JP2012043999A - Electronic device, package board, and package board type semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置の間の通信を実装基板を介して行う電子装置、実装基板、及び実装基板型半導体装置に関する。 The present invention relates to an electronic device that performs communication between semiconductor devices via a mounting substrate, a mounting substrate, and a mounting substrate type semiconductor device.
半導体装置の動作周波数が高速化してGHz帯になると、金属配線では物理的な制約により信号波形の訛り、遅延が発生する。これを修正する手法の一つとして供給電力をUPすると、今度は発熱や消費電力の増加となり、半導体装置の安定稼動を阻害してしまう。そこで、それらの問題を改善する手段として、半導体装置間の信号の伝達速度が半導体装置の動作周波数に追従できなくなる場合が出てくる。そこで、半導体装置間の通信を光で行うことが検討されている(例えば特許文献1及び2)。特許文献1及び2では、半導体装置を構成する半導体チップに光受信素子及び光送信素子を組み込むことにより、半導体装置間の通信を光で行えるようにしている。 When the operating frequency of the semiconductor device is increased to the GHz band, the metal waveform causes a signal waveform curve and delay due to physical restrictions. If the power supply is increased as one of the methods for correcting this, heat generation and power consumption increase this time, which hinders stable operation of the semiconductor device. Therefore, as means for solving these problems, there are cases where the signal transmission speed between the semiconductor devices cannot follow the operating frequency of the semiconductor devices. Therefore, it has been studied to perform communication between semiconductor devices using light (for example, Patent Documents 1 and 2). In Patent Documents 1 and 2, an optical receiving element and an optical transmitting element are incorporated into a semiconductor chip that constitutes a semiconductor device, so that communication between the semiconductor devices can be performed with light.
例として、ロジック回路を有する半導体基板上に受光回路や発光回路を形成するためには、従来のロジック回路を形成するプロセスには含まれていない材料や特殊な形状を適用する必要がある。この場合、半導体装置の製造プロセスに大幅な変更や追加が必要となってしまい、その結果、プロセスの開発コストが大幅に上昇してしまう。また、この問題は製造プロセス毎に発生する。これは、過去の開発資産に関して全て再開発が必要となり、過去の資産が生かせなくなることを意味する。 As an example, in order to form a light receiving circuit or a light emitting circuit on a semiconductor substrate having a logic circuit, it is necessary to apply a material or a special shape that is not included in a process for forming a conventional logic circuit. In this case, a large change or addition is required in the manufacturing process of the semiconductor device, and as a result, the development cost of the process increases significantly. This problem occurs every manufacturing process. This means that all redevelopment assets need to be redeveloped, making it impossible to make use of past assets.
本発明によれば、少なくとも出力を電気信号で行う第1半導体装置と、
前記第1半導体装置が実装される実装基板と、
前記実装基板に実装され、前記第1半導体装置から出力された信号を受信する第2半導体装置と、
前記実装基板に設けられ、前記第1半導体装置から出力された電気信号を光信号に変換して前記第2半導体装置に送信する第1光通信部と、
を備える電子装置が提供される。
According to the present invention, a first semiconductor device that outputs at least an electrical signal;
A mounting substrate on which the first semiconductor device is mounted;
A second semiconductor device mounted on the mounting substrate and receiving a signal output from the first semiconductor device;
A first optical communication unit that is provided on the mounting substrate, converts an electrical signal output from the first semiconductor device into an optical signal, and transmits the optical signal to the second semiconductor device;
An electronic device is provided.
本発明によれば、少なくとも1組の前記の実装基板に実装された第1・第2半導体装置各々の近傍に第1・第2通信モジュ−ル部を各々配し、実装基板内の通信部間を光信号で結び、各々通信モジュ−ル部にて光信号を電気信号へ各々変換する機能を入出力として複数備える半導体装置が提供される。 According to the present invention, the first and second communication module sections are arranged in the vicinity of each of the first and second semiconductor devices mounted on at least one set of the mounting boards, and the communication section in the mounting board is provided. There is provided a semiconductor device having a plurality of functions as input / outputs, each of which has a function of connecting an optical signal to each other and converting each of the optical signal into an electric signal in each communication module.
