JP2005085994A - 半導体集積回路及びその半導体集積回路を使用した光ディスク記録装置 - Google Patents

半導体集積回路及びその半導体集積回路を使用した光ディスク記録装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 効率的に設計を行うことができると共に正確で高速に信号伝送を行うことができるインタフェース回路を備えた半導体集積回路及びその半導体集積回路を使用した光ディスク記録装置を得る。
【解決手段】 複数の半導体チップをワンパッケージにしたMCMにおいて、半導体チップAと半導体チップBとの間のインタフェースに、差動信号を使用したLVDS回路を使用するようにしたことから、高速で正確な信号伝送を行うことができる。更に、半導体チップAと半導体チップBとの間で該LVDS回路の差動信号を伝送するために各ボンディングワイヤ23,24が同じ長さになる等長配線を行うことができる位置に接続用パッドP1a,P2a,P1b,P2bを設けるようにした。
【選択図】 図3

Description

本発明は、マルチチップモジュール(MCM)を用いて形成された半導体集積回路及びその半導体集積回路を使用した光ディスク記録装置に関し、特にマルチチップモジュールを形成する各半導体チップ間の配線に関するものである。
従来、信号の伝送を行うインタフェース回路には、図6で示すようなシングル・エンド信号を使用したものがあった。シングル・エンド信号では、基準電圧(一般的には接地電圧)に対して入力信号の電圧の大小に応じて信号レベルの判定を行っているため、ノイズ等の該基準電圧を超える外部要因の信号成分もレシーバは正常信号として判断してしまうことから、このようなシングル・エンド信号を使用したインタフェース回路では、ノイズが伝播しやすかった。
これに対して、図7のような差動信号を使用したインタフェース回路では、1対の各信号間の信号レベルを比較するため、レシーバにノイズ等の外部要因の信号成分が入力された場合でも、対となる信号間の信号レベルが外部要因に追従するため変化が少ない。このため、差動信号を使用した場合、シングル・エンド信号を使用した場合よりもノイズ等の外部要因に対する耐性があった。したがって、小振幅の入力信号でも正確な信号伝送が可能であり、小振幅の信号に対しては信号レベルの立ち上がり及び立ち下がり特性を良くすることができるため、高速な信号伝送を行うことができる。
一方、近年、集積回路の微細化、高速化に伴い、信号の伝達手段として低電圧差動信号(LVDS)回路が多く用いられるようになっている。LVDS回路は小振幅の差動信号を扱うため、差動信号を出力するドライバ回路と、該ドライバ回路から出力された差動信号を受け取るレシーバ回路に、小信号を正しく送受信するための精度が求められている。
また、半導体集積回路では、その特性上、プロセスによるバラツキ、温度によるバラツキ、電源電圧の振れ等が生じ、小信号を正しく送受信するための精度が得られないという問題があった。このようなことから、LVDS構成の出力回路にドライバ駆動用の電流を調整するためのMOSFETを付加し、その1つをダミー出力回路として用いて出力端子に終端抵抗を接続してハイ(High)レベルとロー(Low)レベルを形成し、該ハイレベル及びローレベルの信号がそれぞれ所望の出力レベルになるように電流調整用MOSFETの制御信号を形成すると共に、該制御信号を他の複数の出力回路の電流調整用MOSFETにそれぞれ供給して電流を自動調整する回路が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。
図8は、従来における半導体チップ間のインタフェース回路の接続例を示した概略のブロック図である。
通常、LSIの外部インタフェース回路にはTTL(又はCMOS)式のシングル・エンド信号用のデジタルインタフェース用I/O回路が使用されている。近年、デジタルLSIの駆動周波数が高くなり、製造プロセスの微細化が進んでいる。
しかし、現在のシステムでは、例えば、光ディスク記録装置内に使用されるLD(レーザダイオード)ドライバやアナログフロントエンドプロセッサ(AFE)等では、5V電源やアナログ信号とのインタフェース回路が必要である。このため、アナログ部と高速で信号処理を行うデジタル部を同一プロセスで製造することが困難になってきている。従来は、個別にLSIを分けることにより、対応してきたがシステムの小型化の障害にもなってきている。そこで、1パッケージにプロセスの異なるチップを混載したMCMが考案されている。
