專(zhuān)利名稱(chēng)：電子組件和使用該電子組件的信號(hào)傳輸方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有用于發(fā)送信號(hào)的電感器的電子組件和使用該電子組件的信號(hào)傳輸方法。
背景技術(shù)：
在不同的電路之間傳輸信號(hào)的一種方法是使用電感器的方法。在這種方法中，發(fā)送電感器和接收電感器被布置為彼此相對(duì)，并通過(guò)使用其電感耦合來(lái)傳輸信號(hào)。日本未經(jīng)審查的專(zhuān)利公開(kāi)No. 2005-327931公開(kāi)了一種通過(guò)以電流的方向彼此相反的方式耦合兩個(gè)電感器來(lái)使磁通量包含在局部區(qū)域中的技術(shù)。此外，日本未經(jīng)審查的專(zhuān)利公開(kāi)No. Hei 8(1996)-162331公開(kāi)了一種通過(guò)提供多個(gè)電感器并通過(guò)晶體管來(lái)導(dǎo)通/截止這些電感器來(lái)改變電感值的技術(shù)。此外，日本未經(jīng)審查的專(zhuān)利公開(kāi)NO.2009-1522M公開(kāi)了以下技術(shù)S卩，在布線層中形成第一電感器，并在重布線層中形成第二電感器，并控制輸入到第一電感器的信號(hào)的電流的幅度和/或相位以改變通過(guò)第二電感器的磁通量。具體地，公開(kāi)了下述事實(shí)當(dāng)使得輸入到第一電感器的信號(hào)的相位與輸入到第二電感器的信號(hào)的相位相同時(shí)，通過(guò)第二電感器的磁通量增加，并且還公開(kāi)了下述事實(shí)當(dāng)輸入到第一電感器的信號(hào)的相位與輸入到第二電感器的信號(hào)的相位相反時(shí)，通過(guò)第二電感器的磁通量減少。

發(fā)明內(nèi)容
當(dāng)通過(guò)使用制造半導(dǎo)體的工藝來(lái)形成電感器時(shí)，能夠減小電感器的尺寸。另一方面，當(dāng)通過(guò)使用電感器的電感耦合來(lái)發(fā)送信號(hào)時(shí)，通過(guò)由發(fā)送電感器產(chǎn)生的磁通量的分布來(lái)確定電感器發(fā)送信號(hào)的范圍。當(dāng)發(fā)送電感器的尺寸減小時(shí)，伴隨著尺寸減小，磁通量的密度高的范圍的變窄，并且使得接收電感器能夠接收信號(hào)的區(qū)域變小。為此，當(dāng)發(fā)送電感器和接收電感器的尺寸減小時(shí)，取決于發(fā)送電感器和接收電感器的相對(duì)位置的準(zhǔn)確度，接收電感器在某些情況下不能接收信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的方面，提供了一種電子組件，包括多個(gè)發(fā)送電感器，所述多個(gè)發(fā)送電感器形成在襯底上并被布置為當(dāng)在平面圖中看時(shí)它們的中心相互偏離，信號(hào)輸入通道，其向每個(gè)發(fā)送電感器輸入發(fā)送信號(hào)，以及相位差控制部，其按小于180°的單位來(lái)控制發(fā)送電感器之間的發(fā)送信號(hào)的相位差，所述相位差控制部被提供在信號(hào)輸入通道中。根據(jù)本發(fā)明的該方面，電子組件包括多個(gè)發(fā)送電感器。這些發(fā)送電感器當(dāng)在平面圖中看時(shí)它們的中心相互偏離。通過(guò)相位差控制部按小于180°的單位來(lái)控制輸入到發(fā)送電感器的發(fā)送信號(hào)之間的相位差。為此，當(dāng)控制相位差時(shí)，由發(fā)送電感器形成的磁通量的中心在平行于襯底的平面中偏離。因此，即使當(dāng)發(fā)送電感器和接收電感器的相對(duì)位置偏離時(shí)， 能夠防止接收電感器不能接收信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種信號(hào)傳輸方法向多個(gè)發(fā)送電感器中的每一個(gè)輸入發(fā)送信號(hào)，并按小于180°的單位來(lái)控制發(fā)送電感器之間的發(fā)送信號(hào)的相位差，發(fā)送電感器被布置為當(dāng)在平面圖中看時(shí)它們的中心相互偏離并與接收電感器相對(duì)。根據(jù)本發(fā)明的該方面，即使發(fā)送電感器和接收電感器的相對(duì)位置偏離，也能夠防止接收電感器不能接收信號(hào)。


