(57)【要約】【課題】簡易な構成で、タイミングの遅れなく出力補償を行うことのできる温度特性補償装置および温度特性補償方法を提供する。【解決手段】温度特性補償装置は、発熱部品を制御する制御手段と、制御手段が発熱部品に制御信号を出力したときから当該発熱部品が温度変化を始めるまでの制御信号到達時間を示す情報、または制御信号到達時間を求めるための位置情報を記憶する記憶手段と、温度特性部品の温度特性を補償する補償手段とを備える。なお、位置情報は、少なくとも発熱部品と制御手段とのパッケージ装置内における位置関係を示す情報を含む。そして、補償手段は、制御手段から出力される制御信号および記憶手段に記憶されている情報とに基づいて、温度特性部品の温度特性を補償するタイミングを調整することを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動時に発熱する発熱部品と当該発熱部品から受ける熱によって特性が変化する温度特性部品とがパッケージに封入されてなるパッケージ装置において、前記温度特性部品の温度特性を補償する温度特性補償装置であって、
前記発熱部品を制御する制御手段と、
前記制御手段が前記発熱部品に制御信号を出力したときから当該発熱部品が温度変化を始めるまでの制御信号到達時間を示す情報、または当該制御信号到達時間を求めるための位置情報を記憶する記憶手段と、
前記温度特性部品の温度特性を補償する補償手段とを備え、
前記位置情報は、少なくとも前記発熱部品と前記制御手段との前記パッケージ装置内における位置関係を示す情報を含み、
前記補償手段は、前記制御手段から出力される前記制御信号および前記記憶手段に記憶されている情報とに基づいて、前記温度特性部品の温度特性を補償するタイミングを調整することを特徴とする、温度特性補償装置。
【請求項２】
前記記憶手段には、さらに前記発熱部品の温度上昇速度および温度下降速度を示す情報が記憶されており、
前記補償手段は、前記制御信号到達時間と前記温度上昇速度と前記温度下降速度とを示す情報に基づいて前記温度特性部品の温度特性の補償を開始および停止するタイミングを調整することを特徴とする、請求項１に記載の温度特性補償装置。
【請求項３】
前記補償手段は、前記熱源部品の温度上昇および温度下降に従い、前記温度特性部品の温度特性の補償をリニアに行うことを特徴とする、請求項２に記載の温度特性補償装置。
【請求項４】
前記記憶手段は、発熱部品からの熱が前記温度特性部品に到達するまでの時間を示す情報を、さらに含むことを特徴とする、請求項２または３に記載の温度特性補償装置。
【請求項５】
駆動時に発熱する発熱部品と当該発熱部品から受ける熱によって特性が変化する温度特性部品とがパッケージに封入されてなるパッケージ装置において、前記温度特性部品の温度特性を補償する温度特性補償方法であって、
前記発熱部品を制御する制御信号を前記発熱部品に出力したときから当該発熱部品が温度変化を始めるまでの制御信号到達時間を示す情報、または当該制御信号到達時間を求めるための位置情報を記憶する記憶ステップと、
前記温度特性部品の温度特性を補償する補償ステップとを備え、
前記位置情報は、少なくとも前記発熱部品と当該発熱部品を制御する制御手段との前記パッケージ装置内における位置関係を示す情報を含み、
前記補償ステップは、前記制御信号および前記記憶ステップで記憶されている情報とに基づいて、前記温度特性部品の温度特性を補償するタイミングを調整することを特徴とする、温度特性補償方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度特性補償装置および温度特性補償方法に関し、発熱するチップからの熱の影響を受け特性変動するチップの補償を行うことのできる、温度特性補償装置および温度特性補償方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体装置の多機能化に伴って、電子部品を１つのパッケージに１つのチップを搭載するパッケージから、複数のチップを搭載する、システムインパッケージ（System in Package）などのマルチチップインパッケージ（Multi Chip Package、以下単にＭＣＰと称す）が注目されている。
【０００３】
ここで、上下にチップを積層し高密度化したマルチチップインパッケージの一例を示す。図５は、一般的なＭＣＰの断面を示した図である。図５に示したＭＣＰは、樹脂パッケージ３の中に上段基板４と下段基板５とが設けられている。上段基板４および下段基板５には、複数の電子部品（例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、パワー素子、電源回路等）が実装されている。また、上段基板４と下段基板５とは、ワイヤボンディング６などにより接続されている。
