天线、发送装置、接收装置、三维集成电路及非接触通信系统制造方法及图纸

非接触通信系统在包括第1芯片的装置与包括第2芯片的装置之间实现非接触通信。第1芯片具备发送电路和发送天线。发送电路将并行数据向差动信号变换。发送天线将该差动信号向第2芯片发送。第2芯片具备接收天线和接收电路。接收天线从发送天线接受差动信号。接收电路将该差动信号向并行数据变换。发送天线和接收天线分别包括至少两根天线元件、第1连接端、第2连接端、第1分岔部及第2分岔部。各天线元件由芯片上的配线形成。第1连接端和第2连接端连接于芯片上的电路。第1分岔部将天线元件的各自的一端结合为1个并向第1连接端连接。第2分岔部将天线元件的各自的另一端结合为1个并向第2连接端连接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】天线、发送装置、接收装置、三维集成电路及非接触通信系统
本专利技术涉及非接触通信技术，特别涉及向三维集成电路的芯片间通信的应用。
技术介绍
所谓非接触通信，是指在10厘米以下的极短距离以无线方式进行通信的技术。非接触通信例如被用于IC卡与自动检票机之间的通信、IC卡或便携电话与自动售卖机或记录器之间的通信、IC卡与安全系统之间的通信、以及向便携电话等的移动设备的送电。进而，近年来，除了汽车的无钥匙进入及移动设备与个人计算机之间的数据交换等以外，对于三维集成电路的芯片间通信应用非接触通信的技术的开发也正在被推进。所谓三维集成电路，是指将多个芯片层叠而收存到1个封装中的半导体集成电路。对于半导体集成电路，以更加小型化、多功能化、高速化及节电化为目的，要求集成度的进一步的提高。但是，由于设计规则的微细化接近于极限，所以难以将集成度二维地进一步提高。所以，以将集成度三维地提高为目的而开发出的是三维集成电路。作为三维集成电路的芯片间通信方式，领先的是硅通孔（TSV：ThroughSiliconVia）技术的开发。TSV是通过蚀刻而在硅制的基板上开设贯通孔，在其中填充铜等的导电材料的技术。TSV与相同芯片内的配线层电连接，当该芯片被层叠到别的芯片上时，被与该别的芯片内的配线层电连接。因而，安装在各芯片中的电路能够经由TSV与安装在别的芯片中的电路交换信号。由于TSV能够在1片芯片中设置许多，所以能够使芯片间通信的带宽充分变大。但另一方面，TSV由于构造微细，所以形成工序的进一步简单化及可靠性的进一步提高较困难。对三维集成电路的芯片间通信应用非接触通信技术，被期待能够通过比TSV简单的结构使可靠性提高。在芯片间的非接触通信中使用线圈天线（例如参照专利文献1）。线圈天线是由基板上的配线形成的包含环形状的天线元件的天线。线圈天线分别形成在上下层叠的两片芯片上。在将这些芯片层叠的状态下，在上下的芯片的线圈天线间，天线元件的中心轴一致。因而，当流过一方的线圈天线的电流量变化时，通过感应耦合，在另一方的线圈天线中产生电动势。利用该现象，安装在各芯片中的电路能够与安装在别的芯片中的电路交换信号。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特许第4131544号公报专利技术概要专利技术要解决的技术问题为了使芯片间的非接触通信的可靠性提高，只要使在线圈天线间传送的信号的强度变高就可以。为此，考虑只要使天线元件的环形状的面积、构成天线元件的配线的宽度及天线元件的圈数中的至少某个增加就可以。但实际上，因为以下的理由，它们中的任何一个都较困难。首先，使天线元件的环形状的面积增加会阻碍芯片的进一步的小型化。接着，使配线的宽度增加必须将设计规则至少部分地放宽，阻碍配线的进一步的高密度化或工艺的进一步的简单化。进而，使天线元件的圈数增加，随着构成天线元件的配线的长度的增加天线元件的电阻也增加。工艺越微细，该电阻的增加就越大地影响到在线圈天线间传送的信号的强度，特别在高频带中将阻碍信号强度的上升。