本発明によれば、第1・第2光通信部は第1・第2半導体装置上ではなく実装基板に組み込まれている。このため、半導体装置の構造を大きく変更する必要がなく、光通信モジュ−ル部単体として開発できる。従って、半導体装置毎の開発コストが上昇することを抑制できる。 According to the present invention, the first and second optical communication units are incorporated in the mounting board, not on the first and second semiconductor devices. For this reason, it is not necessary to greatly change the structure of the semiconductor device, and it can be developed as an optical communication module unit alone. Therefore, an increase in development cost for each semiconductor device can be suppressed.
本発明によれば、第1半導体装置及び第2半導体装置が実装される実装基板であって、
前記第1半導体装置は少なくとも出力を電子信号で行い、
前記第1半導体装置の出力端子に接続する外部接続端子と、
前記外部接続端子に入力された電気信号を光信号に変換して前記第2半導体装置に送信する第1光通信部と、
を備える実装基板が提供される。
According to the present invention, a mounting substrate on which a first semiconductor device and a second semiconductor device are mounted,
The first semiconductor device outputs at least an electronic signal;
An external connection terminal connected to the output terminal of the first semiconductor device;
A first optical communication unit that converts an electrical signal input to the external connection terminal into an optical signal and transmits the optical signal to the second semiconductor device;
A mounting substrate is provided.
本発明によれば、実装基板に半導体装置間信号光通信部と光導波路による光通信機能と電源供給用および信号送信用に用いるメタル配線を積層構造として共有する実装基板が提供される。 According to the present invention, there is provided a mounting substrate that shares an optical communication function using an inter-semiconductor signal optical communication unit and an optical waveguide, and metal wiring used for power supply and signal transmission as a stacked structure on the mounting substrate.
本発明によれば、配線基板に光導波路及び光通信モジュールを埋設し、実装表面を平坦に整形し、その上層に遮光性、絶縁性、及び放熱性を持った層を形成した実装基板型半導体装置が提供される。 According to the present invention, a mounting substrate type semiconductor in which an optical waveguide and an optical communication module are embedded in a wiring substrate, a mounting surface is shaped flat, and a layer having a light shielding property, an insulating property, and a heat dissipation property is formed thereon. An apparatus is provided.
本発明によれば、電子装置のコストが増加することを抑制できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can suppress that the cost of an electronic device increases.
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。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In all the drawings, the same reference numerals are given to the same components, and the description will be omitted as appropriate.
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る電子装置の断面図である。図2は、図1に示した電子装置に用いられる実装基板100の平面概略図である。この電子装置は、第1半導体装置(第1の半導体装置200)、実装基板100、第2半導体装置(第2の半導体装置200)、及び第1光通信部(光通信モジュール300)を備えている。第1の半導体装置200は、少なくとも出力を電気信号で行い、実装基板100に実装されている。第2の半導体装置200は、実装基板100に実装され、第1の半導体装置200から出力された信号を受信する。光通信モジュール300は実装基板100に設けられており、第1の半導体装置200から出力された電気信号を光信号に変換して第2の半導体装置200に送信する。以下、詳細に説明する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view of the electronic device according to the first embodiment. FIG. 2 is a schematic plan view of the
図2に示す様に、本実施形態において実装基板100は例えばマザーボードであり、複数の半導体装置200が実装されている。複数の半導体装置200は、それぞれ入力及び出力の双方を電気信号で行う。そして実装基板100には光通信モジュール300が、複数の半導体装置200別に設けられている。光通信モジュール300は、いずれもその光通信モジュール300が接続する半導体装置200と、平面視で重なっている。
As shown in FIG. 2, in the present embodiment, the
実装基板100には、光通信モジュール300を相互に接続するために、光導波路140が設けられている。各光通信モジュール300は、その光通信モジュール300が接続する半導体装置200から電気信号を受信すると、その電気信号を光信号に変換し、変換後の光信号を、光導波路140を介して他の光通信モジュール300に送信する。また各光通信モジュール300は、光導波路140を介して他の光通信モジュール300から光信号を受信すると、受信した光信号を電気信号に変換して、当該光通信モジュール300が接続する半導体装置200に出力する。
The
なお実装基板100は、少なくとも一層のメタル配線層(112,113,114等の電極パッドと同層で形成する電源系メタル配線または低速信号用メタル配線)及びその上層の保護絶縁層106を有する通常のプリント配線層103の下層に遮光絶縁放熱層104を介して光通信モジュール300及び光導波路140を配線基板120上に形成する。すなわち実装基板100は、供給電力と低速電気信号系メタル配線と高速信号転送系の光信号配線の双方を伝達するハイブリッド基板による光高速転送半導体装置を形成することができる。
The
図1に示す例では、半導体装置200は、例えば半導体パッケージである。そして半導体装置200は、高速信号線用外部接続端子212、214、例えばハンダボールを介して実装基板100の外部接続端子112,114の電極に各々接続している。半導体装置200の出力部が、外部接続端子212、電極112、及びビア107を介して光通信モジュール300に接続しており、半導体装置200の入力部が外部接続端子214、電極114、及びビア108を介して光通信モジュール300に接続している。ビア107,108は、遮光絶縁放熱層104を貫通し、保護絶縁膜106の下層に位置する電極パッドへ繋がっている。
In the example illustrated in FIG. 1, the
図3は、半導体装置200と実装基板100の接続構造を説明するための断面拡大図である。半導体装置200は半導体チップ202をインターポーザ204にフリップチップ実装したものである。そしてインターポーザ204の下面には、光信号配線距離を最短にすべく、インタ−ポ−ザを介さずに外部接続端子212,214が特別に設けられている。外部接続端子212,214は、上記したように光通信モジュ−ル300側入出力専用線電極112,114に接続している。なおインターポーザ204の下面には外部接続端子212,214以外の端子213(例えば電源端子や接地端子、低速のメタル信号線であり、電極113に接続している)が設けられており、これら端子は図には表れていないが少なくともパッド形成時の1層(従来どおりメタル+絶縁層にて積層形成可能)にて、104の遮光絶縁放熱層と106の保護絶縁層の間にメタル配線が形成されており、従来どおり実装基板上にメタル配線を形成している。
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view for explaining a connection structure between the
図4は、光通信モジュール300の機能構成を示すブロック図である。光通信モジュール300は、図5に示す光送受信ユニット340により構成され、光送受信ユニット340は、光出力ユニット350と光受信ユニット360により構成されている。その光送受信ユニット340の構成例で2面、3面、4面用を実施例として表しているのが図4となる。これは、光導波部が、メタル配線とは異なり、その特性上鋭角に曲げることができない為、入出力面を多面に形成する構成とすることで対応することを考案したものである。また、図3の送信ユニット例は、1面20列の光送信ユニットであるため、幅を取るが用途により面あたりの送信ユニット列は用途により増減可能であることを付け加えておく。図5の構成の通り、端子112からの入信号をインタフェ−ス352、コントロ−ラ354を介して複数バイト並列高速送信でも、複数1BIT高速通信でも可能な構成としている。この送受信ユニットの各面毎に複数のユニットを設置する場合の配置事例が図4となる。
FIG. 4 is a block diagram showing a functional configuration of the
なお、光送受信部340の配置及び面毎の受光ユニットの数は、その光通信モジュール300が対応している半導体装置の配置位置及び通信先のユニット数に基づいて、適宜設定される。また、図4(a)に示す例では、2面の光送受信ユニット部340が互いに並んで配置され、これら2面の光送受信部340の側部に専用のコントローラ部320が配置されている。また図4(b)に示す例では、図4(a)に示した例に加えて、さらに1面の光送受信ユニット部340が設けられている。また図4(c)に示す例では、4面の光通信部の内側にコントローラ部320(光送受信部340と光送信ユニット350の総称)が配置されている。前述の、光送信ユニット350と光受信ユニット360の間の光導波路は面毎のそのユニット数に応じて同数存在する必要があり、回路構成によっては1本の送信導波路をスプリットして複数本に分けた場合、受光側ユニット分がその分増加する場合もあることを付け加えておく。
The arrangement of the
図5は、前述の通り図4の送受信装置340の構成ユニットである光送信部350と光受信部360の機能構成を示すブロック図である。光送受信部340は、光送信部350及び光受信部360を備えている。光送信部350は複数の発光素子356を備えている。発光素子356は、コントローラ部320のインターフェース352及びコントローラ354を介して、電極112に接続している。光受信部360は、複数の光電変換素子362を備えている。光電変換素子362は、コントローラ部320の受信回路364及びインターフェース366を介して、電極114に接続している。受信回路364は、信号を復調する回路、アンプ群、及びコントローラを含んでいる。
FIG. 5 is a block diagram illustrating the functional configuration of the
