(57)【要約】  モジュール間通信装置に関し、反射をより少なくして、通信チャネルを誘導結合よりも高速・広帯域にする。  終端部材で終端された信号線路と帰還信号線路とを備えたモジュールを積層して信号線路同士及び帰還信号線路同士の間で容量結合および誘導結合を用いて結合する際に、終端部材のインピーダンスを、モジュール同士の結合状態における近接効果を反映した結合系インピーダンスとする。
2012111639.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特性インピーダンスがＺ01のインピーダンスを有する第１信号線路と、
前記第１信号線路の帰還経路を提供する第１帰還信号線路と
前記第１信号線路と前記第１帰還信号線路とを終端する第１終端部材と、
送受信回路を備えた第１半導体集積回路装置と
を少なくとも有する第１モジュールと、
特性インピーダンスがＺ02のインピーダンスを有する第２信号線路と、
前記第２信号線路の帰還経路を提供する第２帰還信号線路と
前記第２信号線路と前記第２帰還信号線路とを終端する第２終端部材と、
送受信回路を備えた第２半導体集積回路装置と
を少なくとも有する第２モジュールとを、
互いに対向させて近接配置されるとともに、
前記第１終端部材及び前記第２終端部材のインピーダンスが、前記Ｚ01及びＺ02とは異なる前記第１モジュールと前記第２モジュールとの結合状態における近接効果を反映した結合系インピーダンスであることを特徴とするモジュール間通信装置。
【請求項２】
前記第１信号線路が、第１絶縁性基板上に設けられた信号波長の１/１０以上の長さを有する信号線路であり、
前記第１半導体集積回路装置が前記第１信号線路と前記第１帰還信号線路とに接続され、
前記第２信号線路が、第２絶縁性基板上に設けられた信号波長の１/１０以上の長さを有する信号線路であり、
前記第２半導体集積回路装置が、前記第２信号線路と前記第２帰還信号線路とに接続され、
前記第１信号線路と前記第２信号線路とがその少なくとも一部が積層方向から見て投影的に重なり、且つ、
前記第１帰還信号線路と前記第２帰還信号線路とがその少なくとも一部が積層方向から見て投影的に重なり、
前記第１信号線路と前記第２信号線路の間に容量結合および誘導結合を用いて信号結合が生じ、前記第１帰還信号線路と第２帰還信号線路の間に容量結合および誘導結合を用いて帰還信号結合が生じ、
前記信号結合によって前記第２信号線路に前記第１信号線路の信号が伝送されるように積層することを特徴とする請求項１に記載のモジュール間通信装置。
【請求項３】
前記帰還信号結合が前記信号結合と同じもしくはそれよりも強いことを特徴とする請求項２に記載のモジュール間通信装置。
【請求項４】
前記第１帰還信号線路が前記第１信号線路に対してコプレーナ構造を形成し、
前記第２帰還信号線路が前記第２信号線路に対してコプレーナ構造を形成することを特徴とする請求項２に記載のモジュール間通信装置。
【請求項５】
前記第１帰還信号線路が前記第１信号線路の両側に対して対称構造を有し、
前記第２帰還信号線路が前記第２信号線路の両側に対して対称構造を有することを特徴とする請求項４に記載のモジュール間通信装置。
【請求項６】
前記第１絶縁性基板の前記第１信号線路を配置した面と反対側の面に第１電磁シールド層を有し、
前記第２絶縁性基板の前記第２信号線路を配置した面と反対側の面に第２電磁シールド層を有することを特徴とする請求項２に記載のモジュール間通信装置。
【請求項７】
前記第１信号線路と前記第２信号線路との間隔或いは前記第１信号線路と前記第２信号線路との重なりの幅のいずれかが信号の伝搬方向で異なることにより前記第１信号線路と前記第２信号線路との結合状態が前記信号の伝搬方向で異なることを特徴とする請求項２に記載のモジュール間通信装置。
【請求項８】
前記第１モジュール或いは第２モジュールの一方が、前記第１信号線路或いは第２信号線路に対して、ダミー結合器を挟んで、第３信号線路及び前記第３信号線路の帰還経路を提供する第３帰還信号線路とを有し、
前記第３信号線路と前記第３帰還信号線路とを終端する第３終端部材と、
前記第３信号線路と前記第３帰還信号線路とに接続された送受信回路を備えた第３半導体集積回路装置と
を有することを特徴とする請求項２に記載のモジュール間通信装置。
【請求項９】
前記第１信号線路が、前記第１モジュールと前記第２モジュールとの結合状態における近接効果を反映した結合系インピーダンスを有する第１引き出し用伝送線路を介して前記第１半導体集積回路装置と接続し、
前記第２信号線路が、前記結合系インピーダンスを有する第２引き出し用伝送線路を介して前記第２半導体集積回路装置と接続していることを特徴とする請求項２に記載のモジュール間通信装置。
【請求項１０】
前記第１絶縁性基板の前記第１信号線路を配置した面と反対側の面に少なくとも第１信号線路に対向する部分が欠落部となっている第１のプレーンを有し、
前記第２絶縁性基板の前記第２信号線路を配置した面と反対側の面に少なくとも第２信号線路に対向する部分が欠落部となっている第２のプレーンを有することを特徴とする請求項９に記載のモジュール間通信装置。
【請求項１１】
前記第１信号線路の線幅が、前記第１引き出し用伝送線路の線幅より大きいか或いは等しく、
前記第２信号線路の線幅が、前記第２引き出し用伝送線路の線幅より大きいか或いは等しいことを特徴とする請求項９に記載のモジュール間通信装置。
【請求項１２】
前記第１信号線路と前記第２信号線路が積層方向からみて互いに整列した状態において、前記第１引き出し用伝送線路と前記第２引き出し用伝送線路とが互いに異なった方向に延在していることを特徴とする請求項９に記載のモジュール間通信装置。
【請求項１３】
前記第１引き出し用伝送線路と前記第２引き出し用伝送線路との対向間隔が、
前記第１信号線路と前記第２信号線路との対向間隔より広いことを特徴とする請求項９に記載のモジュール間通信装置。
【請求項１４】
少なくとも前記第１絶縁性基板の前記第１引き出し用伝送線路を配置した面と反対の面であって、前記第２モジュールに対向する面に、前記第１引き出し用伝送線路をシールドする第１補助電磁シールド層を有することを特徴とする請求項９に記載のモジュール間通信装置。
【請求項１５】
前記第１信号線路と前記第１引き出し用伝送線路との結合部の側面が曲面からなり、
前記第２信号線路と前記第２引き出し用伝送線路との結合部の側面が曲面からなることを特徴とする請求項９に記載のモジュール間通信装置。
【請求項１６】
前記第１信号線路の前記第１引き出し用伝送線路との結合部との反対側の端に第１インピーダンス調整用伝送線路を有し、
前記第１インピーダンス調整用伝送線路に、第１インピーダンス整合回路が接続され、
前記第２信号線路の前記第２引き出し用伝送線路との結合部との反対側の端に第２インピーダンス調整用伝送線路を有し、
前記第２インピーダンス調整用伝送線路に、第２インピーダンス整合回路が接続されていることを特徴とする請求項９に記載のモジュール間通信装置。
【請求項１７】
前記第１絶縁性基板の前記第１信号線路を配置した面と反対側の面に少なくとも第１信号線路に対向する部分が欠落部となっている第１のプレーンを有し、
前記第２絶縁性基板の前記第２信号線路を配置した面と反対側の面に少なくとも第２信号線路に対向する部分が欠落部となっている第２のプレーンを有することを特徴とする請求項１６に記載のモジュール間通信装置。
【請求項１８】
前記第１信号線路の線幅が、前記第１引き出し用伝送線路の線幅及び前記第１インピーダンス調整用伝送線路の線幅より大きいか或いは等しく、
前記第２信号線路の線幅が、前記第２引き出し用伝送線路の線幅及び前記第２インピーダンス調整用伝送線路の線幅より大きいか或いは等しいことを特徴とする請求項１６に記載のモジュール間通信装置。
【請求項１９】
前記第１信号線路の前記第１引き出し用伝送線路との結合部との反対側の端に第３引き出し用伝送線路を有し、
前記第３引き出し用伝送線路に、送受信回路を備えた半導体集積回路装置が接続されており、
前記第２信号線路の前記第２引き出し用伝送線路との結合部との反対側の端に第４引き出し用伝送線路を有し、
前記第４引き出し用伝送線路に、送受信回路を備えた半導体集積回路装置が接続されていることを特徴とする請求項９に記載のモジュール間通信装置。
【請求項２０】
前記第１帰還信号線路が、前記第１信号線路と差動線路を構成し、
前記第２帰還信号線路が、前記第２信号線路と差動線路を構成することを特徴とする請求項２に記載のモジュール間通信装置。
【請求項２１】
前記第１絶縁性基板の前記第１信号線路を配置した面と反対側の面に第１電磁シールド層を有し、
前記第２絶縁性基板の前記第２信号線路を配置した面と反対側の面に第２電磁シールド層を有することを特徴とする請求項２０に記載のモジュール間通信装置。
【請求項２２】
前記第１信号線路と前記第２信号線路との間隔或いは前記第１信号線路と前記第２信号線路との重なりの幅のいずれかが信号の伝搬方向で異なることにより前記第１信号線路と前記第２信号線路との結合状態が前記信号の伝搬方向で異なることを特徴とする請求項２０に記載のモジュール間通信装置。
【請求項２３】
前記第１モジュール或いは第２モジュールの一方が、前記第１信号線路或いは第２信号線路に対して、ダミー結合器を挟んで、第３信号線路及び前記第３信号線路と差動線路を構成する帰還経路を提供する第３帰還信号線路とを有し、
前記第３信号線路と前記第３帰還信号線路とを終端する第３終端部材と、
前記第３信号線路と前記第３帰還信号線路とに接続された送受信回路を備えた第３半導体集積回路装置と
を有することを特徴とする請求項２０に記載のモジュール間通信装置。
【請求項２４】
前記第１信号線路と前記第１帰還信号線路がそれぞれ前記第１モジュールと前記第２モジュールとの結合状態における近接効果を反映した結合インピーダンスを有し且つ前記第１半導体集積回路装置と接続する引き出し用伝送線路を有し、
前記第２信号線路と前記第２帰還信号線路がそれぞれ前記結合系インピーダンスを有し且つ前記第２半導体集積回路装置と接続する引き出し用伝送線路を有することを特徴とする請求項２０に記載のモジュール間通信装置。
【請求項２５】
前記第１絶縁性基板の前記第１信号線路を配置した面と反対側の面に少なくとも第１信号線路に対向する部分が欠落部となっている第１のプレーンを有し、
前記第２絶縁性基板の前記第２信号線路を配置した面と反対側の面に少なくとも第２信号線路に対向する部分が欠落部となっている第２のプレーンを有することを特徴とする請求項２４に記載のモジュール間通信装置。
【請求項２６】
前記第１信号線路及び前記第１帰還信号線の線幅が、前記引き出し用伝送線路の線幅より大きいか或いは等しく、
前記第２信号線路及び前記第１帰還信号線の線幅が、前記引き出し用伝送線路の線幅より大きいか或いは等しいことを特徴とする請求項２４に記載のモジュール間通信装置。
【請求項２７】
前記第１信号線路と前記第１帰還信号線との間隔が前記引き出し用伝送線路同士の間隔より大きいか或いは等しく、
前記第２信号線路と前記第２帰還信号線との間隔が前記引き出し用伝送線路同士の間隔より大きいか或いは等しいことを特徴とする請求項２４に記載のモジュール間通信装置。
【請求項２８】
前記第１信号線路と前記第１帰還信号線との間隔が、前記第１信号線路及び前記第１帰還信号線の線幅より大きいか或いは等しく、
前記第２信号線路と前記第２帰還信号線との間隔が、前記第２信号線路及び前記第２帰還信号線の線幅より大きいか或いは等しいことを特徴とする請求項２４に記載のモジュール間通信装置。
【請求項２９】
前記第１信号線路と前記第２信号線路が積層方向からみて互いに整列した状態において、前記第１半導体集積回路装置と接続する引き出し用伝送線路と、前記第２半導体集積回路装置と接続する引き出し用伝送線路とが互いに異なった方向に延在していることを特徴とする請求項２４に記載のモジュール間通信装置。
【請求項３０】
前記第１半導体集積回路装置と接続する引き出し用伝送線路と前記第２半導体集積回路装置と接続する引き出し用伝送線路との対向間隔が、
前記第１信号線路と前記第２信号線路との対向間隔より広いことを特徴とする請求項２４に記載のモジュール間通信装置。
【請求項３１】
少なくとも前記第１絶縁性基板の前記第１引き出し用伝送線路を配置した面と反対の面であって、前記第２モジュールに対向する面に、前記第１半導体集積回路装置と接続する引き出し用伝送線路をシールドする第１補助電磁シールド層を有することを特徴とする請求項２４に記載のモジュール間通信装置。
【請求項３２】
前記第１信号線路と前記引き出し用伝送線路との結合部の側面が曲面からなり、
前記第１帰還信号線路と前記引き出し用伝送線路との結合部の側面が曲面からなり、
前記第２信号線路と前記引き出し用伝送線路との結合部の側面が曲面からなり、
前記第２帰還信号線路と前記引き出し用伝送線路との結合部の側面が曲面からなることを特徴とする請求項２４に記載のモジュール間通信装置。
【請求項３３】
前記第１信号線路の前記第１半導体集積回路装置と接続する引き出し用伝送線路との結合部との反対側の端に第１インピーダンス調整用伝送線路を有し、
前記第１インピーダンス調整用伝送線路に、第１インピーダンス整合回路が接続され、
前記第２信号線路の前記第２半導体集積回路装置と接続する引き出し用伝送線路との結合部との反対側の端に第２インピーダンス調整用伝送線路を有し、
前記第２インピーダンス調整用伝送線路に、第２インピーダンス整合回路が接続されていることを特徴とする請求項２４に記載のモジュール間通信装置。
【請求項３４】
前記第１信号線路及び前記第１帰還信号線路の前記第１半導体集積回路装置と接続する引き出し用伝送線路との結合部との反対側のそれぞれの端に送受信回路を備えた半導体集積回路装置と接続する引き出し用伝送線路を有するとともに、
前記第２信号線路及び前記第２帰還信号線路の前記第２半導体集積回路装置と接続する引き出し用伝送線路との結合部との反対側のそれぞれの端に送受信回路を備えた半導体集積回路装置と接続する引き出し用伝送線路を有し、
前記各引出し用伝送線路のインピーダンスは前記Ｚ01及びＺ02とは異なる前記第１モジュールと前記第２モジュールとの結合状態における近接効果を反映した結合系インピーダンスであることを特徴とする請求項２４に記載のモジュール間通信装置。
【請求項３５】
前記第１絶縁性基板の前記第１信号線路を配置した面と反対側の面に少なくとも第１信号線路に対向する部分が欠落部となっている第１のプレーンを有し、
前記第２絶縁性基板の前記第２信号線路を配置した面と反対側の面に少なくとも第２信号線路に対向する部分が欠落部となっている第２のプレーンを有することを特徴とする請求項３４に記載のモジュール間通信装置。
【請求項３６】
前記第１信号線路及び前記第１帰還信号線の線幅が、前記各引き出し用伝送線路の線幅より大きいか或いは等しく、
前記第２信号線路及び前記第１帰還信号線の線幅が、前記各引き出し用伝送線路の線幅より大きいか或いは等しいことを特徴とする請求項３４に記載のモジュール間通信装置。
【請求項３７】
前記第１信号線路と前記第１帰還信号線との間隔が前記各引き出し用伝送線路同士の間隔より大きいか或いは等しく、
前記第２信号線路と前記第２帰還信号線との間隔が前記各引き出し用伝送線路同士の間隔より大きいか或いは等しいことを特徴とする請求項３４に記載のモジュール間通信装置。
【請求項３８】
前記第１信号線路と前記第１帰還信号線との間隔が、前記第１信号線路及び前記第１帰還信号線の線幅より大きいか或いは等しく、
前記第２信号線路と前記第２帰還信号線との間隔が、前記第２信号線路及び前記第２帰還信号線の線幅より大きいか或いは等しいことを特徴とする請求項３４に記載のモジュール間通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モジュール間通信装置に関するものであり、例えば、近接したモジュール間の無線データ通信を高速で行うための構成に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、メモリカードとＰＣとの間で非接触でデータ通信行う等の複数のモジュールが近接した際に高速に無線データ通信できるモジュール間通信装置が開発されている。このようなモジュール間通信装置としては、その他に、半導体集積回路チップを封印したパッケージを複数積層したＰｏＰ（パッケージオンパッケージ）において、パッケージ越しに無線で半導体集積回路チップ間通信することも期待される。【０００３】
本発明者は、プリント基板（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ；ＰＣＢ）や半導体集積回路チップの配線により形成されるコイルの誘導結合、即ち、磁界結合を用いて、実装基板間や半導体集積回路チップ間でデータ通信を行う電子回路を提案している（例えば、非特許文献１乃至非特許文献３参照）。【０００４】