【０００４】
ところで、上記各基板上に実装されている半導体チップ（例えばＣＰＵ）やパワー素子等は動作時に発熱し、いわゆる「熱源」となることがある。また、近年の半導体装置の高性能化に伴い、半導体チップの種類によっては、発熱量が大きいものも少なくない。そして、周囲の温度によって特性が変化する電子回路（温度特性を有する電子回路）が、熱源となる半導体チップと同じパッケージに実装されていた場合、当該温度特性を有する電子回路は影響を受けることになる。
【０００５】
ここで、図５に示した例で説明すると、例えば、下段基板５にＣＵＰ７が実装され、上段基板４に温度特性を有する電子回路８が実装されていた場合、当該電子回路８は熱源（ＣＵＰ７）からの影響を受け特性変動する。そのため、一般的には、上記電子回路の温度特性に応じて所望の出力電圧等に制御する出力補償が行われている。
【０００６】
例えば、特許文献１に、電気自動車の過負荷防止装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−１６４７０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記特許文献１に開示されている装置は、モーター停止時または超低回転時の駆動回路のスイッチング素子の接合温度が許容値を超えないようにするために、スイッチング素子のケース温度を検出し、スイッチング素子のケース温度を検出し、当該ケース温度が閾値を超えたらモーター駆動回路の出力を低減する電気自動車の過負荷防止装置である。具体的には、上記特許文献１に開示されている装置は、各スイッチング素子の各ケース温度を検出する温度検出手段から得られる各ケース温度の内の最大値と最小値の差が閾値以下になるように、モーター駆動回路の出力を制御するものである。これによって、モーター過負荷を防止するものである。
【０００９】
しかしながら、上記特許文献１に開示されている装置では、熱源の温度を測定する温度測定手段を備える必要があり、コスト面でも不利であるし、熱源の温度を検知してから制御（補償）を行うので、制御のタイミングが遅れる可能性がある。
【００１０】
また、補償を行うことを想定しないでマルチチップインパッケージに回路を実装する場合、熱源の影響を受けにくいような回路設計、レイアウト設計を行う必要があるため、回路面積が大きくなったり、工数が増えたりする。
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡易な構成で、タイミングの遅れなく出力補償を行うことのできる温度特性補償装置および温度特性補償方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。すなわち第１の発明は、駆動時に発熱する発熱部品と当該発熱部品から受ける熱によって特性が変化する温度特性部品とがパッケージに封入されてなるパッケージ装置において、上記温度特性部品の温度特性を補償する温度特性補償装置である。上記温度特性補償装置は、上記発熱部品を制御する制御手段と、上記制御手段が上記発熱部品に制御信号を出力したときから当該発熱部品が温度変化を始めるまでの制御信号到達時間を示す情報、または制御信号到達時間を求めるための位置情報を記憶する記憶手段と、上記温度特性部品の温度特性を補償する補償手段とを備える。なお、位置情報は、少なくとも上記発熱部品と上記制御手段との上記パッケージ装置内における位置関係を示す情報を含む。そして、上記補償手段は、上記制御手段から出力される上記制御信号および上記記憶手段に記憶されている情報とに基づいて、上記温度特性部品の温度特性を補償するタイミングを調整することを特徴とする。
【００１３】
第２の発明は、上記第１の発明において、上記記憶手段には、さらに上記発熱部品の温度上昇速度および温度下降速度を示す情報が記憶されている。また、上記補償手段は、上記制御信号到達時間と上記温度上昇速度と上記温度下降速度とを示す情報に基づいて上記温度特性部品の温度特性の補償を開始および停止するタイミングを調整することを特徴とする。
【００１４】
第３の発明は、上記第２の発明において、上記補償手段は、上記熱源部品の温度上昇および温度下降に従い、上記温度特性部品の温度特性の補償をリニアに行うことを特徴とする。
【００１５】
第４の発明は、上記第２または３の発明において、上記記憶手段は、上記発熱部品からの熱が上記温度特性部品に到達するまでの時間を示す情報を、さらに含むことを特徴とする。
【００１６】