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。上記したように、従来のロジック回路を有する半導体チップに受光素子や発光素子を形成するためには、従来ロジック回路を形成していた従来プロセスには含まれていない材料や特殊な形状を適用する必要がある。この場合、半導体装置の製造プロセスに大幅な変更やプロセス追加が必要となってしまうことは周知の事実である。半導体装置の製造には現状でも数百に及ぶプロセスが必要であるが、現状半導体チップ上に光送受信ユニットをオンチップで載せた場合、各半導体装置毎に設計の変更、製造プロセスの変更が発生することは明らかである。そして、上記した変更や追加を行うと、各半導体装置毎に実施した場合、開発コストが膨大なものと成ることは、現在の装置基板上の半導体装置の数を見れば明らかで有り、そのことが半導体装置の光信号化の最大の障害と成ることは明らかである。また、光送受信ユニットのオンチップ化は半導体装置の歩留まりの低下や、受光素子や発光素子を設けることによる半導体チップの大型化を引き起こすことになり生産性の悪化を招く要因ともなる。 Next, the operation and effect of this embodiment will be described. As described above, in order to form a light receiving element and a light emitting element on a semiconductor chip having a conventional logic circuit, a material or a special shape that is not included in the conventional process for forming the conventional logic circuit is applied. There is a need. In this case, it is a well-known fact that a significant change or process addition is required in the semiconductor device manufacturing process. Currently, several hundred processes are required to manufacture semiconductor devices. However, when an optical transceiver unit is mounted on-chip on a current semiconductor chip, design changes and manufacturing process changes occur for each semiconductor device. It is clear to do. And, if the above changes and additions are made, it is obvious from the number of semiconductor devices on the current device substrate that the development cost will be enormous when implemented for each semiconductor device. Obviously, this is the biggest obstacle to the optical signal generation of semiconductor devices. In addition, the on-chip optical transmission / reception unit causes a decrease in the yield of the semiconductor device and an increase in the size of the semiconductor chip due to the provision of the light receiving element and the light emitting element, which causes a deterioration in productivity.
また前述の通り受光素子や発光素子を半導体チップに搭載する場合、製品単位で受光素子や発光素子の回路変更やそれに伴うレチクルの改版を行う必要が発生する。この点からも、半導体装置の開発コストが大幅に上昇してしまう。そして半導体装置の開発コストが上昇すると、電子装置の価格も上昇してしまうため、特定の高価な製品にしかその技術が一気に適用できなくなってしまい光半導体化が進まない足枷となり、光IC化に対し全体の速度向上が一気に進まない状態を作る要因となる。 In addition, when the light receiving element or the light emitting element is mounted on the semiconductor chip as described above, it is necessary to change the circuit of the light receiving element or the light emitting element and to change the reticle accordingly. Also from this point, the development cost of the semiconductor device is significantly increased. And if the development cost of semiconductor devices rises, the price of electronic devices also rises, so that the technology can only be applied to specific expensive products at a stretch, and it becomes a foothold that does not make optical semiconductors progress. On the other hand, the improvement in the overall speed is a factor that creates a state where the speed does not progress at a stretch.