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种将非接触通信的信号强度在高频带中也维持得较高、并能够使可靠性进一步提高的非接触通信系统。用于解决技术问题的手段本专利技术的一观点的天线具备至少两根天线元件、第1连接端、第2连接端、第1分岔部及第2分岔部。天线元件由芯片上的配线形成。第1连接端和第2连接端连接于芯片上的电路。第1分岔部将天线元件的各自的一端结合为1个，向第1连接端连接。第2分岔部将天线元件的各自的另一端结合为1个，向第1连接端连接。本专利技术的一观点的非接触通信系统是在包括第1芯片的装置与包括第2芯片的装置之间实现非接触通信的系统。第1芯片具备发送电路和发送天线。发送电路将并行数据向差动信号变换。发送天线将该差动信号向第2芯片发送。第2芯片具备接收天线和接收电路。接收天线从发送天线接受差动信号。接收电路将该差动信号向并行数据变换。发送天线和接收天线分别由本专利技术的上述技术方案的天线构成。专利技术效果在本专利技术的上述技术方案的天线中，至少两根天线元件将第1分岔部与第2分岔部之间连接。因而，即使构成各天线元件的配线的宽度被限制得较小，也能够使两个分岔部之间的电阻充分变低。此外，能够在将该电阻维持得较低的状态下使各天线元件充分变长。结果，本专利技术的上述观点的非接触通信系统将信号强度在高频带中也维持得较高，能够使可靠性进一步提高。附图说明图1是表示本专利技术的实施方式1的三维集成电路的构造的分解装配图。图2是表示沿着图1所示的直线II－II的截面的示意图。图3是在图1所示的天线区域之一中包含的线圈天线的平面图。图4是位于图3所示的线圈天线的正上方或正下方的线圈天线的平面图。图5是表示在图1所示的芯片中被用于通信的要素的框图。图6是表示仅包含1根天线元件的线圈天线和图3所示的线圈天线各自的平面图、以及各自的增益的频率特性的曲线图。图7是线圈天线的变形例1的平面图。图8是线圈天线的变形例2的平面图。图9是线圈天线的变形例3的平面图。图10是线圈天线的变形例4的平面图。图11是线圈天线的变形例5的平面图。图12（a）是线圈天线的变形例6的平面图。图12（b）是表示图12（a）所示的线圈天线能够作为分岔部采用的配线的构造的另一例的放大平面图。图13是线圈天线的变形例7的立体图。图14是线圈天线的变形例8的立体图。图15是线圈天线的变形例9的立体图。图16是本专利技术的实施方式2的非接触通信系统的示意图。具体实施方式以下，参照附图对本专利技术的实施方式进行说明。<<实施方式1>>图1是表示本专利技术的实施方式1的三维集成电路的构造的分解装配图。参照图1，该集成电路100包括多个芯片110、120、130、140、150和1片插片(interposer)160。这些芯片110－150交替地层叠在该插片160之上。各芯片110、…、150包括多个核心(core)电路111、多个天线区域112及通信电路113。这些要素111、112、113被在图1中没有表示的配线层覆盖，通过该配线层相互连接。各核心电路111实现CPU、存储器阵列、DSP（DigitalSignalProcessor：数字信号处理器）、PLD（ProgrammableLogicDevice：可编程逻辑设备）、随机逻辑电路等的各功能。天线区域112以格状配置在各芯片110、…、150之上，分别包括1个线圈天线。各线圈天线连接在通信电路113上。当将芯片110－150相互层叠时，各天线区域112被配置到其他芯片的天线区域的正上方或正下方。由此，各线圈天线被与其他芯片的线圈天线同心地配置。通信电路113电连接在相同芯片上的核心电路111上。通信电路113从核心电路111接收并行数据，将该数据向差动信号变换，向某个天线区域112传送。相反，通信电路113从某个天线区域112接收由线圈天线捕捉到的差动信号，将该差动信号向并行数据变换，向某个核心电路111传送。图2是表示沿着图1所示的直线II－II的截面的示意图。