通過(guò)結(jié)合附圖進(jìn)行的某些優(yōu)選實(shí)施例的以下描述，本發(fā)明的上述及其它目的、優(yōu)點(diǎn)和特征將更加明顯，在附圖中圖1是示出根據(jù)第一實(shí)施例的電子組件的構(gòu)造的視圖2是結(jié)合其使用的模式示出電子組件的剖面結(jié)構(gòu)的剖視圖3是示出根據(jù)第二實(shí)施例的電子組件的構(gòu)造的剖視圖4是示出根據(jù)第二實(shí)施例的電子組件的構(gòu)造的剖視圖5是示出根據(jù)第三實(shí)施例的電子組件的構(gòu)造的視圖6是示出根據(jù)第四實(shí)施例的電子組件的構(gòu)造的視圖7是示出圖6中所示的電子組件的構(gòu)造的剖視圖8是示出根據(jù)第五實(shí)施例的電子組件的構(gòu)造的視圖9是結(jié)合其使用的模式示出圖8中所示的電子組件的剖面結(jié)構(gòu)的剖視圖
圖10是示出根據(jù)第六實(shí)施例的電子組件的構(gòu)造的剖視圖11是示出根據(jù)修改示例的電子組件的構(gòu)造的視圖12是示出根據(jù)修改示例的電子組件的構(gòu)造的視圖；以及
圖13是示出根據(jù)第六實(shí)施例的電子組件的構(gòu)造的視圖。
具體實(shí)施例方式下面將參考附圖來(lái)描述本發(fā)明的實(shí)施例。在所有圖中，用相同的附圖標(biāo)記來(lái)表示相同的組成元件，并將適當(dāng)?shù)厥÷云涿枋觥５谝粚?shí)施例圖1是示出根據(jù)第一實(shí)施例的電子組件100的構(gòu)造的視圖。圖2是結(jié)合其使用的模式示出電子組件100的剖面結(jié)構(gòu)的剖視圖。電子組件100包括襯底110、多個(gè)(例如兩個(gè))發(fā)送電感器120、信號(hào)輸入通道112和相位差控制部130，并具有向電子組件200發(fā)送信號(hào)的功能。多個(gè)發(fā)送電感器120形成在襯底110上。信號(hào)輸入通道112被耦合到多個(gè)發(fā)送電感器I20并向多個(gè)發(fā)送電感器120輸入同一發(fā)送信號(hào)。相位差控制部130被設(shè)置在信號(hào)輸入通道112中，并以小于180°的單位來(lái)控制多個(gè)發(fā)送電感器120之間的信號(hào)的相位差。下面將詳細(xì)地描述電子組件100。襯底110是半導(dǎo)體襯底，例如硅襯底，但不限于此。在襯底110上形成多個(gè)布線層。多個(gè)發(fā)送電感器120形成在任何布線層中且其中心軸線垂直于襯底110。在圖中所示的示例中，多個(gè)發(fā)送電感器120形成在同一布線層中，并被布置為當(dāng)在平面圖中看時(shí)相互不重疊。發(fā)送電感器120的直徑是例如100 μ m或以上并且1000 μ m或以下。信號(hào)輸入通道112 由形成在多個(gè)布線層中的接觸、布線和導(dǎo)通孔形成。相位差控制部130包括相位控制電路132和控制部件134。相位控制電路132是例如用于延遲發(fā)送信號(hào)的延遲電路并具有諸如變?nèi)荻O管的可變?cè)?。控制部?34控制相位控制電路132的可變?cè)奶匦詮亩孕∮?80°的單位來(lái)控制多個(gè)發(fā)送電感器120 之間的信號(hào)的相位差。在圖1所示的示例中，為多個(gè)發(fā)送電感器120中的每一個(gè)提供相位控制電路132，但是對(duì)于發(fā)送電感器120中的任何一個(gè)來(lái)說(shuō)可以不需要提供相位控制電路 132。例如，相位控制電路132和控制部件134由在襯底110上形成的晶體管和模擬元件組成。接下來(lái)，將描述本實(shí)施例的操作和效果。接收側(cè)的電子組件200具有接收電感器 220，并且接收電感器220被布置為與多個(gè)發(fā)送電感器120相對(duì)。在圖1所示的示例中，當(dāng)在平面圖中看時(shí)，接收電感器220的中心位于兩個(gè)發(fā)送電感器120之間。當(dāng)確定了電子組件 100,200的相對(duì)位置時(shí)，引起相對(duì)位置的偏差。