JP2008060443A - Electronic circuit device - Google Patents
Electronic circuit device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008060443A JP2008060443A JP2006237370A JP2006237370A JP2008060443A JP 2008060443 A JP2008060443 A JP 2008060443A JP 2006237370 A JP2006237370 A JP 2006237370A JP 2006237370 A JP2006237370 A JP 2006237370A JP 2008060443 A JP2008060443 A JP 2008060443A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- resistance value
- magnetic field
- magnetoresistive element
- circuit module
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
Landscapes
- Hall/Mr Elements (AREA)
Abstract
Description
本発明は、複数の回路モジュールを組合わせて構成される電子回路装置に関し、特に、これらの回路モジュール間の信号の授受を行うインターフェース部の改良に関する。 The present invention relates to an electronic circuit device configured by combining a plurality of circuit modules, and more particularly to an improvement in an interface unit that exchanges signals between these circuit modules.
ICベアチップやPCB等の3以上の基板を3次元実装して基板をまたがって信号を伝送する場合でも効率良く信号を伝送することができる電子回路が提案されている。この提案における電子回路は、基板上の配線により形成される第1コイルを有する第1基板と、基板上の配線により前記第1コイルと対応する位置に形成され第1コイルと誘導結合する第2コイルを有する第2基板とを備える。 There has been proposed an electronic circuit capable of efficiently transmitting signals even when three or more substrates such as an IC bare chip and a PCB are three-dimensionally mounted and signals are transmitted across the substrates. The electronic circuit in this proposal has a first substrate having a first coil formed by wiring on the substrate, and a second substrate that is formed at a position corresponding to the first coil by wiring on the substrate and is inductively coupled to the first coil. A second substrate having a coil.
前記第1基板は、送信用のデジタルデータが変化した時に前記第1コイルに信号を出力する送信回路を更に有することで、消費電力を少なくすることができる。また、前記第2基板は、前記第2コイルの両端を抵抗を介して所定の電圧源に接続する受信回路を更に有することで、信号受信時に受信コイル両端に生じる電圧振幅の中心電圧を、信号増幅に最適な電圧値とすることができる。
ここに、前記第1コイルは、複数の第2基板の第2コイルと誘導結合していることで、3以上の基板にまたがるバスを形成することができる。また、前記第2基板は、周期的な所定の期間だけ信号を受信する受信回路を更に有することで、SN比を高くすることができるとされている(特許文献1)。
The first substrate further includes a transmission circuit that outputs a signal to the first coil when digital data for transmission changes, so that power consumption can be reduced. The second substrate further includes a receiving circuit for connecting both ends of the second coil to a predetermined voltage source via a resistor, so that a center voltage having a voltage amplitude generated at both ends of the receiving coil at the time of signal reception can be obtained as a signal. It is possible to obtain an optimum voltage value for amplification.
Here, the first coil is inductively coupled to the second coils of the plurality of second substrates, so that a bus extending over three or more substrates can be formed. In addition, it is said that the second substrate further includes a receiving circuit that receives a signal only for a predetermined period in a periodic manner, so that the SN ratio can be increased (Patent Document 1).
また、複数の半導体チップを三次元方向に積層可能な半導体装置において、高密度実装が可能で、信頼性が高く、汎用性に富んだ半導体装置及びその組立方法についての提案もある。このうち半導体装置に関する提案では、実装基板と、実装基板上の実装側電極と、実装側電極に接続されたチップ側突起電極と、チップ側突起電極が素子面に接続された半導体チップと、半導体チップの裏面を固定し、実装基板に対向する第1主面を有する第1基板と、第1主面上に配置された基板側下部電極と、基板側下部電極とチップ側突起電極とを接続するボンディングワイヤと、半導体チップの周囲の封止樹脂とを備える半導体装置であることを要旨とする。 In addition, in a semiconductor device in which a plurality of semiconductor chips can be stacked in a three-dimensional direction, there is also a proposal for a semiconductor device that can be mounted at high density, has high reliability, and is versatile, and an assembling method thereof. Among these proposals, a semiconductor device includes a mounting substrate, a mounting-side electrode on the mounting substrate, a chip-side protruding electrode connected to the mounting-side electrode, a semiconductor chip in which the chip-side protruding electrode is connected to the element surface, and a semiconductor The back surface of the chip is fixed, and the first substrate having the first main surface facing the mounting substrate, the substrate-side lower electrode disposed on the first main surface, the substrate-side lower electrode, and the chip-side protruding electrode are connected. The gist of the present invention is that the semiconductor device includes a bonding wire to be bonded and a sealing resin around the semiconductor chip.
また、半導体装置の組立方法に関する提案では、第1基板の第1主面に半導体チップの裏面を固定するステップと、第1主面に基板側下部電極を配置するステップと、基板側下部電極と半導体チップの素子面をボンディングワイヤにより接続し、素子面にチップ側突起電極を接続するステップと、第1主面を実装基板に対向させ、実装基板の実装側電極とチップ側突起電極とを接続するステップと、半導体チップの周囲を封止樹脂で封止するステップとを含む半導体装置の組立方法であることを要旨とする。 According to a proposal relating to a method for assembling a semiconductor device, a step of fixing a back surface of a semiconductor chip to a first main surface of a first substrate, a step of disposing a substrate-side lower electrode on the first main surface, a substrate-side lower electrode, The element surface of the semiconductor chip is connected by a bonding wire, the step of connecting the chip side protruding electrode to the element surface, the first main surface is opposed to the mounting substrate, and the mounting side electrode of the mounting substrate and the chip side protruding electrode are connected And a method for assembling a semiconductor device including a step of sealing the periphery of the semiconductor chip with a sealing resin.
このような技術によれば、複数の半導体チップを三次元方向に積層可能な半導体装置においても高密度実装が可能で、信頼性が高く、汎用性に富んだ半導体装置及びその組立方法が提供できるとされている(特許文献2)。
上記特許文献1に提案の技術では、次に列記するような技術課題を残す。即ち、
(a)受信側における感度の問題:送信側においてはコイルに流し込む電流を大きくすることにより、受信側の感度に合わせた送信信号を作ることが可能であるが、チップ面積の有効利用を考えるとコイルの小型化は必須である。この場合、この小型化に対して送信側は流し込む電流によりある程度の調整が可能であるが、受信側はその受信感度がコイルの形状に依存するため、大きく感度が低下する。よって更なる送信電力が必要となり、更にエネルギーの到達距離も小さくなる。
In the technique proposed in the above-mentioned
(A) Sensitivity problem on the receiving side: On the transmitting side, it is possible to create a transmission signal that matches the sensitivity on the receiving side by increasing the current flowing into the coil, but considering the effective use of the chip area Miniaturization of the coil is essential. In this case, the transmitter side can be adjusted to some extent by the flowing current for this downsizing, but the receiver side has its sensitivity greatly reduced because its reception sensitivity depends on the shape of the coil. Therefore, further transmission power is required, and the energy reachable distance is further reduced.
(b)小型化の限界の問題:使用するコイルは薄膜導体により形成されており、一般的に1ミクロン程度の導体であり、またその幅についても数ミクロン程度であるので、実質的に流せる電流量にも限界がある。通常1ミクロン幅の導体に対して1mAが一般的によく言われる限度の目安とされている。それ以上の電流になると、導体に熱が生じ、熱による導体のマイグレーションにより導体間の短絡等の不具合が生じる。よって必然的に送信側コイルの小型化(微細線化)の限界が生じる。更に、コイルの形態による限界(磁芯領域(空芯であっても)を形成して導体を旋回構造にする)により小型化に限界が生じる。 (B) Problem of miniaturization limit: The coil to be used is formed of a thin film conductor, and is generally a conductor of about 1 micron, and the width is about several microns, so that a current that can be practically flowed. There is a limit to the amount. In general, 1 mA is generally used as a guideline for a 1 micron width conductor. When the current exceeds that, heat is generated in the conductor, and a problem such as a short circuit between the conductors occurs due to the migration of the conductor due to the heat. Therefore, there is inevitably a limit of downsizing (fine line) of the transmission side coil. Further, the size reduction is limited due to the limit of the coil configuration (the magnetic core region (even air core) is formed to make the conductor have a swivel structure).
(c)各コイルのコア部に磁性体(磁芯)を設ける方法における問題:ICチップ上に形成される導体等は基本的に薄膜技術を用いて形成されるため、チップ上に形成されたコイルの磁芯も薄膜形態の磁性体となる。しかしながら使用される磁界はその薄膜形態の磁芯に対して垂直方向(厚み方向)に磁界が形成される。一般に磁性体は磁場が形成される方向の厚みが薄くなると侵入する磁界に対して大きな反磁場を形成するため、有効に磁界が侵入しない。そのため磁性体を使用しても良好な効果を期待することはできない。 (C) Problems in the method of providing a magnetic body (magnetic core) in the core of each coil: The conductors and the like formed on the IC chip are basically formed by using a thin film technology, and thus formed on the chip. The magnetic core of the coil is also a thin film magnetic material. However, the magnetic field used is formed in a direction perpendicular to the thin film core (thickness direction). In general, when the thickness of the magnetic body in the direction in which the magnetic field is formed becomes thin, a large demagnetizing field is formed with respect to the invading magnetic field, so that the magnetic field does not effectively enter. Therefore, even if a magnetic material is used, a good effect cannot be expected.
また一方、上記特許文献2に提案の技術では、第1基板の下部電極と半導体チップの素子面をボンディングワイヤにより接続し、素子面にチップ側突起電極を接続するステップと、第1基板の第1主面を実装基板に対向させ、実装基板の実装側電極とチップ側突起電極とを接続するステップとを含むことを必須とするものであり、電気的接触部を設けることを前提とした方法であるため、小型化に限界が生じる。
本発明は上述のような状況に鑑みてなされたものであり、ICベアチップ(回路モジュール)間の通信におけるコイルの小型化を図り、装置全体として従来に比して一層の小型化を可能にすると共に、消費電力の低減を図ることのできる電子回路を提供することを目的としている。
On the other hand, in the technique proposed in
The present invention has been made in view of the above-described situation, and the coil in communication between IC bare chips (circuit modules) can be miniaturized, and the apparatus as a whole can be further miniaturized as compared with the prior art. A further object is to provide an electronic circuit capable of reducing power consumption.
上記課題を解決するべく、本願では次に列記するような技術を提案する。
(1)第1の回路モジュールと、第2の回路モジュールと、前記第1の回路モジュールおよび第2の回路モジュール間のデータの授受を行うインターフェース回路部とを含む電子回路装置であって、前記インターフェース回路部は、磁気抵抗素子を含み前記磁気抵抗素子に係る磁気抵抗効果を利用してデータの授受を行うように構成されていることを特徴とする電子回路装置。
In order to solve the above problems, the present application proposes the following technologies.
(1) An electronic circuit device including a first circuit module, a second circuit module, and an interface circuit unit that exchanges data between the first circuit module and the second circuit module, The interface circuit unit includes a magnetoresistive element, and is configured to exchange data using a magnetoresistive effect related to the magnetoresistive element.
上記(1)の電子回路装置では、第1の回路モジュールと第2の回路モジュールとが、両者間のデータの授受を行うインターフェース回路部で結ばれ、このインターフェース回路部は磁気抵抗素子を含み前記磁気抵抗素子に係る磁気抵抗効果を利用してデータの授受を行うように構成されているため、非接触で、且つ、比較的大きいコイル等の小型化を阻害するような要素を含まずに構成できるため、全体として小型化が図られ、且つ、省電力化も図ることができる。 In the electronic circuit device of the above (1), the first circuit module and the second circuit module are connected by an interface circuit unit that exchanges data between the two, and the interface circuit unit includes a magnetoresistive element. Since it is configured to send and receive data using the magnetoresistive effect of the magnetoresistive element, it is non-contact and does not include elements that hinder downsizing of relatively large coils, etc. Therefore, the overall size can be reduced, and power saving can be achieved.
(2)前記第1の回路モジュールは、送信するデジタルデータに応じて変化する磁界を前記インターフェース回路部の磁気抵抗素子に作用させるための駆動電流を生起する駆動
電流生成用信号変換回路を備えていることを特徴とする(1)の電子回路装置。
上記(2)の電子回路装置では、(1)の電子回路装置において特に、第1の回路モジュールは、送信するデジタルデータに応じて変化する磁界をインターフェース回路部の磁気抵抗素子に作用させるための駆動電流を生起する駆動電流生成用信号変換回路を備えているため、この駆動電流生成用信号変換回路によって生起された駆動電流で生じた磁界を磁気抵抗素子に作用させて、送信するデジタルデータに応じてこの磁界を、従って、この磁界の変化に応じた磁気抵抗素子における抵抗値を、変化させて(抵抗値を変調して)
後段の回路モジュール(第2の回路モジュール)へと非接触でデジタルデータを伝送することが可能になる。
(2) The first circuit module includes a drive current generation signal conversion circuit that generates a drive current for causing a magnetic field that changes according to digital data to be transmitted to act on the magnetoresistive element of the interface circuit unit. (1) The electronic circuit device characterized by the above-mentioned.
In the electronic circuit device of (2), particularly in the electronic circuit device of (1), the first circuit module is for causing a magnetic field that changes according to digital data to be transmitted to act on the magnetoresistive element of the interface circuit unit. Since a drive current generation signal conversion circuit for generating a drive current is provided, a magnetic field generated by the drive current generated by the drive current generation signal conversion circuit is caused to act on the magnetoresistive element to transmit digital data. Responding to this magnetic field, and thus changing the resistance value in the magnetoresistive element in response to the change in this magnetic field (by modulating the resistance value)
It becomes possible to transmit digital data to the subsequent circuit module (second circuit module) without contact.
(3)前記第2の回路モジュールは、前記第1の回路モジュールから送信されるデジタルデータに対応した磁界によって変化する前記インターフェース回路部の磁気抵抗素子における抵抗値の変化を検出する抵抗値検出用信号変換回路を備えていることを特徴とする(1)の電子回路装置。
上記(3)の電子回路装置では、(1)の電子回路装置において特に、第2の回路モジュールは、第1の回路モジュールから送信されるデジタルデータに対応した磁界によって変化するインターフェース回路部の磁気抵抗素子における抵抗値の変化を検出する抵抗値検出用信号変換回路を備えているため、デジタルデータに対応する磁界に応じて変化する磁気抵抗素子における抵抗値を抵抗値検出用信号変換回路で検出することによって、前段の回路モジュール(第1の回路モジュール)から伝送されてくるデジタルデータを非接触で受信することができる。
(3) The second circuit module detects resistance value change in the magnetoresistive element of the interface circuit unit that changes due to a magnetic field corresponding to digital data transmitted from the first circuit module. An electronic circuit device according to (1), comprising a signal conversion circuit.
In the electronic circuit device of the above (3), in particular, in the electronic circuit device of (1), the second circuit module has a magnetic field of the interface circuit unit that changes due to a magnetic field corresponding to digital data transmitted from the first circuit module. Since it has a resistance value detection signal conversion circuit that detects changes in the resistance value of the resistance element, the resistance value detection signal conversion circuit detects the resistance value of the magnetoresistance element that changes according to the magnetic field corresponding to the digital data. By doing so, digital data transmitted from the preceding circuit module (first circuit module) can be received without contact.
(4)前記インターフェース回路部は、送信するデジタルデータに応じて変化する磁界を前記磁気抵抗素子に作用させるための駆動電流を生起する駆動電流生成用信号変換回路によって駆動されて磁界を発生する磁界発生素子部と、前記磁気抵抗素子およびこの磁気抵抗素子の抵抗値を検出するための導体部等を含む抵抗値検出素子部と、を含んで構成されていることを特徴とする(1)の電子回路装置。 (4) The interface circuit unit is driven by a drive current generation signal conversion circuit that generates a drive current for causing a magnetic field that changes according to digital data to be transmitted to act on the magnetoresistive element to generate a magnetic field. (1) characterized by comprising a generating element part, and a resistance value detecting element part including the magnetoresistive element and a conductor part for detecting the resistance value of the magnetoresistive element. Electronic circuit device.
上記(4)の電子回路装置では、(1)の電子回路装置において特に、インターフェース回路部は、送信するデジタルデータに応じて変化する磁界を磁気抵抗素子に作用させるための駆動電流を生起する駆動電流生成用信号変換回路によって駆動されて磁界を発生する磁界発生素子部と、磁気抵抗素子およびこの磁気抵抗素子の抵抗値を検出するための導体部等を含む抵抗値検出素子部と、を含んで構成されているため、例えば駆動電流を流す導線である磁界発生素子部で生起された磁界によって磁気抵抗素子に発生する抵抗値の変化がこの磁気抵抗素子を含む抵抗値検出素子部から検出され、前段側回路モジュールから後段側回路モジュールへと信号(デジタルデータ)の伝送が非接触で行なわれる。 In the electronic circuit device of the above (4), in particular, in the electronic circuit device of (1), the interface circuit unit drives to generate a driving current for causing a magnetic field that changes according to digital data to be transmitted to act on the magnetoresistive element. A magnetic field generating element unit that is driven by a signal generating circuit for current generation to generate a magnetic field, and a resistance value detecting element unit including a magnetoresistive element and a conductor part for detecting a resistance value of the magnetoresistive element Therefore, for example, a change in the resistance value generated in the magnetoresistive element due to the magnetic field generated in the magnetic field generating element unit which is a conducting wire for passing a driving current is detected from the resistance value detecting element unit including the magnetoresistive element. The signal (digital data) is transmitted in a non-contact manner from the front circuit module to the rear circuit module.
(5)前記インターフェース回路部は、送信するデジタルデータに応じて変化する磁界を前記磁気抵抗素子に作用させるための駆動電流を生起する駆動電流生成用信号変換回路によって駆動されて磁界を発生する磁界発生素子部と、前記磁気抵抗素子およびこの磁気抵抗素子の抵抗値を検出するための導体部等を有する抵抗値検出素子部との素子対を含んで構成される送受信系統を複数系統備えていることを特徴とする(4)の電子回路装置。 (5) The interface circuit unit is driven by a drive current generation signal conversion circuit that generates a drive current for causing a magnetic field that changes according to digital data to be transmitted to act on the magnetoresistive element to generate a magnetic field. A plurality of transmission / reception systems each including an element pair of a generation element section and a resistance value detection element section having a conductor section and the like for detecting the magnetoresistive element and the resistance value of the magnetoresistive element are provided. (4) Electronic circuit apparatus characterized by the above-mentioned.
上記(5)の電子回路装置では、(4)の電子回路装置において特に、インターフェース回路部は、送信するデジタルデータに応じて変化する磁界を前記磁気抵抗素子に作用させるための駆動電流を生起する駆動電流生成用信号変換回路によって駆動されて磁界を発生する磁界発生素子部と、磁気抵抗素子およびこの磁気抵抗素子の抵抗値を検出するための導体部等を有する抵抗値検出素子部との素子対を含んで構成される送受信系統を複数系統備えているため、これら複数の素子対を含んで構成される複数系統の伝送路によって前段側回路モジュールから後段側回路モジュールへと信号(デジタルデータ)の伝送が並列
に且つ非接触で行なわれ得る。両回路モジュール間で高速のデータ授受が行われ得る。
In the electronic circuit device of (5), particularly in the electronic circuit device of (4), the interface circuit unit generates a drive current for causing the magnetic resistance element to act on a magnetic field that changes according to digital data to be transmitted. A magnetic field generating element unit that is driven by a drive current generation signal conversion circuit to generate a magnetic field, and a resistance value detecting element unit having a magnetoresistive element and a conductor part for detecting the resistance value of the magnetoresistive element Since multiple transmission / reception systems including pairs are provided, signals (digital data) are transmitted from the front-side circuit module to the rear-side circuit module through a plurality of transmission lines including the plurality of element pairs. Can be transmitted in parallel and contactlessly. High-speed data exchange can be performed between both circuit modules.
(6)前記磁界発生素子部は前記第1の回路モジュールと一体的に構成され、且つ、前記抵抗値検出素子部は前記第2の回路モジュールと一体的に構成されていることを特徴とする(4)の電子回路装置。
上記(6)の電子回路装置では、(4)の電子回路装置において特に、磁界発生素子部は第1の回路モジュールと一体的に構成され、且つ、抵抗値検出素子部は第2の回路モジュールと一体的に構成されているため、全体として小型化が図られる。
(6) The magnetic field generating element unit is configured integrally with the first circuit module, and the resistance value detecting element unit is configured integrally with the second circuit module. (4) Electronic circuit device.
In the electronic circuit device of (6), particularly in the electronic circuit device of (4), the magnetic field generating element unit is configured integrally with the first circuit module, and the resistance value detecting element unit is the second circuit module. Therefore, the overall size can be reduced.
(7)前記第1の回路モジュールは、送信するデジタルデータに応じて変化する磁界を前記インターフェース回路部の第2の磁気抵抗素子に作用させるための駆動電流を生起する第1の駆動電流生成用信号変換回路と、前記第2の回路モジュールから送信されるデジタルデータに対応した磁界によって変化する前記インターフェース回路部の第1の磁気抵抗素子における抵抗値の変化を検出する第1の抵抗値検出用信号変換回路とを備え、且つ、前記第2の回路モジュールは、送信するデジタルデータに応じて変化する磁界を前記インターフェース回路部の第1の磁気抵抗素子に作用させるための駆動電流を生起する第2の駆動電流生成用信号変換回路と、前記第1の回路モジュールから送信されるデジタルデータに対応した磁界によって変化する前記インターフェース回路部の第2の磁気抵抗素子における抵抗値の変化を検出する第2の抵抗値検出用信号変換回路とを備えて構成されていることを特徴とする(1)の電子回路装置。 (7) The first circuit module generates a first drive current for generating a drive current for causing a magnetic field that changes according to digital data to be transmitted to act on the second magnetoresistive element of the interface circuit unit. First resistance value detection for detecting a change in resistance value in the first magnetoresistive element of the interface circuit section that changes due to a magnetic field corresponding to the digital data transmitted from the signal conversion circuit and the second circuit module A signal conversion circuit, and the second circuit module generates a drive current for causing a magnetic field that changes according to digital data to be transmitted to act on the first magnetoresistive element of the interface circuit unit. 2 driving current generation signal conversion circuit and a magnetic field corresponding to digital data transmitted from the first circuit module. (2) An electronic circuit device according to (1), further comprising: a second resistance value detection signal conversion circuit that detects a change in resistance value of the second magnetoresistive element of the interface circuit unit. .
上記(7)の電子回路装置では、(1)の電子回路装置において特に、第1の回路モジュール側では、第1の駆動電流生成用信号変換回路を通して送信するデジタルデータに応じて第2の磁気抵抗素子に作用させる磁界に変調を与えるようにして送信するデジタルデータを送り出す一方、第1の抵抗値検出用信号変換回路を通して第2の回路モジュールから送信されるてくるデジタルデータを第1の磁気抵抗素子における抵抗値の変化として検出することによって当該デジタルデータを受信する。 In the electronic circuit device of (7), particularly in the electronic circuit device of (1), on the first circuit module side, the second magnetic field is generated according to the digital data transmitted through the first drive current generation signal conversion circuit. The digital data to be transmitted is sent out so as to modulate the magnetic field applied to the resistance element, while the digital data transmitted from the second circuit module through the first resistance value detection signal conversion circuit is sent to the first magnetic field. The digital data is received by detecting the change in the resistance value of the resistance element.
同様に、第2の回路モジュール側では、第2の駆動電流生成用信号変換回路を通して送信するデジタルデータに応じて第1の磁気抵抗素子に作用させる磁界に変調を与えるようにして送信するデジタルデータを送り出す一方、第2の抵抗値検出用信号変換回路を通して第1の回路モジュールから送信されるてくるデジタルデータを第2の磁気抵抗素子における抵抗値の変化として検出することによって当該デジタルデータを受信する。
以上のようにして、第1の回路モジュール側と第2の回路モジュール側とで、双方向の信号(デジタルデータ)の授受が行われ得る。
Similarly, on the second circuit module side, the digital data transmitted so as to modulate the magnetic field applied to the first magnetoresistive element in accordance with the digital data transmitted through the second drive current generation signal conversion circuit. On the other hand, digital data transmitted from the first circuit module through the second resistance value detection signal conversion circuit is detected as a change in resistance value in the second magnetoresistive element, and the digital data is received. To do.
As described above, bidirectional signals (digital data) can be exchanged between the first circuit module side and the second circuit module side.
(8)前記インターフェース回路部は、前記第1の駆動電流生成用信号変換回路によって駆動されて磁界を発生する第1の磁界発生素子部と、前記第2の磁気抵抗素子およびこの第2の磁気抵抗素子の抵抗値を検出するための導体部等を有する第1の抵抗値検出素子部との第1の素子対と、前記第2の駆動電流生成用信号変換回路によって駆動されて磁界を発生する第2の磁界発生素子部と、前記第1の磁気抵抗素子およびこの第1の磁気抵抗素子の抵抗値を検出するための導体部等を有する第2の抵抗値検出素子部との第2の素子対との双方の素子対を含んで構成される送受信系統を複数系統備えていることを特徴とする(7)の電子回路装置。 (8) The interface circuit section is driven by the first drive current generation signal conversion circuit to generate a magnetic field, the second magnetic resistance element, and the second magnetic resistance element. A magnetic field is generated by being driven by the first element pair of the first resistance value detecting element part having a conductor part or the like for detecting the resistance value of the resistance element and the second drive current generating signal conversion circuit. And a second magnetic field generating element section, a second resistance value detecting element section having a first magnetoresistive element and a conductor section for detecting a resistance value of the first magnetoresistive element. (7) The electronic circuit device according to (7), comprising a plurality of transmission / reception systems including both element pairs.
上記(8)の電子回路装置では、(7)の電子回路装置において特に、インターフェース回路部は、第1の駆動電流生成用信号変換回路によって駆動されて磁界を発生する第1の磁界発生素子部と、第2の磁気抵抗素子およびこの第2の磁気抵抗素子の抵抗値を検出するための導体部等を有する第1の抵抗値検出素子部との第1の素子対と、第2の駆動電流生成用信号変換回路によって駆動されて磁界を発生する第2の磁界発生素子部と、第1
の磁気抵抗素子およびこの第1の磁気抵抗素子の抵抗値を検出するための導体部等を有する第2の抵抗値検出素子部との第2の素子対との双方の素子対を含んで構成される送受信系統を複数系統備えているため、これら複数の素子対を含んで構成される複数系統の伝送路によって第1の回路モジュール側と第2の回路モジュール側とで、双方向の信号(デジタルデータ)の伝送が並列に且つ非接触で行なわれ得る。両回路モジュール間で高速のデータ授受が行われ得る。
In the electronic circuit device of (8), particularly in the electronic circuit device of (7), the interface circuit unit is driven by the first drive current generation signal conversion circuit and generates a magnetic field. A first element pair of the second resistance element and a first resistance value detection element section having a conductor section for detecting the resistance value of the second magnetoresistance element and the second magnetoresistance element, and a second drive A second magnetic field generating element unit that is driven by the signal generating circuit for current generation and generates a magnetic field;
And a second resistance value detection element section having a conductor section for detecting a resistance value of the first magnetoresistance element and a second element pair. Since a plurality of transmission / reception systems are provided, bidirectional signals (in the first circuit module side and the second circuit module side) are transmitted by a plurality of transmission paths including a plurality of element pairs. Digital data) can be transmitted in parallel and contactlessly. High-speed data exchange can be performed between both circuit modules.
(9)前記磁気抵抗素子は、TMR、GMR、CPP−GMRの何れかであることを特徴とする(1)乃至(8)の何れか一の電子回路装置。
上記(9)の電子回路装置では、(1)乃至(8)の何れか一の電子回路装置において特に、磁気抵抗素子は、TMR、GMR、CPP−GMRの何れかであるため、効率の良い信号(デジタルデータ)の伝送が行われ得る。
(9) The electronic circuit device according to any one of (1) to (8), wherein the magnetoresistive element is any one of TMR, GMR, and CPP-GMR.
In the electronic circuit device of the above (9), in particular, in the electronic circuit device of any one of (1) to (8), the magnetoresistive element is any of TMR, GMR, and CPP-GMR, so that the efficiency is high. Transmission of signals (digital data) can be performed.
(10)前記第1の回路モジュールはマイクロプロセッサであることを特徴とする(1)乃至(8)の何れか一の電子回路装置。
上記(10)の電子回路装置では、(1)乃至(8)の何れか一の電子回路装置において特に、第1の回路モジュールたるマイクロプロセッサと他の第2の回路モジュールとの間で的確且つ効率の良い信号(デジタルデータ)の伝送が行われ得る。
(10) The electronic circuit device according to any one of (1) to (8), wherein the first circuit module is a microprocessor.
In the electronic circuit device of the above (10), particularly in the electronic circuit device of any one of (1) to (8), particularly between the microprocessor as the first circuit module and the other second circuit module. An efficient signal (digital data) can be transmitted.
(11)前記第2の回路モジュールはメモリであることを特徴とする(1)乃至(8)の何れか一の電子回路装置。
上記(11)の電子回路装置では、(1)乃至(8)の何れか一の電子回路装置において特に、第2の回路モジュールたるメモリと、例えばマイクロプロセッサであり得る第1の回路モジュールとの間で的確且つ効率の良い信号(デジタルデータ)の伝送が行われ得る。
(11) The electronic circuit device according to any one of (1) to (8), wherein the second circuit module is a memory.
In the electronic circuit device of the above (11), in particular, in the electronic circuit device of any one of (1) to (8), a memory as a second circuit module and a first circuit module that can be a microprocessor, for example. The signal (digital data) can be transmitted accurately and efficiently.
(12)前記第2の回路モジュールはASICであることを特徴とする(1)乃至(8)の何れか一の電子回路装置。
上記(12)の電子回路装置では、(1)乃至(8)の何れか一の電子回路装置において特に、第2の回路モジュールたる部分的にアナログ回路を含み得るASICと、例えばマイクロプロセッサであり得る第1の回路モジュールとの間で的確且つ効率の良い信号(デジタルデータ)の伝送が行われ得る。
(12) The electronic circuit device according to any one of (1) to (8), wherein the second circuit module is an ASIC.
In the electronic circuit device according to (12), in particular, in the electronic circuit device according to any one of (1) to (8), an ASIC that can partially include an analog circuit as a second circuit module, for example, a microprocessor. An accurate and efficient signal (digital data) can be transmitted to and from the obtained first circuit module.
(13)前記第2の回路モジュールはアナログICであることを特徴とする(1)乃至(8)の何れか一に記載の電子回路装置。
上記(13)の電子回路装置では、(1)乃至(8)の何れか一の電子回路装置において特に、第2の回路モジュールたるアナログIC(ADコンバータ、DAコンバータを含み得る)と、例えばマイクロプロセッサであり得る第1の回路モジュールとの間で的確且つ効率の良い信号(デジタルデータ)の伝送が行われ得る。
(13) The electronic circuit device according to any one of (1) to (8), wherein the second circuit module is an analog IC.
In the electronic circuit device of the above (13), in particular, in the electronic circuit device of any one of (1) to (8), an analog IC (which may include an AD converter and a DA converter) as a second circuit module, for example, a micro An accurate and efficient signal (digital data) can be transmitted to and from the first circuit module, which can be a processor.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。尚、以下に参照する図においては、便宜上、説明の主題となる要部は適宜誇張し、要部以外については適宜簡略化し乃至省略されている。
図1は、本発明の実施の形態としての電子回路装置を表す図である。図1において、この電子回路装置10は、マイクロプロセッサ111を主体に構成された第1の回路モジュール110と、メモリ121を主体に構成された第2の回路モジュール120とが、両者間のデータの授受を行うインターフェース回路部130(各個のインターフェース回路部131−1,131−2,…,131−nで構成されている)で結ばれて構成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings to be referred to below, for the sake of convenience, the main part that is the subject of the description is exaggerated as appropriate, and other than the main part is appropriately simplified or omitted.
FIG. 1 is a diagram showing an electronic circuit device as an embodiment of the present invention. In FIG. 1, this
各個のインターフェース回路部131−1,131−2,…,131−nは、それぞれ、後に図面を参照して詳述するように磁気抵抗素子を含みこの磁気抵抗素子に係る磁気抵抗効果を利用してデータの授受を行うように構成されている。
第1の回路モジュール110は、マイクロプロセッサ(図中、CPUと表記)111からメモリ121に向けて送信するデジタルデータに応じて変化する磁界をインターフェース回路部130の磁気抵抗素子に作用させるための駆動電流を生起する各駆動電流生成用信号変換回路112を備えている。尚、この駆動電流生成用信号変換回路112は、図中単に信号変換回路と略記された各個の駆動電流生成用信号変換回路112−1,112−2,…112−nの集合体として構成されている。
Each of the interface circuit units 131-1, 131-2,..., 131-n includes a magnetoresistive element and uses the magnetoresistive effect of the magnetoresistive element as will be described in detail later with reference to the drawings. It is configured to send and receive data.
The
一方、第2の回路モジュール120は、第1の回路モジュール110から送信されるデジタルデータに対応した磁界によって変化するインターフェース回路部130の磁気抵抗素子における抵抗値の変化を検出する各抵抗値検出用信号変換回路122を備えている。
尚、この抵抗値検出用信号変換回路122は、図中単に信号変換回路と略記された各個の抵抗値検出用信号変換回路122−1,122−2,…122−nの集合体として構成されている。
On the other hand, the
The resistance value detection
また、インターフェース回路部130は、第1の回路モジュール110(そのマイクロプロセッサ111)から送信するデジタルデータに応じて変化する磁界を磁気抵抗素子に作用させるための駆動電流を生起する上述の駆動電流生成用信号変換回路112−1,112−2,…112−nによって駆動されて磁界を発生する各磁界発生素子部13P−1,13P−2,…13P−nと、磁気抵抗素子およびこの磁気抵抗素子の抵抗値を検出するための導体部等を含む各抵抗値検出素子部13S−1,13S−2,…13S−nと、を含んで構成されている。
インターフェース回路部130では、各磁界発生素子部13P−1,13P−2,…13P−nおよび各抵抗値検出素子部13S−1,13S−2,…13S−nは、上述の順に各対応して素子対を構成し、これらの素子対による信号(デジタルデータ)の送受信系統が複数系統備えられている。
In addition, the
In the
図2は、例えば、第1の回路モジュール110から第2の回路モジュール120へといった如く、一方向へデータを転送する場合に適用される信号変換回路(駆動電流生成用信号変換回路および抵抗値検出用信号変換回路)およびインターフェース部の構成を表す概念図である。
図2における構成は、図1の構成における複数系統の信号伝送(転送)路のうちの一つを代表的に表しており、駆動電流生成用信号変換回路112から送出された信号がインターフェース回路部130を通して抵抗値検出用信号変換回路122側に転送される部分に該当する。
2 shows a signal conversion circuit (drive current generation signal conversion circuit and resistance value detection) applied when data is transferred in one direction, for example, from the
The configuration in FIG. 2 representatively represents one of a plurality of signal transmission (transfer) paths in the configuration in FIG. 1, and the signal sent from the drive current generation
駆動電流生成用信号変換回路112には、2つの定電流電源CCS1およびCCS2が設けられ、これら2つの定電流電源CCS1およびCCS2から各対応する接地電位に向けて流れる電流の方向が各定電流電源CCS1、CCS2に対応して設けられた切換スイッチCOS1およびCOS2によって切り換えられる。この切り換えは、切換制御回路114によって制御される。切換制御回路114における切換え制御動作は、データ入力端子INに供給される第1の回路モジュール110から送出される信号(デジタルデータの「0」「1」の切換り)に応じて行われる。
このように切り換え制御される電流は、上述の駆動電流として、インターフェース回路部130の磁界発生素子部13Pとしての導体13Pwを流れ、この導体13Pwの周囲に電流の向きと大きさに対応した磁界が発生する。
The drive current generation
The current thus controlled for switching flows through the conductor 13Pw as the magnetic field generating
このように生起した磁界は、磁気抵抗素子MR2およびこの磁気抵抗素子MR2の抵抗値を検出する回路である2本の導体13Sw1および13Sw2を含む抵抗値検出素子部13Sにおける当該磁気抵抗素子MR2に作用し、その抵抗値が磁界の状態に応じて変化する。この抵抗値の変化が抵抗値検出用信号変換回路122で検出され、磁気抵抗素子MR2の抵抗値に関する変調として信号(データ)の伝送が行われる。
抵抗値検出用信号変換回路122には、既述の2本の導体13Sw1および13Sw2を通して磁気抵抗素子MR2の抵抗値を検出するセンスアンプ122aが設けられ、このセンスアンプ122aの出力端子が受信信号の出力端子たるデータ出力端子OUTとされている。
The magnetic field generated in this way acts on the magnetoresistive element MR2 in the resistance value detecting
The resistance value detection
図3は、例えば、第1の回路モジュール110から第2の回路モジュール120へ、および、第2の回路モジュール120から第1の回路モジュール110へ、といった如く、双方向へデータを転送する場合に適用される信号変換回路(駆動電流生成用信号変換回路および抵抗値検出用信号変換回路)およびインターフェース部の構成を表す概念図である。
図3における構成も、図2について上述したところと同様に、図1の構成における複数系統の信号伝送(転送)路のうちの一つを代表的に表している。
FIG. 3 shows a case where data is transferred in both directions, for example, from the
The configuration in FIG. 3 also representatively represents one of a plurality of signal transmission (transfer) paths in the configuration in FIG. 1, as described above with reference to FIG.
但し、この図3の構成では、第1の回路モジュール110側の駆動電流生成用信号変換回路112から送出された信号がインターフェース回路部130を通して第2の回路モジュール120側の抵抗値検出用信号変換回路122側に転送される一方向の信号の伝送と、これと反対向きの、第2の回路モジュール120側の駆動電流生成用信号変換回路162から送出された信号がインターフェース回路部130を通して第1の回路モジュール120側の抵抗値検出用信号変換回路141に伝送される系統が併設されて、双方向での信号の伝送が行われるように構成されている。
However, in the configuration of FIG. 3, the signal sent from the drive current generation
図3において、図2との対応部は同一の参照符号を附して示し、解説を俟たない事項については各個の説明は省略する。
第1の回路モジュール110側の駆動電流生成用信号変換回路112から送出された信号がインターフェース回路部130を通して第2の回路モジュール120側の抵抗値検出用信号変換回路122側に転送される一方向の信号の伝送系統については、図2を参照して説明した構成と略同様であるが、双方向のデータの授受を行うための構成について若干相違する。
3, parts corresponding to those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and description of each part is omitted for matters that are not described.
A direction in which the signal sent from the drive current generation
即ち、駆動電流生成用信号変換回路112には、2つの定電流電源CCS1およびCCS2が設けられ、これら2つの定電流電源CCS1およびCCS2から各対応する接地電位に向けて流れる電流の方向が各定電流電源CCS1、CCS2に対応して設けられた切換スイッチCOS1およびCOS2によって切り換えられる。
この切り換えは、切換制御回路114によって制御される。切換制御回路114における切換え制御動作は、入出力切換え制御回路COC1から供給される信号に応じて実行される。入出力切換え制御回路COC1はデータ入力端子IN1とデータ出力端子OUT1とを有しこれらの端子を通してのデータの入出力に関する切換え制御動作を行うように構成されている。
That is, the drive current generation
This switching is controlled by the switching
即ち、第1の回路モジュール110側から第2の回路モジュール120側へと信号を伝送する(第1の回路モジュール110側から見て)送信モード時には、データ入力端子IN1に供給される第1の回路モジュール110から送出されるべき信号(デジタルデータの「0」「1」の切換り)が入出力切換え制御回路COC1を通して切換制御回路114に供給され、切換制御回路114は、該供給された信号に基づいて、図2を参照して既述のように、磁界発生素子部13Pとしての導体13Pwを流れる駆動電流を当該信号に対
応した方向に切換える。
That is, in the transmission mode in which a signal is transmitted from the
このように送出すべきデータに応じて電流の向きが反転するように変調される駆動電流によって、発生する磁界も変化し、該磁界の変化に応じて抵抗値が変化する磁気抵抗素子MR2の抵抗値が変調されて、第2の回路モジュール120側へと信号が伝送される。
この場合、磁気抵抗素子MR2の抵抗値は、磁気抵抗素子MR2およびこの磁気抵抗素子MR2の抵抗値を検出する回路である2本の導体13Sw1および13Sw2を含む抵抗値検出素子部13Sにおける当該磁気抵抗素子MR2の抵抗値が抵抗値検出用信号変換回路122(同回路におけるセンスアンプ122a)で検出されることによって信号(データ)の伝送が行われる。
In this way, the generated magnetic field also changes due to the drive current modulated so that the direction of the current is reversed according to the data to be transmitted, and the resistance of the magnetoresistive element MR2 whose resistance value changes according to the change in the magnetic field. The value is modulated and a signal is transmitted to the
In this case, the resistance value of the magnetoresistive element MR2 corresponds to the magnetoresistive element MR2 and the resistance value detecting
抵抗値検出用信号変換回路122(センスアンプ122a)の出力は、入出力切換え制御回路COC2を通して切換えられて選択的に受信側(例えば、第2の回路モジュール120側)で受信されることになる。
この入出力切換え制御回路COC2も既述の入出力切換え制御回路COC1と同様に、データ入力端子IN2とデータ出力端子OUT2とを有しこれらの端子を通してのデータの入出力に関する切換え制御動作を行う。
The output of the resistance value detection signal conversion circuit 122 (
This input / output switching control circuit COC2 has a data input terminal IN2 and a data output terminal OUT2 as well as the above-described input / output switching control circuit COC1, and performs a switching control operation related to input / output of data through these terminals.
即ち、第2の回路モジュール120側に視座を転ずれば、第1の回路モジュール110側から第2の回路モジュール120側へと信号を伝送する(第2の回路モジュール120側から見て)受信モード時には、センスアンプ122aから出力されるデータがデータ出力端子OUT2から出力され第2の回路モジュール120側に受信データとして供給される。
That is, if the viewpoint is turned to the
次に、第1の回路モジュール110側に視座を戻せば、第2の回路モジュール120側から第1の回路モジュール110側へと信号を伝送する(第1の回路モジュール110側から見て)受信モード時には、データ入力端子IN2に供給される第2の回路モジュール120から送出されるべき信号(デジタルデータの「0」「1」の切換り)が入出力切換え制御回路COC2を通して切換制御回路124に供給され、切換制御回路124は該供給された信号に基づいて、磁界発生素子部13Sとして機能するときの導体13Sw2を当該信号に対応した方向に切換りながら駆動電流が流れ、この駆動電流によって発生する磁界に応じて抵抗値が変化する磁気抵抗素子MR1の抵抗値が変調されて第1の回路モジュール110側へと信号が伝送される。
Next, if the seat is returned to the
このように流れる方向が切換る駆動電流を発生する第2の回路モジュール120側の駆動電流生成用信号変換回路162には、2つの定電流電源CCS1−aおよびCCS2−aが設けられ、これら2つの定電流電源CCS1−aおよびCCS2−aから各対応する接地電位に向けて流れる電流の方向が各定電流電源CCS1−a、CCS2−aに対応して設けられた切換スイッチCOS1−aおよびCOS2−aによって切り換えられる。
The drive current generation
この切り換えは、切換制御回路124によって制御される。切換制御回路124における切換え制御動作は、データ入力端子IN2とデータ出力端子OUT2とを有しこれらの端子を通してのデータの入出力に関する切換え制御動作を行う入出力切換え制御回路COC2から供給される信号(データ入力端子IN2を通して供給される信号)に応じて実行される。
This switching is controlled by the switching
上述のようにしてデータ入力端子IN2を通して供給される信号に応じて変調される磁気抵抗素子MR1の抵抗値は、磁気抵抗素子MR1およびこの磁気抵抗素子MR1の抵抗値を検出する回路である2本の導体13Pw1および13Pw2を含む抵抗値検出素子部13Pにおける当該磁気抵抗素子MR2の抵抗値が抵抗値検出用信号変換回路141(同
回路におけるセンスアンプ141a)で検出されることによって信号(データ)の伝送が行われる。
抵抗値検出用信号変換回路141(センスアンプ141a)の出力は、入出力切換え制御回路COC1を通して切換えられて選択的に受信側(この場合は、第1の回路モジュール110側)で受信されることになる。
The resistance value of the magnetoresistive element MR1 modulated in accordance with the signal supplied through the data input terminal IN2 as described above is the magnetoresistive element MR1 and two circuits that detect the resistance value of the magnetoresistive element MR1. When the resistance value of the magnetoresistive element MR2 in the resistance value detecting
The output of the resistance value detection signal conversion circuit 141 (
図4は、2つの半導体チップと該半導体チップ間に形成されたインターフェース回路部とを含んで構成される本発明の実施の形態を表す概念図である。図4において、向かい合わせて配置する2つの半導体チップのうちの一方は、例えば、図1乃至図2を参照して説明した本発明の電子回路装置における第1の回路モジュールに相応する第1の半導体チップ11であり、他方は、図1乃至図2を参照して説明した本発明の電子回路装置における第2の回路モジュールに相応する第2の半導体チップ21である。
FIG. 4 is a conceptual diagram showing an embodiment of the present invention configured to include two semiconductor chips and an interface circuit section formed between the semiconductor chips. In FIG. 4, one of the two semiconductor chips arranged facing each other is, for example, a first corresponding to the first circuit module in the electronic circuit device of the present invention described with reference to FIGS. The other is the
第1の半導体チップ11から第2の半導体チップ21に種々のデータを伝送するべく、第1の半導体チップ11および第2の半導体チップ21の両者における各対応部位に形成された複数の線条の導体でなるI/Oライン12−1,12−2,…,12−n、および、21−1,21−2,…,21−nの各部において、チップ11、21は図中矢線図示のように両者を変位させて相互に対応するI/Oライン同士が対向するように重ね合わされる。
In order to transmit various data from the
第1の半導体チップ11側にはデータが伝送されるI/Oラインが配置されているだけであるが、第2の半導体チップ21側には磁気抵抗素子としての、磁気抵抗比の大きい、例えばTMR(Tunneling Magneto Resistance)素子MR2−1,MR2−2,…,MR2−nが各対応するI/Oラインに附加されている。
相互に対応するI/Oライン同士が対向するように重ね合わさられた状態で、第1の半導体チップ11側の各I/Oライン12−1,12−2,…,12−nは、図2を参照して説明した磁界発生素子部に該当し、また、第2の半導体チップ21側の各I/Oライン21−1,21−2,…,21−nとこれらに各附加された磁気抵抗素子MR2−1,MR2−2,…,MR2−nが図2を参照して説明した抵抗値検出素子部に該当する。
Only the I / O line for transmitting data is arranged on the
Each of the I / O lines 12-1, 12-2,..., 12-n on the
図5は、図4における第1の半導体チップ11および第2の半導体チップ21が重ね合わされた状態を断面方向から見た図である。即ち、図5(A)は、図4を参照して説明したI/Oライン12−1,12−2,…,12−n、および、21−1,21−2,…,21−n同士が対向している状況を示している。
第1の半導体チップ11側では半導体基板上にI/Oライン12−1,12−2,…,12−n(図5では代表的に12−m)が形成されるが、第2の半導体チップ21側では半導体基板上に2本のI/Oラインが積層方向に2本(図2では、13SW1,13SW2)形成されており、これら2本のライン(13SW1,13SW2)の間にTMR素子MR2が形成されている。
FIG. 5 is a view of the state in which the
On the
第1の半導体チップ11のI/Oライン(12−m)と第2の半導体チップ21のI/Oライン(13SW1)との両者が対向する各面には、それぞれ、保護層12g,13gが形成されている。
図5(B)は、図5(A)のTMR素子部を拡大してその構造について説明するための図である。図示の、2つの金属磁性体層、即ち、フリー層FLおよびピンド層PLを絶縁層BLを介して積層された構造になっており、ピンド層PLは磁区が一定方向に固定されている磁性体であり、フリー層FLは外部磁界により容易に磁区方向を変化させることが可能な磁性体である。
FIG. 5B is an enlarged view for explaining the structure of the TMR element portion of FIG. The illustrated two metal magnetic layers, that is, a structure in which a free layer FL and a pinned layer PL are laminated via an insulating layer BL, and the pinned layer PL is a magnetic body in which magnetic domains are fixed in a certain direction. The free layer FL is a magnetic body that can easily change the magnetic domain direction by an external magnetic field.
図5(A)において上向きの実線図示の矢線は第1の半導体チップ11側から第2の半
導体チップ21側へデータ「0」を伝送する場合に、第1の半導体チップ11側のI/Oライン(12−m)に流す駆動電流の方向を表している。
実線の矢線図示のように上向き方向に駆動電流が流れた場合には、データ「0」を表すものとし、この駆動電流によって磁界が生起することによって(円弧状に実線で矢線図示)、第2の半導体チップ21側のTMR素子(MR2)では該生起した磁界を感知して、TMR素子(MR2)のフリー層FLの磁区が該磁界に従って向けられる。
In FIG. 5A, an upward solid arrow indicates an I / O on the
When the drive current flows in the upward direction as shown by the solid line arrow, the data represents “0”, and a magnetic field is generated by this drive current (indicated by the solid line in the arc shape), The TMR element (MR2) on the
上記の実線の矢線図示のように駆動電流を想定した場合ではTMR素子のピンド層PLの磁区とフリー層FLの磁区とが同一方向の平行状態となるため2本のライン13SW1,13SW2間の抵抗値は低くなる。磁気抵抗素子MR2の抵抗値を検出する回路である2本のライン(導体)13Sw1および13Sw2間の抵抗値Raをセンスアンプ等で測定することにより、データ「0」を検出することができる。 Assuming that the drive current is assumed as shown by the solid arrow in the above, the magnetic domain of the pinned layer PL of the TMR element and the magnetic domain of the free layer FL are in a parallel state in the same direction, and therefore between the two lines 13SW1 and 13SW2. The resistance value is lowered. Data “0” can be detected by measuring the resistance value Ra between two lines (conductors) 13Sw1 and 13Sw2, which is a circuit for detecting the resistance value of the magnetoresistive element MR2, with a sense amplifier or the like.
一方、図5(A)において下向きの破線図示の矢線は第1の半導体チップ11側から第2の半導体チップ21側へデータ「1」を伝送する場合に、第1の半導体チップ11側のI/Oライン(12−m)に流す駆動電流の方向を表している。
破線の矢線図示のように下向き方向に駆動電流が流れた場合には、データ「1」を表すものとし、この駆動電流によって磁界が生起することによって(円弧状に破線で矢線図示)、第2の半導体チップ21側のTMR素子(MR2)では該生起した磁界を感知して、TMR素子(MR2)のフリー層FLの磁区が該磁界に従って向けられる。
上記の破線の矢線図示のように駆動電流を想定した場合ではTMR素子のピンド層PLの磁区とフリー層FLの磁区とが反対方向の反平行状態となるため2本のライン13SW1,13SW2間の抵抗値は高くなる。磁気抵抗素子MR2の抵抗値を検出する回路である2本のライン(導体)13Sw1および13Sw2間の抵抗値Rbをセンスアンプ等で測定することにより、データ「1」を検出することができる。
上記において、TMR素子の特性上、必ずRb>Raとなる。
On the other hand, in FIG. 5A, a downward broken arrow indicates that the data “1” is transmitted from the
When the drive current flows in the downward direction as shown by the broken arrow, the data represents “1”, and a magnetic field is generated by the drive current (indicated by the broken line in the arc). The TMR element (MR2) on the
In the case where the drive current is assumed as shown by the broken arrow in the above line, the magnetic domain of the pinned layer PL of the TMR element and the magnetic domain of the free layer FL are in an antiparallel state in opposite directions, and thus between the two lines 13SW1 and 13SW2. The resistance value of becomes high. Data “1” can be detected by measuring the resistance value Rb between two lines (conductors) 13Sw1 and 13Sw2, which is a circuit for detecting the resistance value of the magnetoresistive element MR2, with a sense amplifier or the like.
In the above, Rb> Ra is always satisfied due to the characteristics of the TMR element.
図6は、図3におけるように第1の半導体チップ11および第2の半導体チップ21間で双方向で信号(データ)の授受を行い得るように構成した場合の磁界発生素子部および抵抗値検出素子部の近傍を含む部分を断面方向から見た図である。
図6において、既述の図3乃至図5との対応部は同一の参照符号を附して示し、これらについての説明は省略するが、この構成により第1の半導体チップ11および第2の半導体チップ21間の双方で信号(データ)の送受信が可能となる。尚、図3では便宜上、送信する側の信号に応じた駆動電流を流すについて相手方から遠い方の導体に電流を流す如く図示したが、変換効率を考慮すれば、駆動電流を流すには相手側に近い側のライン(13PW1,13SW1)を用いることが好ましい。
FIG. 6 shows a magnetic field generating element section and resistance value detection in a case where signals (data) can be exchanged bidirectionally between the
In FIG. 6, the corresponding parts to those in FIGS. 3 to 5 described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. With this configuration, the
以上、図面を参照して説明した本発明の実施の形態としての電子回路装置では、第1の回路モジュール(110)と第2の回路モジュール(120)とが、両者間のデータの授受を行うインターフェース回路部(130)で結ばれ、このインターフェース回路部(130)は磁気抵抗素子(MR2)を含み磁気抵抗素子に係る磁気抵抗効果を利用してデータの授受を行うように構成されているため、非接触で、且つ、比較的大きいコイル等の小型化を阻害するような要素を含まずに構成できるため、全体として小型化が図られ、且つ、省電力化も図ることができる。
また、駆動電流を流す導線である磁界発生素子部(13Pa)で生起された磁界によって磁気抵抗素子(MR2)に発生する抵抗値の変化がこの磁気抵抗素子を含む抵抗値検出素子部(13S−m)から検出され、前段側回路モジュールから後段側回路モジュールへと信号(デジタルデータ)の伝送が非接触で行なわれる。
As described above, in the electronic circuit device according to the embodiment of the present invention described with reference to the drawings, the first circuit module (110) and the second circuit module (120) exchange data between them. Since the interface circuit unit (130) includes the magnetoresistive element (MR2), the interface circuit unit (130) is configured to exchange data using the magnetoresistive effect of the magnetoresistive element. In addition, since it can be configured without including non-contact and relatively small coils and other elements that hinder downsizing, downsizing can be achieved as a whole, and power can be saved.
In addition, a change in the resistance value generated in the magnetoresistive element (MR2) due to the magnetic field generated in the magnetic field generating element part (13Pa) that is a conducting wire for passing a drive current is a resistance value detecting element part (13S-) including this magnetoresistive element. m), and a signal (digital data) is transmitted in a non-contact manner from the front-stage circuit module to the rear-stage circuit module.
また、一つの実施の形態では、インターフェース回路部130は、送信するデジタルデ
ータに応じて変化する磁界を記磁気抵抗素子(MR2)に作用させるための駆動電流を生起する駆動電流生成用信号変換回路によって駆動されて磁界を発生する磁界発生素子部と、前記磁気抵抗素子およびこの磁気抵抗素子の抵抗値を検出するための導体部等を有する抵抗値検出素子部との素子対を含んで構成される送受信系統を複数系統備えているため、これら複数の素子対を含んで構成される複数形等の信号(デジタルデータ)伝送路によって前段側回路モジュールから後段側回路モジュールへと信号(デジタルデータ)の伝送が並列に且つ非接触で行なわれ得、且つ、両回路モジュール間で高速のデータ授受が行われ得る。
In one embodiment, the
図7は、複数の回路モジュールをインターフェース部で結合させた本発明の電子回路装置における種々の実施の形態を表す概念図である。
図7(A)は、第1の回路モジュール110としてマイクロプロセッサ111を主体に構成された半導体モジュールSCM上に白抜きの矢線で象徴的に表されたインターフェース回路部130を介してメモリ121を主体に構成された第2の回路モジュール120として半導体モジュールMDMが結合(該当する両者が物理的に固定された関係に接合される場合に限定されず、情報の授受を行い得る状態に設定される意を包摂する。以下同様。)された例である。
FIG. 7 is a conceptual diagram showing various embodiments in the electronic circuit device of the present invention in which a plurality of circuit modules are coupled by an interface unit.
FIG. 7A shows the
図7(B)は、第1の回路モジュール110としてマイクロプロセッサ111を主体に構成された半導体モジュールSCM上に白抜きの矢線で象徴的に表されたインターフェース回路部130を介してアナログICを主体に構成された第2の回路モジュール120としての半導体モジュールADMが結合された例である。
図7(C)は、第1の回路モジュール110としてマイクロプロセッサ111を主体に構成された半導体モジュールSCM上に白抜きの矢線で象徴的に表されたインターフェース回路部130をそれぞれ介してメモリ121を主体に構成された第2の回路モジュール120として、半導体モジュールMDM、および、アナログ回路を含んで構成されることを可とするASIC(Application Specific Integrated Circuit)ASCとが結合された例である。
FIG. 7B shows an analog IC via the
FIG. 7C shows the
以上、図7を参照して説明した例では、回路モジュール間での効率の良い信号(デジタルデータ)の伝送が行われ得る。
次に、本発明の実施の形態における磁気抵抗素子を利用した信号(データ)の伝送(転送乃至情報的結合)の特質に関して附言する。
従来チップ間のデータ通信についてはコイルを対向させて行っていたが(既述の特許文献1等)、受信側について磁気抵抗素子を使用したことを特徴としている。磁気抵抗素子は現在GMR、TMRといわれるものが特にハードディスク装置で使用されている。尚、本発明にはCPP−GMRを適用してもよい。
As described above, in the example described with reference to FIG. 7, efficient signal (digital data) transmission can be performed between circuit modules.
Next, the characteristics of signal (data) transmission (transfer or information coupling) using the magnetoresistive element in the embodiment of the present invention will be added.
Conventionally, data communication between chips has been performed with the coils facing each other (the above-mentioned
GMRは、基板の面方向に対して金属軟磁性体、良導体、金属硬磁性体を並べた構造で面方向において外部磁場に対して抵抗変化を起こす。
TMRは、基板に対して垂直方向に金属軟磁性体、絶縁体、金属硬磁性体を積層した構造で積層方向において外部磁場に対して抵抗変化を起こす。
これらの磁気抵抗素子は外部磁場に対して20〜200%の抵抗変化を起こすので、この抵抗変化をセンスアンプで検出してデジタル信号に変換し、受信データとする。
The GMR has a structure in which a metal soft magnetic material, a good conductor, and a metal hard magnetic material are arranged in the surface direction of the substrate, and causes a resistance change with respect to an external magnetic field in the surface direction.
The TMR has a structure in which a metal soft magnetic material, an insulator, and a metal hard magnetic material are stacked in a direction perpendicular to the substrate, and causes a resistance change with respect to an external magnetic field in the stacking direction.
Since these magnetoresistive elements cause a resistance change of 20 to 200% with respect to an external magnetic field, the resistance change is detected by a sense amplifier and converted into a digital signal to be received data.
この場合、センスアンプとしては簡単な構成としてはオペアンプによる反転増幅等が使用できる。
また、特にこれらの磁気抵抗素子はきわめて小さい磁界を検出できることが特長であり、送信側のコイルに流す電流値を小さくすることが可能となる。また、通信間距離を大きくすることも可能である。更に、磁界を生起させるために駆動電流を流す導体の形態につ
いても、条件により旋回型のコイルでなくても単なる直線上の配線導体であってもよく、これによりコイルパターンの小型化が可能となる。
In this case, inverting amplification by an operational amplifier or the like can be used as a simple configuration as the sense amplifier.
In particular, these magnetoresistive elements are characterized by being able to detect a very small magnetic field, and it is possible to reduce the value of the current flowing through the coil on the transmission side. It is also possible to increase the communication distance. Furthermore, the form of the conductor through which the drive current flows in order to generate the magnetic field may be a straight wiring conductor instead of a swivel coil depending on the conditions, which enables the coil pattern to be miniaturized. Become.
尚、以上においてはICベアチップ間のデータ通信について述べたが、この例にとどまらず、PCB等の基板上に回路モジュールを搭載するように構成してもよい。更にまた、磁気抵抗素子のみ独立して基板に形成し、このような基板をICベアチップ、あるいはPCB等に搭載して使用することも可能である。 Although the data communication between IC bare chips has been described above, the present invention is not limited to this example, and a circuit module may be mounted on a substrate such as a PCB. Furthermore, only the magnetoresistive element can be independently formed on a substrate, and such a substrate can be mounted on an IC bare chip or a PCB for use.
本発明の実施の形態によって次のような効果が得られる。即ち、
(a)ICベアチップ間の通信部に形成される素子面積を小型化できる。
(b)小型化により更なるデータ通信の並列化が可能になり更なる高速通信が可能となる。
(c)GMR素子、TMR素子等は磁気感度が高いため送信側の電力消費を低下させることが可能であり、且つ、通信間の距離を長くすることも可能である。
The following effects are obtained by the embodiment of the present invention. That is,
(A) The element area formed in the communication part between IC bare chips can be reduced in size.
(B) Further downsizing enables further parallelization of data communication and further high speed communication.
(C) Since the GMR element, the TMR element, and the like have high magnetic sensitivity, it is possible to reduce the power consumption on the transmission side and to increase the distance between communications.
10…電子回路装置 11…第1の半導体チップ 12−1〜12−n…I/Oライン 13P,13P−1〜13P−n…磁界発生素子部 13Pw…磁界発生素子部 13PW1,13PW2…導体 13S,13S−1〜13S−n…抵抗値検出素子部 13SW1,13SW2…I/Oライン 21…第2の半導体チップ 21−1〜21−n…I/Oライン 110…第1の回路モジュール 111…マイクロプロセッサ 112,112−1〜112−n…駆動電流生成用信号変換回路 114…切換制御回路 120…第2の回路モジュール 121…メモリ 122,122−1〜122−n…抵抗値検出用信号変換回路 122a…センスアンプ 124…切換制御回路 130,131−1〜131−n…インターフェース回路部 141…抵抗値検出用信号変換回路 141a…センスアンプ COC1,COC2…入出力切換え制御回路 MR1,MR2,MR2−1〜MR2−n…磁気抵抗素子
DESCRIPTION OF
Claims (13)
する第2の磁界発生素子部と、前記第1の磁気抵抗素子およびこの第1の磁気抵抗素子の抵抗値を検出するための導体部等を有する第2の抵抗値検出素子部との第2の素子対との双方の素子対を含んで構成される送受信系統を複数系統備えていることを特徴とする請求項7に記載の電子回路装置。 The interface circuit unit includes a first magnetic field generating element unit that is driven by the first drive current generating signal conversion circuit to generate a magnetic field, the second magnetoresistive element, and the second magnetoresistive element. A first element pair with a first resistance value detecting element part having a conductor part or the like for detecting a resistance value, and a second element that is driven by the second drive current generating signal conversion circuit to generate a magnetic field. A second element pair of the first magnetic resistance element and a second resistance value detecting element portion having a conductor portion for detecting the resistance value of the first magnetoresistive element and the first magnetoresistive element. The electronic circuit device according to claim 7, comprising a plurality of transmission / reception systems configured to include both element pairs.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006237370A JP2008060443A (en) | 2006-09-01 | 2006-09-01 | Electronic circuit device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006237370A JP2008060443A (en) | 2006-09-01 | 2006-09-01 | Electronic circuit device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008060443A true JP2008060443A (en) | 2008-03-13 |
Family
ID=39242807
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006237370A Withdrawn JP2008060443A (en) | 2006-09-01 | 2006-09-01 | Electronic circuit device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008060443A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010147221A (en) * | 2008-12-18 | 2010-07-01 | Hitachi Ltd | Semiconductor device |
US10324144B2 (en) | 2016-12-20 | 2019-06-18 | Infineon Technologies Austria Ag | Lateral transmission of signals across a galvanic isolation barrier |
-
2006
- 2006-09-01 JP JP2006237370A patent/JP2008060443A/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010147221A (en) * | 2008-12-18 | 2010-07-01 | Hitachi Ltd | Semiconductor device |
US10324144B2 (en) | 2016-12-20 | 2019-06-18 | Infineon Technologies Austria Ag | Lateral transmission of signals across a galvanic isolation barrier |
US10545199B2 (en) | 2016-12-20 | 2020-01-28 | Infineion Technologies Austria AG | Lateral transmission of signals across a galvanic isolation barrier |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5180634B2 (en) | Differential transmission line | |
JP6450864B2 (en) | Semiconductor device | |
JP5440837B2 (en) | Signal transmission device | |
US5402318A (en) | Semiconductor integrated circuit device | |
US10283699B2 (en) | Hall-effect sensor isolator | |
US20060176624A1 (en) | Electronic circuit | |
JP6429647B2 (en) | Semiconductor device | |
US20110150401A1 (en) | Optical wiring cable | |
JP2009520195A (en) | Magnetic field sensor arrangement and magnetic field non-contact measurement method | |
KR101184121B1 (en) | Electronic device | |
TWI254153B (en) | Photonic circuit board | |
CN203192791U (en) | Semiconductor device and communication system comprising same | |
JP2009224478A (en) | Tape wiring circuit board and semiconductor chip package | |
US20230099534A1 (en) | Semiconductor device | |
JP6415467B2 (en) | Wiring board and semiconductor module | |
JP2008109094A (en) | Element-mounting board and semiconductor module | |
WO2016157387A1 (en) | Semiconductor device | |
JP2008060443A (en) | Electronic circuit device | |
CN110226270A (en) | Optical module and CAN packaging part | |
US8390093B1 (en) | System and method of galvanic isolation in digital signal transfer integrated circuits utilizing conductivity modulation of semiconductor substrate | |
WO2010073832A1 (en) | Semiconductor package | |
CN101650381A (en) | Power conversion unit and current detection device thereof | |
JP2014090170A (en) | Low inductance flex bond with low thermal resistance | |
JP5193611B2 (en) | Semiconductor device | |
JP2006013083A (en) | Electronic module |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20091110 |