非特許文献１によれば、パッケージの中に封印された半導体集積回路チップの配線で形成されたコイルとパッケージ表面に装着されたフレキシブルプリント基板（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ；ＦＰＣ）のコイルによる誘導結合を用いて、パッケージに封印された半導体集積回路チップ内のデータをパッケージの外から検知して、半導体集積回路チップや半導体集積回路チップで構成されるシステムの評価やデバッグに用いることができる。【０００５】
また、非特許文献２によれば、１つのパッケージの中に積層実装されたプロセッサ半導体集積回路チップとメモリ半導体集積回路チップがそれぞれの半導体集積回路チップの配線で形成されたコイル対による誘導結合を用いて両者の間で高速に通信できる。この技術を応用すれば、プロセッサを実装したパッケージとメモリを実装したパッケージが積層実装された状態で、パッケージに形成されたコイルの誘導結合を用いた無線データ通信により、プロセッサがメモリにデータを読み書きすることができる。【０００６】
また、非特許文献３によれば、プリント基板上のコイル対による誘導結合を用いて、メモリカードとＰＣが非接触でデータ通信できる。【０００７】
一方、マイクロストリップラインやバスラインを近接結合させて、容量結合及び誘導結合を利用してデータを無線通信することも提案されている（例えば、特許文献１乃至特許文献７参照）。特許文献１によれば、平行に配置した二本の伝送線路からなる差動伝送線路を互いに同一方向に平行に配置して、２つのモジュール間を無線通信することができる。【０００８】
また、特許文献２によると、移動可能なドライバステージを結合要素を介して２つの対称的に配置された導体と電磁結合或いは容量結合することで、双方向伝送システムを構築することができる。【０００９】
また、特許文献３によると、グランドプレーン上に誘電体膜を介して配置した二本のマイクロストリップラインを方向性結合器として用いて、二本のマイクロストリップラインに差動信号を入力して、２つのモジュール間で無線通信することができる。【００１０】
また、特許文献４乃至特許文献７によると、２本のバス配線の一部を並行して配置することで、容量結合及び誘導結合により複数のプリント回路基板間で無線通信を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００８−２７８２９０号公報
【特許文献２】特表２００３−５３３１３０号公報
【特許文献３】特開２００７−０４９４２２号公報
【特許文献４】特開平０７−１４１０７９号公報
【特許文献５】特開２００１−０２７９１８号公報
【特許文献６】特開２００２−１２３３４５号公報
【特許文献７】特開２００４−３１８４５１号公報
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】Ｈ．Ｉｓｈｉｋｕｒｏ，Ｔ．Ｓｕｇａｈａｒａ，ａｎｄ Ｔ．Ｋｕｒｏｄａ， “Ａｎ Ａｔｔａｃｈａｂｌｅ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｃｈｉｐ Ａｃｃｅｓｓ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｆｏｒ Ａｒｂｉｔｒａｒｙ Ｄａｔａ Ｒａｔｅ ｂｙ Ｕｓｉｎｇ Ｐｕｌｓｅ−Ｂａｓｅｄ Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ−Ｃｏｕｐｌｉｎｇ ｔｈｒｏｕｇｈ ＬＳＩ Ｐａｃｋａｇｅ”， ＩＥＥＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｏｌｉｄ−Ｓｔａｔｅ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ （ＩＳＳＣＣ‘０７），Ｄｉｇ．Ｔｅｃｈ．Ｐａｐｅｒｓ，ｐｐ．３６０−３６１，６０８， Ｆｅｂ． ２００７
【非特許文献２】Ｋ．Ｎｉｉｔｓｕ，Ｙ．Ｓｈｉｍａｚａｋｉ，Ｙ．Ｓｕｇｉｍｏｒｉ，Ｙ．Ｋｏｈａｍａ，Ｋ．Ｋａｓｕｇａ，Ｉ．Ｎｏｎｏｍｕｒａ，Ｍ．Ｓａｅｎ，Ｓ．Ｋｏｍａｔｓｕ，Ｋ．Ｏｓａｄａ，Ｎ．Ｉｒｉｅ，Ｔ．Ｈａｔｔｏｒｉ，Ａ．Ｈａｓｅｇａｗａ，ａｎｄ Ｔ． Ｋｕｒｏｄａ，“Ａｎ Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ−Ｃｏｕｐｌｉｎｇ Ｌｉｎｋ ｆｏｒ ３Ｄ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ ｏｆ ａ ９０ｎｍ ＣＭＯＳ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ ａｎｄ ａ ６５ｎｍ ＣＭＯＳ ＳＲＡＭ”，ＩＥＥＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｏｌｉｄ−Ｓｔａｔｅ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ （ＩＳＳＣＣ‘０９）， Ｄｉｇ．Ｔｅｃｈ．Ｐａｐｅｒｓ，ｐｐ．４８０−４８１，Ｆｅｂ．２００９
【非特許文献３】Ｓ．Ｋａｗａｉ，Ｈ．Ｉｓｈｉｋｕｒｏ，ａｎｄ Ｔ．Ｋｕｒｏｄａ，“Ａ ２．５Ｇｂ／ｓ／ｃｈ Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ−Ｃｏｕｐｌｉｎｇ Ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ ｆｏｒ Ｎｏｎ−Ｃｏｎｔａｃｔ Ｍｅｍｏｒｙ Ｃａｒｄ”，ＩＥＥＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｏｌｉｄ−Ｓｔａｔｅ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ （ＩＳＳＣＣ‘１０），Ｄｉｇ．Ｔｅｃｈ．Ｐａｐｅｒｓ，ｐｐ．２６４−２６５， Ｆｅｂ． ２０１０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
コイルを用いた磁界結合の場合、モジュール間或いは半導体集積回路チップ間無線データ通信に用いるコイルには、通常のコイルと同様に、インダクタンスＬの他にキャパシタンスＣが寄生するので、ある周波数、即ち、自己共振周波数でＬＣ共振する。通信で使われる信号の周波数がこの自己共振周波数に近づくと、信号が変化した後もしばらくは揺れ続けるために高速で通信するとシンボル間干渉を生じて、信頼性の高い通信ができないという問題がある。【００１４】
コイルの誘導結合で実現できる通信速度の上限は、コイルの自己共振周波数のおよそ１／３〜１／２程度である。コイルの自己共振周波数は、コイルのＬＣ積の平方根に逆比例する。通信距離が遠くなるほど大きなコイルが必要になるので、Ｃが大きくなり、自己共振周波数が下がる。【００１５】
積層された半導体集積回路チップ間の通信の場合は、例えば通信距離が５０μｍ程度なので、コイルの直径はその２倍の１００μｍ程度である。この場合はチャネルの帯域は１０ＧＨｚ以上になり、通信速度は送受信器の回路で決まる。【００１６】
しかし、モジュール間の通信になると通信距離が長くなる。例えば、通信距離が１ｍｍの場合は、直径が１ｍｍ程度のコイルが必要になり、ＰＣＢ上のコイルの自己共振周波数は３ＧＨｚ程度になるので、通信速度は通信チャネルで決まり、１Ｇｂ／ｓ（毎秒１Ｇビット）程度が上限になる。【００１７】
したがって、４Ｇｂ／ｓの通信速度を実現するためには、４組のコイルを図３９のように配置して４つの通信路を並列に使い、パラレル通信しなければならない。この時、隣接通信路間でクロストークを生じないように、コイルは一定の距離を離して配置される。なお、図における、Ｔx及びＲxはそれぞれ送信回路及び受信回路である。【００１８】
ここで、送受信器を備えた集積回路とコイルとの間の配線長が揃わなかったり、或いは、送受信器の特性がばらつくと、図３９に示す信号波形に示すように、各チャネルで受信された信号のタイミングが揃わずに信号スキューが発生して信号の同期が困難になる。【００１９】
通信距離が遠くなりコイルが大きくなるほど、また、通信速度が速くなりコイルの数が多くなるほど、コイルと集積回路の配線は長くなるので信号遅延も大きくなる。たとえ配線長を等しく揃えても、集積回路やコイルの製造ばらつきによる信号遅延のばらつきは大きくなる。このように、従来のパラレル通信では通信チャネルの並列数に上限があり、通信チャネルの高速化が課題であった。【００２０】
また、送受信器を備えた集積回路をコイルの近くに設置できない場合は、両者を伝送線路で接続しなければならない。このとき、伝送線路のインピーダンス（特性インピーダンスと呼ぶ）は信号帯域で大きく変化しないが、コイルのインピーダンスは周波数に比例して変化する。したがって、両者の接続点でインピーダンスを整合させることが困難であり、信号が反射して信号品質が劣化し、信頼性の高い通信ができない。【００２１】
例えば、４Ｇｂ／ｓでデジタル信号を伝送するためには、典型的には信号の立上り時間や立下り時間を５０ｐｓ程度に設計する。このデジタル信号には１／（２×５０ｐｓ）＝１０ＧＨｚまでの周波成分が含まれているので、信号周期（１／１０Ｇ＝１００ｐｓ）に比べて十分に短くない、例えば、１／４０より大きい遅延、即ち、1００ｐｓ／４０＝２．５ｐｓの遅延を生じる距離を信号伝送させるときは、伝送線路としての扱いが必要になる。【００２２】
真空中を伝播する１０ＧＨｚの信号の波長は３０ｍｍであるので、２．５ｐｓの遅延は（３０ｍｍ／１００ｐｓ）×２．５ｐｓ＝０．７５ｍｍの距離に対応する。実際には、比誘電率が４程度の耐燃性ガラス基材エポキシ樹脂積層板ＦＲ４では波長短縮効果により伝播速度が半分になるので、２．５ｐｓの遅延は０．７５ｍｍ/２＝０．３７ｍｍに対応する。【００２３】
つまり、約０．４ｍｍより長い距離の場合には伝送線路としての扱いが必要になり、インピーダンスの整合が必要になる。即ち、コイルの誘導結合を通信路に用いた従来技術では、送受信器を備えた集積回路をコイルから０．４ｍｍ以内に設置する必要があった。しかし、直径が１ｍｍのコイルをクロストークしないように離して配置した上に０．４ｍｍ以内に接続できるのは、せいぜい４つのコイルまでで、それ以上のコイルとの接続は困難になる。さらに、機器の設計制約上、集積回路装置を離れたところに配置したいことは多々ある。【００２４】
一方、マイクロストリップラインを近接配置して容量結合及び誘導結合により無線通信を行う方式の場合に、インピーダンス整合について十分に考慮されていないため、信号に反射が生じるという問題がある。【００２５】
即ち、本発明者は、鋭意研究の結果、２つのモジュールが近接すると、伝送線路のインピーダンスは近接効果により他方の伝送線路の影響を受け、単体の伝送線路の特性インピーダンスＺ0と異なる値になり、このようなインピーダンスの変化が無視できないとの結論に至った。【００２６】
２つのモジュールが近づくほど近接効果が大きくなり、伝送線路のインピーダンスはより小さくなる。このような結合状態にある伝送線路のインピーダンスを考慮してインピーダンス整合を取らないと、２つ或いはそれ以上のモジュールを近接配置して無線通信を行うと障害が発生することになる。本明細書ではこのような結合状態にある伝送線路のインピーダンスを結合系インピーダンスと呼びＺ0-coupledで表す。【００２７】
また、特許文献１の場合には、結合系インピーダンスＺ0-coupledを全く考慮しておらず、単体の伝送線路の特性インピーダンスＺ0しか考慮していないので、信号の反射が発生して高速通信が困難になるという問題がある。なお、シングル伝送の構成でも良い旨の言及もされているが、具体的構成は全く開示されていない。【００２８】
また、特許文献３の場合にも、結合系インピーダンスＺ0-coupledは勿論のこと、全くインピーダンス整合については特別の注意を払っていないので、信号の反射が発生して高速通信が困難になるという問題がある。また、２つのモジュールを互いに同じ向きに平行に配置しているが、グランドプレーンを用いているので、互いに向かい合わせる必要があり、向かい合わせる際の位置合わせ精度も問題になる。また、グランドプレーンを用いているので、３個以上のモジュールを積層することができないという問題もある。さらに、特許文献３の場合には、データをキャリア信号を用いて変調して通信しているので、送受信回路の構成が複雑化するという問題もある。【００２９】
さらに、特許文献４乃至特許文献７の場合にも、結合系インピーダンスＺ0-coupledを全く考慮しておらず、単体の伝送線路の特性インピーダンスＺ0しか考慮していないので、信号の反射が発生して高速通信が困難になるという問題がある。また、具体的構成がバス配線とプリント回路基板に関するものであり、バス配線とプリント回路基板を用いて同一基板上に結合器が構成されているので、２つのモジュール間の通信に対応することができないという問題がある。【００３０】
したがって、本発明は、結合系インピーダンスとして整合を取ることで、反射をより少なくして、通信チャネルを誘導結合よりも高速（広帯域）にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
（１）上記の課題を解決するために、本発明は、モジュール間通信装置において、特性インピーダンスがＺ01のインピーダンスを有する第１信号線路と、前記第１信号線路の帰還経路を提供する第１帰還信号線路と前記第１信号線路と前記第１帰還信号線路とを終端する第１終端部材と、送受信回路を備えた第１半導体集積回路装置とを少なくとも有する第１モジュールと、特性インピーダンスがＺ02のインピーダンスを有する第２信号線路と、前記第２信号線路の帰還経路を提供する第２帰還信号線路と前記第２信号線路と前記第２帰還信号線路とを終端する第２終端部材と、送受信回路を備えた第２半導体集積回路装置とを少なくとも有する第２モジュールとを、互いに対向させて近接配置されるとともに、前記第１終端部材及び前記第２終端部材のインピーダンスが、前記Ｚ01及びＺ02とは異なる前記第１モジュールと前記第２モジュールとの結合状態における近接効果を反映した結合系インピーダンスであることを特徴とする。【００３２】
このように、各モジュールに、第１モジュールと第２モジュールとの結合状態における近接効果を反映した結合系インピーダンスを有する終端部材を用いているので、信号の反射を効果的になくすことができる。また、キャリア信号を用いて変調することなく、ベースバンドで通信しているので、より簡単な構成により高速通信が可能になる。【００３３】
（２）また、本発明は、上記（１）において、前記第１信号線路が、第１絶縁性基板上に設けられた信号波長の１/１０以上の長さを有する信号線路であり、前記第１半導体集積回路装置が前記第１信号線路と前記第１帰還信号線路とに接続され、前記第２信号線路が、第２絶縁性基板上に設けられた信号波長の１/１０以上の長さを有する信号線路であり、前記第２半導体集積回路装置が、前記第２信号線路と前記第２帰還信号線路とに接続され、前記第１信号線路と前記第２信号線路とがその少なくとも一部が積層方向から見て投影的に重なり、且つ、前記第１帰還信号線路と前記第２帰還信号線路とがその少なくとも一部が積層方向から見て投影的に重なり、前記第１信号線路と前記第２信号線路の間に容量結合および誘導結合を用いて信号結合が生じ、前記第１帰還信号線路と第２帰還信号線路の間に容量結合および誘導結合を用いて帰還信号結合が生じ、前記信号結合によって前記第２信号線路に前記第１信号線路の信号が伝送されるように積層することを特徴とする。【００３４】
（３）また、本発明は、上記（２）において、前記帰還信号結合が前記信号結合と同じもしくはそれよりも強いことを特徴とする。このように、前記帰還信号結合が前記信号結合と同じもしくはそれよりも強くなるように設定することによって、結合伝送線路の偶モードインピーダンスおよび奇モードインピーダンスが明確に規定され、実際の使用条件下ではこれらのインピーダンスが大きく変動することがないので、終端処理が容易になる。【００３５】
（４）また、本発明は、上記（２）において、前記第１帰還信号線路が前記第１信号線路に対してコプレーナ構造を形成し、前記第２帰還信号線路が前記第２信号線路に対してコプレーナ構造を形成することを特徴とする。このように、帰還信号線路を信号線路に対してコプレーナ構造にすることによりノイズ耐性を高めることができる。【００３６】
（５）また、本発明は、上記（４）において、前記第１帰還信号線路が前記第１信号線路の両側に対して対称構造を有し、前記第２帰還信号線路が前記第２信号線路の両側に対して対称構造を有することを特徴とする。このように、帰還信号線路を信号線路に対して対称構造にすることによって、同相ノイズ除去比が高まり、ノイズ耐性をより高めることができる。【００３７】
（６）また、本発明は、上記（２）において、前記第１絶縁性基板の前記第１信号線路を配置した面と反対側の面に第１電磁シールド層を有し、前記第２絶縁性基板の前記第２信号線路を配置した面と反対側の面に第２電磁シールド層を有することを特徴とする。このように電磁シールド層を設けることによって、外部から電磁界ノイズが侵入することを低減することができ、それによって、ノイズ耐性をより高めることができる。【００３８】