これに対して本実施形態では、光通信モジュール300は半導体装置200ではなくハイブリッド基板100に組み込まれている。このため、既存半導体装置毎に光素子を組み込む必要がなくなり、その半導体装置自体は構造を大きく変更する必要がない。また、光送受信ユニットとしても専用プロセス化し、光送受信ユニットとして幾つかの汎用製品として開発が可能であり、また、光半導体ユニット単体としての品質向上や特性や価格改善を進めやすいメリットも発生する。従って、半導体装置の開発コストが上昇することを抑制できる。一方、ハイブリッド基板100としては、従来にない光半導体装置と光導波路の埋め込み形成が必要になるが、既存の配線基板技術の延長上の技術であること、並びに既に光半導体ユニットも光導波路も研究レベルではあるが既に開発できていることから鑑みて、開発コストの面から光半導体装置へのスム−ズな移行を考慮した場合、多大な貢献のある技術に他ならない。
On the other hand, in this embodiment, the
また半導体装置と受光素子及び発光素子を分離しているため、受光素子及び発光素子を半導体チップ202とは異なる半導体(例えばGaAsなどの化合物半導体)を用いて形成することができるため、受光素子及び発光素子の特性を高くすることができる。また半導体装置上に受光素子及び発光素子を設けなくてよいため、半導体チップの巨大化や製造歩留まりの低下を抑制できる。さらに、半導体装置と実装基板と個別に開発できるため、製品のバリエーションを増やしやすい等々の付随するメリットは多数存在することになる。
Further, since the semiconductor device is separated from the light receiving element and the light emitting element, the light receiving element and the light emitting element can be formed using a semiconductor (for example, a compound semiconductor such as GaAs) different from the
また、信号系の配線を光導波路140で行うため、ハイブリッド型の実装基板100の場合、極端な場合電力系の配線以外は省略することが可能となり、電気信号を伝達する配線が大幅に削減され、信号線へのノイズ考慮等の問題からも開放され、現状7層、8層に及ぶ基板メタル配線層を大幅に削減することができることになり、光信号関係装置の埋め込みによって増加する製造コストを大幅に削減できることにもなる。
In addition, since the signal system wiring is performed by the
また半導体装置200から出力される電気信号は、遅延等を考慮して最短で接続する必要はあるが、光通信モジュール300までの転送距離だけでみた場合、半導体装置200から出力される電気信号をそのまま他の半導体装置200に送信する場合と比較して、半導体装置200から出力される電気信号の出力を小さくすることができる。従って、半導体装置200に形成される出力用のアンプを小さくしたり、又は省略することが可能となる。実際、信号波形訛り改善のための高出力アンプ的な用途から、純な信号波形を取り出すためのインピ−ダンスマッチング回路へ変更されることになり消費電力、発熱面で大きな改善が期待できる。
The electrical signal output from the
また、使い方(具体的には光送受信モジュールの入出力仕様の設定)によっては既に設計済みの半導体装置に対して機能を追加しなくても、本実施形態における半導体装置200として使用することができる。このため、半導体装置200の開発コストが増加することをさらに抑制できる。また半導体装置200の製造プロセスを変更する必要がないため、製造工程数が増加したり半導体装置200の歩留まりが低下することを抑制できる。
Further, depending on the usage (specifically, setting of the input / output specifications of the optical transceiver module), the
また本実施形態では、光通信モジュール300は、平面視において半導体装置200と重なっている。このため、光通信モジュール300を設けても実装基板100が大型化することを抑制できる。また、信号の高速化の観点から光送受信ユニットオンチップ化技術以外で、光通信モジュール300と半導体装置200との間の配線長を可能な限り短くするためには、例えば2mm以下と短くすることを考慮した場合、従来半導体直下に光送受信モジュ−ルを配することは代替案のない必然の技術である。
In the present embodiment, the
(第2の実施形態)
図6は、第2の実施形態に係る電子装置の断面図であり、第1の実施形態における図1に相当している。図7は、図6に示した電子装置における、半導体装置200とハイブリド基板100との接続構造を説明するための断面拡大図であり、第1の実施形態における図3に相当している。本実施形態に係る電子装置は、半導体装置200への入力が光信号で行われる点を除いて、第1の実施形態と同様である。
(Second Embodiment)
FIG. 6 is a cross-sectional view of the electronic device according to the second embodiment, and corresponds to FIG. 1 in the first embodiment. FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view for explaining a connection structure between the
すなわち本実施形態では、光通信モジュール300は、光導波路140から受信した光信号を、そのまま半導体装置200に送信する。ハイブリッド型の実装基板100には光信号取込み端子凸部116が設けられており、半導体装置200のインターポーザ204を介さずに、光信号取込み端子凹部206が設けられている。凸部116は凹部206にはめ込まれる。凸部116には光導波路が設けられており、凹部206の底面には光受信部208が設けられている。光通信モジュール300から送信された光信号は、凸部116の光導波路端より、集光用マイクロレンズ209を通して、光信号は光導波路210へ効率よく伝送され、半導体装置200の光受信部208の半導体チップ側端面より所定の半導体チップ上の光受信ユニットに光信号のまま送信される。
That is, in the present embodiment, the
なお、本実施形態においても、半導体装置200からの出力は、電気信号により行われる。そして出力された電気信号は、光通信モジュール300において光信号に変換される。
Also in this embodiment, the output from the
光受信部360の光電変換素子の製造プロセスは、現存するCCD製造プロセスにおいて大きさ的には問題なく、スピ−ド的には問題はあるが、回路構成の工夫や製造プロセスの工夫にて実現の可能性を検討できるレベルにあると考える。故に、発光素子の製造プロセスと比較して、従来のロジック回路やメモリ回路の製造プロセスに組み込みやすい状況に有る。従って、本実施形態によっても、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。また光通信モジュール300には光受信部360を設ける必要がないため、光通信モジュール300の回路構成の簡素化が実現できる。