特開2000−134082号公報
しかし、このようなMCMにおいても、半導体チップ間は、一般的なTTL(又はCMOS)式のシングル・エンド信号用インタフェース回路によって接続されている。通常、TTLインタフェース方式のデジタルインタフェース回路では、百数十MHz〜二百MHz程度の周波数が限界であった。半導体チップ間の接続が、プリント基板上で配線される場合と比較してかなり短配線長となるMCMであったとしても、配線による寄生容量や抵抗によって伝送信号の歪みや反射波の影響等により高速な信号伝送が難しくなっている。半導体チップ間の信号伝送スピードがGHz帯近くになると、半導体チップ間を接続するための配線によるC,R,L成分の影響によって、信号の劣化等が無視できなくなるという問題があった。このため、従来は、LSI設計時にこれらのパラメータを考慮しながら設計を行っていたが、MCMの配置やパッケージの種類を変更したい場合は、そのたびに再び設計値を見直さなければならず、効率的で最適な設計を行うことができなかった。
また、MCMの場合は、異なるプロセスの半導体チップを接続して使用するため、設計時には上記のような信号伝送によるロスを考慮にいれて設計を行う必要があった。更に、もともと半導体チップAと半導体チップBが接続されていたものに対して、半導体チップAを半導体チップCに変更する場合、変更の必要のない半導体チップBに対してもそのマッチングを考慮して変更しなければならない可能性が生じる等という問題があった。また、一般的に差動信号を使用したインタフェース回路を採用した場合、該インタフェース回路の信号伝送路は1対の信号線を等長配線する必要があった。なぜならば、等長配線を行わないと1対の信号線間にスキューが発生し、差動レシーバが、受信時に正確に入力信号を再現することができなくなる可能性があるためである。
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、差動信号を使用したインタフェース回路の特性を利用してMCM内での半導体チップ間の信号伝送に差動信号を使用し、効率的に設計を行うことができると共に正確で高速に信号伝送を行うことができるインタフェース回路を備えた半導体集積回路及びその半導体集積回路を使用した光ディスク記録装置を得ることを目的とする。
この発明に係る半導体集積回路は、複数の半導体チップを1つのパッケージに搭載したマルチチップモジュールを用いた半導体集積回路において、
前記半導体チップ間の信号伝送を行うインタフェース回路に差動信号を用いたLVDS回路を使用するものである。
また、前記LVDS回路における差動信号の伝送を行う各信号線に、半導体チップ間を接続するボンディングワイヤが使用され、前記各半導体チップは、該各ボンディングワイヤが等長となる位置に接続用パッドが配置されるようにした。
具体的には、同じ半導体チップ上に形成された前記各接続用パッドは、所定の基準点に対する水平方向又は垂直方向の座標軸が同一になるようにそれぞれ配置されるようにした。
また、ボンディングワイヤで接続される前記各1対の接続用パッドは、所定の基準点に対する水平方向又は垂直方向の座標軸が同一になるようにそれぞれ配置されるようにしてもよい。
この場合、前記各接続用パッドは、各接続用パッドの間隔がプロセスルールによるレイアウト上の最小値にそれぞれなるように配置されるようにした。
また、この発明に係る光ディスク記録装置は、ホスト装置から入力された光ディスクへの書き込み用データを所定の方法でエンコードするエンコード部と、該エンコード部でエンコードされたデータ信号に基づいて光ディスクにレーザ光を照射する半導体レーザの駆動制御を行う半導体レーザ駆動制御部とを備えた、ホスト装置から入力されたデータを光ディスクに記録する光ディスク記録装置において、
前記エンコード部及び半導体レーザ駆動制御部は、異なる半導体チップにそれぞれ形成されると共に該各半導体チップが1つのパッケージに搭載されたマルチチップモジュールを用いた半導体集積回路で形成され、前記エンコード部の出力回路部と前記半導体レーザ駆動制御部の入力回路部は、LVDS回路で構成されるものである。
また、前記LVDS回路における差動信号の伝送を行う各信号線に、半導体チップ間を接続するボンディングワイヤが使用され、前記各半導体チップは、該各ボンディングワイヤが等長となる位置に接続用パッドが配置されるようにした。
具体的には、同じ半導体チップ上に形成された前記各接続用パッドは、所定の基準点に対する水平方向又は垂直方向の座標軸が同一になるようにそれぞれ配置されるようにした。
また、ボンディングワイヤで接続される前記各1対の接続用パッドは、所定の基準点に対する水平方向又は垂直方向の座標軸が同一になるようにそれぞれ配置されるようにしてもよい。
この場合、前記各接続用パッドは、各接続用パッドの間隔がプロセスルールによるレイアウト上の最小値にそれぞれなるように配置されるようにした。
本発明によれば、MCM内の半導体チップ間のインタフェースに、高速シリアルインタフェースに利用されている差動信号を用いたインタフェース回路であるLVDS回路を使用することにより、半導体チップ間の高速なインタフェースを行うことができ、半導体チップの組み合わせやパッケージ等が変わった場合においても、インタフェース回路部分の再設計が不要となり、効率的で最適なインタフェースが可能となる。また、この場合、半導体チップ間の1対の配線も製造上、特別な工程を行うことなくボンディングワイヤ等による等長配線を行うことができ、半導体チップ間の配線を容易に短くすることができるため、配線によるC,R,L成分の影響を抑えてノイズの影響を低減することができ、スキューを最小限に抑えた精度のよい、より高速な信号伝送を行うことができる。
次に、図面に示す実施の形態に基づいて、本発明を詳細に説明する。
第1の実施の形態.
図1は、本発明の第1の実施の形態における半導体集積回路の構成例を示した図である。
図1の半導体集積回路1において、半導体チップAには、差動信号インタフェース用ドライバ回路(以下、ドライバ回路と呼ぶ)2と、差動信号インタフェース用レシーバ回路(以下、レシーバ回路と呼ぶ)3とを備えており、半導体チップBには、ドライバ回路4と、レシーバ回路5とを備えている。半導体チップA及びBは、MCM(マルチチップモジュール)をなしている。ドライバ回路2及びレシーバ回路5が1つのLVDS回路をなし、ドライバ回路4及びレシーバ回路3が1つのLVDS回路をなしている。
半導体チップAの所定の機能を有するデジタル回路6から出力されたデジタル信号はドライバ回路2に入力され、該ドライバ回路2は、入力されたデジタル信号を差動信号に変換して半導体チップBのレシーバ回路5に出力する。レシーバ回路5は、入力された差動信号をデジタル回路6から出力されたデジタル信号に変換して、半導体チップBにおける所定の機能を有するデジタル及びアナログ回路7に出力する。同様に、半導体チップBのデジタル及びアナログ回路7から出力されたデジタル信号はドライバ回路4に入力され、該ドライバ回路4は、入力されたデジタル信号を差動信号に変換して半導体チップAのレシーバ回路3に出力する。レシーバ回路3は、入力された差動信号をデジタル及びアナログ回路7から出力されたデジタル信号に変換して、半導体チップAのデジタル回路6に出力する。
図2は、図1の対応するドライバ回路及びレシーバ回路の回路例を示した図である。なお、図2ではドライバ回路2及びレシーバ回路5を例にして示しており、ドライバ回路4及びレシーバ回路3の回路例は同様であるのでその説明を省略する。
図2において、ドライバ回路2は、入力されたデジタル信号Siを1対の相反する信号レベルの差動信号に変換すると共に、該差動信号の対応する信号における信号レベルに応じて1対の出力端o1及びo2から電流の吐き出し又は吸い込みをそれぞれ行って入力信号の信号レベルを電流に変換して出力するドライバ回路部11と、該ドライバ回路部11を駆動させるための定電流を生成してドライバ回路部11に供給する定電流発生回路部12とを備えている。
また、レシーバ回路5は、ドライバ回路部11の各出力端o1及びo2からの電流の吐き出し及び吸い込みをそれぞれ電圧に変換する電流電圧変換回路部15と、電流電圧変換回路部15で変換されたドライバ回路部11の出力端o1及びo2の各電圧の大小関係からデジタル信号Soを生成して出力するレシーバ回路部16とを備えている。
