，当控制相位差时，由发送电感器形成的磁通量的中心在平行于衬底的平面中偏离。因此，即使当发送电感器和接收电感器的相对位置偏离时，能够防止接收电感器不能接收信号。
根据本发明的另一方面，提供了一种信号传输方法：向多个发送电感器中的每一个输入发送信号，并按小于180°的单位来控制发送电感器之间的发送信号的相位差，发送电感器被布置为当在平面图中看时它们的中心相互偏离并与接收电感器相对。
根据本发明的该方面，即使发送电感器和接收电感器的相对位置偏离，也能够防止接收电感器不能接收信号。
附图说明
通过结合附图进行的某些优选实施例的以下描述，本发明的上述及其它目的、优点和特征将更加明显，在附图中：
图1是示出根据第一实施例的电子组件的构造的视图；
图2是结合其使用的模式示出电子组件的剖面结构的剖视图；
图3是示出根据第二实施例的电子组件的构造的剖视图；
图4是示出根据第二实施例的电子组件的构造的剖视图；
图5是示出根据第三实施例的电子组件的构造的视图；
图6是示出根据第四实施例的电子组件的构造的视图；
图7是示出图6中所示的电子组件的构造的剖视图；
图8是示出根据第五实施例的电子组件的构造的视图；
图9是结合其使用的模式示出图8中所示的电子组件的剖面结构的剖视图；
图10是示出根据第六实施例的电子组件的构造的剖视图；
图11是示出根据修改示例的电子组件的构造的视图；
图12是示出根据修改示例的电子组件的构造的视图；以及
图13是示出根据第六实施例的电子组件的构造的视图。
具体实施方式
下面将参考附图来描述本发明的实施例。在所有图中，用相同的附图标记来表示相同的组成元件，并将适当地省略其描述。
第一实施例
图1是示出根据第一实施例的电子组件100的构造的视图。图2是结合其使用的模式示出电子组件100的剖面结构的剖视图。电子组件100包括衬底110、多个(例如两个)发送电感器120、信号输入通道112和相位差控制部130，并具有向电子组件200发送信号的功能。多个发送电感器120形成在衬底110上。信号输入通道112被耦合到多个发送电感器120并向多个发送电感器120输入同一发送信号。相位差控制部130被设置在信号输入通道112中，并以小于180°的单位来控制多个发送电感器120之间的信号的相位差。下面将详细地描述电子组件100。
衬底110是半导体衬底，例如硅衬底，但不限于此。在衬底110上形成多个布线层。多个发送电感器120形成在任何布线层中且其中心轴线垂直于衬底110。在图中所示的示例中，多个发送电感器120形成在同一布线层中，并被布置为当在平面图中看时相互不重叠。发送电感器120的直径是例如100μm或以上并且1000μm或以下。信号输入通道112由形成在多个布线层中的接触、布线和导通孔形成。
相位差控制部130包括相位控制电路132和控制部件134。相位控制电路132是例如用于延迟发送信号的延迟电路并具有诸如变容二极管的可变元件。控制部件134控制相位控制电路132的可变元件的特性从而以小于180°的单位来控制多个发送电感器120之间的信号的相位差。在图1所示的示例中，为多个发送电感器120中的每一个提供相位控制电路132，但是对于发送电感器120中的任何一个来说可以不需要提供相位控制电路132。例如，相位控制电路132和控制部件134由在衬底110上形成的晶体管和模拟元件组成。
接下来，将描述本实施例的操作和效果。接收侧的电子组件200具有接收电感器220，并且接收电感器220被布置为与多个发送电感器120相对。在图1所示的示例中，当在平面图中看时，接收电感器220的中心位于两个发送电感器120之间。当确定了电子组件100、200的相对位置时，引起相对位置的偏差。在此偏差大的情况下，当电子组件100具有一个电子组件100时，其中由发送电感器120产生的磁通量强的区域偏离接收电感器220，从而在某些情况下引起发送错误。
与此相反，在本实施例中，电子组件100具有多个发送电感器120。当在平面图中看时，多个发送电感器120的中心相互偏离。以小于180°的单位控制被输入到多个发送电感器120的发送信号的相位差。因此，能够在平行于衬底110的平面中使由多个发送电感器120形成的磁通量密度的分布偏离。因此，即使当发送电感器120和接收电感器220的相对位置相互偏离时，这也能够防止接收电感器220不能接收到信号。
第二实施例