（７）また、本発明は、上記（２）において、前記第１信号線路と前記第２信号線路との間隔或いは前記第１信号線路と前記第２信号線路との重なりの幅のいずれかが信号の伝搬方向で異なることにより前記第１信号線路と前記第２信号線路との結合状態が前記信号の伝搬方向で異なることを特徴とする。【００３９】
このように、第１信号線路と第２信号線路との結合状態を信号の伝搬方向で異なるようにすることで、信号線路の結合係数の周波数特性を平坦にし、広帯域な結合器を実現することができる。【００４０】
（８）また、本発明は、上記（２）において、前記第１モジュール或いは第２モジュールの一方が、前記第１信号線路或いは第２信号線路に対して、ダミー結合器を挟んで、第３信号線路及び前記第３信号線路の帰還経路を提供する第３帰還信号線路とを有し、前記第３信号線路と前記第３帰還信号線路とを終端する第３終端部材と、前記第３信号線路と前記第３帰還信号線路とに接続された送受信回路を備えた第３半導体集積回路装置とを有することを特徴とする。【００４１】
このように、一方のモジュールに２組の信号線路と帰還信号線路との対を設けることで、１つの伝送線路で複数に分岐した結合通信を実現することができる。【００４２】
（９）また、本発明は、上記（２）において、前記第１信号線路が、前記第１モジュールと前記第２モジュールとの結合状態における近接効果を反映した結合系インピーダンスを有する第１引き出し用伝送線路を介して前記第１半導体集積回路装置と接続し、前記第２信号線路が、前記結合系インピーダンスを有する第２引き出し用伝送線路を介して前記第２半導体集積回路装置と接続していることを特徴とする。【００４３】
このように、引き出し用伝送線路を設けることによって、半導体集積回装置を信号線路から離した位置に配置することができ、設計自由度が増す。【００４４】
（１０）また、本発明は、上記（９）において、前記第１絶縁性基板の前記第１信号線路を配置した面と反対側の面に少なくとも第１信号線路に対向する部分が欠落部となっている第１のプレーンを有し、前記第２絶縁性基板の前記第２信号線路を配置した面と反対側の面に少なくとも第２信号線路に対向する部分が欠落部となっている第２のプレーンを有することを特徴とする。【００４５】
このように、プレーン、典型的にはグランドプレーンを設けた場合には、少なくとも第１信号線路及び第２信号線路に対向する部分を欠落部とすることによって、結合器の配線間に電気力線を集中させることができ、結合器の結合度を上げることができる。【００４６】
（１１）また、本発明は、上記（９）において、前記第１信号線路の線幅が、前記第１引き出し用伝送線路の線幅より大きいか或いは等しく、前記第２信号線路の線幅が、前記第２引き出し用伝送線路の線幅より大きいか或いは等しいことを特徴とする。このような線幅の関係に設定することによって、結合器の結合度を大きくすることができる。【００４７】
（１２）また、本発明は、上記（９）において、前記第１信号線路と前記第２信号線路が積層方向からみて互いに整列した状態において、前記第１引き出し用伝送線路と前記第２引き出し用伝送線路とが互いに異なった方向に延在していることを特徴とする。このように、引き出し用伝送線路を異なった方向に引き出すことによって、引き出し用伝送線路間の結合を弱くすると、引き出し用伝送線路の結合系インピーダンスは特性インピーダンスと等しくなるので、モジュール間の距離の変動の影響を受けずにインピーダンスを設計することができる。【００４８】
（１３）また、本発明は、上記（９）において、前記第１引き出し用伝送線路と前記第２引き出し用伝送線路との対向間隔が、前記第１信号線路と前記第２信号線路との対向間隔より広いことを特徴とする。このような構成を採用することによって、引き出し用伝送線路間の結合を弱くすることができる。【００４９】
（１４）また、本発明は、上記（９）において、前記第１絶縁性基板の前記第１引き出し用伝送線路を配置した面と反対の面であって、前記第２モジュールに対向する面に、前記第１引き出し用伝送線路をシールドする第１補助電磁シールド層を有することを特徴とする。このような構成を採用することによって、引き出し用伝送線路間の結合を弱くすることができる。【００５０】
（１５）また、本発明は、上記（９）において、前記第１信号線路と前記第１引き出し用伝送線路との結合部の側面が曲面からなり、前記第２信号線路と前記第２引き出し用伝送線路との結合部の側面が曲面からなることを特徴とする。このような構成により、インピーダンスの急激な変化がなくなるので、インピーダンスをほぼ均一にすることができ、それによって、反射が低減できるので、より広帯域な結合器を実現することができる。【００５１】
（１６）また、本発明は、上記（９）において、前記第１信号線路の前記第１引き出し用伝送線路との結合部との反対側の端に第１インピーダンス調整用伝送線路を有し、前記第１インピーダンス調整用伝送線路に、第１インピーダンス整合回路が接続され、前記第２信号線路の前記第２引き出し用伝送線路との結合部との反対側の端に第２インピーダンス調整用伝送線路を有し、前記第２インピーダンス調整用伝送線路に、第２インピーダンス整合回路が接続されていることを特徴とする。【００５２】
このように、インピーダンス調整用伝送線路とインピーダンス整合回路を設けることによって、結合線路のインピーダンスの製造ばらつきがあっても或いは線路間距離の変動があってもインピーダンス整合を精度良く取ることができ、それによって、信号の反射を防ぎ高速通信が可能になる。【００５３】
（１７）また、本発明は、上記（１６）において、前記第１絶縁性基板の前記第１信号線路を配置した面と反対側の面に少なくとも第１信号線路に対向する部分が欠落部となっている第１のプレーンを有し、前記第２絶縁性基板の前記第２信号線路を配置した面と反対側の面に少なくとも第２信号線路に対向する部分が欠落部となっている第２のプレーンを有することを特徴とする。【００５４】
このように、プレーン、典型的にはグランドプレーンを設けた場合には、少なくとも第１信号線路及び第２信号線路に対向する部分を欠落部とすることによって、結合器の配線間に電気力線を集中させることができ、結合器の結合度を上げることができる。【００５５】
（１８）また、本発明は、上記（１６）において、前記第１信号線路の線幅が、前記第１引き出し用伝送線路の線幅及び前記第１インピーダンス調整用伝送線路の線幅より大きいか或いは等しく、前記第２信号線路の線幅が、前記第２引き出し用伝送線路の線幅及び前記第２インピーダンス調整用伝送線路の線幅より大きいか或いは等しいことを特徴とする。このような線幅の関係に設定することによって、結合器の結合度を大きくすることができる。【００５６】
（１９）また、本発明は、上記（９）において、前記第１信号線路の前記第１引き出し用伝送線路との結合部との反対側の端に第３引き出し用伝送線路を有し、前記第３引き出し用伝送線路に、送受信回路を備えた半導体集積回路装置が接続されており、前記第２信号線路の前記第２引き出し用伝送線路との結合部との反対側の端に第４引き出し用伝送線路を有し、前記第４引き出し用伝送線路に、送受信回路を備えた半導体集積回路装置が接続されていることを特徴とする。このような構成を採用することにより、一つの結合器で同時通信可能な２つのチャネルが設置できるので、データ通信速度を２倍にすることができる。【００５７】
（２０）また、本発明は、上記（２）において、前記第１帰還信号線路が、前記第１信号線路と差動線路を構成し、前記第２帰還信号線路が、前記第２信号線路と差動線路を構成することを特徴とする。【００５８】
このように、差動信号線路とすることにより、シングルエンドに比べて同相ノイズに対する耐性が高く、また、インピーダンスの制御がしやすく、コプレーナ構造の帰還経路を必ずしも必要としないので、設計が容易になる。【００５９】
（２１）また、本発明は、上記（２０）において、前記第１絶縁性基板の前記第１信号線路を配置した面と反対側の面に第１電磁シールド層を有し、前記第２絶縁性基板の前記第２信号線路を配置した面と反対側の面に第２電磁シールド層を有することを特徴とする。この場合も、差動による設計自由度に加えて、ノイズ耐性をより高めることができる。【００６０】
（２２）また、本発明は、上記（２０）において、前記第１信号線路と前記第２信号線路との間隔或いは前記第１信号線路と前記第２信号線路との重なりの幅のいずれかが信号の伝搬方向で異なることにより前記第１信号線路と前記第２信号線路との結合状態が前記信号の伝搬方向で異なることを特徴とする。この場合も、差動による設計自由度に加えて、信号線路の結合係数の周波数特性を平坦にし、広帯域な結合器を実現することができる。【００６１】
（２３）また、本発明は、上記（２０）において、前記第１モジュール或いは第２モジュールの一方が、前記第１信号線路或いは第２信号線路に対して、ダミー結合器を挟んで、第３信号線路及び前記第３信号線路と差動線路を構成する帰還経路を提供する第３帰還信号線路とを有し、前記第３信号線路と前記第３帰還信号線路とを終端する第３終端部材と、前記第３信号線路と前記第３帰還信号線路とに接続された送受信回路を備えた第３半導体集積回路装置とを有することを特徴とする。この場合も、差動による設計自由度に加えて、１つの伝送線路で複数に分岐した結合通信を実現することができる。【００６２】
（２４）また、本発明は、上記（２０）において、前記第１信号線路と前記第１帰還信号線路がそれぞれ前記第１モジュールと前記第２モジュールとの結合状態における近接効果を反映した結合インピーダンスを有し且つ前記第１半導体集積回路装置と接続する引き出し用伝送線路を有し、前記第２信号線路と前記第２帰還信号線路がそれぞれ前記結合系インピーダンスを有し且つ前記第２半導体集積回路装置と接続する引き出し用伝送線路を有することを特徴とする。このように、引き出し用伝送線路を設けることによって、半導体集積回装置を信号線路から離した位置に配置することができ、差動による設計自由度に加えてさらに設計自由度が増す。【００６３】
（２５）また、本発明は、上記（２４）において、前記第１絶縁性基板の前記第１信号線路を配置した面と反対側の面に少なくとも第１信号線路に対向する部分が欠落部となっている第１のプレーンを有し、前記第２絶縁性基板の前記第２信号線路を配置した面と反対側の面に少なくとも第２信号線路に対向する部分が欠落部となっている第２のプレーンを有することを特徴とする。【００６４】
このように、プレーン、典型的にはグランドプレーンを設けた場合には、少なくとも第１信号線路及び第２信号線路に対向する部分を欠落部とすることによって、結合器の配線間に電気力線を集中させることができ、結合器の結合度を上げることができる。【００６５】
（２６）また、本発明は、上記（２４）において、前記第１信号線路及び前記第１帰還信号線の線幅が、前記引き出し用伝送線路の線幅より大きいか或いは等しく、前記第２信号線路及び前記第１帰還信号線の線幅が、前記引き出し用伝送線路の線幅より大きいか或いは等しいことを特徴とする。このような線幅の関係に設定することによって、結合器の結合度を大きくすることができる。【００６６】
（２７）また、本発明は、上記（２４）において、前記第１信号線路と前記第１帰還信号線との間隔が前記引き出し用伝送線路同士の間隔より大きいか或いは等しく、前記第２信号線路と前記第２帰還信号線との間隔が前記引き出し用伝送線路同士の間隔より大きいか或いは等しいことを特徴とする。このような間隔の関係に設定することにより、結合器の間隔が十分広くなり、結合器部分の特性インピーダンスは結合相手からの影響のみで決まるので、設計が容易になる。【００６７】
（２８）また、本発明は、上記（２４）において、前記第１信号線路と前記第１帰還信号線との間隔が、前記第１信号線路及び前記第１帰還信号線の線幅より大きいか或いは等しく、前記第２信号線路と前記第２帰還信号線との間隔が、前記第２信号線路及び前記第２帰還信号線の線幅より大きいか或いは等しいことを特徴とする。【００６８】
このような線幅と間隔の関係に設定することによって、差動結合が疎になるので、設計が容易になる。特に、間隔が線幅より２倍以上になれば、結合が十分疎になるので望ましい。但し、３倍以上離すとインピーダンスに影響がなくなる。【００６９】
（２９）また、本発明は、上記（２４）において、前記第１信号線路と前記第２信号線路が積層方向からみて互いに整列した状態において、前記第１半導体集積回路装置と接続する引き出し用伝送線路と、前記第２半導体集積回路装置と接続する引き出し用伝送線路とが互いに異なった方向に延在していることを特徴とする。この場合も、差動による設計自由度に加えて、モジュール間の距離の変動の影響を受けずにインピーダンスを設計することができる。【００７０】
（３０）また、本発明は、上記（２４）において、前記第１半導体集積回路装置と接続する引き出し用伝送線路と前記第２半導体集積回路装置と接続する引き出し用伝送線路との対向間隔が、前記第１信号線路と前記第２信号線路との対向間隔より広いことを特徴とする。この場合も、差動による設計自由度に加えて、引き出し用伝送線路間の結合を弱くすることができる。【００７１】
（３１）また、本発明は、上記（２４）において、少なくとも前記第１絶縁性基板の前記第１引き出し用伝送線路を配置した面と反対の面であって、前記第２モジュールに対向する面に、前記第１半導体集積回路装置と接続する引き出し用伝送線路をシールドする第１補助電磁シールド層を有することを特徴とする。この場合も、差動による設計自由度に加えて、引き出し用伝送線路間の結合を弱くすることができる。【００７２】
（３２）また、本発明は、上記（２４）において、前記第１信号線路と前記引き出し用伝送線路との結合部の側面が曲面からなり、前記第１帰還信号線路と前記引き出し用伝送線路との結合部の側面が曲面からなり、前記第２信号線路と前記引き出し用伝送線路との結合部の側面が曲面からなり、前記第２帰還信号線路と前記引き出し用伝送線路との結合部の側面が曲面からなることを特徴とする。この場合も、差動による設計自由度に加えて、インピーダンスをほぼ均一にすることができ、それによって、反射が低減できるので、より広帯域な結合器を実現することができる。【００７３】
（３３）また、本発明は、上記（２４）において、前記第１信号線路の前記第１半導体集積回路装置と接続する引き出し用伝送線路との結合部との反対側の端に第１インピーダンス調整用伝送線路を有し、前記第１インピーダンス調整用伝送線路に、第１インピーダンス整合回路が接続され、前記第２信号線路の前記第２半導体集積回路装置と接続する引き出し用伝送線路との結合部との反対側の端に第２インピーダンス調整用伝送線路を有し、前記第２インピーダンス調整用伝送線路に、第２インピーダンス整合回路が接続されていることを特徴とする。この場合も、差動による設計自由度に加えて、信号の反射を防ぎ高速通信が可能になる。【００７４】
（３４）また、本発明は、上記（２４）において、前記第１信号線路及び前記第１帰還信号線路の前記第１半導体集積回路装置と接続する引き出し用伝送線路との結合部との反対側のそれぞれの端に送受信回路を備えた半導体集積回路装置と接続する引き出し用伝送線路を有するとともに、前記第２信号線路及び前記第２帰還信号線路の前記第２半導体集積回路装置と接続する引き出し用伝送線路との結合部との反対側のそれぞれの端に送受信回路を備えた半導体集積回路装置と接続する引き出し用伝送線路を有し、前記各引出し用伝送線路のインピーダンスは前記Ｚ01及びＺ02とは異なる前記第１モジュールと前記第２モジュールとの結合状態における近接効果を反映した結合系インピーダンスであることを特徴とする。この場合も、差動による設計自由度に加えてさらに設計自由度が増す。【００７５】
（３５）また、本発明は、上記（３４）において、前記第１絶縁性基板の前記第１信号線路を配置した面と反対側の面に少なくとも第１信号線路に対向する部分が欠落部となっている第１のプレーンを有し、前記第２絶縁性基板の前記第２信号線路を配置した面と反対側の面に少なくとも第２信号線路に対向する部分が欠落部となっている第２のプレーンを有することを特徴とする。【００７６】
このように、プレーン、典型的にはグランドプレーンを設けた場合には、少なくとも第１信号線路及び第２信号線路に対向する部分を欠落部とすることによって、結合器の配線間に電気力線を集中させることができ、結合器の結合度を上げることができる。【００７７】
（３６）また、本発明は、上記（３４）において、前記第１信号線路及び前記第１帰還信号線の線幅が、前記各引き出し用伝送線路の線幅より大きいか或いは等しく、前記第２信号線路及び前記第１帰還信号線の線幅が、前記各引き出し用伝送線路の線幅より大きいか或いは等しいことを特徴とする。このような線幅の関係に設定することによって、結合器の結合度を大きくすることができる。【００７８】
（３７）また、本発明は、上記（３４）において、前記第１信号線路と前記第１帰還信号線との間隔が前記各引き出し用伝送線路同士の間隔より大きいか或いは等しく、前記第２信号線路と前記第２帰還信号線との間隔が前記各引き出し用伝送線路同士の間隔より大きいか或いは等しいことを特徴とする。このような間隔の関係に設定することにより、結合器の間隔が十分広くなり、結合器部分の特性インピーダンスは結合相手からの影響のみで決まるので、設計が容易になる。【００７９】
（２８）また、本発明は、上記（２４）において、前記第１信号線路と前記第１帰還信号線との間隔が、前記第１信号線路及び前記第１帰還信号線の線幅より大きいか或いは等しく、前記第２信号線路と前記第２帰還信号線との間隔が、前記第２信号線路及び前記第２帰還信号線の線幅より大きいか或いは等しいことを特徴とする。【００８０】
このような線幅と間隔の関係に設定することによって、差動結合が疎になるので、設計が容易になる。特に、間隔が線幅より２倍以上になれば、結合が十分疎になるので望ましい。但し、３倍以上離すとインピーダンスに影響がなくなる。
【発明の効果】
【００８１】
開示のモジュール間通信装置によれば、結合系インピーダンスとして整合を取ることで、反射をより少なくして、通信チャネルを誘導結合よりも高速（広帯域）にすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の実施の形態のモジュール間通信装置の概念的斜視図である。
【図２】本発明の実施例１のモジュール間通信装置の概念的斜視図である。
【図３】本発明の実施例１のモジュール間通信装置の断面図である。
【図４】本発明の実施例１の結合器の周波数特性の説明図である。
【図５】本発明の実施例１における結合器のサイズと結合器の特性の関係の説明図である。
【図６】本発明の実施例１についての電磁界解析シミュレーション結果の説明図である。
【図７】本発明の実施例２のモジュール間通信装置の概念的断面図である。
【図８】本発明の実施例３のモジュール間通信装置の構成説明図である。
【図９】本発明の実施例４のモジュール間通信装置の構成説明図である。
【図１０】本発明の実施例５のモジュール間通信装置の構成説明図である。
【図１１】実施例５の構成についての電磁界シミュレーションによる周波数特性の説明図である。
【図１２】本発明の実施例６のモジュール間通信装置の構成説明図である。
【図１３】本発明の実施例７のモジュール間通信装置の概念的投影平面図である。
【図１４】本発明の実施例８のモジュール間通信装置の説明図である。
【図１５】本発明の実施例９のモジュール間通信装置の概念的斜視図である。
【図１６】本発明の実施例１０のモジュール間通信装置の構成説明図である。
【図１７】本発明の実施例１１のモジュール間通信装置の概念的投影平面図である。
【図１８】本発明の実施例１２のモジュール間通信装置の概念的断面図である。
【図１９】本発明の実施例１３のモジュール間通信装置の概念的断面図である。
【図２０】本発明の実施例１４のモジュール間通信装置の構成説明図である。
【図２１】本発明の実施例１５のモジュール間通信装置の構成説明図である。
【図２２】本発明の実施例１６のモジュール単体の概念的平面図である。
【図２３】本発明の実施例１６の終端インピーダンス制御回路の一例の説明図である。
【図２４】本発明の実施例１７のモジュール間通信装置の概念的斜視図である。
【図２５】本発明の実施例１８のモジュール間通信装置の構成説明図である。
【図２６】本発明の実施例１９のモジュール間通信装置の概念的斜視図である。
【図２７】本発明の実施例１９のモジュール間通信装置の特性説明図である。
【図２８】本発明の実施例１９のモジュール間通信装置の他の特性説明図である。
【図２９】本発明の実施例１９のモジュール間通信装置を構成する送受信回路の構成説明図である。
【図３０】本発明の実施例１９のモジュール間通信装置を構成する送受信回路の動作波形の一例の説明図である。
【図３１】本発明の実施例１９における周波数特性の実測結果の説明図である。
【図３２】擬似ランダムデータを用いてデータ通信を行ったときの、ビット誤り率（ＢＥＲ）とデータ転送速度の関係の実測データの説明図である。
【図３３】本発明の実施例２０のモジュール間通信装置の概念的斜視図である。
【図３４】本発明の実施例２１のモジュール間通信装置の構成説明図である。
【図３５】本発明の実施例２２のモジュール間通信装置の概念的斜視図である。
【図３６】本発明の実施例２３のモジュール間通信装置の構成説明図である。
【図３７】インピーダンスの線幅依存性及び間隔依存性の説明図である。
【図３８】結合器と引き出し用の伝送線路の接続部分のパターンの説明図である。
【図３９】従来のコイルを用いたモジュール間データ通信の構成説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００８３】
ここで、図１を参照して、本発明の実施の形態のモジュール間通信装置を説明する。図１は、本発明の実施の形態のモジュール間通信装置の概念的斜視図であり、２つのモジュール１1，１2が、互いに近接配置されて伝送線路間の容量結合及び誘導結合によって、無線でデータ通信を行う。
【００８４】
各モジュール１1，１2は、それぞれ、絶縁性基板２1，２2上に設けられた信号波長の１/１０以上の長さを有し、特性インピーダンスがＺ0のインピーダンスを有する結合器となる信号線路３1，３2と信号線路３1，３2の帰還経路を提供する帰還信号線路４1，４2とを有する。各信号線路３1，３2と帰還信号線路４1，４2とは終端部材５1，５2で接続されるとともに、各信号線路３1，３2と帰還信号線路４1，４2との間には送受信回路を備えた半導体集積回路装置６1，６2が接続されている。
【００８５】
この時、各信号線路３1，３2同士及び各帰還信号線路４1，４2同士は、積層方向から見て少なくともその一部が投影的に重なり、各信号線路３1，３2同士の間及び帰還信号線路４1，４2同士の間に容量結合および誘導結合による信号結合及び帰還信号結合が生じるように近接して積層する。
【００８６】
ここでは、帰還信号結合が信号結合と同じもしくはそれよりも強くなるように設定する。それによって、結合伝送線路の偶モードインピーダンスおよび奇モードインピーダンスが明確に規定されるので、実際の使用条件下ではこれらのインピーダンスが大きく変動することはなく、終端処理が容易になる。
【００８７】
また、終端部材５1，５2のインピーダンスは、単体における伝送線路の特性インピーダンスＺ0ではなく、モジュール１1とモジュール１2との結合状態における近接効果を反映した結合系インピーダンスＺ0-coupledとする。終端部材５1，５2としては、抵抗或いはトランジスタを用いる。
【００８８】
絶縁性基板２1，２2として、絶縁性であれば何でも良く、柔らかくて基板の厚さが７５μｍ程度に薄く、メモリカードのような小さな装置に実装しやすいＦＰＣが好適であるが、ＰＣＢでも半導体基板でもパッケージ内の基板でも良い。
【００８９】
ＦＰＣの場合は、基板の両面に形成された厚さが３０μｍ程度の銅箔と基板を貫通して配線できるビアを印刷加工して伝送線路を形成することでき、伝送線路の特性インピーダンスは５０Ωが一般的であるが、結合系インピーダンスの値にする。
【００９０】
メモリカードとＰＣの間のデータ通信などの応用を想定した場合の通信距離は１ｍｍ前後である。また、図１は２つのモジュール１1，１2が近接する場合を図示しているが、モジュールの数は３つ以上でも構わない。また、モジュール１1，１2を近接して積層する場合には、同じ向きのまま積層しても良いし、同じ面が対向するように反転させて積層しても良い。なお、３つ以上のモジュールを積層する場合には、同じ向きのまま積層する。
【００９１】
また、帰還信号線路４1，４2は信号線路３1，３2に対してコプレーナ構造になるようにしても良いし、或いは、信号線路３1，３2とともに差動線路を構成するようにしても良い。差動信号線路の場合には、シングルエンドに比べて同相ノイズに対する耐性が高く、また、インピーダンスの制御がしやすく、コプレーナ構造の帰還経路を必ずしも必要としないので、設計が容易になる。
【００９２】
また、信号線路３1，３2の結合状態は、信号線路３1，３2同士の間隔或いは信号線路３1，３2同士の重なりの幅のいずれかを信号の伝搬方向で異ならせて、多節結合器としても良く、信号線路３1，３2の結合係数の周波数特性を平坦にし、広帯域な結合器を実現することができる。
【００９３】
また、信号線路３1，３2と半導体集積回路装置６1，６2との接続は、直接接続しても良いし、或いは、信号線路３1，３2より幅の狭い引き出し用の伝送線路を用いて接続しても良い。引き出し用の伝送線路同士の結合は弱い方が望ましいので、互いの対向間隔を信号線路３1，３2の対向間隔より広くしたり、或いは、投影的な重なりを少なくすることが望ましく、それによって、伝送線路の結合系インピーダンスは単体の特性インピーダンスＺ0にほぼ等しくなるので、設計が容易になる。
【００９４】
このように、本発明の実施の形態によれば、通信チャネルの帯域を従来の誘導結合よりも広帯域（１０Ｇｂ／ｓ以上）にできるので、通信の高速化ができる。また、本発明を用いれば、通信チャネルのインピーダンスを通信帯域の範囲でほとんど変化せず長さに対しても均一になるように構成できるので、送受信回路との接続点でインピーダンス整合を取ったり、整合が取れた抵抗で終端することができて、通信チャネルから離れたところに送受信器を備えた集積回路を配置でき、設計の自由度が増す。また、より多くのチャネルを配置して接続することができるので、通信の高速化ができる。
【００９５】
本発明の他の適用分野としては、回路基板が上下に並んで複数配置されたときに、従来のコネクタやバックプレーンによる配線接続を用いずに無線でデータ通信するのに利用できる。或いは、装置内で回転するモジュールとその周辺で固定されたモジュールの間の無線データ通信に利用できる。
【実施例１】
【００９６】
以上を前提として、次に、図２乃至図６を参照して、本発明の実施例１のモジュール間通信装置を説明する。図２は本発明の実施例１のモジュール間通信装置の概念的斜視図であり、図３はその断面図である。伝送線路結合器は、長さがＬ（典型的には５ｍｍ）で幅がＷ（典型的には２ｍｍ）の長方形をした信号線路１２1，１２2で構成される。周辺にコプレーナ伝送路で信号の帰還経路（リターンパス）１３1，１３2が設置されている。これらの信号線路１２1，１２2及び帰還経路１３1，１３2は、ＦＰＣの基板１１1，１１2の表面に形成された厚さが３０μｍ程度の銅箔を加工して形成する。【００９７】
伝送線路のインピーダンス（電圧と電流の比）は線路の場所に依らず、対象とする信号帯域内で周波数にほとんど依存せず、一定値である。伝送線路の「特性」を表現する特性インピーダンスＺ0の値は、信号線路１２1，１２2と帰還経路１３1，１３2のレイアウトで決まり、基板１１1，１１2の誘電率や透磁率で決まる。【００９８】
しかし、２つのモジュール１０1，１０2が近接すると、信号線路１２1，１２2のインピーダンスは近接効果により他方の信号線路１２2，１２1の影響を受け、Ｚ0と異なる値になる。２つのモジュール１０1，１０2が近づくほど近接効果が大きくなり、信号線路１２1，１２2のインピーダンスはより小さくなる。【００９９】
結合状態にある信号線路１２1，１２2のインピーダンスを本明細書では結合系インピーダンスと呼びＺ0-coupledで表す。従来は特性インピーダンスＺ0を制御したが、本発明では結合系インピーダンスＺ0-coupledを制御する点が本質的に異なる。【０１００】
デジタル信号を信号処理して送受信する送受信器を備えた半導体集積回路装置１５1，１５2を信号線路１２1，１２2の近く、例えば、１０Ｇｂ／ｓでデジタル信号を伝送する場合は０．４ｍｍ以下の距離に設置して配線接続する。送受信器の出力或いは入力インピーダンスは、結合系インピーダンスＺ0-coupledに等しい抵抗（半導体集積回路装置１５1，１５2内に設置され、図には表示されていない）を用いて、信号線路１２1，１２2との間でインピーダンス整合されている。また、信号線路１２1，１２2の他端と帰還経路１３1，１３2の間は、結合系インピーダンスＺ0-coupledに等しい抵抗１４1，１４2を用いて終端されてインピーダンス整合されている。【０１０１】
インピーダンスの制御は、抵抗の代わりにトランジスタのトランスコンダクタンスｇmを調整することでも実現できる。トランスコンダクタンスｇｍは、トランジスタのゲート・ソース間の電圧やドレインに流れる電流やトランジスタのチャネル形状に応じて変えることができる。（以降、抵抗で説明や図示されている場合は、トランジスタのトランスコンダクタンスを用いる場合も含む。）【０１０２】
伝送線路結合の結果、一方の信号線路１２1，１２2に信号に応じた電流が流れると、他方の信号線路１２2，１２1にそれと同一方向および逆方向の電流が流れて信号を伝送する。【０１０３】
２つのモジュール１０1，１０2は、両方とも固定設置されていて常に通信できる場合と、モジュールが移動して距離が近づいたときに通信できる場合がある。前者の例としては、パッケージ間通信やボード間通信がある。後者の例としては、非接触メモリカードや、パッケージ越しのプローブ装置や、回転部とのデータ通信の場合などがある。モジュールはプラスチックなどで封印され、２つのモジュールの間に接着用樹脂や空間が入ることがある。【０１０４】
信号線路１２1，１２2が設置される面は、ＦＰＣの基板１１1，１１2の対向面でもその反対面でも良い。なお、図２は、反対面に設置する場合を示しており、図３は対向面に設置する場合を示している。いずれにせよ、結合する伝送線路結合器間には誘電体（典型的な比誘電率は３乃至５）と空間（比誘電率は１）がある。【０１０５】
図４は、本発明の実施例１の結合器の周波数特性の説明図であり、図４（ａ）に示すように、一方の信号線路１２1の両端子を端子１と端子２、他方の信号線路１２2の両端子を端子１と同じ側の端子を端子３、反対側を端子４と呼ぶ。端子２と端子４が終端され、端子１から信号が入力して、端子３から信号が出力する場合を考える。【０１０６】
伝送線路結合で信号が伝送される通信チャネルの周波数特性Ｓ31の典型例を図４（ｂ）に示す。結合強度が最大から３ｄＢ下がった周波数をｆLとｆHで表すと、ｆLとｆHとの中心周波数ｆ0は、λを信号の波長、ｖを信号の速度とすると、下記の式（１）で表わされる。
【数１】
2012111639.tif 000003
【０１０７】
比誘電率が４の誘電体の中で１０ＧＨｚの信号の波長は約１４ｍｍであるので、λ／４は約３．７ｍｍである。周波数と波長は逆比例するので、λ／４が５ｍｍになるのは周波数が約７ＧＨｚのときである。伝送線路結合においては伝送線路結合器の長さＬを１／４波長（λ／４）に設計するので、Ｌ＝５ｍｍにするとｆ0＝７ＧＨｚになり、Ｌ＝７ｍｍにするとｆ0＝５ＧＨｚになる。【０１０８】
また、結合強度が最大から３ｄＢ下がった周波数ｆHからｆLの間の周波数領域は結合強度が周波数にほとんど依存せず、信号波形を変形させることなく伝送できるので、この領域を信号帯域と考える。ｆLはおよそ０．５×ｆ0であり、ｆHはおよそ１４×ｆ0なので、信号帯域のｆH−ｆLはおよそｆ0になる。通信速度は信号帯域に比例するので、伝送線路長（Ｌ）を小さくするほど、広帯域になり、高速通信が可能になる。このように信号帯域の要求から、伝送線路結合器の長さＬを決める。【０１０９】
また、結合強度が十分大きくないと、信号ノイズ比を大きく取れないので、信頼性の高い通信ができない。電圧信号減衰の絶対値Ｃ（デシベル値）は、下記の式（２）で与えられる。
【数２】
2012111639.tif 000004
ここでＺ0eは伝送線路対の偶モードでの特性インピーダンス、Ｚ0oは伝送線路対の奇モードでの特性インピーダンスである。【０１１０】
２つの信号線路１２1，１２2が結合しているとき、両伝送線路を流れる信号は、同じ向きの信号（例えば両方ともローからハイに変化する）と逆向きの信号（一方がローからハイに変化するとき他方はハイからローに変化する）の合成で表現できる。つまり、偶モードで伝播する信号成分をＶeven、奇モードで伝播する信号成分をＶodd とすると、線路１と線路２の信号Ｖ1とＶ2は、Ｖodd＝Ｖ1−Ｖ2、Ｖeven＝０．５（Ｖ1＋Ｖ2)から、Ｖ1＝Ｖeven＋０．５Ｖodd、Ｖ2＝Ｖeven−０．５Ｖoddと表すことができる。【０１１１】
同相信号に対する伝送線路対の結合系インピーダンスを偶モードインピーダンス（Ｚ0e）と呼び、逆相信号に対する伝送線路の結合系インピーダンスを奇モードインピーダンス（Ｚ0o）と呼ぶ。偶モードでは信号が同相で変化するので、信号が逆相で変化する奇モードに比べて、線路間のキャパシタンスが実効的に減少する。【０１１２】
インピーダンスはキャパシタンスに逆比例するので、偶モードインピーダンス（Ｚ0e）は奇モードインピーダンス（Ｚ0o）よりも大きくなる。（Ｚ0e−Ｚ0o）／（Ｚ0e＋Ｚ0o）は１以下の値であるので、この差が大きいほどＣの値は小さくなり結合強度が強くなる。また、結合系インピーダンスＺ0-coupledはＺ0eとＺ0oから、下記の式（３）のように決まる。
【数３】
2012111639.tif 000005
【０１１３】
信号線路１２1，１２2の終端を結合系インピーダンスＺ0-coupledと等しい抵抗で終端するか、或いは、結合系インピーダンスＺ0-coupledと等しい特性インピーダンスＺ0を持つ伝送線路と接続することで整合を取り信号の反射を抑制しながら、かつ、結合強度が大きくなるように結合器の寸法を設計する。【０１１４】
図５にこれらの関係を電磁界解析シミュレータで調べた結果を示す。図５（ａ）は、信号線路の幅Ｗ、間隔ｄ及び位置ずれｓの説明図であり、図５（ｂ）は、Ｚ0oとＺ0eの線幅Ｗ及び位置ずれＳ依存性の説明図であり、図５（ｃ）は、電圧信号減衰Ｃと線幅Ｗの相関関係の位置ずれＳ依存性の説明図である。配線幅Ｗによって結合器の周波数特性は変化し、Ｗが大きいほど結合が強い。また、伝送線路の位置がずれるほど結合は弱くなるが、伝送線路の幅の半分程度ずれても（例えば、Ｗ＝３ｍｍでｓ＝１．５ｍｍ）、結合強度は３ｄＢ低くなる（つまり半分になる）程度である。【０１１５】
ここで、偶モードおよび奇モードのインピーダンスＺ0o，Ｚ0eは、それぞれ信号線路１２1と帰還経路１３1の間の容量とインダクタンス、信号線路１２2と帰還経路１３2の間の容量とインダクタンス、および信号線路１２1と信号線路１２2の間の容量とインダクタンスできまる。このとき帰還経路１３1と帰還経路１３2の間の結合が弱いと、信号基準電位が定まらず結合伝送線路の偶モードインピーダンスおよび奇モードインピーダンスが明確に規定されない。その結果、実際の使用条件下ではこれらのインピーダンスが大きく変動することになり終端処理が困難となる。【０１１６】
この問題を回避するために、帰還経路１３1と帰還経路１３2の間も、信号線路１２1，１２2間と同等かもしくはそれ以上の結合が必要となる。【０１１７】
本発明の実施例１によれば、結合系インピーダンスＺ0-coupledを基にしてインピーダンス整合しているので、信号の反射が少なくなり高速通信が可能になると共に、図６に示したように、コイルを用いた誘導結合のみの場合よりも広帯域な無線通信路を実現できる。
【実施例２】
【０１１８】
次に、図７を参照して、本発明の実施例２のモジュール間通信装置を説明する。図７は本発明の実施例２のモジュール間通信装置の概念的断面図であり、基板１１1，１１2上に凸状部材１６1，１６2を設けて、その上に跨るように信号線路１２1，１２2を設けたものであり、その他の構成は上記の実施例１と同様である。この場合の凸状部材１６1，１６2は、例えば、紫外線硬化型樹脂で形成する。【０１１９】
結合器を構成する信号線路１２1，１２2は湾曲しているので、信号線路１２1，１２2同士の間隔が徐々に変化し、結合器の中央で最も近くなり、線路間の結合容量が大きくなる。その結果、遇モードインピーダンスＺ0oと奇モードインピーダンスＺ0eの差が大きくなり、結合強度が大きくなる。【０１２０】
結合強度が強くなる結果、受信側の信号強度を大きくすることができる。また、結合強度が場所により異なり、下記式（４）のようにそれらの重ね合わせが結合伝送線路全体の結合係数Ｃtotal（ｆ）となる。
【数４】
2012111639.tif 000006
【０１２１】
このように、位置の関数であるＣ（ｘ）を、Ｃtotal（ｆ）が平坦となるように調整することで、結合伝送線路の帯域を増やすことが出来る。なお、ＦＰＣのように基板１１1，１１2が柔らかな場合は、基板１１1，１１2そのものをお椀形に成型しても良い。【０１２２】
このように、本発明の実施例２においては、通信距離の短縮により伝送線路間の結合係数を大きくすることができ、受信機側のＳ／Ｎ比を高くすることができる。特に、連続的に変化する結合係数の強度を調整することで、伝送線路の結合係数の周波数特性を平坦にすることができ、周波数帯域を広げることができる。また、結合伝送線路のインピーダンスが不連続に変化することを防ぐことができ、終端処理が容易となる。これらの結果、信号伝送の信頼性を向上させることができる。なお、このような構成は、後述する帰還経路を信号線路と差動線路を構成するようにした場合にも、適用されるものである。
【実施例３】
【０１２３】
次に、図８を参照して、本発明の実施例３のモジュール間通信装置を説明する。図８（ａ）は、モジュール単体の概念的平面図であり、図８（ｂ）は、本発明の実施例３のモジュール間通信装置の概念的断面図である。本発明の実施例３においては、結合器の信号伝送方向となる信号線路１２1，１２2に対して左右両側に結合器に対して線対称となるように帰還経路１３1，１３2を形成する。【０１２４】
本発明の実施例３においては、帰還経路が信号線路１２1，１２2の両側に対称にしているので、信号線路１２1，１２2の一端Ａから他端Ｂに向かって流れた電流が、信号線路１２1，１２2の両横の帰還経路を通って他端Ｂから一端Ａの方向に戻るので、同一形状の２つのコイルが横に並んでそこに電流が逆方向に流れている状態と同じになる。【０１２５】
そのとき、この２つのコイルに同じ大きさの磁界がノイズとして貫通すると、その影響で２つのコイルに出現するノイズ信号は逆向きになり、相殺される。したがって、同相ノイズ除去比が高まり、ノイズ耐性が高まる。
【実施例４】
【０１２６】
次に、図９を参照して、本発明の実施例４のモジュール間通信装置を説明する。図９（ａ）は、モジュール単体の概念的平面図であり、図９（ｂ）は、本発明の実施例４のモジュール間通信装置の概念的断面図である。本発明の実施例４は、上述の実施例３のモジュールに対して、基板１１1，１１2の裏面に結合器を内包するように遮断層１７1,１７2を設けたものである。この遮断層１７1，１７2はＦＰＣの基板１１1，１１2の他方の面に形成されている銅箔により形成する。なお、図では結合器と半導体集積回路装置１５1，１５2が同じ平面上に配置されているが、半導体集積回路装置１５1，１５2はビアを用いて反対側に配置しても構わない。【０１２７】
このように、本発明の実施例４においては、遮断層１７1，１７2を設けているので遮断層１７1，１７2によって外部からの電磁界ノイズが結合器に侵入するのを低減する。その結果、ノイズ耐性が高まる。また逆に、結合器を用いた無線通信の影響が外部に電磁気的雑音として放射される（つまり電磁妨害）を遮断層によって低減する。その結果、電磁環境適合性が高まる。なお、このような構成は、後述する帰還経路を信号線路と差動線路を構成するようにした場合にも、適用されるものである。
【実施例５】
【０１２８】
次に、図１０及び図１１参照して、本発明の実施例５のモジュール間通信装置を説明する。図１０（ａ）は、本発明の実施例５のモジュール間通信装置の結合器の概念的斜視図であり、図１０（ｂ）は概念的平面図であり、図１０（ｃ）は、結合部の説明図である。【０１２９】
伝送線路結合器の配線幅を変えるとことで結合器の周波数特性が変わる。そこで、信号線路１２1，１２2の配線幅を一様にせずに変化させることで更に広帯域な結合器を実現できる。即ち、異なる幅の結合器を複数接続して多節にすれば良い。しかし、配線幅を変えると配線のインピーダンスを一定値に制御することが困難になり、信号の多重反射を生じる。そこで、本発明の実施例５においては、線幅を一定にしてインピーダンスを一定に制御しつつ、信号線路１２1，１２2が重なって結合する箇所が多節になってそれぞれの線幅が異なるように伝送線路結合器を屈曲した。【０１３０】
図１１は、実施例５の構成についての電磁界シミュレーショによる周波数特性の説明図であり、信号帯域１２．６ＧＨｚ、結合強度Ｓ31−１４．５ｄＢが実現できる。このように、多節の構造にした場合、重複部分が大きな場所ほど線路間の結合容量が大きくなる。その結果遇モードと奇モードインピーダンスＺ0o，Ｚ0eの差が大きくなり、結合強度Ｃが大きくなる。【０１３１】
ｎ番目の節の結合強度をＣnとすると、その節で結合し受信端に伝わる信号の強度は、位相の変化も考慮して、下記の式（５）となる。
【数５】
2012111639.tif 000007
但し、各節の長さをＬ, 信号の速度および周波数をそれぞれｖ，ｆとして、θ＝２Ｌｆ／ｖとする。【０１３２】
全体の結合係数Ｃtotalは各節から受信端に伝わる信号の重ね合わせとなるため、下記の式（６）で表わされる。
【数６】
2012111639.tif 000008
【０１３３】
そこで、各節の結合強度をＣｎを、Ｃtotal（ｆ）が平坦となるように調整することで、結合伝送線路の帯域を増やすことが出来る。信号反射を防ぐために、曲面で伝送線路を構成した場合も同様な考えで、結合係数の周波数特性を平坦にし、広帯域な結合器を実現することができる。【０１３４】
このように、本発明の実施例５においては、信号線路１２1，１２2を多節にしているので、単節の結合器よりも広帯域な結合通信路を実現できる。なお、このような構成は、後述する帰還経路を信号線路と差動線路を構成するようにした場合にも、適用されるものである。
【実施例６】
【０１３５】
次に、図１２を参照して、本発明の実施例６のモジュール間通信装置を説明する。図１２（ａ）は、本発明の実施例６のモジュール間通信装置の一方の信号線路の概念的平面図であり、図１２（ｂ）は他方の信号線路の概念的平面図であり、図１２（ｃ）は、結合部の説明図である。【０１３６】
図１２（ａ）及び（ｂ）に示すように、本発明の実施例６においては、別の多節結合器の実現方法として、信号線路１２1，１２2を曲線的に曲げて節の数を非常に多くしたものである。【０１３７】
このように、本発明の実施例６においては、結合箇所が連続的に少しずつ変化するので、インピーダンスの急激な変化が少なく、更に広帯域化ができる。なお、このような構成は、後述する帰還経路を信号線路と差動線路を構成するようにした場合にも、適用されるものである。
【実施例７】
【０１３８】
次に、図１３を参照して、本発明の実施例７のモジュール間通信装置を説明する。図１３は、本発明の実施例７のモジュール間通信装置の概念的投影平面図である。図１３に示すように、信号線路１２1，１２2が互いに交差し、交差部分に結合器を構成する。【０１３９】
一定の幅でインピーダンスも均一な信号線路１２1，１２2を斜めに交差すると、交差部分の幅が交差部の中央で広くなり両側で狭くなるので、上述の実施例５と同様に広帯域になる。更に、信号線路１２1，１２2の相対位置が平面のいかなる方向にずれたとしても、交差部分の形状は一定となるため、モジュールの位置ずれによらず結合特性が一定になる効果もある。【０１４０】
このように、本発明の実施例７においては、信号線路１２1，１２2を斜めに交差させて配置しているので、広帯域な無線通信路を実現できる。また、モジュール１０1，１０2の相対位置がずれても通信路の特性が変化しない特長がある。なお、このような構成は、後述する帰還経路を信号線路と差動線路を構成するようにした場合にも、適用されるものである。
【実施例８】
【０１４１】
次に、図１４を参照して、本発明の実施例８のモジュール間通信装置を説明する。図１４は、本発明の実施例８のモジュール間通信装置の説明図であり、２つのモジュールを平面図として示している。図に示すように、一方のモジュール１０1に設けた１本の信号線１２1と他方のモジュール１０2に設けた複数の信号線路１２2，１２3を結合させたものである。【０１４２】
モジュール１０1の半導体集積回路装置１５1から送信された信号が、モジュール１０2の半導体集積回路装置１５2および半導体集積回路装置１５3に同時に伝送できる。この場合、結合に用いられないところに半導体集積回路装置に接続されない結合器、即ち、ダミー結合器２０を設けることにより、信号線路１２1のインピーダンスを一定にして、結合系インピーダンスＺ0-coupledの制御を容易にすることができる。なお、図においては、他方のモジュール１０2に２つの結合器を設けているが、３つ以上の結合器を設けても良い。【０１４３】
このように、本発明の実施例８においては、一方のモジュールに複数の結合器を設けているので、一つの伝送線路で複数に分岐した結合通信を実現でき、一つの半導体集積回路チップから複数の半導体集積回路チップにデータ通信できる。なお、このような構成は、後述する帰還経路を信号線路と差動線路を構成するようにした場合にも、適用されるものである。
【実施例９】
【０１４４】
次に、図１５を参照して、本発明の実施例９のモジュール間通信装置を説明する。図１５は、本発明の実施例９のモジュール間通信装置の概念的斜視図である。信号線路１２1，１２2の結合系インピーダンスＺ0-coupledと等しい特性インピーダンスＺ0の伝送線路１８1，１８2で信号線路１２1，１２2と半導体集積回路装置１５1，１５2を接続している。信号線路１２1，１２2の結合部では強い結合を実現し、半導体集積回路装置１５1，１５2と信号線路１２1，１２2を接続する引出し線用の伝送線路１８1，１８2の部分では結合しないのが望ましい。【０１４５】
そのために、伝送線路１８1，１８2は結合部より細い線幅を使う。典型的には、信号線路１２1，１２2の線幅が２ｍｍであるのに対して、伝送線路１８1，１８2の線幅は０．３ｍｍである。伝送線路１８1，１８2と信号線路１２1，１２2の接合部では、インピーダンスの大きな不整合を生じないように、テーパ状にして線幅の違いを徐々に揃えるのが望ましい。また、信号線路１２1，１２2の結合系インピーダンスと伝送線路１８1，１８2の特性インピーダンスを揃えた結果、帰還経路１３1，１３2の形状も実施例１とは異なる。【０１４６】
両モジュール１０1，１０2の引き出し用の伝送線路１８1，１８2間の結合が全くない場合は、引き出し用の伝送線路１８1，１８2の結合系インピーダンスＺ0-coupledは特性インピーダンスＺ0に等しくなる。その場合、信号線路１２1，１２2の結合系インピーダンスＺ0-coupledが例えば５０Ωとすると、信号線路１２1，１２2自体の特性インピーダンスＺ0は５０Ωより高く、引き出し用の伝送線路１８1，１８2の特性インピーダンスＺ0は５０Ωに設計する。【０１４７】
或いは、両モジュール１０1，１０2の引き出し用の伝送線路１８1，１８2間の結合が僅かあり、引き出し用の伝送線路１８1，１８2の結合系インピーダンスＺ0-coupledを５０Ωにするためには、その特性インピーダンスを５０Ωよりも少し高く、例えば、５５Ωに設計する。【０１４８】
上述の実施例１では、送受信器を備えた半導体集積回路装置１５1，１５2を信号線路１２1，１２2の直近（例えば０．４ｍｍ以内）に設置しなければならなかったが、本発明の実施例９においては、引き出し用の伝送線路１８1，１８2を設けているので、送受信器を備えた半導体集積回路装置１５1，１５2を信号線路１２1，１２2から離れたところにでも設置できるので、設計の自由度が増す。【０１４９】
また、半導体集積回路装置１５1，１５2と伝送線路１８1，１８2と信号線路１２1，１２2とが、その終端でインピーダンスが整合しているので信号の反射がおこらず、高い信頼性で高速通信できる。
【実施例１０】
【０１５０】
次に、図１６を参照して、本発明の実施例１０のモジュール間通信装置を説明する。図１６（ａ）は、本発明の実施例１０のモジュール間通信装置の概念的断面図であり、図１６（ｂ）は概念的平面図であり、図１６（ｃ）は図１６（ｂ）におけるＡ−Ａ′を結ぶ一点鎖線に沿った断面図であり、図１６（ｄ）は図１６（ｂ）におけるＢ−Ｂ′を結ぶ一点鎖線に沿った断面図である。【０１５１】
この実施例１０においては、実施例９のコプレーナ構造の代わりにマイクロストリップ構造を採用したものであり、基板１１1，１１2の裏面にプレーン３１1，３１2を設け、ビア３２1，３２2及びランド３３1，３３2を介して抵抗１４1，１４2と接続している。【０１５２】
この場合、結合器を構成する信号線路１２1，１２2の部分において、プレーン３１1，３１2を排除することで、結合器の配線間に電気力線を集中させることができ、結合器の結合度を上げることができる。なお、このプレーン３１1，３１2は、一般的には接地されたグランドプレーンであるが、必ずしも接地している必要はない。【０１５３】
また、図１６（ｃ）及び図１６（ｄ）に示すように、信号線路１２1，１２2の幅Ｗ1を伝送線路１８1，１８2の幅ｗ1より細くしているので、後述する実施例２３で詳述するように、結合器の結合度を大きくすることができる。
【実施例１１】
【０１５４】
次に、図１７を参照して、本発明の実施例１１のモジュール間通信装置を説明する。図１７は、本発明の実施例１１のモジュール間通信装置の概念的投影平面図である。図に示すように、引き出し用の伝送線路１８1，１８2がモジュール１０1，１０2間でほとんど結合しないように、モジュール１０1とモジュール１０2の引き出し用の伝送線路１８1，１８2の延在方向を互いに反対方向にした。【０１５５】
引き出し用の伝送線路１８1，１８2の結合がほとんどないので、引き出し用の伝送線路１８1，１８2の結合系インピーダンスＺ0-coupledは特性インピーダンスＺ0に等しくなり、したがって、信号線路１２1，１２2の結合部の結合系インピーダンスＺ0-coupledと等しくなるように引き出し用の伝送線路１８1，１８2の特性インピーダンスを設計すれば、信号の反射が起こらない。【０１５６】
このように、引き出し用の伝送線路１８1，１８2の延在方向を互いに反対方向にして結合が起こらないようにしているので、モジュール１０1，１０2間の距離の変動の影響を受けずにインピーダンスを設計できるので確実に設計できる。なお、このような構成は、後述する帰還経路を信号線路と差動線路を構成するようにした場合にも、適用されるものである。
【実施例１２】
【０１５７】
次に、図１８を参照して、本発明の実施例１２のモジュール間通信装置を説明する。図１８は、本発明の実施例１２のモジュール間通信装置の概念的断面図である。図に示すように、引き出し用の伝送線路１８1，１８2がモジュール１０1，１０2間でほとんど結合しないように、信号線路１２1，１２2をスルービア１９1，１９2を用いて基板１１1，１１2の引き出し用の伝送線路１８1，１８2を設けた面と反対側の面に形成し、信号線路１２1，１２2同士が向かい合うようにモジュール１０1とモジュール１０2を配置することで、引き出し用の伝送線路１８1，１８2の距離を大きく離した。なお、帰還経路１３1，１３2も引き出し用の伝送線路１８1，１８2と同じ面に設ける。【０１５８】
本発明の実施例１２においては、結合器となる信号線路１２1，１２2を設けた基板面には半導体集積回路装置１５1，１５2や抵抗１４1，１４2などの素子が存在しないので、信号線路１２1，１２2同士をより近くに配置して結合を強くし、引き出し用の伝送線路１８1，１８2同士をより遠くに配置して結合を弱くすることができる。なお、このような構成は、後述する帰還経路を信号線路と差動線路を構成するようにした場合にも、適用されるものである。
【実施例１３】
【０１５９】
次に、図１９を参照して、本発明の実施例１３のモジュール間通信装置を説明する。図１９は、本発明の実施例１３のモジュール間通信装置の概念的断面図である。図に示すように、実施例１１とは異なり、両モジュール１０1，１０2の基板１１1，１１2が同じ向きに配置されている。この時、信号線路１２1，１２2の距離を短くして、引き出し用の伝送線路１８1，１８2間の距離を長くするために、下側のモジュール１０2に立体構造２１を備えて、信号線路１２2を持ち上げている。【０１６０】
本発明の実施例１３においては、基板１１1，１１2の向きを同じにした状態で、信号線路１２1，１２2同士をより近くに配置して結合を強くし、引き出し用の伝送線路１８1，１８2同士をより遠くに配置して結合を弱くすることができる。なお、このような構成は、後述する帰還経路を信号線路と差動線路を構成するようにした場合にも、適用されるものである。
【実施例１４】
【０１６１】
次に、図２０を参照して、本発明の実施例１４のモジュール間通信装置を説明する。図２０（ａ）は、モジュール単体の概念的平面図であり、図２０（ｂ）は、本発明の実施例１４のモジュール間通信装置の概念的断面図である。本発明の実施例１４は、基板１１1，１１2を同じ向きに積層し、上部側に配置されるモジュール１０1の基板１１1の裏面の引き出し用の伝送線路１８1を覆う位置に遮断層２２1を設けたものである。【０１６２】
このように、本発明の実施例１４においては、遮断層２２1を設けているので、引き出し用の伝送線路１８1，１８2同士の結合をなくすことができる。【０１６３】
本発明の実施例１４においては、遮断層２２1を設けているので、基板１１1,１０2にビアや立体構造を必要とせずに、半導体集積回路装置１５1，１５2と伝送線路１８1，１８2と信号線路１２1，１２2とを、その終端でインピーダンスが整合することができ、したがって、信号の反射がおこらず、高い信頼性で高速通信できる。なお、このような構成は、後述する帰還経路を信号線路と差動線路を構成するようにした場合にも、適用されるものである。
【実施例１５】
【０１６４】
次に、図２１を参照して、本発明の実施例１５のモジュール間通信装置を説明する。図２１は、モジュール単体の概念的平面図であり、図２１（ｂ）は、本発明の実施例１５のモジュール間通信装置の概念的断面図である。図に示すように、引き出し用の伝送線路１８1，１８2と信号線路１２1，１２2との接合部の側面を曲線にしたものである。【０１６５】
本発明の実施例１５においては、伝送線路１８1，１８2と信号線路１２1，１２2との接合部の側面を曲線にしているので、インピーダンスの急激な変化をなくし、インピーダンスを出来る限り均一にしている。その結果、インピーダンスがほぼ均一になるので信号の反射を低減でき広帯域な結合器を実現できる。なお、このような構成は、後述する帰還経路を信号線路と差動線路を構成するようにした場合にも、適用されるものである。
【実施例１６】
【０１６６】
次に、図２２及び図２３を参照して、本発明の実施例１６のモジュール間通信装置を説明する。図２２は、モジュール単体の概念的平面図である。図に示すように、信号線路１２1（１２2）他端にも伝送線路１８3（１８4）を設け、この伝送線路１８3（１８4）に終端インピーダンス整合回路２３1（２３2）を内蔵した半導体集積回路装置１５1（１５2）に接続したものである。
なお、半導体集積回路チップを結合器の直近に設置できれば伝送線路を介さずに直接配線で両者を接続しても良い。【０１６７】
インピーダンスの整合機能の全てもしくは一部が半導体集積回路装置１５1（１５2）の内部に搭載され、インピーダンスを調整できるようになっている。結合伝送路の線幅等パラメータの製造ばらつき、或いは、線路間距離の変動により、結合系インピーダンスＺ0-coupledが変化した場合に、整合用インピーダンスの値が固定であると、インピーダンス不整合が生じ、結合係数が低下する。信号反射等をモニターするなどしてＺ0-coupledの値を検出し、その変化に応じて終端インピーダンスを適応調整する。【０１６８】
図２３は、終端インピーダンス制御回路の一例の説明図であり、モジュール１０2の半導体集積回路装置１５1には、出力インピーダンスが可変の送信器が信号線路１２2に接続されている。同一のレプリカ送信回路が搭載され、信号線路１２2の他端に接続する可変終端抵抗と同一のレプリカ終端抵抗に接続される。例えば、伝送線路の結合係数が最大となる周波数に応じたパターン（００１１００１１・・等）を送信機から出力し、その際の送信機とレプリカ送信機の出力信号をモニターする。【０１６９】
結合伝送線路のインピーダンスと送信機および終端抵抗の値が同じとき、送信機の出力とレプリカ送信機の出力信号レベルが同じ値となる。この値を例えばピーク検出回路で検出して比較器で比較し両者が一致するように、Ｒtの値を変化させる。この際、伝送線路の他端の終端も同じ値に設定する。この時、インピーダンス整合が取れる前なので、低速通信モード等を用いて他端の可変終端抵抗の値を設定する。【０１７０】
両者が一致したＲtの値をレジスタ等に保持して、以降この設定値を使用する。通信時にもモニター回路を動作させて抵抗制御を行えば、通信距離が変動する等で、伝送線路のインピーダンスが変化した場合にも最適な終端抵抗値を保つことができる。【０１７１】
このように、本発明の実施例１５においては、終端インピーダンス調整回路２３1，２３2を設けているので、結合線路のインピーダンスが製造ばらつき、線路間距離の変動により変化しても、インピーダンス整合が取れるので、信号の反射を防ぎ高速通信ができる。なお、半導体集積回路装置１５1，１５2を信号線路１２1，１２2の直近に設置できれば伝送線路１８1，１８2を介さずに直接配線で両者を接続しても良い。なお、このような構成は、後述する帰還経路を信号線路と差動線路を構成するようにした場合にも、適用されるものである。
【実施例１７】
【０１７２】
次に、図２４を参照して、本発明の実施例１７のモジュール間通信装置を説明する。図２４は、本発明の実施例１７のモジュール間通信装置の概念的斜視図である。図に示すように、信号線路１２1，１２2の他端にも伝送線路１８5，１８6を設け、半導体集積回路装置１５5，１５6と接続し、各接続点で結合系インピーダンスとしてのインピーダンス整合を取る。【０１７３】
結合器の一方の端子１から端子２に電流を流すと、他方の結合器の端子４から端子３に流れる電流（逆方向電流）が端子３から端子４に流れる電流（順方向電流）に比べて十分に大きい場合に、例えば、１００倍大きい場合に、端子１から入力した信号を端子３から出力するのと同時に、端子２から入力した信号を端子４から出力することができるので、１つの結合器で２つの独立した通信路を形成できる。端子１から入力した信号を端子３から出力するのと同時に、端子４から入力した信号を端子２から出力することもできる。【０１７４】
Ｓ31／ｓ41を分離係数と呼ぶと、分離係数Ｓ31／ｓ41を十分に大きくできないとき、その原因は主に２つ考えられる。一つは、信号の反射である。インピーダンスの整合をより完璧に取れば、分離係数Ｓ31／ｓ41を高くできる。二つ目は、偶モードと奇モードでの信号伝播遅延の違いである。【０１７５】
例えば、マイクロストリップラインのように、比誘電体率の異なる材質を用いると、偶モードと奇モードにおいて電気力線の通る場所が異なることで、信号伝播遅延の差を生じ、結合器の遠方端でノイズが発生することが原因である。そこで、材料の誘電体率をできるだけ揃えれば、分離係数を高くすることができる。【０１７６】
本発明の実施例１７によれば、一つの結合器で同時通信可能な２つのチャネルが設置できるので、データ通信速度を２倍に高くできる。
【実施例１８】
【０１７７】
次に、図２５を参照して、本発明の実施例１８のモジュール間通信装置を説明する。図２５（ａ）は、本発明の実施例１８のモジュール間通信装置の概念的断面図であり、図２５（ｂ）は概念的平面図であり、図２５（ｃ）は図２５（ｂ）におけるＡ−Ａ′を結ぶ一点鎖線に沿った断面図であり、図２５（ｄ）は図２５（ｂ）におけるＢ−Ｂ′を結ぶ一点鎖線に沿った断面図である。【０１７８】
この実施例１８においては、実施例１７のコプレーナ構造の代わりにマイクロストリップ構造を採用したものであり、基板１１1，１１2の裏面にプレーン３１1，３１2を設けている。【０１７９】
この場合も、結合器を構成する信号線路１２1，１２2の部分において、プレーン３１1，３１2を排除することで、結合器の配線間に電気力線を集中させることができ、結合器の結合度を上げることができる。なお、このプレーン３１1，３１2は、一般的には接地されたグランドプレーンであるが、必ずしも接地している必要はない。【０１８０】
また、図２５（ｃ）及び図２５（ｄ）に示すように、信号線路１２1，１２2の幅Ｗ1を伝送線路１８1，１８2、１８5，１８6の幅ｗ1より細くしているので、後述する実施例２３で詳述するように、結合器の結合度を大きくすることができる。
【実施例１９】
【０１８１】
次に、図２６乃至図３２を参照して、本発明の実施例１９のモジュール間通信装置を説明する。図２６は、本発明の実施例１９のモジュール間通信装置の概念的斜視図である。図に示すように、帰還経路２４1，２４2を信号線路１２1，１２2と同じ構成にして差動結合器としたものである。この場合も、帰還経路２４1，２４2と信号線路１２1，１２2とを結合系インピーダンスＺ0-coupledに等しい特性インピーダンスＺ0を有する抵抗１４1，１４2で終端する。【０１８２】
一本の線路の特性インピーダンスが例えば５０Ωならば、差動インピーダンスＺdiffはおよそ１００Ωになる。正確には、２本の線路、即ち、帰還経路２４1，２４2と信号線路１２1，１２2が遠く、典型的には線路幅の３倍以上離れて結合しない場合は１００Ωになるが、２本の線路が近づいて近接効果が現れると１００Ωよりも少し小さく、典型的には１０％程度小さくなる。【０１８３】
長さ５ｍｍの２本の線路の幅Ｗと間隔Ｓをいろいろと変えた結合器の結合系インピーダンスＺ0-coupled、結合係数Ｃ、帯域（３−ｄＢ ＢＷ）を電磁解析シミュレーションで求めた結果を下表に示す。通信距離は１ｍｍである。
【表１】
2012111639.tif 000009
【０１８４】
幅が０．５ｍｍで間隔が１．５ｍｍから２．５ｍｍのときに結合係数Ｃが高くて、帯域（３−ｄＢ ＢＷ）も広い。但し、インピーダンスは１００Ω程度で、差動インピーダンスは２００Ω程度になる。このように、伝送線路結合器の寸法は、インピーダンスや結合係数や帯域などの設計目標値と、基板の材質などの物性値で決まる。【０１８５】
なお、終端抵抗は、例えば１．６ｍｍ×０．８ｍｍ程度の大きさの部品なので、伝送結合器の間隔が１．５ｍｍから２．５ｍｍのときは、伝送結合器の終端を緩やかに曲げて間隔を１．６ｍｍ程度にして終端抵抗と接続しやすくする。なお、急激に曲げるとインピーダンスが均一にならず望ましくない。【０１８６】
図２７及び図２８は、本発明の実施例１９のモジュール間通信装置の特性説明図である。図２７（ａ）は本発明の実施例１９のモジュール間通信装置の等価回路図であり、ここでは、結合器、即ち、帰還経路２４1，２４2と信号線路１２1，１２2の幅Ｗを０．５ｍｍ、間隔Ｓを１．５ｍｍ、距離ｄを１ｍｍとする。【０１８７】
図２７（ｂ）は、結合係数Ｓ31の周波数特性の結合器長依存性の説明図であり、ここでは、結合器の長さＬをそれぞれ４ｍｍ、６ｍｍ、１０ｍｍにしたときの結合係数Ｓ31を実測した結果を示す。図に示すように、Ｌを短くすると中心周波数がＬに逆比例して高くなり、中心周波数に比例して帯域が広くなる。【０１８８】
図２８（ａ）は、結合係数Ｓ31の周波数特性の結合器の位置ずれ依存性の説明図であり、図に示すように、図２７（ａ）に示す方向にずれた場合も結合係数はほとんど変化しない。これらのことから、モジュールの相対位置が変わってもモジュール間で通信が可能なことが分かる。【０１８９】
図２８（ｂ）は、結合係数Ｓ31の周波数特性の結合器の間隔ｄ依存性の説明図であり、結合器の幅Ｗを０．５ｍｍ、間隔Ｓを１．５ｍｍ、長さＬを６ｍｍにして、距離ｄをそれぞれ０．５ｍｍ、１ｍｍ、１．５ｍｍにしたときの結合係数Ｓ31を実測した結果を示す。図に示すように、モジュール間隔ｄが開いて通信距離が長くなると結合係数Ｓ31は低くなるが、帯域はほとんど変わらない。従って、通信距離に応じて、受信器の入力段の増幅器のゲインを調整すれば、距離が変化しても同じ速度で通信できる。【０１９０】
図２９は、本発明の実施例１９のモジュール間通信装置を構成する送受信回路の構成説明図であり、図３０は動作波形の一例の説明図である。送信側のモジュールで送信デジタルデータに応じて出力バッファの出力電圧値を変化させると、差動結合器に流れる電流が変化し、受信モジュール側では送信モジュール側の電流の向きに対して逆向きに、送信側の信号波形を微分した信号が発生する。微分信号が発生する理由は、結合器の低域において、磁界結合と同様の周波数特性を有するからである。【０１９１】
受信器では、受信信号を広帯域低ノイズアンプで増幅した後にヒステリシス比較器を通して、元の信号を復元する。通信路で信号が微分されるときの送受信の方法としては、他にもいろいろ考えられる。例えば、受信器で積分回路を用いて積分しても良い。或いは、送信器と受信器で組み合わせて積分しても良い。積分演算は、アナログ回路で行ってもよいし、デジタル信号処理で行っても構わない。【０１９２】
図３１は、本発明の実施例１９における周波数特性の実測結果の説明図であり、シミュレーション結果にほぼ等しい周波数特性が得られた。【０１９３】
図３２は、擬似ランダムデータを用いてデータ通信を行ったときの、ビット誤り率（ＢＥＲ）とデータ転送速度の関係の実測データの説明図であり、実施例１９の構成により、高い信頼性で高速なデータ通信ができることが分かる。【０１９４】
このように、本発明の実施例１９においては、差動構成なのでシングルエンドに比べて同相ノイズに対する耐性が高い。また、結合系インピーダンスＺ0-coupledの制御をしやすく、帰還経路が無くても良いので、設計が簡単である。なお、この実施例１７では差動線路の一方が信号経路で他方が帰還経路であるが、差動線路の他に帰還経路を設けても構わない。
【実施例２０】
【０１９５】
次に、図３３を参照して、本発明の実施例２０のモジュール間通信装置を説明する。図３３は、本発明の実施例２０のモジュール間通信装置の概念的斜視図である。この実施例１８においては、信号線路１２1，１２2及び帰還経路２４1，２４2のすべてに引き出し用の伝送線路２５1，２５2，２６1，２６2を設けたものである。【０１９６】
この場合も、半導体集積回路装置１５1，１５2と伝送線路２５1，２５2，２６1，２６2と信号線路１２1，１２2及び帰還経路２４1，２４2がそれぞれインピーダンス整合して接続され、信号線路１２1，１２2及び帰還経路２４1，２４2の終端もインピーダンス整合されている。【０１９７】
モジュール１０1とモジュール１０2の伝送線路２５1，２５2，２６1，２６2同士は結合しない方が望ましいので、例えば、伝送線路２５1，２５2，２６1，２６2は信号線路１２1，１２2及び帰還経路２４1，２４2より細い線幅を用いたり、或いは、積層方向から見て投影的に同じ位置に配置されないように、それぞれの伝送線路を離してレイアウトするのが望ましい。【０１９８】
この図では差動伝送路が密に結合、典型的には伝送線路２５1，２５2，２６1，２６2の間隔が幅の３倍以内に配置されて結合している。この場合、差動線路の他に別途、帰還経路を例えば伝送線路２５1，２５2，２６1，２６2の隣に平行に設けたり、或いは、ＦＣＢの反対面に設けても良い。【０１９９】
本発明の実施例２０においては、引き出し用の伝送線路２５1，２５2，２６1，２６2を設けているので、差動特性による効果に加えて、送受信器を備えた半導体集積回路装置１５1，１５2を信号線路１２1，１２2及び帰還経路２４1，２４2から離れたところにでも設置できるので、設計の自由度が増す。
【実施例２１】
【０２００】
次に、図３４を参照して、本発明の実施例２１のモジュール間通信装置を説明する。図３４（ａ）は、本発明の実施例２１のモジュール間通信装置の概念的断面図であり、図３４（ｂ）は概念的平面図であり、図３４（ｃ）は図３４（ｂ）におけるＡ−Ａ′を結ぶ一点鎖線に沿った断面図であり、図３４（ｄ）は図３４（ｂ）におけるＢ−Ｂ′を結ぶ一点鎖線に沿った断面図である。【０２０１】
この実施例２１においては、実施例２０にマイクロストリップ構造を採用したものであり、基板１１1，１１2の裏面にプレーン３１1，３１2を設け、ビア３２1，３２2及びランド３３1，３３2を介して抵抗１４1，１４2と接続している。【０２０２】
この場合、結合器を構成する信号線路１２1，１２2及び帰還経路２４1，２４2の部分において、プレーン３１1，３１2を排除することで、結合器の配線間に電気力線を集中させることができ、結合器の結合度を上げることができる。なお、この場合も、プレーン３１1，３１2は、一般的には接地されたグランドプレーンであるが、必ずしも接地している必要はない。【０２０３】
また、図３４（ｃ）及び図３４（ｄ）に示すように、信号線路１２1，１２2及び帰還経路２４1，２４2の幅Ｗ1を伝送線路２５1，２５2，２６1，２６2の幅ｗ1より細くしているので、後述する実施例２３で詳述するように、結合器の結合度を大きくすることができる。また、信号線路１２1，１２2と帰還経路２４1，２４2の間隔Ｓ1を伝送線路２５1，２５2と伝送線路２６1，２６2の間隔ｓ1より広くしているので、この点でも結合器の結合度を大きくすることができる。
【実施例２２】
【０２０４】
次に、図３５を参照して、本発明の実施例２２のモジュール間通信装置を説明する。図３５は、本発明の実施例２２のモジュール間通信装置の概念的斜視図である。この実施例２２においては、信号線路１２1，１２2及び帰還経路２４1，２４2の他端にも引き出し用の伝送線路２５3，２５4，２６3，２６4を設け、この引き出し用の伝送線路２５3，２５4，２６3，２６4に半導体集積回路装置１５5，１５6を接続したものである。【０２０５】
本発明の実施例２２においては、差動特性による効果に加えて、一つの結合器で同時通信可能な２つのチャネルが設置できるので、データ通信速度を２倍に高くできる。
【実施例２３】
【０２０６】
次に、図３６乃至図３８を参照して、本発明の実施例２３のモジュール間通信装置を説明する。図３６（ａ）は、本発明の実施例２３のモジュール間通信装置の概念的断面図であり、図３６（ｂ）は概念的平面図であり、図３６（ｃ）は図３６（ｂ）におけるＡ−Ａ′を結ぶ一点鎖線に沿った断面図であり、図３６（ｄ）は図３６（ｂ）におけるＢ−Ｂ′を結ぶ一点鎖線に沿った断面図である。【０２０７】
この実施例２３においては、実施例２２にマイクロストリップ構造を採用したものであり、基板１１1，１１2の裏面にプレーン３１1，３１2を設けるとともに、信号線路１２1，１２2と帰還経路２４1，２４2の間隔Ｓ1を伝送線路２５1，２５2，２５3，２５4と伝送線路２６1，２６2，２６3，２６4の間隔ｓ1より広くしている【０２０８】
この場合、結合器を構成する信号線路１２1，１２2及び帰還経路２４1，２４2の部分において、プレーン３１1，３１2を排除することで、結合器の配線間に電気力線を集中させることができ、結合器の結合度を上げることができる。なお、この場合も、プレーン３１1，３１2は、一般的には接地されたグランドプレーンであるが、必ずしも接地している必要はない。【０２０９】
ここで、プレーン３１1，３１2を設ける意義を詳述する。差動型結合器に繋がる引き出し用の伝送線路２５1，２５2，２５3，２５4，２６1，２６2，２６3，２６4には、信号線路１２1，１２2及び帰還経路２４1，２４2の間隔が幅の３倍以上に配置されて疎に結合している場合と、間隔が幅の３倍以内に配置されて密に結合している場合がある。疎に結合している場合は、線路の差動モードの特性インピーダンスを規定するために、図に示すようにプレーン３１1，３１2上に配置される必要がある。【０２１０】
一方、密に結合している場合も、ノイズに対する耐性を上げるため、また同相モードの特性インピーダンスも規定するために、図に示すようにプレーン３１1，３１2上に配置されるのが望ましい。但し、結合器の部分においてはプレーン３１1，３１2を排除することで、結合器の配線間に電気力線を集中させることができ、結合器の結合度を上げることができる。【０２１１】
次に、伝送線路２５1，２５2，２５3，２５4，２６1，２６2，２６3，２６4と、信号線路１２1，１２2及び帰還経路２４1，２４2の間隔及び幅の関係を説明する。プレーン３１1，３１2と伝送線路２５1，２５2，２５3，２５4，２６1，２６2，２６3，２６4の距離（ｔ）は、典型的には０．０２ｍｍ程度（フレキシブル基板の場合）〜０．１ｍｍ程度（ＦＲ４回路基板の場合）である。差動の特性インピーダンスを例えば１００Ωとする場合（各線単相で５０Ωに相当）、線幅ｗ1と間隔ｓ1は、典型的には０．１〜０．４ｍｍ程度になる。【０２１２】
引き出し用の伝送線路２５1，２５2，２５3，２５4，２６1，２６2，２６3，２６4と結合器を構成する信号線路１２1，１２2及び帰還経路２４1，２４2の接続部分での信号の反射を防ぐためには、伝送線路２５1，２５2，２５3，２５4，２６1，２６2，２６3，２６4と結合器のインピーダンスを整合させる必要がある。結合器部分の特性インピーダンスＺverは遇モードインピーダンス（Ｚeven,ver）および奇モードインピーダンス（Ｚodd,ver）を用いて上述の式（３）と同様に下記の式（７）で表わされる。
【数７】
2012111639.tif 000010
【０２１３】
伝送線路２５1，２５2，２５3，２５4，２６1，２６2，２６3，２６4の特性インピーダンスを例えば１００Ωとする場合、結合器部分の差動の特性インピーダンスＺverも１００Ω（単相で５０Ω）となるようにＺeven,ver， Ｚodd,verを設定する。【０２１４】
図３７は、インピーダンスの線幅依存性及び間隔依存性の説明図であり、図３７（ａ）は、遇モードインピーダンスＺeven,verの線幅依存性及び間隔依存性の説明図であり、図３７（ｂ）は奇モードインピーダンスＺodd,verの線幅依存性及び間隔依存性の説明図である。なお、ここでは、結合器間距離ｄ1＝１ｍｍの場合の値を電磁界解析シミュレータで求めた結果を示している。【０２１５】
図３７に示すように、信号線路１２1，１２2及び帰還経路２４1，２４2の間隔Ｓ1を一定にして線幅Ｗ1を広くすると線間容量が大きくなり、Ｚeven,ver， Ｚodd,verのいずれも減少する。また、線幅Ｗ1を一定にして間隔Ｓ1を広く取ると、斜めに対向する線間距離の増加により容量が減少し、また磁束が形成される面積が大きくなるため、Ｚeven,ver， Ｚodd,verは増大する。【０２１６】
一方、結合器間の結合度は、上述の式（２）と同様に、下記の式（８）で表される。
【数８】
2012111639.tif 000011
したがって、Ｚeven,ver， Ｚodd,verの差を大きくとることで結合を強くすることができる。【０２１７】
図３７から、例えば、Ｗ1＝０．５ｍｍ，ｓ1＝０．２ｍｍにすると、Ｚeven,ver≒６０Ω，Ｚodd,ver≒４５Ωとなり、Ｚver≒５０Ωとなる。このとき結合度は−１７ｄＢ程度となる。次に、Ｗ1＝２ｍｍ，ｓ1＝０．８ｍｍ程度とすると、Ｚeven,ver≒８０Ω，Ｚodd,ver≒３０Ωとなり、Ｚver≒５０Ωとなる。このとき結合度は−７ｄＢ程度となり、さき程よりも結合が強くなる。【０２１８】
Ｗ1とｓ1をさらに広く取ると結合度を更に上げることができるが、結合器のサイズが大きくなり実装効率が劣化すること、また結合器の長さ方向との兼ね合いで周波数帯域が変化することなどの理由により、Ｗ1とｓ1には上限がある。【０２１９】
また、線幅や間隔が広いほど結合部の合わせ誤差の影響を受けにくく、典型的にはＷ1＞０．３ｍｍが必要である。これらの理由からＷ1≧ｗ1となるように設計することで結合度を大きくすることができる。【０２２０】
また、結合器の線幅Ｗ1を大きくすることで、１対の結合器を対向させて結合させる場合に、位置合わせの誤差を生じても結合度があまり低下せず、位置合わせの誤差許容範囲を大きくして実装を容易にする効果も生じる。【０２２１】
また、結合器の間隔Ｓ1が狭くなると、結合器部分の特性インピーダンスは、他の３つの結合器からの影響を受けるので、設計が非常に難しくなる。一方、結合器の間隔Ｓ1を十分に広く設定すると、結合器部分の特性インピーダンスは、結合相手からの影響のみで決まるので、設計が容易になる。したがって設計の容易さの観点からもＳ1≧ｓ1にすることが望ましい。【０２２２】
また、結合器の間隔Ｓ1が線幅Ｗ1よりも大きくなるほど、差動結合が疎になるので設計が容易になる。特に、間隔Ｓ1が線幅Ｗ1の２倍以上になると結合が十分疎になるので望ましい。一方、間隔Ｓ1が線幅Ｗ1の３倍以上になると、どれだけ間隔Ｓ1を離してもインピーダンスに影響がなくなる。【０２２３】
したがって、この実施例２３では、結合器を構成する信号線路１２1，１２2及び帰還経路２４1，２４2の線幅Ｗ1或いは間隔Ｓ1を引き出し用の伝送線路２５1，２５2，２６1，２６2の線幅ｗ1と間隔ｓ1よりも大きくしているので、結合器の結合度を大きくすることができる。【０２２４】
図３８は、結合器を構成する信号線路１２1，１２2及び帰還経路２４1，２４2と引き出し用の伝送線路２５1，２５2，２５3，２５4，２６1，２６2，２６3，２６4の接続部分のパターンの説明図であり、いずれの場合も同様な効果がえられる。【０２２５】
以上の本発明の各実施例を説明してきたが、本発明は、具体的に示した構成に限られるものではなく、互いに作用が矛盾しない限り、各特徴的構成を組み合わせても良いことは言うまでもない。例えば、上述のように、差動構成の実施例１７乃至実施例１９に記載された発明に対して、実施例２、実施例４、実施例５、実施例６、実施例７、実施例８、実施例１０、実施例１１、実施例１２、実施例１３、実施例１４或いは実施例１５の構成を適宜組み合わせても良いものである。
【図１】
2012111639.tif 000012
【図２】
2012111639.tif 000013
【図３】
2012111639.tif 000014
【図４】
2012111639.tif 000015
【図５】
2012111639.tif 000016
【図６】
2012111639.tif 000017
【図７】
2012111639.tif 000018
【図８】
2012111639.tif 000019
【図９】
2012111639.tif 000020
【図１０】
2012111639.tif 000021
【図１１】
2012111639.tif 000022
【図１２】
2012111639.tif 000023
【図１３】
2012111639.tif 000024
【図１４】
2012111639.tif 000025
【図１５】
2012111639.tif 000026
【図１６】
2012111639.tif 000027
【図１７】
2012111639.tif 000028
【図１８】
2012111639.tif 000029
【図１９】
2012111639.tif 000030
【図２０】
2012111639.tif 000031
【図２１】
2012111639.tif 000032
【図２２】
2012111639.tif 000033
【図２３】
2012111639.tif 000034
【図２４】
2012111639.tif 000035
【図２５】
2012111639.tif 000036
【図２６】
2012111639.tif 000037
【図２７】
2012111639.tif 000038
【図２８】
2012111639.tif 000039
【図２９】
2012111639.tif 000040
【図３０】
2012111639.tif 000041
【図３１】
2012111639.tif 000042
【図３２】
2012111639.tif 000043
【図３３】
2012111639.tif 000044
【図３４】
2012111639.tif 000045
【図３５】
2012111639.tif 000046
【図３６】
2012111639.tif 000047
【図３７】
2012111639.tif 000048
【図３８】
2012111639.tif 000049
【図３９】
2012111639.tif 000050
【手続補正書】
【提出日】平成24年6月15日(2012.6.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（削除）
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
（削除）
【請求項４】
（削除）
【請求項５】
（削除）
【請求項６】
（削除）
【請求項７】
特性インピーダンスがＺ０１のインピーダンスを有する第１信号線路と、
前記第１信号線路の帰還経路を提供する第１帰還信号線路と
前記第１信号線路と前記第１帰還信号線路とを終端する第１終端部材と、
送受信回路を備えた第１半導体集積回路装置と
を少なくとも有する第１モジュールと、
特性インピーダンスがＺ０２のインピーダンスを有する第２信号線路と、
前記第２信号線路の帰還経路を提供する第２帰還信号線路と
前記第２信号線路と前記第２帰還信号線路とを終端する第２終端部材と、
送受信回路を備えた第２半導体集積回路装置と
を少なくとも有する第２モジュールとを、
互いに対向させて近接配置されるとともに、
前記第１終端部材及び前記第２終端部材のインピーダンスが、前記Ｚ０１及びＺ０２とは異なる前記第１モジュールと前記第２モジュールとの結合状態における近接効果を反映した結合系インピーダンスであり、
前記第１信号線路と前記第２信号線路とがその少なくとも一部が積層方向から見て投影的に重なり、且つ、
前記第１帰還信号線路と前記第２帰還信号線路とがその少なくとも一部が積層方向から見て投影的に重なり、
前記第１信号線路と前記第２信号線路の間に容量結合および誘導結合を用いて信号結合が生じ、前記第１帰還信号線路と第２帰還信号線路の間に容量結合および誘導結合を用いて帰還信号結合が生じ、
前記信号結合によって前記第２信号線路に前記第１信号線路の信号が伝送されるように積層され、
前記第１信号線路と前記第２信号線路との間隔或いは前記第１信号線路と前記第２信号線路との重なりの幅のいずれかが信号の伝搬方向で異なることにより前記第１信号線路と前記第２信号線路との結合状態が前記信号の伝搬方向で異なることを特徴とするモジュール間通信装置。
【請求項８】
特性インピーダンスがＺ０１のインピーダンスを有する第１信号線路と、
前記第１信号線路の帰還経路を提供する第１帰還信号線路と
前記第１信号線路と前記第１帰還信号線路とを終端する第１終端部材と、
送受信回路を備えた第１半導体集積回路装置と
を少なくとも有する第１モジュールと、
特性インピーダンスがＺ０２のインピーダンスを有する第２信号線路と、
前記第２信号線路の帰還経路を提供する第２帰還信号線路と
前記第２信号線路と前記第２帰還信号線路とを終端する第２終端部材と、
送受信回路を備えた第２半導体集積回路装置と
を少なくとも有する第２モジュールとを、
互いに対向させて近接配置されるとともに、
前記第１終端部材及び前記第２終端部材のインピーダンスが、前記Ｚ０１及びＺ０２とは異なる前記第１モジュールと前記第２モジュールとの結合状態における近接効果を反映した結合系インピーダンスであり、
前記第１信号線路と前記第２信号線路とがその少なくとも一部が積層方向から見て投影的に重なり、且つ、
前記第１帰還信号線路と前記第２帰還信号線路とがその少なくとも一部が積層方向から見て投影的に重なり、
前記第１信号線路と前記第２信号線路の間に容量結合および誘導結合を用いて信号結合が生じ、前記第１帰還信号線路と第２帰還信号線路の間に容量結合および誘導結合を用いて帰還信号結合が生じ、
前記信号結合によって前記第２信号線路に前記第１信号線路の信号が伝送されるように積層され、
前記第１モジュール或いは第２モジュールの一方が、前記第１信号線路或いは第２信号線路に対して、ダミー結合器を挟んで、第３信号線路及び前記第３信号線路の帰還経路を提供する第３帰還信号線路とを有し、
前記第３信号線路と前記第３帰還信号線路とを終端する第３終端部材と、
前記第３信号線路と前記第３帰還信号線路とに接続された送受信回路を備えた第３半導体集積回路装置と
を有することを特徴とするモジュール間通信装置。
【請求項９】
特性インピーダンスがＺ０１のインピーダンスを有する第１信号線路と、
前記第１信号線路の帰還経路を提供する第１帰還信号線路と
前記第１信号線路と前記第１帰還信号線路とを終端する第１終端部材と、
送受信回路を備えた第１半導体集積回路装置と
を少なくとも有する第１モジュールと、
特性インピーダンスがＺ０２のインピーダンスを有する第２信号線路と、
前記第２信号線路の帰還経路を提供する第２帰還信号線路と
前記第２信号線路と前記第２帰還信号線路とを終端する第２終端部材と、
送受信回路を備えた第２半導体集積回路装置と
を少なくとも有する第２モジュールとを、
互いに対向させて近接配置されるとともに、
前記第１終端部材及び前記第２終端部材のインピーダンスが、前記Ｚ０１及びＺ０２とは異なる前記第１モジュールと前記第２モジュールとの結合状態における近接効果を反映した結合系インピーダンスであり、
前記第１信号線路と前記第２信号線路とがその少なくとも一部が積層方向から見て投影的に重なり、且つ、
前記第１帰還信号線路と前記第２帰還信号線路とがその少なくとも一部が積層方向から見て投影的に重なり、
前記第１信号線路と前記第２信号線路の間に容量結合および誘導結合を用いて信号結合が生じ、前記第１帰還信号線路と第２帰還信号線路の間に容量結合および誘導結合を用いて帰還信号結合が生じ、
前記信号結合によって前記第２信号線路に前記第１信号線路の信号が伝送されるように積層され、
前記第１信号線路が、前記第１モジュールと前記第２モジュールとの結合状態における近接効果を反映した結合系インピーダンスを有する第１引き出し用伝送線路を介して前記第１半導体集積回路装置と接続し、
前記第２信号線路が、前記結合系インピーダンスを有する第２引き出し用伝送線路を介して前記第２半導体集積回路装置と接続していることを特徴とするモジュール間通信装置。
【請求項１０】
前記第１絶縁性基板の前記第１信号線路を配置した面と反対側の面に少なくとも第１信号線路に対向する部分が欠落部となっている第１のプレーンを有し、
前記第２絶縁性基板の前記第２信号線路を配置した面と反対側の面に少なくとも第２信号線路に対向する部分が欠落部となっている第２のプレーンを有することを特徴とする請求項９に記載のモジュール間通信装置。
【請求項１１】
前記第１信号線路の線幅が、前記第１引き出し用伝送線路の線幅より大きいか或いは等しく、
前記第２信号線路の線幅が、前記第２引き出し用伝送線路の線幅より大きいか或いは等しいことを特徴とする請求項９に記載のモジュール間通信装置。
【請求項１２】
前記第１信号線路と前記第２信号線路が積層方向からみて互いに整列した状態において、前記第１引き出し用伝送線路と前記第２引き出し用伝送線路とが互いに異なった方向に延在していることを特徴とする請求項９に記載のモジュール間通信装置。
【請求項１３】
前記第１引き出し用伝送線路と前記第２引き出し用伝送線路との対向間隔が、
前記第１信号線路と前記第２信号線路との対向間隔より広いことを特徴とする請求項９に記載のモジュール間通信装置。
【請求項１４】
少なくとも前記第１絶縁性基板の前記第１引き出し用伝送線路を配置した面と反対の面であって、前記第２モジュールに対向する面に、前記第１引き出し用伝送線路をシールドする第１補助電磁シールド層を有することを特徴とする請求項９に記載のモジュール間通信装置
【請求項１５】
前記第１信号線路と前記第１引き出し用伝送線路との結合部の側面が曲面からなり、
前記第２信号線路と前記第２引き出し用伝送線路との結合部の側面が曲面からなることを特徴とする請求項９に記載のモジュール間通信装置。
【請求項１６】
前記第１信号線路の前記第１引き出し用伝送線路との結合部との反対側の端に第１インピーダンス調整用伝送線路を有し、
前記第１インピーダンス調整用伝送線路に、第１インピーダンス整合回路が接続され、
前記第２信号線路の前記第２引き出し用伝送線路との結合部との反対側の端に第２インピーダンス調整用伝送線路を有し、
前記第２インピーダンス調整用伝送線路に、第２インピーダンス整合回路が接続されていることを特徴とする請求項９に記載のモジュール間通信装置。
【請求項１７】
前記第１絶縁性基板の前記第１信号線路を配置した面と反対側の面に少なくとも第１信号線路に対向する部分が欠落部となっている第１のプレーンを有し、
前記第２絶縁性基板の前記第２信号線路を配置した面と反対側の面に少なくとも第２信号線路に対向する部分が欠落部となっている第２のプレーンを有することを特徴とする請求項１６に記載のモジュール間通信装置。
【請求項１８】
前記第１信号線路の線幅が、前記第１引き出し用伝送線路の線幅及び前記第１インピーダンス調整用伝送線路の線幅より大きいか或いは等しく、
前記第２信号線路の線幅が、前記第２引き出し用伝送線路の線幅及び前記第２インピーダンス調整用伝送線路の線幅より大きいか或いは等しいことを特徴とする請求項１６に記載のモジュール間通信装置
【請求項１９】
前記第１信号線路の前記第１引き出し用伝送線路との結合部との反対側の端に第３引き出し用伝送線路を有し、
前記第３引き出し用伝送線路に、送受信回路を備えた半導体集積回路装置が接続されており、
前記第２信号線路の前記第２引き出し用伝送線路との結合部との反対側の端に第４引き出し用伝送線路を有し、
前記第４引き出し用伝送線路に、送受信回路を備えた半導体集積回路装置が接続されていることを特徴とする請求項９に記載のモジュール間通信装置。
【請求項２０】
（削除）
【請求項２１】
（削除）
【請求項２２】
特性インピーダンスがＺ０１のインピーダンスを有する第１信号線路と、
前記第１信号線路の帰還経路を提供する第１帰還信号線路と
前記第１信号線路と前記第１帰還信号線路とを終端する第１終端部材と、
送受信回路を備えた第１半導体集積回路装置と
を少なくとも有する第１モジュールと、
特性インピーダンスがＺ０２のインピーダンスを有する第２信号線路と、
前記第２信号線路の帰還経路を提供する第２帰還信号線路と
前記第２信号線路と前記第２帰還信号線路とを終端する第２終端部材と、
送受信回路を備えた第２半導体集積回路装置と
を少なくとも有する第２モジュールとを、
互いに対向させて近接配置されるとともに、
前記第１終端部材及び前記第２終端部材のインピーダンスが、前記Ｚ０１及びＺ０２とは異なる前記第１モジュールと前記第２モジュールとの結合状態における近接効果を反映した結合系インピーダンスであり、
前記第１信号線路と前記第２信号線路とがその少なくとも一部が積層方向から見て投影的に重なり、且つ、
前記第１帰還信号線路と前記第２帰還信号線路とがその少なくとも一部が積層方向から見て投影的に重なり、
前記第１信号線路と前記第２信号線路の間に容量結合および誘導結合を用いて信号結合が生じ、前記第１帰還信号線路と第２帰還信号線路の間に容量結合および誘導結合を用いて帰還信号結合が生じ、
前記信号結合によって前記第２信号線路に前記第１信号線路の信号が伝送されるように積層され、
前記第１帰還信号線路が、前記第１信号線路と差動線路を構成し、
前記第２帰還信号線路が、前記第２信号線路と差動線路を構成し、
前記第１信号線路と前記第２信号線路との間隔或いは前記第１信号線路と前記第２信号線路との重なりの幅のいずれかが信号の伝搬方向で異なることにより前記第１信号線路と前記第２信号線路との結合状態が前記信号の伝搬方向で異なることを特徴とするモジュール間通信装置。
【請求項２３】
特性インピーダンスがＺ０１のインピーダンスを有する第１信号線路と、
前記第１信号線路の帰還経路を提供する第１帰還信号線路と
前記第１信号線路と前記第１帰還信号線路とを終端する第１終端部材と、
送受信回路を備えた第１半導体集積回路装置と
を少なくとも有する第１モジュールと、
特性インピーダンスがＺ０２のインピーダンスを有する第２信号線路と、
前記第２信号線路の帰還経路を提供する第２帰還信号線路と
前記第２信号線路と前記第２帰還信号線路とを終端する第２終端部材と、
送受信回路を備えた第２半導体集積回路装置と
を少なくとも有する第２モジュールとを、
互いに対向させて近接配置されるとともに、
前記第１終端部材及び前記第２終端部材のインピーダンスが、前記Ｚ０１及びＺ０２とは異なる前記第１モジュールと前記第２モジュールとの結合状態における近接効果を反映した結合系インピーダンスであり、
前記第１信号線路と前記第２信号線路とがその少なくとも一部が積層方向から見て投影的に重なり、且つ、
前記第１帰還信号線路と前記第２帰還信号線路とがその少なくとも一部が積層方向から見て投影的に重なり、
前記第１信号線路と前記第２信号線路の間に容量結合および誘導結合を用いて信号結合が生じ、前記第１帰還信号線路と第２帰還信号線路の間に容量結合および誘導結合を用いて帰還信号結合が生じ、
前記信号結合によって前記第２信号線路に前記第１信号線路の信号が伝送されるように積層され、
前記第１帰還信号線路が、前記第１信号線路と差動線路を構成し、
前記第２帰還信号線路が、前記第２信号線路と差動線路を構成し、
前記第１モジュール或いは第２モジュールの一方が、前記第１信号線路或いは第２信号線路に対して、ダミー結合器を挟んで、第３信号線路及び前記第３信号線路と差動線路を構成する帰還経路を提供する第３帰還信号線路とを有し、
前記第３信号線路と前記第３帰還信号線路とを終端する第３終端部材と、
前記第３信号線路と前記第３帰還信号線路とに接続された送受信回路を備えた第３半導体集積回路装置と
を有することを特徴とするモジュール間通信装置。
【請求項２４】
特性インピーダンスがＺ０１のインピーダンスを有する第１信号線路と、
前記第１信号線路の帰還経路を提供する第１帰還信号線路と
前記第１信号線路と前記第１帰還信号線路とを終端する第１終端部材と、
送受信回路を備えた第１半導体集積回路装置と
を少なくとも有する第１モジュールと、
特性インピーダンスがＺ０２のインピーダンスを有する第２信号線路と、
前記第２信号線路の帰還経路を提供する第２帰還信号線路と
前記第２信号線路と前記第２帰還信号線路とを終端する第２終端部材と、
送受信回路を備えた第２半導体集積回路装置と
を少なくとも有する第２モジュールとを、
互いに対向させて近接配置されるとともに、
前記第１終端部材及び前記第２終端部材のインピーダンスが、前記Ｚ０１及びＺ０２とは異なる前記第１モジュールと前記第２モジュールとの結合状態における近接効果を反映した結合系インピーダンスであり、
前記第１信号線路と前記第２信号線路とがその少なくとも一部が積層方向から見て投影的に重なり、且つ、
前記第１帰還信号線路と前記第２帰還信号線路とがその少なくとも一部が積層方向から見て投影的に重なり、
前記第１信号線路と前記第２信号線路の間に容量結合および誘導結合を用いて信号結合が生じ、前記第１帰還信号線路と第２帰還信号線路の間に容量結合および誘導結合を用いて帰還信号結合が生じ、
前記信号結合によって前記第２信号線路に前記第１信号線路の信号が伝送されるように積層され、
前記第１帰還信号線路が、前記第１信号線路と差動線路を構成し、前記第２帰還信号線路が、前記第２信号線路と差動線路を構成し、前記第１信号線路と前記第１帰還信号線路がそれぞれ前記第１モジュールと前記第２モジュールとの結合状態における近接効果を反映した結合インピーダンスを有し且つ前記第１半導体集積回路装置と接続する引き出し用伝送線路を有し、
前記第２信号線路と前記第２帰還信号線路がそれぞれ前記結合系インピーダンスを有し且つ前記第２半導体集積回路装置と接続する引き出し用伝送線路を有することを特徴とするモジュール間通信装置。
【請求項２５】
前記第１絶縁性基板の前記第１信号線路を配置した面と反対側の面に少なくとも第１信号線路に対向する部分が欠落部となっている第１のプレーンを有し、
前記第２絶縁性基板の前記第２信号線路を配置した面と反対側の面に少なくとも第２信号線路に対向する部分が欠落部となっている第２のプレーンを有することを特徴とする請求項２４に記載のモジュール間通信装置。
【請求項２６】
前記第１信号線路及び前記第１帰還信号線の線幅が、前記引き出し用伝送線路の線幅より大きいか或いは等しく、
前記第２信号線路及び前記第１帰還信号線の線幅が、前記引き出し用伝送線路の線幅より大きいか或いは等しいことを特徴とする請求項２４に記載のモジュール間通信装置。
【請求項２７】
前記第１信号線路と前記第１帰還信号線との間隔が前記引き出し用伝送線路同士の間隔より大きいか或いは等しく、
前記第２信号線路と前記第２帰還信号線との間隔が前記引き出し用伝送線路同士の間隔より大きいか或いは等しいことを特徴とする請求項２４に記載のモジュール間通信装置。
【請求項２８】
前記第１信号線路と前記第１帰還信号線との間隔が、前記第１信号線路及び前記第１帰還信号線の線幅より大きいか或いは等しく、
前記第２信号線路と前記第２帰還信号線との間隔が、前記第２信号線路及び前記第２帰還信号線の線幅より大きいか或いは等しいことを特徴とする請求項２４に記載のモジュール間通信装置。
【請求項２９】
前記第１信号線路と前記第２信号線路が積層方向からみて互いに整列した状態において、前記第１半導体集積回路装置と接続する引き出し用伝送線路と、前記第２半導体集積回路装置と接続する引き出し用伝送線路とが互いに異なった方向に延在していることを特徴とする請求項２４に記載のモジュール間通信装置。
【請求項３０】
前記第１半導体集積回路装置と接続する引き出し用伝送線路と前記第２半導体集積回路装置と接続する引き出し用伝送線路との対向間隔が、
前記第１信号線路と前記第２信号線路との対向間隔より広いことを特徴とする請求項２４に記載のモジュール間通信装置。
【請求項３１】
少なくとも前記第１絶縁性基板の前記第１引き出し用伝送線路を配置した面と反対の面であって、前記第２モジュールに対向する面に、前記第１半導体集積回路装置と接続する引き出し用伝送線路をシールドする第１補助電磁シールド層を有することを特徴とする請求項２４に記載のモジュール間通信装置。
【請求項３２】
前記第１信号線路と前記引き出し用伝送線路との結合部の側面が曲面からなり、
前記第１帰還信号線路と前記引き出し用伝送線路との結合部の側面が曲面からなり、
前記第２信号線路と前記引き出し用伝送線路との結合部の側面が曲面からなり、
前記第２帰還信号線路と前記引き出し用伝送線路との結合部の側面が曲面からなることを特徴とする請求項２４に記載のモジュール間通信装置。
【請求項３３】
前記第１信号線路の前記第１半導体集積回路装置と接続する引き出し用伝送線路との結合部との反対側の端に第１インピーダンス調整用伝送線路を有し、
前記第１インピーダンス調整用伝送線路に、第１インピーダンス整合回路が接続され、
前記第２信号線路の前記第２半導体集積回路装置と接続する引き出し用伝送線路との結合部との反対側の端に第２インピーダンス調整用伝送線路を有し、
前記第２インピーダンス調整用伝送線路に、第２インピーダンス整合回路が接続されていることを特徴とする請求項２４に記載のモジュール間通信装置。
【請求項３４】
前記第１信号線路及び前記第１帰還信号線路の前記第１半導体集積回路装置と接続する引き出し用伝送線路との結合部との反対側のそれぞれの端に送受信回路を備えた半導体集積回路装置と接続する引き出し用伝送線路を有するとともに、
前記第２信号線路及び前記第２帰還信号線路の前記第２半導体集積回路装置と接続する引き出し用伝送線路との結合部との反対側のそれぞれの端に送受信回路を備えた半導体集積回路装置と接続する引き出し用伝送線路を有し、
前記各引出し用伝送線路のインピーダンスは前記Ｚ０１及びＺ０２とは異なる前記第１モジュールと前記第２モジュールとの結合状態における近接効果を反映した結合系インピーダンスであることを特徴とする請求項２４に記載のモジュール間通信装置。
【請求項３５】
前記第１絶縁性基板の前記第１信号線路を配置した面と反対側の面に少なくとも第１信号線路に対向する部分が欠落部となっている第１のプレーンを有し、
前記第２絶縁性基板の前記第２信号線路を配置した面と反対側の面に少なくとも第２信号線路に対向する部分が欠落部となっている第２のプレーンを有することを特徴とする請求項３４に記載のモジュール間通信装置。
【請求項３６】
前記第１信号線路及び前記第１帰還信号線の線幅が、前記各引き出し用伝送線路の線幅より大きいか或いは等しく、
前記第２信号線路及び前記第１帰還信号線の線幅が、前記各引き出し用伝送線路の線幅より大きいか或いは等しいことを特徴とする請求項３４に記載のモジュール間通信装置。
【請求項３７】
前記第１信号線路と前記第１帰還信号線との間隔が前記各引き出し用伝送線路同士の間隔より大きいか或いは等しく、
前記第２信号線路と前記第２帰還信号線との間隔が前記各引き出し用伝送線路同士の間隔より大きいか或いは等しいことを特徴とする請求項３４に記載のモジュール間通信装置。
【請求項３８】
前記第１信号線路と前記第１帰還信号線との間隔が、前記第１信号線路及び前記第１帰還信号線の線幅より大きいか或いは等しく、
前記第２信号線路と前記第２帰還信号線との間隔が、前記第２信号線路及び前記第２帰還信号線の線幅より大きいか或いは等しいことを特徴とする請求項３４に記載のモジュール間通信装置。
【国際調査報告】
2012111639.tif 000051
2012111639.tif 000052
2012111639.tif 000053
2012111639.tif 000054