ドライバ回路部11の出力端o1は、半導体チップAの接続用パッドP1aに接続され、接続用パッドP1aは、ボンディングワイヤ等の信号線17によって半導体チップBの接続用パッドP2aに接続され、接続用パッドP2aは、レシーバ回路部16の入力端IN1に接続されている。同様に、ドライバ回路部11の出力端o2は、半導体チップAの接続用パッドP1bに接続され、接続用パッドP1bは、ボンディングワイヤ等の信号線18によって半導体チップBの接続用パッドP2bに接続され、接続用パッドP2bは、レシーバ回路部16の入力端IN2に接続されている。
電流電圧変換回路部15は、抵抗R1〜R3で構成されており、電源電圧Vddと接続用パッドP2aとの間には、抵抗R1とR3が直列に接続され、抵抗R1とR3との接続部と接続用パッドP2bとの間に抵抗R2が接続されている。レシーバ回路部16は、入力端IN1の電圧が入力端IN2の電圧よりも大きい場合は、ハイレベルの信号Soを出力し、入力端IN1の電圧が入力端IN2の電圧よりも小さい場合は、ローレベルの信号Soを出力する。
このような構成において、ドライバ回路部11は、ハイレベルの信号Siが入力されると、出力端o1はハイインピーダンス状態になり、出力端o2へ電流を引き込む。このような状態では、レシーバ回路部16は、入力端IN1及びIN2に、電流電圧変換回路部15の抵抗R2による電圧差が発生し、入力端IN1の電圧が入力端IN2の電圧よりも大きくなり、レシーバ回路部16の出力端からハイレベルの信号Soが出力される。また、ドライバ回路部11は、ローレベルの信号Siが入力されると、出力端o2はハイインピーダンス状態になり、出力端o1へ電流を引き込む。このような状態では、レシーバ回路部16は、入力端IN1及びIN2に、電流電圧変換回路部15の抵抗R3による電圧差が発生し、入力端IN2の電圧が入力端IN1の電圧よりも大きくなり、レシーバ回路部16の出力端からローレベルの信号Soが出力される。
ここで、図3は、図1及び図2で示したドライバ回路とレシーバ回路との間をボンディングワイヤで接続した例を示す図である。なお、図3では、半導体チップAのドライバ回路2と半導体チップBのレシーバ回路5を例にして示し、ドライバ回路4及びレシーバ回路3の場合も同様であるのでその説明を省略する。
ドライバ回路2は、入力された信号の信号レベルを反転させた信号を生成することにより1対の差動信号を生成して出力し、レシーバ回路5で該差動信号の電圧差を比較し該比較結果に応じた信号レベルの信号を生成して、ドライバ回路2に入力された信号を復元させる。このため、ドライバ回路2及びレシーバ回路5を接続する1対の信号線間のスキューは可能な限り抑えなければならない。したがって、半導体チップAとBとの間の接続も等長配線を行って接続する必要がある。
図3に示すように、半導体チップAにおいて、差動信号インタフェース用I/Oセル21a上に接続用パッドP1aが、差動信号インタフェース用I/Oセル21b上に接続用パッドP1bがそれぞれ形成されている。同様に、半導体チップBにおいて、差動信号インタフェース用I/Oセル22a上に接続用パッドP2aが、差動信号インタフェース用I/Oセル22b上に接続用パッドP2bがそれぞれ形成されている。半導体チップAの接続用パッドP1aと半導体チップBの接続用パッドP2aが信号線17をなすボンディングワイヤ23で接続され、半導体チップAの接続用パッドP1bと半導体チップBの接続用パッドP2bが信号線18をなすボンディングワイヤ24で接続されている。
半導体チップAの接続用パッドP1a及びP1bと、半導体チップBの接続用パッドP2a及びP2bとの配置において、水平軸31〜34がそれぞれ平行で、かつ、垂直軸35及び36が平行になるように、各半導体チップA,Bのレイアウトにおける各接続用パッドの座標を決定する。接続用パッドP1aの座標を(Xa,Ya)、接続用パッドP1bの座標を(Xb,Yb)、接続用パッドP2aの座標を(Xc,Yc)及び接続用パッドP2bの座標を(Xd,Yd)とそれぞれする。
図3において、MCM内のアッセンブリ基準点Pに対しての各接続用パッドP1a,P1b,P2a,P2bの座標が、垂直軸座標方向に絶対値|Ya−Yc|と絶対値|Yb−Yd|が等しく、水平軸座標方向に絶対値|Xa−Xc|と絶対値|Xb−Xd|が等しくなるように接続用パッドP1a,P1b,P2a,P2bを各半導体チップA及びB内で配置されるようレイアウトする。このようにすれば、接続用パッドP1aとP2aとの間と、接続用パッドP1bとP2bとの間は、製造時に特別なアセンブリ装置を使用することなく、通常の接続を行っても等長配線が可能となる。このように等長配線を行うことによって、差動信号における各信号間のスキューを最小限に抑えることができ、精度のよい高速な信号伝送を行うことができる。