在此偏差大的情況下，當(dāng)電子組件100具有一個(gè)電子組件100時(shí)，其中由發(fā)送電感器120產(chǎn)生的磁通量強(qiáng)的區(qū)域偏離接收電感器220， 從而在某些情況下引起發(fā)送錯(cuò)誤。與此相反，在本實(shí)施例中，電子組件100具有多個(gè)發(fā)送電感器120。當(dāng)在平面圖中看時(shí)，多個(gè)發(fā)送電感器120的中心相互偏離。以小于180°的單位控制被輸入到多個(gè)發(fā)送電感器120的發(fā)送信號(hào)的相位差。因此，能夠在平行于襯底110的平面中使由多個(gè)發(fā)送電感器120形成的磁通量密度的分布偏離。因此，即使當(dāng)發(fā)送電感器120和接收電感器220的相對(duì)位置相互偏離時(shí)，這也能夠防止接收電感器220不能接收到信號(hào)。第二實(shí)施例圖3和圖4是示出根據(jù)第二實(shí)施例的電子組件100的構(gòu)造的剖視圖。這些圖對(duì)應(yīng)于第一實(shí)施例中的圖2。根據(jù)本實(shí)施例的電子組件100具有與根據(jù)第一實(shí)施例的電子組件 100相同的構(gòu)造，不同之處在于根據(jù)本實(shí)施例的電子組件100具有形成在不同于其中形成有其它發(fā)送電感器120的布線層的布線層中的至少一個(gè)發(fā)送電感器120。當(dāng)在平面圖中看時(shí)，在不同布線層中形成的發(fā)送電感器120需要不相互重疊，如圖3中所示，或者可以相互部分地重疊，如圖4中所示。本實(shí)施例也能夠產(chǎn)生與第一實(shí)施例相同的效果。當(dāng)多個(gè)發(fā)送電感器120被布置為如圖4所示相互部分地重疊時(shí)，在電子組件100的面積中，能夠減小由多個(gè)發(fā)送電感器120 占據(jù)的面積。第三實(shí)施例圖5是示出根據(jù)第三實(shí)施例的電子組件100的構(gòu)造的視圖。此圖對(duì)應(yīng)于第一實(shí)施例中的圖1。根據(jù)本實(shí)施例的電子組件100具有與根據(jù)第一實(shí)施例或第二實(shí)施例的電子組件100相同的構(gòu)造，不同之處在于根據(jù)本實(shí)施例的電子組件100具有發(fā)送信號(hào)生成部件 170。發(fā)送信號(hào)生成部件170經(jīng)由信號(hào)輸入通道112耦合到發(fā)送電感器120并經(jīng)由相位控制電路132向每個(gè)發(fā)送電感器120輸入發(fā)送信號(hào)。例如，相位控制電路132由在襯底110 上形成的晶體管或模擬元件組成。
本實(shí)施例也能夠產(chǎn)生與第一或第二實(shí)施例相同的效果。此外，能夠使用一個(gè)襯底 110將發(fā)送電感器120、相位控制部130和發(fā)送信號(hào)生成部件170形成為一個(gè)半導(dǎo)體芯片。第四實(shí)施例圖6是示出根據(jù)第四實(shí)施例的電子組件100的構(gòu)造的視圖。圖7是示出圖6中所示的電子組件100的構(gòu)造的剖視圖。圖6對(duì)應(yīng)于第一實(shí)施例中的圖1。根據(jù)本實(shí)施例的電子組件100具有與根據(jù)第一實(shí)施例或第二實(shí)施例的電子組件100相同的構(gòu)造，不同之處在于根據(jù)本實(shí)施例的電子組件100具有輸入端子180。根據(jù)本實(shí)施例的電子組件100是例如分立組件，并且僅包括例如發(fā)送電感器120、 相位差控制部130、輸入端子180和耦合這些部件的布線或?qū)住］斎攵俗?80經(jīng)由信號(hào)輸入通道112耦合到發(fā)送電感器120并經(jīng)由信號(hào)輸入通道112和相位控制電路132將從外部部件輸入的發(fā)送信號(hào)輸入到發(fā)送電感器120。輸入端子180形成在最高布線層中并具有與電極焊盤(pán)相同的結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例也能夠產(chǎn)生與第一或第二實(shí)施例相同的效果。此外，由其它電子組件產(chǎn)生的發(fā)送信號(hào)能夠經(jīng)由電子組件100發(fā)送至電子組件200。第五實(shí)施例圖8是示出根據(jù)第五實(shí)施例的電子組件100的構(gòu)造的視圖。圖9是結(jié)合其使用的模式示出圖8中所示的電子組件100的剖面結(jié)構(gòu)的剖視圖。根據(jù)本實(shí)施例的電子組件100 具有與在第一至第四實(shí)施例中的任何一個(gè)中示出的電子組件100相同的構(gòu)造，不同之處在于根據(jù)本實(shí)施例的電子組件100具有接收電感器140和信號(hào)檢測(cè)部件142。接收電感器140被布置為當(dāng)在平面圖中看時(shí)不與多個(gè)發(fā)送電感器120重疊。信號(hào)檢測(cè)部件142被耦合到接收電感器140并檢測(cè)在接收電感器140中產(chǎn)生的感生電流的強(qiáng)度。 如圖9中所示，接收側(cè)的電子組件200包括發(fā)送電感器240。在接收電感器220中產(chǎn)生的感生電流原樣或經(jīng)由放大電路流過(guò)發(fā)送電感器Mo。S卩，由發(fā)送電感器240產(chǎn)生的磁通量的幅度與在接收電感器220中產(chǎn)生的感生電流成比例。發(fā)送電感器240被布置在與接收電感器140相對(duì)的位置處。為此，由接收電感器140產(chǎn)生的感生電流的幅度與在接收電感器220中產(chǎn)生的感生電流的幅度成比例。相位差控制部130的控制部件134基于由信號(hào)檢測(cè)部件142檢測(cè)到的感生電流的強(qiáng)度來(lái)控制相位差。具體地，控制部件134以下述方式來(lái)控制相位差，即，使由信號(hào)檢測(cè)部件142檢測(cè)到的感生電流的強(qiáng)度最大，即，使在接收電感器220中產(chǎn)生的感生電流最大。本實(shí)施例也能夠產(chǎn)生與第一實(shí)施例相同的效果。此外，確定電子組件100、200的相對(duì)位置，然后控制部件134以下述方式來(lái)控制相位差，即，使由信號(hào)檢測(cè)部件142檢測(cè)到的感生電流即在接收電感器220中產(chǎn)生的感生電流最大。為此，能夠容易地設(shè)置相位差。第六實(shí)施例圖13和圖10是示出根據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施例的電子組件100的構(gòu)造的視圖。在本實(shí)施例中，如圖10中所示，接收電感器220和發(fā)送電感器120被布置為彼此相對(duì)。例如， 接收電感器220和發(fā)送電感器120形成在不同的布線層中。當(dāng)在平面圖中看時(shí)，接收電感器 220與發(fā)送電感器120部分地重疊時(shí)，能夠使流過(guò)接收電感器220的感生電流更大。因此， 此布置是優(yōu)選的。接收電感器220被耦合到信號(hào)檢測(cè)部件142，如圖13中所示，并且檢測(cè)由接收電感器220接收到的接收信號(hào)的強(qiáng)度，具體地，感生電流的幅度。信號(hào)檢測(cè)部件142將檢測(cè)到的接收信號(hào)的強(qiáng)度輸入到控制部件134。控制部件134以增強(qiáng)接收信號(hào)的強(qiáng)度的方式來(lái)控制相位控制電路132。除接收電感器220和發(fā)送電感器120之外，在圖10中省略布線和相位控制部130。本實(shí)施例也可以產(chǎn)生與第一實(shí)施例相同的效果。此外，根據(jù)本實(shí)施例，由相位控制電路132以下述方式來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)送電感器120的磁通量，即增加接收電感器220的感生電流， 從而能夠在接收電感器220與發(fā)送電感器120之間可靠地發(fā)送和接收信號(hào)。雖然已參考圖10描述了第六實(shí)施例，但同樣在其它各實(shí)施例中，如圖13中所示， 電子組件100可以具有接收電感器220和接收電路(未示出)。在這種情況下，接收電感器220和發(fā)送電感器120形成在不同的布線層中，并且它們中的任何一個(gè)可以形成在上布線層中。此外，多個(gè)發(fā)送電感器120的布局不限于上述示例。例如，如圖11中所示，可以以下述方式來(lái)布置四個(gè)發(fā)送電感器120，即它們的中心以90°的間隔位于同一圓周上。在這種情況下，優(yōu)選的是，接收電感器220的中心與圓周的
中心重疊。此外，如圖12中所示，可以以下述方式在一個(gè)發(fā)送電感器120周?chē)贾盟膫€(gè)發(fā)送電感器120，即它們的中心以90°的間隔位于同一圓周上。在這種情況下，優(yōu)選的是，接收電感器220的中心與位于中心處的一個(gè)發(fā)送電感器120的中心重疊。到目前為止，已經(jīng)參考附圖描述了本發(fā)明的實(shí)施例，但這些是本發(fā)明的示例。還可以采用除上述之外的各種構(gòu)造。
權(quán)利要求
1.一種電子組件，包括多個(gè)發(fā)送電感器，所述多個(gè)發(fā)送電感器形成在襯底之上并且被布置為當(dāng)在平面圖中看時(shí)其中心相互偏離；信號(hào)輸入通道，所述信號(hào)輸入通道向每個(gè)發(fā)送電感器輸入發(fā)送信號(hào)；以及相位差控制部，所述相位差控制部被設(shè)置在信號(hào)輸入通道中，并且用于將發(fā)送電感器之間的發(fā)送信號(hào)的相位差控制為小于180°。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子組件，包括 在所述襯底之上形成的至少一個(gè)布線層， 其中，所述發(fā)送電感器形成在相同布線層之上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子組件，包括 在所述襯底之上形成的多個(gè)布線層，其中，所述發(fā)送電感器形成在所述布線層中的任何布線層之上，并且其中，所述發(fā)送電感器中的至少一個(gè)形成在所述布線層中的一個(gè)布線層中，所述布線層中的所述一個(gè)布線層不同于所述布線層中的形成了另外的發(fā)送電感器的布線層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子組件，進(jìn)一步包括發(fā)送信號(hào)生成部件，所述發(fā)送信號(hào)生成部件生成發(fā)送信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子組件，包括輸入端子，所述發(fā)送信號(hào)被輸入到所述輸入端子。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子組件，包括接收電感器，所述接收電感器被布置在與所述發(fā)送電感器相對(duì)的位置處；以及信號(hào)檢測(cè)部件，所述信號(hào)檢測(cè)部件檢測(cè)在所述接收電感器中產(chǎn)生的感生電流的強(qiáng)度， 并且所述信號(hào)檢測(cè)部件被耦合到所述接收電感器，其中，所述相位差控制部基于由所述信號(hào)檢測(cè)部件檢測(cè)到的強(qiáng)度來(lái)控制相位差。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電子組件，其中，所述相位差控制部控制相位差以使由所述信號(hào)檢測(cè)部件檢測(cè)到的強(qiáng)度最大。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電子組件，其中，當(dāng)在平面圖中看時(shí)，所述發(fā)送電感器至少部分地與所述接收電感器重疊。
9.一種信號(hào)傳輸方法，包括向多個(gè)發(fā)送電感器中的每一個(gè)輸入發(fā)送信號(hào)，所述多個(gè)發(fā)送電感器被布置為當(dāng)在平面圖中看時(shí)其中心相互偏離，并且與接收電感器相對(duì)；以及控制發(fā)送電感器之間的發(fā)送信號(hào)的相位差小于180°。
全文摘要
提供了一種電子組件和使用該電子組件的信號(hào)傳輸方法。在襯底上形成多個(gè)發(fā)送電感器。信號(hào)輸入通道被耦合到多個(gè)發(fā)送電感器，并且同一發(fā)送信號(hào)被輸入到多個(gè)發(fā)送電感器。相位差控制部被設(shè)置在信號(hào)輸入通道中且以小于180°的單位來(lái)控制發(fā)送電感器之間的信號(hào)的相位差。
文檔編號(hào)H01L23/522GK102306646SQ201110107289
公開(kāi)日2012年1月4日 申請(qǐng)日期2011年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月23日
發(fā)明者內(nèi)田慎一 申請(qǐng)人:瑞薩電子株式會(huì)社