图3和图4是示出根据第二实施例的电子组件100的构造的剖视图。这些图对应于第一实施例中的图2。根据本实施例的电子组件100具有与根据第一实施例的电子组件100相同的构造，不同之处在于根据本实施例的电子组件100具有形成在不同于其中形成有其它发送电感器120的布线层的布线层中的至少一个发送电感器120。
当在平面图中看时，在不同布线层中形成的发送电感器120需要不相互重叠，如图3中所示，或者可以相互部分地重叠，如图4中所示。
本实施例也能够产生与第一实施例相同的效果。当多个发送电感器120被布置为如图4所示相互部分地重叠时，在电子组件100的面积中，能够减小由多个发送电感器120占据的面积。
第三实施例
图5是示出根据第三实施例的电子组件100的构造的视图。此图对应于第一实施例中的图1。根据本实施例的电子组件100具有与根据第一实施例或第二实施例的电子组件100相同的构造，不同之处在于根据本实施例的电子组件100具有发送信号生成部件170。发送信号生成部件170经由信号输入通道112耦合到发送电感器120并经由相位控制电路132向每个发送电感器120输入发送信号。例如，相位控制电路132由在衬底110上形成的晶体管或模拟元件组成。
本实施例也能够产生与第一或第二实施例相同的效果。此外，能够使用一个衬底110将发送电感器120、相位控制部130和发送信号生成部件170形成为一个半导体芯片。
第四实施例
图6是示出根据第四实施例的电子组件100的构造的视图。图7是示出图6中所示的电子组件100的构造的剖视图。图6对应于第一实施例中的图1。根据本实施例的电子组件100具有与根据第一实施例或第二实施例的电子组件100相同的构造，不同之处在于根据本实施例的电子组件100具有输入端子180。
根据本实施例的电子组件100是例如分立组件，并且仅包括例如发送电感器120、相位差控制部130、输入端子180和耦合这些部件的布线或导通孔。输入端子180经由信号输入通道112耦合到发送电感器120并经由信号输入通道112和相位控制电路132将从外部部件输入的发送信号输入到发送电感器120。输入端子180形成在最高布线层中并具有与电极焊盘相同的结构。
本实施例也能够产生与第一或第二实施例相同的效果。此外，由其它电子组件产生的发送信号能够经由电子组件100发送至电子组件200。
第五实施例
图8是示出根据第五实施例的电子组件100的构造的视图。图9是结合其使用的模式示出图8中所示的电子组件100的剖面结构的剖视图。根据本实施例的电子组件100具有与在第一至第四实施例中的任何一个中示出的电子组件100相同的构造，不同之处在于根据本实施例的电子组件100具有接收电感器140和信号检测部件142。
接收电感器140被布置为当在平面图中看时不与多个发送电感器120重叠。信号检测部件142被耦合到接收电感器140并检测在接收电感器140中产生的感生电流的强度。
如图9中所示，接收侧的电子组件200包括发送电感器240。在接收电感器220中产生的感生电流原样或经由放大电路流过发送电感器240。即，由发送电感器240产生的磁通量的幅度与在接收电感器220中产生的感生电流成比例。发送电感器240被布置在与接收电感器140相对的位置处。为此，由接收电感器140产生的感生电流的幅度与在接收电感器220中产生的感生电流的幅度成比例。
相位差控制部130的控制部件134基于由信号检测部件142检测到的感生电流的强度来控制相位差。具体地，控制部件134以下述方式来控制相位差，即，使由信号检测部件142检测到的感生电流的强度最大，即，使在接收电感器220中产生的感生电流最大。
本实施例也能够产生与第一实施例相同的效果。此外，确定电子组件100、200的相对位置，然后控制部件134以下述方式来控制相位差，即，使由信号检测部件142检测到的感生电流即在接收电感器220中产生的感生电流最大。为此，能够容易地设置相位差。
第六实施例
图13和图10是示出根据本发明的第六实施例的电子组件100的构造的视图。在本实施例中，如图10中所示，接收电感器220和发送电感器120被布置为彼此相对。例如，接收电感器220和发送电感器120形成在不同的布线层中。当在平面图中看时，接收电感器220与发送电感器120部分地重叠时，能够使流过接收电感器220的感生电流更大。因此，此布置是优选的。接收电感器220被耦合到信号检测部件142，如图13中所示，并且检测由接收电感器220接收到的接收信号的强度，具体地，感生电流的幅度。信号检测部件142将检测到的接收信号的强度输入到控制部件134。控制部件134以增强接收信号的强度的方式来控制相位控制电路132。除接收电感器220和发送电感器120之外，在图10中省略布线和相位控制部130。