次に、図4は、図1〜図3で示したLVDS回路を用いた光ディスク記録装置の構成例を示した概略のブロック図である。
図4において、光ディスク記録装置40は、光ディスク41にレーザ光を照射してデータの記録を行うレーザダイオード42と、入力されたデータに応じて該レーザダイオード42の動作制御を行うLDドライバ43と、パーソナルコンピュータ等のホスト装置51から入力された光ディスク41への書き込み用データを所定の方法でエンコードして該LDドライバ43に出力するCD・DVDエンコーダ44と、該CD・DVDエンコーダ44の動作制御を行うCPU45とを備えている。なお、LDドライバ43は半導体レーザ駆動制御部を、CD・DVDエンコーダ44はエンコード部をそれぞれなしている。
CD・DVDエンコーダ44からLDドライバ43にデータ信号を出力する際、LVDS回路が使用されている。すなわち、CD・DVDエンコーダ44の出力回路にドライバ回路が使用され、LDドライバ43の入力回路にレシーバ回路が使用されている。このため、CD・DVDエンコーダ44とLDドライバ43は、1対の信号線で接続されており、CD・DVDエンコーダ44が半導体チップAに設けられ、LDドライバ43が半導体チップBに設けられている。
このように、LDドライバ43及びCD・DVDエンコーダ44が異なる半導体チップに形成されている理由について説明する。
LDドライバ43は、レーザダイオード42へ供給する電流を大きくすることによりレーザダイオード42の発光量が大きくなり、レーザダイオード42の発光速度が速くなる。このため、LDドライバ43に供給する電源電圧を大きくする必要がある。これに対して、CD・DVDエンコーダ44は、高速動作を行う必要があり、該高速動作を行うためには微細化を行いこれに伴ってCD・DVDエンコーダ44に供給する電源電圧を小さくする必要がある。これらのことから、LDドライバ43及びCD・DVDエンコーダ44は、異なる電圧の電源を必要とすることから、異なる半導体チップに形成するようにしている。なお、半導体チップA及びBは、1つのモジュールに形成されたMCMをなしてもよい。
一方、図3のドライバ回路とレシーバ回路との間の接続例を、図5のようにしてもよい。なお、図5においても、半導体チップAのドライバ回路2と半導体チップBのレシーバ回路5を例にして示し、ドライバ回路4及びレシーバ回路3の場合も同様であるのでその説明を省略する。
図5における図3との相違点は、図3の水平軸31及び33が同じになるようにし、図3の水平軸32及び34が同じになるようにしたことにある。
図5において、半導体チップAの接続用パッドP1a及びP1bと、半導体チップBの接続用パッドP2a及びP2bとの配置において、水平軸31及び32がそれぞれ平行で、かつ、垂直軸35及び36が平行になるように、各半導体チップA,Bのレイアウトにおける各接続用パッドの座標を決定する。また、水平軸31及び32の間隔Y、及び垂直軸35及び36の間隔Xは、それぞれプロセスルールによるレイアウト上の最小値、例えば0.25μのプロセスルールで90μm〜100μmになるようにする。このようにすれば、1対の配線は最短でかつ等長となるのでより高速で精度のよい信号伝送を可能にする。
なお、図3では、軸31〜34を水平軸とし、軸35及び36を垂直軸として説明したが、これは一例であり、軸31〜34を垂直軸に、軸35及び36を水平軸にそれぞれなるようにしてもよい。同様に、図5では、軸31及び32を水平軸とし、軸35及び36を垂直軸として説明したが、これは一例であり、軸31及び32を垂直軸に、軸35及び36を水平軸にそれぞれなるようにしてもよい。
このように、本第1の実施の形態における半導体集積回路は、複数の半導体チップをワンパッケージにしたMCMにおいて、半導体チップAと半導体チップBとの間のインタフェースに、差動信号を使用したLVDS回路を使用するようにしたことから、高速で正確な信号伝送を行うことができる。更に、半導体チップAと半導体チップBとの間で該LVDS回路の差動信号を伝送するために各ボンディングワイヤが同じ長さになる等長配線を行うことができる位置に接続用パッドP1a,P2a,P1b,P2bを設けるようにした。このことから、差動信号における各信号間のスキューを最小限に抑えることができるため、効率的な設計を行うことができると共に、更に正確な信号伝送を行うことができる。
本発明の第1の実施の形態における半導体集積回路の構成例を示した図である。 図1の対応するドライバ回路及びレシーバ回路の回路例を示した図である。 図1及び図2で示したドライバ回路とレシーバ回路との接続例を示した図である。 図1〜図3で示したLVDS回路を用いた光ディスク記録装置の構成例を示した概略のブロック図である。 図1及び図2で示したドライバ回路とレシーバ回路との他の接続例を示した図である。 シングル・エンド信号を使用した信号伝送回路の例を示した図である。 差動信号を使用した信号伝送回路の例を示した図である。 従来における半導体チップ間のインタフェース回路の接続例を示した概略のブロック図である。
符号の説明
1 半導体集積回路
2,4 ドライバ回路
3,5 レシーバ回路
6 デジタル回路
7 デジタル及びアナログ回路
11 ドライバ回路部
12 定電流発生回路部
15 電流電圧変換回路部
16 レシーバ回路部
17,18 信号線
21a,21b,22a,22b 差動信号インタフェース用I/Oセル
23,24 ボンディングワイヤ
31〜34 水平軸
35,36 垂直軸
A,B 半導体チップ
P1a,P1b,P2a,P2b 接続用パッド
P アッセンブリ基準点
40 光ディスク記録装置
41 光ディスク
42 レーザダイオード
43 LDドライバ
44 CD・DVDエンコーダ
45 CPU
51 ホスト装置

Claims (10)

  1. 複数の半導体チップを1つのパッケージに搭載したマルチチップモジュールを用いた半導体集積回路において、
    前記半導体チップ間の信号伝送を行うインタフェース回路に差動信号を用いたLVDS回路を使用することを特徴とする半導体集積回路。
  2. 前記LVDS回路における差動信号の伝送を行う各信号線に、半導体チップ間を接続するボンディングワイヤが使用され、前記各半導体チップは、該各ボンディングワイヤが等長となる位置に接続用パッドが配置されることを特徴とする請求項1記載の半導体集積回路。
  3. 同じ半導体チップ上に形成された前記各接続用パッドは、所定の基準点に対する水平方向又は垂直方向の座標軸が同一になるようにそれぞれ配置されることを特徴とする請求項2記載の半導体集積回路。
  4. ボンディングワイヤで接続される前記各1対の接続用パッドは、所定の基準点に対する水平方向又は垂直方向の座標軸が同一になるようにそれぞれ配置されることを特徴とする請求項3記載の半導体集積回路。
  5. 前記各接続用パッドは、各接続用パッドの間隔がプロセスルールによるレイアウト上の最小値にそれぞれなるように配置されることを特徴とする請求項4記載の半導体集積回路。
  6. ホスト装置から入力された光ディスクへの書き込み用データを所定の方法でエンコードするエンコード部と、該エンコード部でエンコードされたデータ信号に基づいて光ディスクにレーザ光を照射する半導体レーザの駆動制御を行う半導体レーザ駆動制御部とを備えた、ホスト装置から入力されたデータを光ディスクに記録する光ディスク記録装置において、
    前記エンコード部及び半導体レーザ駆動制御部は、異なる半導体チップにそれぞれ形成されると共に該各半導体チップが1つのパッケージに搭載されたマルチチップモジュールを用いた半導体集積回路で形成され、前記エンコード部の出力回路部と前記半導体レーザ駆動制御部の入力回路部は、LVDS回路で構成されることを特徴とする光ディスク記録装置。
  7. 前記LVDS回路における差動信号の伝送を行う各信号線に、半導体チップ間を接続するボンディングワイヤが使用され、前記各半導体チップは、該各ボンディングワイヤが等長となる位置に接続用パッドが配置されることを特徴とする請求項6記載の光ディスク記録装置。
  8. 同じ半導体チップ上に形成された前記各接続用パッドは、所定の基準点に対する水平方向又は垂直方向の座標軸が同一になるようにそれぞれ配置されることを特徴とする請求項7記載の光ディスク記録装置。
  9. ボンディングワイヤで接続される前記各1対の接続用パッドは、所定の基準点に対する水平方向又は垂直方向の座標軸が同一になるようにそれぞれ配置されることを特徴とする請求項8記載の光ディスク記録装置。
  10. 前記各接続用パッドは、各接続用パッドの間隔がプロセスルールによるレイアウト上の最小値にそれぞれなるように配置されることを特徴とする請求項9記載の光ディスク記録装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007035707A (ja) * 2005-07-22 2007-02-08 Ricoh Co Ltd 高速シリアル伝送用半導体装置とその製造方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8347251B2 (en) * 2007-12-31 2013-01-01 Sandisk Corporation Integrated circuit and manufacturing process facilitating selective configuration for electromagnetic compatibility
US8441299B2 (en) * 2010-01-28 2013-05-14 Peregrine Semiconductor Corporation Dual path level shifter
CN106205548B (zh) 2015-05-25 2019-05-03 株式会社理光 电致彩色显示调光装置以及电致彩色显示驱动装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0661746A (ja) * 1992-06-09 1994-03-04 American Teleph & Telegr Co <Att> 半導体装置
JPH11340421A (ja) * 1998-05-25 1999-12-10 Fujitsu Ltd メモリ及びロジック混載のlsiデバイス
JP2000003563A (ja) * 1998-06-15 2000-01-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 情報伝送方法と情報伝送装置およびこれを用いた光ディスク装置
WO2001069837A2 (en) * 2000-03-14 2001-09-20 Altera Corporation Clock data recovery circuitry associated with programmable logic device circuitry

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4033275B2 (ja) 1998-10-23 2008-01-16 株式会社ルネサステクノロジ 半導体集積回路装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0661746A (ja) * 1992-06-09 1994-03-04 American Teleph & Telegr Co <Att> 半導体装置
JPH11340421A (ja) * 1998-05-25 1999-12-10 Fujitsu Ltd メモリ及びロジック混載のlsiデバイス
JP2000003563A (ja) * 1998-06-15 2000-01-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 情報伝送方法と情報伝送装置およびこれを用いた光ディスク装置
WO2001069837A2 (en) * 2000-03-14 2001-09-20 Altera Corporation Clock data recovery circuitry associated with programmable logic device circuitry

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007035707A (ja) * 2005-07-22 2007-02-08 Ricoh Co Ltd 高速シリアル伝送用半導体装置とその製造方法

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