第５の発明は、駆動時に発熱する発熱部品と当該発熱部品から受ける熱によって特性が変化する温度特性部品とがパッケージに封入されてなるパッケージ装置において、前記温度特性部品の温度特性を補償する温度特性補償方法である。上記温度特性補償方法は、上記発熱部品を制御する制御信号を上記発熱部品に出力したときから当該発熱部品が温度変化を始めるまでの制御信号到達時間を示す情報、または当該制御信号到達時間を求めるための位置情報を記憶する記憶ステップと、上記温度特性部品の温度特性を補償する補償ステップとを備える。なお、上記位置情報は、少なくとも上記発熱部品と当該発熱部品を制御する制御手段との上記パッケージ装置内における位置関係を示す情報を含む。そして、上記補償ステップは、上記制御信号および上記記憶ステップで記憶されている情報とに基づいて、上記温度特性部品の温度特性を補償するタイミングを調整することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
上記第１の発明によれば、例えば、発熱するチップと温度特性を有するチップとが同じパッケージ内に実装されていた場合、当該発熱するチップの温度を検知してから補償を行うのではなく、予め記憶手段に記憶された情報に基づいて補償される。また、発熱するチップの温度を測定する温度測定手段（例えば温度計）を備える必要もない。したがって、簡易な構成で、タイミングの遅れなく補償を行うことのできる。
【００１８】
上記第２の発明によれば、温度特性を有するチップが熱により特性変動しても、出力電圧等の変動を最小限に抑えることができる。
【００１９】
上記第３の発明によれば、熱によって温度変動をする温度特性部品の特性変動を最小限に抑えることができる。
【００２０】
上記第４の発明によれば、記憶手段は、発熱部品からの熱が温度特性部品に到達するまでの時間を示す情報を、さらに含むので、補償のタイミングの遅れをより解消することができる。
【００２１】
本発明の温度特性補償方法によれば、上述した本発明の温度特性補償装置と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】一実施形態に係る温度特性補償装置を含むＭＣＰの一例を示したブロック図
【図２】第１の実施形態に係る温度特性補償装置を含むＭＣＰの各回路の時間経過に伴うそれぞれの回路の状態を示した図
【図３】熱源基板１および被補償基板２の各回路間の経路を示した図
【図４】第２の実施形態に係る温度特性補償装置を含むＭＣＰの各回路の時間経過に伴うそれぞれの回路の状態を示した図
【図５】一般的なＭＣＰの断面を示した図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
（第１の実施形態）
まず、本実施形態に係る温度特性補償装置の概要について、以下、簡単に説明する。
【００２４】
本実施形態に係る温度特性補償装置は、動作時に発熱する電子部品（以下、熱源回路と称す）と、温度特性を有する電子回路（以下、被補償回路と称す）とが同じパッケージ内に実装されているマルチチップインパッケージにおいて（例えば、図５に示したようなマルチチップインパッケージ）、当該被補償回路について出力電圧等の補償を行うものである。具体的には、本実施形態に係る温度特性補償装置は、後述する記憶回路に記憶されている各回路から被補償回路への信号到達時間、熱源回路の温度上昇時間、熱源回路と被補償回路とのそれぞれの位置関係等を示す情報に基づいて、被補償回路の電圧等の補償を行うタイミングを調整するものである。
【００２５】
つまり、本実施形態に係る温度特性補償装置は、当該被補償回路の出力電圧等を補償するための回路（請求項に記載の補償手段の一例に相当）と、熱源回路と被補償回路とのそれぞれの位置関係等を示す情報が記憶された回路（請求項に記載の記憶手段の一例に相当）と、熱源回路を制御したことを示す情報（具体的には、熱源回路を駆動または停止させたことを示す情報）を出力することのできる回路（請求項に記載の制御手段の一例に相当）とを備えていることに特徴がある。
【００２６】
以下、本発明の第１の実施形態に係る温度特性補償装置の構成および動作について説明する。なお、以下の説明では、一例として温度特性補償装置を含むマルチチップインパッケージ（Multi Chip Package）を想定して説明する。なお、パッケージ様式等は本発明を限定するものではない。つまり、以下説明する、パッケージ様式や端子の種類、各回路の位置関係や各回路ボンディング方法は一例に過ぎず、本発明を何ら限定するものではない。
【００２７】
図１は、本実施形態に係る温度特性補償装置を含むマルチチップインパッケージの一例を示したブロック図である。なお、以下の説明において、マルチチップインパッケージを単にＭＣＰと称す。
【００２８】
図１に示すように、本実施形態に係る温度特性補償装置は、熱源基板１（例えば、図５の下段基板５の一例に相当）に、熱源回路１１と熱源駆動回路１２と記憶回路１３とを備え、被補償基板２（例えば、図５の上段基板４の一例に相当）に、被補償回路２１と温度特性補償回路２２とを備えている。
【００２９】
なお、図１において、熱源基板１に実装されている熱源回路１１は、動作時に発熱する電子部品（ＣＰＵ（Central Processing Unit）、パワー素子等）であり、動作時に発熱する電子部品であればよい。また、熱源駆動回路１２は、熱源回路１１を制御するための回路であり、当該熱源回路１１に接続されている。そして、熱源駆動回路１２は、外部からの信号に基づき、熱源回路１１をＯＮ／ＯＦＦ制御するための制御信号、例えば、ハイレベルとローレベルとを示す情報を当該熱源回路１１に出力するものである。そして、被補償基板２に実装されている被補償回路２１は、温度特性を有し、周囲温度に応じてその特性が変化する回路（例えば、電源回路等）である。
【００３０】
図１において、記憶回路１３は、記憶媒体等から構成されている。具体的には、当該記憶媒体には、熱源基板１に実装されている当該熱源基板１上における熱源回路１１と熱源駆動回路１２との位置情報、被補償基板２に実装されている当該被補償基板２上における被補償回路２１と温度特性補償回路２２との位置情報が予め記憶されている。以下、図１のブロック図を参照して、記憶回路１３に記憶されている上記位置情報について説明する。
【００３１】
例えば、図１に示すように、記憶回路１３には、熱源基板１上の任意の点を原点（Ａ(xA,yA)）とする座標系における熱源回路１１の位置（A１(xA１,ｙA１)）および熱源駆動回路１２の位置（A2(xA2,yA2)）が記憶されている。さらに、図１に示すように、記憶回路１３には、被補償基板２上の任意の点を原点（B(xB、yB)）とする座標系における被補償回路２１の位置（B1(xB1,yB1)）および温度特性補償回路２２の位置（B2(xB2,yB2)）も予め記憶されている。
【００３２】
なお、後述より明らかとなるが、記憶回路１３には、熱源基板１および被補償基板２上における熱源回路１１から被補償回路２１への熱伝達時間が記憶されていてもよい。
【００３３】
以下、時間経過に伴うそれぞれの回路の状態を示した図２を参照しながら、本実施形態に係る温度特性補償装置を含むのＭＣＰの動作について説明する。
【００３４】
図２は、時間経過に伴うそれぞれの回路の状態を示した図である。なお、図２において、横軸は時間を示し、縦軸は時間経過に伴うそれぞれの回路の状態を示してある。
【００３５】
まず、熱源駆動回路１２は外部からの信号に基づき、熱源回路１１をＯＮにするための制御信号、つまりハイレベルを示す情報が熱源回路１１に出力されたものと仮に想定して以下説明する。そうすると、図２の時刻Ｂにおいて、熱源駆動回路１２から熱源回路１１をＯＮにするための（駆動させるための）制御信号が当該熱源回路１１に出力される。なお、熱源回路１１をＯＮにするための制御信号は、温度特性補償回路２２にも出力してもよい。
【００３６】
なお、熱源回路１１および熱源駆動回路１２は熱源基板１上にそれぞれ実装されているため、実際は、熱源駆動回路１２からの信号が出力された後（図２に示した時刻Ｂ）、少し遅れて熱源回路１１は駆動する（図２に示した時刻Ｃ）。
【００３７】
また、熱源駆動回路１２から熱源回路１１までの信号の到達時間、つまり図２に示した時刻Ｂ〜時刻Ｃ間の時間（以下、単に到達時間ｔ（ＯＮ）と称す）は、例えば以下の式１で求めることができる。
式１：時間ｔ（ＯＮ）＝[A1(xA1,yA1)-A2(xA2,yA2)]・k
kは熱源駆動回路１２から熱源回路１１までの配線長、配線幅、配線材質等によって定まる値である。また、kは、プロセスによる対基板容量の係数等である。なお、上記到達時間ｔ（ＯＮ）は、上記ＭＣＰが搭載されるシステムが許容する範囲内で意図的に生成してもよい。
【００３８】
また、熱源回路１１をＯＮ／ＯＦＦ制御するための制御信号が熱源駆動回路１２で確定しているとき、例えば、熱源駆動回路１２がさらに別の回路でＯＮ／ＯＦＦ制御されている場合に、熱源回路１１から熱源駆動回路１２までの距離より、熱源回路１１から当該別の回路までの距離の方が（時間的に）遠い場合は、上記別の回路から熱源回路１１までの信号の到達時間を上記時間ｔ（ＯＮ）として算出してもよい。
【００３９】
そして、熱源回路１１がＯＮされたことに伴って、当該熱源回路１１の温度が上昇する（図２の時刻Ｃ〜時刻Ｅ）。なお、例えば、熱源駆動回路１２から熱源回路１１へ出力する電流が一定であるならば、図２の時刻Ｅまで当該熱源回路１１の温度は上昇し、その後一定となる。また、記憶回路１３には、時刻Ｃ〜時刻Ｅまでの時間、つまり、熱源回路１１がＯＮされてから温度が上昇し一定になるまでの時間は、当該熱源回路１１の特性などから予め算出され記憶されている（図２に示すΔｔｕｐ）。
【００４０】
このとき、周囲の温度で、例えば、抵抗値が大きく変わる素子を被補償回路２１に備えていた場合、つまり具体的な一例として負の温度係数（温度が上がると抵抗値が下がる）を持っていた場合を仮に想定すると、被補償回路２１の周囲の温度が上昇することで当該被補償回路２１の出力電圧は下がることになる。すなわち、図２で具体的に説明すると、熱源回路１１は、図２の時刻Ｃから温度が上昇し始める（発熱し始める）。そして、図２に示すように、熱源回路１１の発熱に伴って、被補償回路２１の出力電圧は、図２の時刻Ｃから熱源回路１１の温度が上昇し一定になるまで出力電圧は下がることになる。
【００４１】
より具体的に説明すると、例えば、熱源回路１１からの熱の影響を受けていない、いわゆる通常の状態の当該被補償回路２１の出力電圧が５Ｖとし、熱源回路１１からの熱の影響を受けたの状態では当該被補償回路２１の出力電圧が４．８Ｖにまで降下すると仮に想定する。この場合、図２の被補償回路２１の出力(Ｖ)［電圧補償なし］に示したように、被補償回路２１は、時刻Ｃから時刻Ｅまで出力電圧が降下し（例えば５Ｖから４．８Ｖまで）、時刻Ｅ以降も継続して出力電圧が４．８Ｖとなる。つまり、被補償回路２１の出力変動が起こることになり、必要とされる被補償回路２１の出力電圧を５Ｖに維持するためには、＋０．２Ｖ補償する必要がある。
【００４２】
そこで、本実施形態に係る温度特性補償装置を含むＭＣＰの被補償回路２１は、熱源回路１１からの熱の影響を受けて下がった被補償回路２１を補償する動作を行う。以下、本実施形態に係る温度特性補償装置を含むＭＣＰの各回路が行う動作について説明する。
【００４３】
熱源駆動回路１２は、熱源回路１１に当該熱源回路１１をＯＮするための制御信号を出力したとき、当該制御信号を出力してから実際に熱源回路１１が駆動するまでの時間（つまり、時間ｔ（ＯＮ））を示す情報と、Δｔｕｐを示す情報とを記憶回路１３から取得する。
【００４４】
そして、熱源駆動回路１２は、熱源回路１１に当該熱源回路１１をＯＮするための制御信号を出力してから時間ｔ（ＯＮ）およびΔｔｕｐ／２の時間経過後、つまり、熱源回路１１に当該熱源回路１１をＯＮするための制御信号を出力した図２の時刻Ｂから時刻Ｄになったときに補償信号を温度特性補償回路２２に出力する。
【００４５】
また、例えば、被補償回路２１の出力電圧を５Ｖに維持したいと仮に想定すると、熱源駆動回路１２が温度特性補償回路２２に出力する補償信号とは、被補償回路２１の出力電圧を５Ｖに維持させるような電圧補償を温度特性補償回路２２に開始させるための信号である。例えば、図２に示したように、ハイレベルまたはローレベルといったＯＮ／ＯＦＦのデジタル信号である。そして、上記補償信号が出力された温度特性補償回路２２は、被補償回路２１への、例えば、通電エネルギー等を制御して、被補償回路２１の出力電圧５Ｖを維持させる。
【００４６】
なお、熱源駆動回路１２から温度特性補償回路２２に出力される補償信号はデジタル信号に限らず、電圧、電流、dutyなどでもよい。
【００４７】
また、熱源駆動回路１２が温度特性補償回路２２に補償信号を送信するタイミングは、図２の時刻Ｄ、つまり図２に示したΔｔuｐの１／２の時刻付近が好ましい。例えば、本実施形態に係る温度特性補償装置を含むＭＣＰのように、周囲の温度によって出力電圧がリニアに変化する被補償回路２１が当該ＭＣＰに備わっていた場合、補償信号を送信するタイミングによっては、所定の出力電圧（例えば５Ｖ）を維持できない可能性があるからである。つまり、例えば、図２の時刻Ｃから時刻Ｅまでの間に出力電圧が５Ｖから４．８Ｖまで降下する被補償回路２１であった場合、図２の時刻Ｃから時刻Ｅの間の時刻である時刻Ｄで＋０．２Ｖ補償すればよいことになる。言い換えると、補償信号を送信するタイミングが、例えば、図２の時刻Ｃ直後であったり、図２の時刻Ｅ直前であったりすると、Δ出力変動の値が大きくなる可能性があるからである。
【００４８】
その後、図２の時刻Ｆにおいて、熱源駆動回路１２は外部からの信号に基づき、熱源回路１１をＯＦＦにするための制御信号が熱源回路１１に出力されたものと想定すると、熱源駆動回路１２からの信号に基づき熱源回路１１はＯＦＦにされる。なお、熱源駆動回路１２は外部からの信号に基づき、熱源回路１１をＯＦＦにするための制御信号は、温度特性補償回路２２にも出力してもよい。
【００４９】
この場合も同様に、熱源回路１１および熱源駆動回路１２は熱源基板１上にそれぞれ実装されているため、実際は、熱源駆動回路１２からの信号が出力された後、少し遅れて熱源回路１１は停止する（図２に示した時刻Ｆ〜時刻Ｇ）。なお、熱源駆動回路１２から熱源回路１１までの信号の到達時間、つまり図２に示した時刻Ｆ〜時刻Ｇ間の時間（以下、単に到達時間ｔ（ＯＦＦ）と称す）は、上述した式１で求めることができる。
【００５０】
そして、熱源回路１１がＯＦＦされたことに伴って、当該熱源回路１１の温度が下降すし（図２の時刻Ｇ〜時刻Ｉ）、例えば、図２の時刻Ｉまで当該熱源回路１１の温度は下降し、その後一定となる。また、記憶回路１３には、時刻Ｇ〜時刻Ｉまでの時間、つまり、熱源回路１１がＯＦＦされてから温度が下降し一定になるまでの時間は、当該熱源回路１１の特性などから予め算出され、記憶されている（図２に示すΔｔｄｗ）。
【００５１】
熱源駆動回路１２は、熱源回路１１に当該熱源回路１１をＯＦＦするための制御信号を出力したとき、当該制御信号を出力してから実際に熱源回路１１が停止するまでの時間（つまり、時間ｔ（ＯＦＦ））を示す情報と、Δｔｄｗを示す情報とを記憶回路１３から取得する。
【００５２】
その後、熱源駆動回路１２は、熱源回路１１に当該熱源回路１１をＯＦＦするための制御信号を出力してから時間ｔ（ＯＦＦ）およびΔｔｄｗ／２の時間経過後、つまり、熱源回路１１に当該熱源回路１１をＯＦＦするための制御信号を出力した図２の時刻Ｆから時刻Ｈになったときに電圧補償を停止させるための補償信号を温度特性補償回路２２に出力する。
【００５３】
以上説明したように、本実施形態に係る温度特性補償装置によれば、発熱するチップと温度特性を有するチップとが同じパッケージ内に実装されていた場合、温度特性を有するチップが熱により特性変動しても、補償タイミングの遅れを少なくすることができる。具体的には、出力電圧は、補償なしの場合と比べて、約１／２の変動で抑えることができる（図２参照）。
【００５４】
なお、第１の実施形態では、補償信号はＯＮ／ＯＦＦ、つまりハイレベルとローレベルとの信号を送信し、補償を行う形態を説明した。しかしながら、他の実施形態に係る温度特性補償装置を含むＭＣＰでは、温度上昇時間に従い、補償信号をリニアに切り替えてもよい。
【００５５】
（第２の実施形態）
以下、温度上昇時間に従い、補償信号をリニアに切り替える形態を図３および図４を参照しながら第２の実施形態に係る温度特性補償装置を含むＭＣＰについて説明する。
【００５６】
本実施形態においても温度特性補償回路２２は、熱源回路１１からの熱の影響を受けて下がった被補償回路２１の出力電圧を記憶回路１３に記憶されている情報に基づいて出力電圧を補償する動作を行う。なお、第２の実施形態に係る温度特性補償装置を含むＭＣＰの回路構成は、上述した第１の実施形態に係る温度特性補償装置を含むＭＣＰの回路構成と同じであるので、回路構成の説明は省略する。
【００５７】
上述した第１の実施形態では、熱源駆動回路１２から温度特性補償回路２２に出力する補償信号はＯＮ／ＯＦＦ、つまりハイレベルとローレベルとの信号を送信した。本実施形態では、記憶回路１３に記憶されている情報に基づいて、熱源駆動回路１２から温度特性補償回路２２１に出力される補償信号によって、温度特性補償回路２２１は、リニアに切り替わる点が上述した第１の実施形態と異なる。以下、図３および図４を参照しながら具体的に説明する。
【００５８】
本実施形態に係る温度特性補償装置の記憶回路１３には、第１の実施形態で説明した温度上昇時間と、上述の式１で算出される到達時間の他に被補償基板２における到達時間等が記憶されている。
【００５９】
まず、記憶回路１３には、第１の実施形態で説明した温度上昇時間と、式１で算出される到達時間の他に記憶されている情報について図３を用いて説明する。
【００６０】
図３は、熱源基板１および被補償基板２の各回路間の経路を示した図である。図３に示すように、熱源駆動回路１２から熱源回路１１までの信号の到達時間を到達時間ｔ１とする。なお、この到達時間ｔ１は、上述した式１で求めることができる。つまり、第１の実施形態で説明した式１で求めることができる時間ｔ（ＯＮ）および時間ｔ（ＯＦＦ）に相当する。
【００６１】
次に図３に示す到達時間ｔ２は、被補償基板２上に実装されている温度特性補償回路２２１から被補償回路２１までの信号の到達時間のことである。なお、到達時間ｔ２は、以下の式２で求めることができる。
式２：到達時間ｔ２＝[B1(xB1,yB1)-B2(xB2,yB2)]・k'
なお、k'は温度特性補償回路２２１から被補償回路２１までの配線長、配線幅、配線材質等によって定まる値である。また、k'は、プロセスによる対基板容量の係数等でもある。
【００６２】
また、図３に示す到達時間ｔ３は、熱源基板１上に実装されている熱源駆動回路１２から被補償基板２に実装されている温度特性補償回路２２１までの信号の到達時間のことである。なお、到達時間ｔ３は、以下の式３で求めることができる。
式３：到達時間ｔ３＝[[B2(xB2,yB2)-A2(xA2,yA2)]-[B(xB,yB)-A(xA,yA)]]・k''
なお、k''は熱源基板１と被補償基板２との間の伝達係数である。なお、k''は、熱源基板１と被補償基板２とのボンディング方法等により異なる値である。
【００６３】
このように、記憶回路１３には、熱源回路１１の温度上昇時間、到達時間ｔ１、到達時間ｔ２、および到達時間ｔ３が予め記憶されている。
【００６４】
次に、時間経過に伴うそれぞれの回路の状態を示した図４を参照しながら、本実施形態に係る温度特性補償装置を含むのＭＣＰの動作について説明する。
【００６５】
図４は、第２の実施形態に係る温度特性補償装置を含むＭＣＰの各回路の時間経過に伴うそれぞれの回路の状態を示した図である。なお、図４において、上述した第１の実施形態（図２の説明）と異なる点を中心に説明する。
【００６６】
図４の時刻Ｌにおいて、まず、熱源駆動回路１２は外部からの信号に基づき、熱源回路１１をＯＮにするための制御信号、つまりハイレベルの電圧が熱源回路１１に出力されたものと仮に想定して説明する。そうすると、熱源駆動回路１２からの信号に基づき熱源回路１１はＯＮにされる。なお、熱源駆動回路１２は外部からの信号に基づき、熱源回路１１をＯＮにするための制御信号は、温度特性補償回路２２１にも出力される。
【００６７】
また、熱源回路１１は、到達時間ｔ１だけ遅れてＯＮにされる（図４に示したｔ（ＯＮ））。そして、熱源回路１１がＯＮされたことに伴って、当該熱源回路１１の温度が上昇する。
【００６８】
このとき、第１の実施形態で説明したように、本実施形態においても、例えば、被補償回路２１に負の温度係数（温度が上がると抵抗値が下がる）を持つ素子を持っていた場合を想定すると、被補償回路２１の出力電圧は下がることになる。図４で具体的に説明すると、熱源回路１１は、図４の時刻Ｍから温度が上昇し始める（発熱し始める）。そして、図４に示すように、熱源回路１１の発熱に伴って、被補償回路２１の出力電圧は、図４の時刻Ｍから熱源回路１１の温度が上昇し一定になるまで下がる（図４の被補償回路２１の出力(Ｖ)［補償なし］）。そのため、温度特性補償回路２２１は、被補償回路２１の出力電圧を一定（例えば５Ｖ）に維持できるように補償を行う。
【００６９】
例えば、被補償回路２１の出力電圧を５Ｖに維持したい場合を仮に考え、熱源回路１１からの熱の影響を受け、最終的には（図４の時刻Ｎのとき）、被補償回路２１の出力電圧が４．８Ｖになるような特性であると仮に想定する。この場合、図４の被補償回路２１の出力(Ｖ)［補償なし］に示したように、被補償回路２１は、時刻Ｍから時刻Ｎまでの間、出力電圧が降下し時刻Ｅ以降も出力電圧が４．８Ｖとなる。つまり、被補償回路２１の出力電圧の降下が起こることになる。
【００７０】
そこで、本実施形態に係る温度特性補償装置の熱源駆動回路１２は、記憶回路１３に記憶されている熱源回路１１の温度上昇時間、到達時間ｔ１、到達時間ｔ２、および到達時間ｔ３に基づいて、被補償回路２１の出力補償を上記温度上昇時間に従いリニアに行う。
【００７１】
具体的には、熱源駆動回路１２は、記憶回路１３から到達時間ｔ１を取得し、熱源回路１１をＯＮにするための制御信号を当該熱源回路１１に出力した時間から到達時間ｔ１後に温度特性補償回路２２１への補償信号の送信を開始する。そして、熱源駆動回路１２は、熱源回路１１からの熱の影響を受けた最終的な（図４の時刻Ｎのとき）被補償回路２１の出力電圧は予め分かっているので、被補償回路２１の出力電圧を一定（例えば５Ｖ）に維持できるように、上記温度上昇時間に従い補償信号を温度特性補償回路２２１に出力する。
【００７２】
つまり、上述した第１の実施形態では、熱源駆動回路１２が温度特性補償回路２２に出力する補償信号は、被補償回路２１の出力電圧を５Ｖに維持させるよう電圧補償を温度特性補償回路２２に開始／停止させるための信号であった。しかしながら、本実施形態に係る温度特性補償装置の熱源駆動回路１２は、上記温度上昇時間に従い補償信号を温度特性補償回路２２１に出力する。そして、温度特性補償回路２２１は、当該補償信号に基づいて被補償回路２１への、例えば、通電エネルギー等を制御して、被補償回路２１の出力電圧を一定（例えば５Ｖ）に維持させる。なお、上記補償信号は、デジタル信号を除く、電流、電圧、dutyなどである。
【００７３】
また、熱源駆動回路１２が補償信号を温度特性補償回路２２１に出力し、被補償回路２１の出力電圧の補償が実際に始まるのは、熱源駆動回路１２が補償信号を温度特性補償回路２２１に出力してから到達時間ｔ２と到達時間ｔ３とを足した時間経過後になる。そのため、熱源駆動回路１２は、補償信号を温度特性補償回路２２１に出力するとき、到達時間ｔ２、および到達時間ｔ３を考慮して補償信号を温度特性補償回路２２１に出力する。
【００７４】
さらに、熱源駆動回路１２は、補償信号を温度特性補償回路２２１に出力するとき、上記到達時間ｔ２、上記到達時間ｔ３に加えて、回路間の温度伝達時間（図３の到達時間ｔ４）を考慮して補償信号を温度特性補償回路２２１に出力してもよい。なおこの場合、到達時間ｔ１＋到達時間ｔ４と到達時間ｔ２と到達時間ｔ３とがほぼ同じ（到達時間ｔ１＋到達時間ｔ４≒到達時間ｔ２と到達時間ｔ３）になるように、補償信号を温度特性補償回路２２１に出力するタイミングを調整すれば、より精度良く補償を行うことが可能となる。
【００７５】
以上説明したように、本実施形態に係る温度特性補償装置によれば、発熱するチップと温度特性を有するチップとが同じパッケージ内に実装されていた場合、温度特性を有するチップが熱により特性変動しても、出力電圧等の変動を最小限に抑えることができる。つまり、温度特性を有するチップが熱により特性変動しても、上述した第１の実施形態と比べて、高精度に出力補償することができる。
【００７６】
なお、上述した第１の実施形態においても、到達時間ｔ２および到達時間ｔ３を考慮して、熱源駆動回路１２が温度特性補償回路２２に補償信号を送信するタイミングを決めてもよい。つまり、上述した第１の実施形態で説明したように、熱源駆動回路１２が温度特性補償回路２２に補償信号を送信するタイミングは、図２の時刻Ｄ、つまり図２に示したΔｔuｐの１／２の時刻付近であった。しかしながら、実際に被補償回路２１の出力電圧が補償されるのは、熱源駆動回路１２が温度特性補償回路２２に補償信号を送信してから到達時間ｔ２および到達時間ｔ３後である。したがって、被補償回路２１の出力電圧の補償が始まるのがΔｔuｐの１／２の時刻付近になるように熱源駆動回路１２が温度特性補償回路２２に補償信号を送信するタイミングを調整してもよい。なお、熱源回路１１の温度が降下する場合も同様に制御すればよい。
【００７７】
なお、上述した各実施形態においては、記憶回路１３は熱源基板１に実装されている形態を説明した。しかしながら、これに限られず、記憶回路１３を被補償基板２に実装してもよいし、熱源駆動回路１２または温度特性補償回路２２、２２１の内部に記憶媒体を備えるようにしてもよい。また、上述では、記憶回路１３には、到達時間ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４が記憶されている形態を説明したが、記憶回路１３に熱源基板１および被補償基板２上における各回路の座標情報を記憶しておいてもよい。この場合、当該各座標情報に基づいて、熱源駆動回路１２または温度特性補償回路２２、２２１で到達時間ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４が算出されてもよい。
【００７８】
また、上述した各実施形態においては、熱源駆動回路１２から温度特性補償回路２２、２２１に補償信号を送信する形態を説明した。しかしながら、別の例では、熱源駆動回路１２は、熱源回路１１をＯＮまたはＯＦＦしたとき、当該ＯＮまたはＯＦＦしたことを示す情報（トリガーとなる情報）のみを温度特性補償回路２２、２２１に送信してもよい。この場合、温度特性補償回路２２、２２１は、上記トリガーとなる情報を取得し、温度補償を行うタイミングを調整してもよい。
【００７９】
なお、図２および図４では一例として、電圧で制御、出力電圧の補償をする形態を説明したが、電流で制御、出力電流の補償をしてもよい。また、図２および図４に示した、熱源回路１１のＯＮ／ＯＦＦ、補償信号、被補償回路２１の出力は、各回路構成により理論が反転する場合がある。
【００８０】
以上、本発明を詳細に説明してきたが、上述の説明はあらゆる点において本発明の一例にすぎず、その範囲を限定しようとするものではない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明に係る温度特性補償装置および温度特性補償装置は、発熱するチップからの熱の影響を受け特性変動するチップの補償を行うことのできる、半導体パッケージ等に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００８２】
１…熱源基板
１１…熱源回路
１２…熱源駆動回路
１３…記憶回路
２…被補償基板
２１…被補償回路
２２、２２１…温度特性補償回路
３…樹脂パッケージ
４…上段基板
５…下段基板
６…ワイヤボンディング
７…ＣＵＰ
８…温度特性を有する電子回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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