本实施例也可以产生与第一实施例相同的效果。此外，根据本实施例，由相位控制电路132以下述方式来调节发送电感器120的磁通量，即增加接收电感器220的感生电流，从而能够在接收电感器220与发送电感器120之间可靠地发送和接收信号。
虽然已参考图10描述了第六实施例，但同样在其它各实施例中，如图13中所示，电子组件100可以具有接收电感器220和接收电路(未示出)。在这种情况下，接收电感器220和发送电感器120形成在不同的布线层中，并且它们中的任何一个可以形成在上布线层中。
此外，多个发送电感器120的布局不限于上述示例。
例如，如图11中所示，可以以下述方式来布置四个发送电感器120，即它们的中心以90°的间隔位于同一圆周上。在这种情况下，优选的是，接收电感器220的中心与圆周的中心重叠。
此外，如图12中所示，可以以下述方式在一个发送电感器120周围布置四个发送电感器120，即它们的中心以90°的间隔位于同一圆周上。在这种情况下，优选的是，接收电感器220的中心与位于中心处的一个发送电感器120的中心重叠。
到目前为止，已经参考附图描述了本发明的实施例，但这些是本发明的示例。还可以采用除上述之外的各种构造。
Claims (6)
1.一种电子组件，包括：
多个发送电感器，所述多个发送电感器形成在衬底之上并且被布置为当在平面图中看时所述多个发送电感器的各中心相互偏离；
信号输入通道，所述信号输入通道向所述多个发送电感器中的每个输入发送信号；
相位差控制部，所述相位差控制部被设置在所述信号输入通道中，用于控制所述多个发送电感器之间的所述发送信号的相位差，所述相位差小于180°；以及
在所述衬底之上形成的多个布线层，
其中，所述发送电感器中的至少一个形成在所述多个布线层中的第一布线层中，所述多个布线层中的所述第一布线层不同于所述多个布线层中的形成了另外的发送电感器的第二布线层。
2.根据权利要求1所述的电子组件，进一步包括：
发送信号生成部件，所述发送信号生成部件生成发送信号。
3.根据权利要求1所述的电子组件，进一步包括：
输入端子，所述发送信号被输入到所述输入端子。
4.一种电子组件，包括：
多个发送电感器，所述多个发送电感器形成在衬底之上并且被布置为当在平面图中看时所述多个发送电感器的各中心相互偏离；
信号输入通道，所述信号输入通道向所述多个发送电感器中的每个输入发送信号；
相位差控制部，所述相位差控制部被设置在所述信号输入通道中，用于控制所述多个发送电感器之间的所述发送信号的相位差，所述相位差小于180°；以及
接收电感器，所述接收电感器被布置在与所述多个发送电感器相对的位置处；以及
信号检测部件，所述信号检测部件检测在所述接收电感器中产生的感生电流的强度，并且所述信号检测部件被耦合到所述接收电感器，
其中，所述相位差控制部基于由所述信号检测部件检测到的强度来控制相位差。
5.根据权利要求4所述的电子组件，
其中，所述相位差控制部控制相位差以使由所述信号检测部件检测到的强度最大。
6.根据权利要求4所述的电子组件，
其中，当在平面图中看时，所述多个发送电感器至少部分地与所述接收电感器重叠。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: Tokyo, Japan Applicant after: Renesas Electronics Corporation Address before: Kanagawa Applicant before: Renesas Electronics Corporation |
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| COR | Change of bibliographic data | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160217 Termination date: 20190422 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |