JPH1168033A - マルチチップモジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 無線により通信を行うことによって、安定し
て信号を伝えることを可能にする。 【解決手段】 第１の半導体素子１の内表面４に送信ア
ンテナとなる第１の配線12を形成し、さらに、この第１
の配線12の周囲を同じ配線層においてシールドするため
の第２の配線13を形成する。一方、第１の半導体素子１
の内表面４と対向する第２の半導体素子２の内表面５に
受信アンテナとなる第３の配線22を形成し、さらに、こ
の第３の配線22の周囲を同じ配線層においてシールドす
るための第４の配線23を形成する。この構成によって、
アンテナによって無線通信を行うことができるため、半
導体素子１，２間において非接触によって安定した信号
の授受が行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品を実装す
る実装分野におけるマルチチップモジュールに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】近年における電子機器は、ますます小型
化、高機能化されており、マルチチップモジュール化が
進行している。また、これらマルチチップモジュールの
なかに、半導体素子上に別の半導体素子を搭載した構成
のものも提案されている。以後、このようなマルチチッ
プモジュールを、通常の基板を用いたマルチチップモジ
ュールと区別するため、便宜上、システムモジュールと
呼ぶことにする。

【０００３】以下、図面を参照しながら、従来のシステ
ムモジュールの一例について説明する。

【０００４】図５は従来のシステムモジュールにおける
半導体素子接合部の断面図である。図５において、第１
の半導体素子101には複数の第１の金属突起103が形成さ
れ、また第２の半導体素子102には第１の金属突起103に
対応させて複数の第２の金属突起104が形成され、第１
の半導体素子101と第２の半導体素子102は対向隙間に入
れられた樹脂109によって固定されている。そして第１
の金属突起103と第２の金属突起104がそれぞれ当接する
ことによって電気的に接続されている。

【０００５】図６は図５のシステムモジュールにおける
半導体素子の等価回路図である。図６において、第１の
半導体素子101内で信号は、信号線105より第１の駆動回
路107を介して、第１の金属突起103に伝わる。第１の金
属突起103と第２の金属突起104とが電気的に接続されて
いるため、前記信号は、第２の金属突起104を介して第
２の半導体素子102内で第２の駆動回路108を通って、信
号線106へと伝わることになる。

【０００６】

【発明が解決使用とする課題】しかし、このような従来
の構成では、第１の金属突起103と第２の金属突起104が
樹脂109の状態により非接触の状態を引き起こし、電気
的な接続が安定せず、時として信号の伝達において誤動
作を生じることがあるという問題があった。

【０００７】そこで、本発明は、前記従来の問題を解決
し、金属突起による電気的接続を必要とすることなく、
安定した通信が行われるようにしたシステムモジュール
を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明のシステムモジュールは、第１の半導体素子
と、第２の半導体素子にアンテナとなる配線を設け、前
記第１の半導体素子と第２の半導体素子を対向させ、そ
れぞれの対応するアンテナを介して無線で通信を行うこ
とにより、従来のような金属突起による電気的接続を必
要とすることなく、信号を伝えることが可能になる。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、互いに対向する第１の半導体素子と第２の半導体素
子とにそれぞれアンテナとなる配線を設け、それぞれの
対応するアンテナを介して無線により通信可能にしたも
のであり、この構成によって、従来のような不安定な電
気的接続となるおそれのある金属突起による接続構造に
はならないため、安定した通信が行われる。

【００１０】請求項２に記載の発明は、前記アンテナが
形成される配線層と同じ配線層に、前記アンテナとなる
第１の配線の周囲に第２の配線を設け、この第２の配線
を接地電位にするか、または電源電位に固定したもので
あり、この構成によって、アンテナをシールドすること
ができるため、複数の信号を無線によって通信すること
が可能になる。

【００１１】請求項３に記載の発明は、無線の受信側と
なる半導体素子において、アンテナを介して無線を受信
可能にし、このアンテナとなる配線を駆動する能動素子
を設け、この能動素子の駆動能力をアンテナから受信さ
れる駆動能力よりも小さく設定したものであり、この構
成によって、受信側の回路規模を小さくすることができ
る。

【００１２】以下、本発明の実施の形態について、図面
を用いて説明する。

【００１３】図１は本発明の一実施形態を説明するため
のシステムモジュールの説明図であり、図１(a)はシス
テムモジュールにおける半導体素子接合部の断面図、図
１(b)，(c)は要部の等価回路図である。

【００１４】図１(a)において、第１の半導体素子１に
は内表面４に送信アンテナとなる第１の配線12が形成さ
れ、さらに、この第１の配線12の周囲を同じ配線層にお
いてシールドするための第２の配線13が形成されてい
る。第１の配線12は信号線15に第１の駆動回路14を介し
て接続され、さらに第２の配線13は接地(ＧＮＤ)電位に
ある(電源電位に固定するようにしてもよい)。

【００１５】一方、第１の半導体素子１の内表面４と対
向する第２の半導体素子２の内表面５には受信アンテナ
となる第３の配線22が形成され、さらに、この第３の配
線22の周囲を同じ配線層においてシールドするための第
４の配線23が形成されている。第３の配線22は比較的駆
動能力の弱い第２の駆動回路26によって駆動され、信号
線25は駆動能力の強い第３の駆動回路24によって駆動さ
れる。さらに第４の配線23は接地電位にある(電源電位
に固定するようにしてもよい)。

【００１６】第１の半導体素子１と第２の半導体素子２
とは、送信アンテナとなる第１の配線12と受信アンテナ
となる第３の配線22が同じ部位に配置されるように対向
し、かつ対向隙間に樹脂３を入れることによって固定さ
れている。

【００１７】図２は図１のシステムモジュールの半導体
素子の等価回路図を示すものであり、図２(a)は全体の
等価回路、図２(b)は図２(a)におけるアンテナ部分の等
価回路であり、図２(b)において、送信アンテナとなる
第１の配線１２と受信アンテナとなる第３の配線22と
は、対向による物理的な配置により電気的に共有インダ
クタＩ，共有コンデンサＣによって無線で結合され、図
示した等価回路６によって示される。

【００１８】図３は前記送信アンテナとなる第１の配線
12と受信アンテナとなる第３の配線22とが対向する同じ
部位に配置された場合の構造図であり、一例として、そ
れぞれ２つのアンテナ対からなる場合を示しており、送
信アンテナとなる一対の配線12a，12bと受信アンテナと
なる一対の配線22a，22bとは互いに対向して配置されて
いる。また両配線12a，12bの周囲はシールド用の配線13
によって、さらに両配線22a，22bの周囲はシールド用の
配線23によってアイソレートされ、２つの信号を無線に
よって相互に干渉することなく通信することを可能にし
ている。

【００１９】以下、前記システムモジュールにおける具
体的な動作について説明する。

【００２０】図２において、第１の半導体素子１内で信
号は、信号線15より第１の駆動回路14を介して、送信ア
ンテナとなる第１の配線12に伝わる。図４(a)に信号線1
5の入力信号波形31を示す。

【００２１】送信アンテナとなる第１の配線12は、等価
回路６における受信アンテナとなる第３の配線22を無線
で駆動する。図４(b)に無線で受信アンテナとなる第３
の配線22を駆動する駆動能力の波形32を示す。

【００２２】受信アンテナとなる第３の配線22は、駆動
能力の弱い第２の駆動回路26によっても駆動されてい
る。図４(b)にその駆動能力の波形33を示す。

【００２３】そして、時間軸Ａ点まで受信アンテナとな
る第３の配線22は、駆動能力の弱い第２の駆動回路26に
よってＧＮＤ電位に駆動されており、ＧＮＤ電位を保持
している。時間軸Ａ点において、送信アンテナとなる第
１の配線12は、等価回路６における受信アンテナとなる
第３の配線22を無線で正の方向へ駆動する。その駆動能
力は、駆動能力の弱い第２の駆動回路26の負の駆動能力
よりも大きいため、受信アンテナとなる第３の配線22は
ＶＤＤ電位に駆動される。これにより、第３の駆動回路
24を介して、信号線25はＶＤＤ電位に駆動される。図４
(c)に信号線25の出力信号波形34を示す。

【００２４】また信号線25がＶＤＤ電位になるため、時
間軸Ｂ点まで受信アンテナとなる第３の配線22は、駆動
能力の弱い第２の駆動回路26によってＶＤＤ電位に保持
される。

【００２５】そして、時間軸Ｂ点において、送信アンテ
ナとなる第１の配線12は等価回路６における受信アンテ
ナとなる第３の配線22を無線で負の方向へ駆動する。そ
の駆動能力は駆動能力の弱い第２の駆動回路26の正の駆
動能力よりも大きいため、受信アンテナとなる第３の配
線22はＧＮＤ電位に駆動される。これにより、第３の駆
動回路24を介して、信号線25はＧＮＤ電位に駆動され
る。

【００２６】また信号線25がＧＮＤ電位になるため、時
間軸Ｃ点まで受信アンテナとなる第３の配線22は、駆動
能力の弱い第２の駆動回路26によって、ＧＮＤ電位に保
持される。

【００２７】以下、同様に駆動を繰り返すことによっ
て、信号を信号線15から信号線25に無線によって伝える
ことができる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のマルチチ
ップモジュールは、第１の半導体素子と第２の半導体素
子とのそれぞれに対応して設けられたアンテナを介し
て、無線によって通信を行うことができるため、非接触
で安定して信号を通信することができる。

【００２９】また、アンテナとなる第１の配線の周囲が
接地された第２の配線によってシールドされることによ
って、複数の信号がそれぞれに対応するアンテナ同士で
相互に干渉しあうことなく、非接触で安定して信号を通
信することができる。

【００３０】また、アンテナを介して無線を受信する半
導体素子における能動素子を、アンテナから受信される
駆動能力よりも小さい駆動能力にすることにより、受信
側の回路規模を小さく、かつ安定して信号を伝えること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を説明するためのシステム
モジュールの説明図であり、(a)はシステムモジュール
における半導体素子接合部の断面図、(b)，(c)は要部の
等価回路図である。

【図２】図１のシステムモジュールの半導体素子の等価
回路図を示すものであり、(a)は全体の等価回路、(b)は
(a)におけるアンテナ部分の等価回路である。

【図３】本発明の一実施形態における送信アンテナとな
る第１の配線と受信アンテナとなる第３の配線とが対向
する同じ部位に配置された場合の構造図である。

【図４】図２に示した回路における信号波形と駆動能力
の波形図であり、(a)は信号線15の入力信号波形を示
し、(b)は無線で受信アンテナとなる第３の配線を駆動
する駆動能力の波形を示し、(c)は信号線25の出力信号
波形を示す。

【図５】従来のシステムモジュールにおける半導体素子
接合部の断面図である。

【図６】図５のシステムモジュールにおける半導体素子
の等価回路図である。

【符号の説明】

１…第１の半導体素子、 ２…第２の半導体素子、 ３
…樹脂、 ６…アンテナの等価回路、 12…送信アンテ
ナとなる配線、 13，23…シールド用の配線、14…駆動
回路、 15，25…信号線、 22…受信アンテナとなる配
線、 24…駆動能力の強い駆動回路、 26…駆動能力の
弱い駆動回路、 31…入力信号波形、32…アンテナによ
る駆動能力の波形、 33…駆動能力の弱い駆動回路26に
よる駆動能力の波形、 34…出力信号波形。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに対向する第１の半導体素子と第２
   の半導体素子とにそれぞれアンテナとなる配線を設け、
   それぞれの対応するアンテナを介して無線により通信可
   能にしたことを特徴とするマルチチップモジュール。
2. 【請求項２】 前記アンテナが形成される配線層と同じ
   配線層に、前記アンテナとなる第１の配線の周囲に第２
   の配線を設け、この第２の配線を接地電位にするか、ま
   たは電源電位に固定したことを特徴とする請求項１記載
   のマルチチップモジュール。
3. 【請求項３】 無線の受信側となる半導体素子におい
   て、アンテナとなる配線を駆動する能動素子を設け、こ
   の能動素子の駆動能力をアンテナから受信される駆動能
   力よりも小さく設定したことを特徴とする請求項１また
   は請求項２記載のマルチチップモジュール。