The manufacturing process of the photoelectric conversion element of the
なお、図8の断面拡大図に示すように、信号受信のみ高速化が必要で送信信号は従来メタル配線でよい半導体装置の場合、半導体装置200の下方には、光通信モジュール300が設けられていなくてもよい。この場合、当該半導体装置200は、信号の受信を光で行い、他の半導体装置200への信号の伝達を、電気信号により行う。
As shown in the enlarged cross-sectional view of FIG. 8, in the case of a semiconductor device that requires only high-speed signal reception and the transmission signal may be a conventional metal wiring, an
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described with reference to drawings, these are the illustrations of this invention, Various structures other than the above are also employable.
100 メタル、光ハイブリッド基板(実装基板)
102 配線基板
103 プリント配線層
104 遮光絶縁放熱層
106 保護絶縁膜
107 ビア (半導体装置高速信号送信用端子列)
108 ビア (半導体装置高速信号受信用端子列)
112 半導体装置信号送信用電極パッド
113 高速信号送受信用端子以外の電極パッド(インタポ−ザ経由)
114 外部接続端子
116 光信号取込み端子凸部
120 配線基板
140 光導波路
200 半導体装置
202 半導体チップ
204 インターポーザ
206 光信号取込み端子凹部
208 光受信部
209 集光用マイクロレンズ
210 光導波路
212 電気信号外部接続端子(半導体装置からの高速信号線入力端子)
213 電気信号外部接続端子(高速信号送受信用端子以外の端子)
214 電気信号外部接続端子(半導体装置への高速信号線出力端子)
300 光通信モジュール
320 コントローラ、インタ−フェ−ス部(詳細 352、354)
340 光送受信モジュ−ル部 (詳細 350、360)
350 光送信モジュ−ル部
352 電気信号入力インタ−フェ−ス
354 光送信部コントローラ
355 シリコンレ−ザユニット群(20UNIT)
356 光導波路インタ−フェ−ス(20UNIT)
357 光変調器群(20UNIT)
358 光導波路(出力):導波管群
359 光導波路(入力):導波管群
360 光受信部
362 光電変換素子
364 受信回路
366 電気信号出力インターフェース
100 metal, optical hybrid board (mounting board)
102 Wiring board
103 Printed
108 via (terminal row for high-speed signal reception of semiconductor device)
112 Semiconductor Device Signal Transmitting Electrode Pad
113 Electrode pads other than terminals for high-speed signal transmission / reception (via interposer)
114
213 Electrical signal external connection terminal (terminal other than high-speed signal transmission / reception terminal)
214 Electrical signal external connection terminal (High-speed signal line output terminal to semiconductor device)
300
340 Optical transceiver module (
350
356 Optical waveguide interface (20UNIT)
357 Light modulator group (20UNIT)
358 Optical waveguide (output):
Claims (10)
前記第1半導体装置が実装される実装基板と、
前記実装基板に実装され、前記第1半導体装置から出力された信号を受信する第2半導体装置と、
前記実装基板に設けられ、前記第1半導体装置から出力された電気信号を光信号に変換して前記第2半導体装置に送信する第1光通信部と、
を備える電子装置。 A first semiconductor device that at least outputs an electrical signal;
A mounting substrate on which the first semiconductor device is mounted;
A second semiconductor device mounted on the mounting substrate and receiving a signal output from the first semiconductor device;
A first optical communication unit that is provided on the mounting substrate, converts an electrical signal output from the first semiconductor device into an optical signal, and transmits the optical signal to the second semiconductor device;
An electronic device comprising:
前記実装基板の前記第1光通信部からの光信号を光導波路を介して、前記実装基板上の第2光通信部で受信し、前記第2半導体装置へ電気信号として送信する前記第2光通信部をさらに備える電子装置。 The electronic device according to claim 1,
The second light that receives the optical signal from the first optical communication unit of the mounting substrate via the optical waveguide by the second optical communication unit on the mounting substrate and transmits it as an electrical signal to the second semiconductor device. An electronic device further comprising a communication unit.
平面視において、前記第1光通信部は前記第1半導体装置と重なっている電子装置。 The electronic device according to claim 1,
In plan view, the first optical communication unit is an electronic device overlapping the first semiconductor device.
平面視において、前記第1光通信部は前記第1半導体装置と重なっており、前記第2光通信部は前記第2半導体装置と重なっている電子装置。 The electronic device according to claim 2.
In plan view, the first optical communication unit overlaps the first semiconductor device, and the second optical communication unit overlaps the second semiconductor device.
前記第1光通信部及び前記第2光通信部を互いに接続し、前記第1半導体装置と前記第2半導体装置の間の送受信電気信号を同時に送受信光信号へ変換し、高速信号の仲介を行うための複数の信号ラインを有する電子装置。 The electronic device according to claim 2 or 4,
The first optical communication unit and the second optical communication unit are connected to each other, and a transmission / reception electrical signal between the first semiconductor device and the second semiconductor device is simultaneously converted into a transmission / reception optical signal to mediate a high-speed signal. An electronic device having a plurality of signal lines for the purpose.
3つ以上の半導体装置を有しており、
複数組の前記半導体装置の間で、前記第1光通信部及び前記第2光通信部による通信が行われる電子装置。 The electronic device according to claim 5.
Has three or more semiconductor devices,
An electronic device in which communication is performed by the first optical communication unit and the second optical communication unit between a plurality of sets of the semiconductor devices.
前記第2半導体装置は入力が光信号により行われ、
前記実装基板に設けられ、前記第1光通信部が出力した前記光信号を前記第2半導体装置に入力する光導波路をさらに備える電子装置。 In the electronic device according to any one of claims 1 to 6,
The second semiconductor device is input by an optical signal,
An electronic device further comprising an optical waveguide provided on the mounting substrate and configured to input the optical signal output from the first optical communication unit to the second semiconductor device.
前記第1半導体装置は少なくとも出力を電子信号で行い、
前記第1半導体装置の出力端子に接続する外部接続端子と、
前記外部接続端子に入力された電気信号を光信号に変換して前記第2半導体装置に送信する第1光通信部と、
を備える実装基板。 A mounting substrate on which the first semiconductor device and the second semiconductor device are mounted,
The first semiconductor device outputs at least an electronic signal;
An external connection terminal connected to the output terminal of the first semiconductor device;
A first optical communication unit that converts an electrical signal input to the external connection terminal into an optical signal and transmits the optical signal to the second semiconductor device;
A mounting board comprising:
A mounting substrate type semiconductor device in which an optical waveguide and an optical communication module are embedded in a wiring substrate, a mounting surface is shaped flat, and a layer having a light shielding property, an insulating property, and a heat dissipation property is formed thereon.
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JP2010184231A JP2012043999A (en) | 2010-08-19 | 2010-08-19 | Electronic device, package board, and package board type semiconductor device |
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CN106373976A (en) * | 2015-07-20 | 2017-02-01 | 格罗方德半导体公司 | Die-die stacking |
CN106373976B (en) * | 2015-07-20 | 2020-03-06 | 格罗方德半导体公司 | Die-die stack |
JPWO2018198490A1 (en) * | 2017-04-28 | 2020-03-26 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | Optoelectronic integrated circuit and computing device |
JP7145515B2 (en) | 2017-04-28 | 2022-10-03 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | optoelectronic integrated circuits and computing devices |
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