参照图2，在芯片110、120、…、150之间填充有粘接层210、220、230、240，将芯片相互接合。各芯片110、…、150的天线区域112被配置在其他芯片的天线区域的正上方或正下方。当在某个天线区域112内电流流到线圈天本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种天线，其特征在于，具备：至少两根天线元件，由芯片上的配线形成；第1连接端和第2连接端，连接于上述芯片上的电路；第1分岔部，将上述至少两根天线元件的各自的一端结合为1个，向上述第1连接端连接；以及第2分岔部，将上述至少两根天线元件的各自的另一端结合为1个，向上述第2连接端连接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.09.18 JP 2012-2046371.一种天线，其特征在于，具备：至少两根天线元件，由芯片上的配线形成；第1连接端和第2连接端，连接于上述芯片上的电路；第1分岔部，将上述至少两根天线元件的各自的一端结合为1个，向上述第1连接端连接；以及第2分岔部，将上述至少两根天线元件的各自的另一端结合为1个，向上述第2连接端连接，在上述第1分岔部和上述第2分岔部的各自中，上述至少两根天线元件以比90度小的角度相交。2.如权利要求1所述的天线，其特征在于，上述至少两根天线元件的全长大致相等。3.如权利要求1所述的天线，其特征在于，上述至少两根天线元件是同心的环形状，相互并行。4.如权利要求3所述的天线，其特征在于，上述环形状实质上是方形，在上述方形的角部，配线以比90度大的角度至少弯折两次。5.如权利要求3所述的天线，其特征在于，上述环形状是等间隔的螺旋。6.如权利要求3所述的天线，其特征在于，上述至少两根天线元件等间隔地配置。7.如权利要求1所述的天线，其特征在于，在上述第1分岔部和上述第2分岔部的至少某个中，上述至少两根天线元件中的1根笔直地延伸，另1根相对于上述1根斜向相交。8.如权利要求1所述的天线，其特征在于，在上述第1分岔部和上述第2分岔部的至少某个中，上述至少两根天线元件分别相对于上述芯片上的1根配线以相同的角度相交。9.如权利要求1所述的天线，其特征在于，上述芯片包括第1配线层和第2配线层；上述至少两根天线元件分别包括：属于上述第1配线层的第1部分；属于上述第2配线层的第2部分；以及将上述第1部分与上述第2部分之间连接的至少两个通孔。10.如权利要求1所述的天线，其特征在于，上述芯片包括第1配线层和第2配线层；上述至少两根天线元件中的1根属于上述第1配线层，另1根属于上述第2配线层；上述第1分岔部和上述第2分岔部分别包括将上述第1配线层与上述第2配线层之间连接的通孔。11.一种发送装置，具备将并行数据向差动信号变换的发送电路、以及形成在芯片上并且将上述差动信号向别的芯片发送的发送天线，其特征在于，上述发送天线具有：至少两根天线元件，由上述芯片上的配线形成；第1连接端和第2连接端，连接于上述发送电路；第1分岔部，将上述至少两根天线元件的各自的一端结合为1个，向上述第1连接端连接；以及第2分岔部，将上述至少两根天线元件的各自的另一端结合为1个，向上述第2连接端连接，在上述第1分岔部和上述第2分岔部的各自中，上述至少两根天线元件以比90度小的角度相交。12.一种接收装置，具备形成在芯片上并且从别的芯片接受差动信号的接收天线、以及将上述差动信号向并行数据变换的接收电路，其特征在于，上述接收天线具有：至少两根天线元件，由上述芯片上的配线形成；第1连接端和第2连接端，连接于上述接收电路；第1分岔部，将上述至少两根天线元件的各自的一端结合为1个，向上述第1连接端连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：浅井幸治，中山武司，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP