(57)【要約】【課題】実装基板に光専用の伝送路を設けることなく、安価に複数の半導体装置間で光通信を行うことができる半導体装置および半導体回路システムを提供する。【解決手段】半導体装置１は、回路が形成された半導体チップ９と、光電変換素子１２と、半導体装置外部と通信するための光端子２とを備える。光端子２は、半導体装置１がプリント基板８上に実装されたときに、プリント基板８の実装面と平行な方向に光信号を伝送する状態で設けられている。当該半導体装置１をプリント基板８上に複数個実装する場合、各半導体装置１ａ、１ｂが備える光端子２ａ、２ｂは、接続用端面２１ａ、２１ｂが近接して対向する状態で配置される。これにより、プリント基板８上に光信号を伝送する光導波路を形成することなく、各半導体装置１ａ、１ｂ間での光通信を実現することができる。【選択図】図２
2009229704.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光信号を用いてデータを送信または受信する半導体装置であって、
回路が形成された半導体基板と、
前記回路から出力される電気信号を光信号に変換する、または光信号を電気信号に変換して前記回路に入力する光電変換素子と、
前記光電変換素子に接続されるとともに、実装時に、外部との接続用端面が露出する状態で配置された、前記光信号を伝送する光端子と、
を備えたことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記半導体基板、前記光電変換素子および前記光端子が、前記接続用端面が外部に露出した状態で封止部材によって封止された請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
前記光端子の前記接続用端面を含む部分が、前記封止部材から外部に突出する状態で設けられた請求項２記載の半導体装置。
【請求項４】
前記回路に電気信号を入力する端子または前記回路から出力される電気信号を出力する端子をさらに備えた請求項１から３のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の半導体装置を複数個含む半導体回路システムであって、
前記複数個の半導体装置の少なくとも２個は、それぞれが有する前記光端子の接続用端面が互いに近接して対向する状態で配置され、当該対向して配置された各光端子の接続用端面を通じて直接に光信号が伝送される半導体装置回路システム。
【請求項６】
前記接続用端面が互いに近接して対向する状態で配置された各半導体装置が、それぞれ異なる実装基板に配置された請求項５記載の半導体回路システム。
【請求項７】
前記接続用端面が互いに近接して対向する状態で配置された各半導体装置が、同一の実装基板に配置された請求項５記載の半導体回路システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置および半導体回路システムに関し、特に、光信号を用いてデータを送信または受信する半導体装置および半導体回路システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置間で複数の電気信号を伝送する場合、半導体基板が実装されるプリント基板上に多数の信号線が配置され、当該信号線を通じて複数の電気信号が並行に伝送される。特に、半導体装置間で高速通信を行う場合、プリント基板上での信号線の密度が高くなると、信号線間の電磁的結合による電気信号の乱れや伝送遅延などが発生し回路動作が不安定になる。
【０００３】
例えば、２つの半導体装置間でデジタル信号によって大量のデータを高速に伝送する場合、その２つの半導体装置の間に多数の信号線を配置するとともに、各信号線を通じて伝送するデータの単位時間あたりの転送数を増大することで、大量のデータを高速に通信することができる。しかしながら、信号線数および伝送速度を増大した場合、各信号線を通過するデジタル信号（例えば、電圧値）により発生する電磁誘導によって各信号線間に相互干渉が発生し、デジタル信号が誤った値になることがある。この場合、半導体装置間で、データを正しく伝送することができず、半導体装置が誤動作することがある。このような誤動作を防止するには、信号線数を極力少なくしてプリント基板上での信号線の密度を低下させる、あるいはデータの伝送速度を低下させる必要がある。この場合、大量データを高速で通信することができない。
【０００４】
そこで、データを伝送するキャリアとして、電気信号に代えて光信号を使用することが提案されている。光信号は、電磁誘導を発生せず、また電磁的な干渉を受けないため、誤動作を生じることなく、大量のデータを半導体装置間で高速に通信することが可能となる。このような光信号を使用したデータの高速通信は、例えば、デジタル画像などのデータ等で画像変換を行う半導体装置と、画像表示などを行う半導体装置との間で使用されている。
【０００５】
光信号により半導体装置間でデータを伝送する場合、各半導体装置を実装するプリント基板には光伝送ラインが配置される。そして、当該光伝送ラインを通して光信号を伝送することで、半導体装置間の光信号によるデータ伝送が実現されている（例えば、特許文献１等参照。）。
【０００６】
図５は、プリント基板に実装された、光信号を使用してデータを伝送する従来の半導体装置を示す模式図である。図５において、半導体装置は、大量のデジタル情報を含む光信号を送受信し、任意の処理を行う機能を有する。
【０００７】
図５に示すように、半導体チップ１０１は、導電体からなるメタルポスト１０２および半田バンプ１０６を介して、ガラスエポキシやセラミックにより構成されたプリント基板１１０の表面上に配置された導電体からなる表面配線１０７と電気的に接続されている。メタルポスト１０２は、半導体チップ１０１の表面に形成されたモールド樹脂１０３を貫通して、半導体チップ１０１に形成された回路に接続されており、当該モールド樹脂１０３により機械的損傷から保護されている。また、半導体チップ１０１の表面には、半田バンプ１０４を介して、電気信号と光信号とを互いに変換する受発光素子１０５が実装されている。図５の例では、光信号は、プリント基板１１０と受発光素子１０５との間で垂直方向に入出力されている。
【０００８】
一方、プリント基板１１０では、電気信号は、表面配線１０７やプリント基板１１０の内部に配置された導電体からなる層配線１０９を通じて伝送される。表面配線１０７と層配線１０９とは、層間接続配線１０８を介して電気的に接続されている。また、光信号は、プリント基板１１０の表面や内部に形成された光導波路１１１（光伝送ライン）によって伝送される。なお、メタルポスト１０２、表面配線１０７、層間接続配線１０８、および層配線１０９は、例えば、銅などの金属により構成される。また、光導波路１１１は、光導波路フィルムや光ファイバ等により構成される。
【特許文献１】特開２０００−３３２３０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述した従来構造では、複数の半導体装置間で光信号を伝送するために、プリント基板１１０に光導波路１１１を設ける必要がある。上述のように、光導波路１１１は、電気信号を伝送する配線１０７、１０８、１０９とは異なる材質を使用して構成する必要があるため、電気信号を伝送する配線のみを有するプリント基板の製造工程数に比べて、プリント基板１１０の製造工程数は多くなる。このため、プリント基板１１０は、電気信号を伝送する配線のみを有するプリント基板比べての製造コストが高くなるという課題がある。
【００１０】
本発明は、上記従来の事情を鑑みて提案されたものであって、実装基板に光専用の伝送路を設けることなく、安価に複数の半導体装置間で光通信を行うことができる半導体装置および半導体回路システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的を達成するために、本発明は以下の技術的手段を採用している。まず、本発明は、光信号を用いてデータを送信または受信する半導体装置を前提としている。そして、本発明に係る半導体装置は、回路が形成された半導体基板と、半導体基板に形成された回路から出力される電気信号を光信号に変換する、または光信号を電気信号に変換して半導体基板に形成された回路に入力する光電変換素子と、当該光電変換素子に接続されるとともに、実装時に、外部との接続用端面が露出する状態で配置された、光信号を伝送する光端子と、を一体に備える。
【００１２】
この半導体装置において、光端子の接続用端面が外部に露出した状態で封止部材によって半導体基板、光電変換素子および光端子が封止された構成を採用することができる。また、当該構成において、上記光端子の接続用端面を含む部分が、上記封止部材から外部に突出する状態で設けられた構成を採用することができる。また、上記半導体装置は、半導体基板に形成された回路に電気信号を入力する端子または半導体基板に形成された回路から出力される電気信号を出力する端子をさらに備えていてもよい。
【００１３】
一方、他の観点では、本発明は、上述の各半導体装置を複数個含む半導体回路システムを提供することもできる。すなわち、本発明に係る半導体回路システムは、上記複数個の半導体装置の少なくとも２個は、それぞれが有する光端子の接続用端面が互いに近接して対向する状態で配置される。そして、当該対向して配置された各光端子の接続用端面を通じて直接に光信号が伝送される。
【００１４】
この半導体回路システムにおいて、光端子の接続用端面が互いに近接して対向する状態で配置された各半導体装置は、それぞれ異なる実装基板に配置することができる。また、光端子の接続用端面が互いに近接して対向する状態で配置された各半導体装置は、同一の実装基板に配置することもできる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、光信号を伝送するための専用の伝送路を実装基板上に形成する必要がなく、２つ以上の半導体装置間で光信号を通信することができる。このため、高速のデータ通信を安価に実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態における半導体装置を示す概略構成図である。図１（ａ）に示すように、本実施形態の半導体装置１は、半導体基板上に回路が形成された半導体チップ９と、半導体チップ９上の回路に接続された光電変換素子１２と、光電変換素子１２に接続された光端子２とを備える。光電変換素子１２は、半導体チップ９上の回路から出力される電気信号を光信号に変換する発光素子、光信号を電気信号に変換して半導体チップ９上の回路に入力する受光素子、または発光素子と受光素子との双方を備える受発光素子等である。本実施形態では、光電変換素子１２として受発光素子を採用している。また、本実施形態では、光端子２は、半導体チップ９の表面に沿う方向に光信号を伝送する状態に配置されており、光端子２の端部に、外部との光信号を入出力するための接続用端面２１が半導体チップ９の表面と垂直な面として構成されている。光端子２は、データの伝送に使用される波長（発光素子の発光波長および受光素子が動作する光の波長）の光を透過する樹脂等の透光性材料からなる光ファイバや光導波路フィルム等により構成することができる。光電変換素子１２は、発光素子の発光面および受光素子の受光面を、光端子２の光伝送方向に向けた状態で光端子２の一端に配置されている。
【００１８】
図１（ａ）に示すように、回路が形成された半導体チップ９は、その表面に、半導体チップ９上の回路と半導体チップ９外部との電気的な接続に使用される複数の端子（パッド電極）１０を備える。本実施形態では、一部の端子１０が、銅板等からなるリード３に電気的に接続されている。また、他の一部の端子１０は、光電変換素子１２に電気的に接続されている。例えば、光電変換素子１２の発光素子に接続された端子１０からの出力信号は、光電変換素子１２により光信号に変換され、光端子２の接続用端面２１を通じて半導体装置１外部へ出力される。また、光電変換素子１２の受光素子に接続された端子１０には、半導体装置１の外部から光端子２の接続用端面２１を通じて入力された光信号が電気信号に変換されて入力される。光電変換素子１２に接続される端子１０は、例えば、半導体チップ９上の、大量のデジタル情報に対して任意の処理を行う回路の出力端子や入力端子である。また、リード３に接続される端子１０は、例えば、種々の電気信号、半導体チップ９上の回路を駆動するための電源、または接地電位等が入力される端子である。なお、本実施形態では、端子１０とリード３との接続、および端子１０と光電変換素子１２との接続は、金等の金属からなるワイヤ１１により実現されている。
【００１９】
半導体チップ９、光電変換素子１２、光端子２およびリード３は、光端子２の接続用端面２１およびリード３の端部が外部に露出した状態でモールド樹脂等の封止部材１３により封止されている。このため、光端子２およびリード３は、封止部材１３により物理的に固定されている。なお、図１（ａ）は、説明のため封止部材１３の外形のみを示し、封止部材１３で封止された内部の構造を示している。
【００２０】
上記光電変換素子１２は、半導体チップ９上に直接形成することも可能である。図１（ｂ）は、半導体チップ９上に光電変換素子１２を直接形成した半導体装置１を示す概略構成図であり、図１（ｃ）は、図１（ｂ）に示す光端子２の光伝送方向に沿った、半導体装置１の構造を示す断面図である。なお、図１（ｂ）および図１（ｃ）において、既述の作用効果を奏する部位には図１（ａ）と同一の符号を付している。
【００２１】
図１（ｂ）および図１（ｃ）に示すように、この場合、半導体チップ９の端子１０と光電変換素子１２とをワイヤ１１により接続する必要がなく、光端子２の一端が半導体チップ９上の光電変換素子形成領域を被覆する状態で配置される。また、光電変換素子形成領域上の光端子２の端部には傾斜面１４が設けられている。傾斜面１４は、光電変換素子１２の発光素子から、半導体チップ９表面に対して垂直な方向に出力される光信号の進行方向を半導体チップ９に沿った方向に変更する、あるいは光端子２を通じて半導体装置１に入力された光信号の進行方向を半導体チップ９に垂直な方向に変更し、半導体チップ９上に形成された光電変換素子１２の受光素子に入射させる機能を有している。
【００２２】
以上のように、半導体装置１は、半導体チップ９、光電変換素子１２、および光信号が入出力される光端子２が封止部材１３により一体化されている。特に限定されないが、本実施形態では、図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、光端子２の接続用端面２１を含む部分が、封止部材１３から外部に突出した状態で一体化されている。
【００２３】
図２は上述の光端子２を備える半導体装置１をプリント基板等の実装基板に実装した状態を示す模式図である。図２（ａ）は、１つ半導体装置１がプリント基板８上に実装された状態を示す模式図であり、図２（ｂ）は、光端子２を通じて通信を行う２つの半導体装置１（１ａ、１ｂ）がプリント基板８上に実装された状態を示す模式図である。
【００２４】
図２（ａ）に示すように、半導体装置１は、プリント基板８の表面に形成された表面配線５に、半田４によってリード３を固定することでプリント基板８に実装される。これにより、半導体装置１はリード３、およびプリント基板８の表面配線５、層配線７、層間接続配線６等を通じて、プリント基板８に実装された他の半導体装置や電子部品等（図示せず）と電気的に接続される。図２（ａ）に示すように、本実施形態では、プリント基板８に実装された半導体装置１の光端子２は、プリント基板８の実装面と平行な方向に突出する状態となり、実装面と平行な方向に光信号を伝送する。
【００２５】
このため、図２（ｂ）に示すように、光端子２を通じて通信を行う２つの半導体装置１ａ、１ｂを、半導体装置１ａが備える光端子２ａの接続用端面２１ａと半導体装置１ｂが備える光端子２ｂの接続用端面２１ｂとが近接して対向する状態で実装することにより、両半導体装置１ａ、１ｂ間で直接に光信号が伝送される半導体回路システムを構成することができる。
【００２６】
なお、光端子１ａと光端子１ｂとは、各光端子２ａ、２ｂの接続用端面２１ａ、２１ｂを通じて光信号を伝送可能に配置されていればよい。すなわち、両者間で光信号が伝送する状態で物理的に接触していてもよく、また、外来光が光端子２ａ、２ｂ内に入光されない距離以内で離間していてもよい。
【００２７】
このように、本実施形態の半導体装置によれば、プリント基板８上に光導波路を設けることなく、半導体装置間で光信号を伝送することができる。なお、図２（ｂ）において、半導体装置１ａが備える光電変換素子と、半導体装置１ｂが備える光電変換素子がともに受発光素子である場合、半導体装置１ａの光電変換素子が発光する（光信号を送信する）ときは半導体装置１ｂの光電変換素子は発光しない。また、半導体装置１ｂの光電変換素子が発光するときは半導体装置１ａの光電変換素子は発光しない。これにより、１つの光伝送経路により、半導体装置１ａ、１ｂとの間で双方向通信を行うことができる。
【００２８】
なお、光端子２は、上記構成に限らず任意の位置に配置することができる。図３は、光端子２の配置例を示す模式図である。図３（ａ）に示す半導体装置３１では、半導体装置の側面から突出するリード３の伸長方向と平行な方向、すなわち、平面視において矩形状の外形を有する封止部材１３の１辺と平行あるいは直角になる状態で、１方向に光端子２が配置されている。また、図３（ｂ）に示す半導体装置３２では、封止部材１３の１辺と平行あるいは直角になる状態で、２つの光端子２が互いに反対方向に配置されている。この半導体装置３２では、例えば、各光端子２において、互いに異なる光信号を入出力することができる。
【００２９】
さらに、図３（ｃ）に示す半導体装置３３では、封止部材１３の角部から、リード３あるいは封止部材１３の１辺に対し、例えば斜め４５°となる状態で、一方向に光端子２が配置されている。そして、図３（ｄ）に示す半導体装置３４では、封止部材１３の１辺に対し斜め４５°方向となる状態で、２つの光端子２が互いに反対方向に配置されている。なお、光端子が複数の場合、封止部材１３の１辺に対し平行に配置した光端子２と、斜め方向に配置した光端子２とが混在していてもよい。以上のように光端子２はプリント基板上への半導体装置の設置状態に応じて様々な突き出し方向を有する状態で形成することができる。
【００３０】
続いて、上述の半導体装置を複数個備える半導体回路システムの構成例について説明する。図４は、半導体装置をプリント基板上に２つ以上実装し、半導体装置間で光信号を伝送する通信を実行可能にした半導体回路システムの構成例を示す模式図である。
【００３１】
図４（ａ）に示す半導体回路システムは、図３（ｂ）に例示した、封止部材１３の１辺と平行あるいは直角になる状態で２つの光端子２が互いに反対方向に配置された半導体装置４１ａ、４１ｂ、４１ｃを１方向に並べてプリント基板上に実装した場合の配置図である。各半導体装置４１ａ、４１ｂ、４１ｃは、それぞれが備える光端子４２ａ、４２ｂ、４２ｃを通じて隣接する半導体装置と接続されている。このような配置では、複数の半導体装置４１ａ、４１ｂ、４１ｃの間でデータを通信する際に、１つの半導体装置（例えば、半導体装置４１ｂ）が発信する光信号を、他の１つ以上の半導体装置（例えば、半導体装置４１ａ、４１ｃ）が同時に受信することが可能になる。すなわち、光信号を複数の半導体装置間で共有させる光伝送路を光バス４０１として配置しているため、１つのデータ信号を複数の半導体装置に送信することができる。なお、光バスを備える光端子の内部構造は、例えば、１つの光電変換素子面を２分割し、それぞれの分割面に対して光端子を配置した構成にすることができる。当該構成により、１つの光電変換素子に対し２つの光端子を設けることができる。あるいは、封止された半導体装置内に光端子を貫通させ、その半導体装置内の光電変換素子と光端子の接点部分に、入射光を所定の分割比で２つの光に分割する機能を持ったビームスプリッターやハーフミラー構造を備えた構成とすることもできる。以上の構成では、例えば、１つの光電変換素子から発光された光を、半導体装置を貫通する光端子の両端に送出することができる。
【００３２】
図４（ａ）に示す構成の場合、各半導体装置４１ａ、４１ｂ、４１ｃに、データ発信元（光電変換素子の発光素子を動作させる）であるか、データ受信先（光電変換素子の受光素子を動作させる）であるかを設定する必要がある。このような設定は、例えば、各半導体装置４１ａ、４１ｂ、４１ｃが備えるリード３を通じて、データ発信元、あるいはデータ受信先を設定する制御信号を各半導体装置４１ａ、４１ｂ、４１ｃに入力することにより実施可能である。
【００３３】
また、図４（ｂ）に示す半導体回路システムは、封止部材１３の１辺と平行あるいは直角になる状態で、互いに反対方向に配置された２つの光端子２の組を複数有する半導体装置５１ａ、５１ｂ、５１ｃを１方向に並べてプリント基板上に実装した場合の配置図である。この配置では、光信号を複数の半導体装置間で共有させる複数の光バス４０２、４０３が構成されており、当該光バス４０２、４０３を通じて、複数の半導体装置間で複数種の情報交換を同時に行うことができる。
【００３４】
例えば、大容量の高速なメモリ装置として構成された半導体装置では、アドレス信号とそのアドレス信号によって選択された記憶領域に対応する情報（格納されたデータや格納されるデータ）をデータ信号として入出力する。大容量の記憶領域の任意の領域を指定するには、同一または一部同一のアドレス信号を複数のメモリ装置に同時に伝送する必要があり、さらに、指定されたアドレスに対応するデータを入出力する必要がある。このような場合であっても、図４（ｂ）に示す構成によれば、光バス４０２にアドレス信号を伝送することで、複数の半導体装置５１ａ、５１ｂ、５１ｃ間でアドレス信号を共有することができる。したがって、各半導体装置５１ａ、５１ｂ、５１ｃに多数のアドレス信号線を接続することなく、複数の半導体装置５１ａ、５１ｂ、５１ｃの１つの記憶領域を同時に指定することができる。また、指定された記憶領域に対応するデータ信号は、光バス４０２とは別に設けられた光バス４０３を通じて、複数の半導体装置間で光信号として共有することで、メモリ装置間でのデータ伝送を行うことができる。複数のメモリ装置間で光バスによって信号を共有する場合の適用例としては、データ移動や複写を大量かつ高速に行う場合がある。この場合、光バスでつながっているメモリ装置に同一のアドレス信号を与え、複写元のメモリ装置はデータ出力として、複写先の他のメモリ装置はデータ入力を行うように、リード３の電気信号等で設定する。また、複数のメモリ装置を特定のデータで初期化のための書き込みを行う場合にも適用できる。この場合、光バス４０２を通じて同一のアドレスを複数のメモリ装置に与え、さらに同一の初期化データを、光バス４０３を通じて全メモリ装置に同時に与えた後、その複数のメモリ装置に同時にデータ書き込み動作を行わせる。これにより、１つのメモリ装置ごとに順番に初期化するよりも、同時に複数のメモリ装置を初期化する方が初期化処理時間を短縮することもできる。このように、アドレス信号の入出力を行う光バス４０２とデータ信号の入出力を行う光バス４０３とを設けることにより、半導体装置５１ａ、５１ｂ、５１ｃ間で、異なる情報群を同時に伝送することが可能となる。
【００３５】
さらに、図４（ｃ）に示す半導体回路システムは、図３（ｄ）に例示した、封止部材１３の１辺に対し斜め４５°方向となる状態で、光端子２が配置された半導体装置６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄをプリント基板上に実装した場合の配置図である。なお、半導体装置６１ａは、矩形形状の封止部材１３の各角に光端子を備え、半導体装置６１ｂ、６１ｃ、６１ｄは、矩形形状の封止部材１３の１つの角に光端子を備える。本構成では、図４（ｃ）に示すように、半導体装置６１ａを中心に配置し、半導体装置６１ｂ、６１ｃ、６１ｄを半導体装置６１ａの周囲に配置することができる。本構成では、各半導体装置の配置が、図４（ａ）に示したような１方向に並べた配置に限定されないため、実装自由度を高めることができ、プリント基板の形状やプリント基板上での他の電子部品の配置に応じて、半導体装置を実装することが可能になる。
【００３６】
上記図４（ａ）〜図４（ｃ）を用いて説明した配置例は、同一のプリント基板上、あるいは同一面内で分割して配置されたプリント基板上で適用可能な配置である。しかしながら、本発明に係る半導体装置は、例えば、実装面が対向する状態で配置されたプリント基板のような、異なる面内に配置された複数のプリント基板にわたって配置した状態でも、プリント基板上に光導波路を形成することなく光信号を伝送することもできる。図４（ｄ）は、異なる面内に配置された複数のプリント基板にわたって半導体回路システムを構成した場合の半導体装置の配置例を示す図である。
【００３７】
複数のプリント基板が内蔵された電子機器では、例えば、図４（ｄ）に示すように、各プリント基板７５、７６は、マザーボード７９に設けられた基板コネクタ７７、７８を介してマザーボード７９接続される。マザーボード７９には、プリント基板７５とプリント基板７６とを接続するための配線が形成されており、マザーボード７９を経由して各プリント基板７５、７６間で電気信号が伝送される。このようなマザーボード７９を経由して電気信号を伝送する構成では、各プリント基板７５、７６間に、基板コネクタ７７、７８やマザーボード７９が介在するため、伝送経路長が長くなり伝送経路の電気抵抗が増大する。この電気抵抗により電気信号の減衰が発生することになる。
【００３８】
これに対し、図４（ｄ）に示す構成では、プリント基板７５上に実装された半導体装置７１ａの光端子７２ａの接続用端面７２１ａとプリント基板７６上に実装された半導体装置７１ｂの光端子７２ｂの接続用端面７２１ｂとが、近接して対向する状態で配置されている。すなわち、半導体装置７１ａが備える光端子７２ａと半導体装置７１ｂが備える光端子７２ｂとにより対向光路４０４が構成されている。このため、実装面が対向する状態で配置された異なるプリント基板７５、７６に実装された半導体装置７１ａ、７１ｂ間で、プリント基板７５、７６やマザーボード７９を経由することなく、光信号を直接伝送することができる。したがって、電気抵抗による信号減衰に起因して誤動作等が生じる可能性のある信号を光信号として伝送することで、信号減衰させることなく信号を伝送することができる。
【００３９】
なお、以上のような対向通信を行うために、半導体装置７１ａ、７１ｂが備える光端子７２ａ、７２ｂは、上述の光端子とは異なり、端部に４５度の傾斜面を備える。当該傾斜面は、光信号の伝送方向を半導体装置７１ａ、７１ｂの実装面に対して平行な方向から垂直な方向に変更する機能を有している。図４（ｄ）の例では、光端子７２ａ、７２ｂの接続用端面７２１ａ、７２１ｂは、半導体装置７１ａ、７１ｂが実装された実装面と反対方向に向いた状態で配置されている。また、プリント基板７５とプリント基板７６とは、各プリント基板７５、７６に実装されている半導体装置７１ａと半導体装置７１ｂとが対向して光信号を通信できる位置、および光信号と異なる外来光が光端子７２ａ、７２ｂに入射することのない距離で配置される。なお、光端子７２ａ、７２ｂ端部の傾斜面は、鏡面処理されていてもよい。
【００４０】
以上説明したように、本発明によれば、実装基板上に光信号を伝送するための専用の伝送路を形成する必要がなく、２つ以上の半導体装置間で光信号を通信することができる。このため、高速のデータ通信を安価に実現することができる。
【００４１】
なお、以上で説明した実施形態は本発明の技術的範囲を制限するものではなく、既に記載したもの以外でも、本発明の範囲内で種々の変形や応用が可能である。例えば、上記では、半導体装置間で双方向通信を行うことができる構成について説明したが、半導体装置間の通信は、単方向通信であってもよい。この場合、通信を行う一方の半導体装置の光電変換素子は発光素子であり、他方の半導体装置の光電変換素子は受光素子である。また、光端子の接続用端面は、上述の構成に限らず、半導体基板を実装基板に実装したときに、露出する状態で配置され、他の半導体装置が備える光端子の接続用端面と近接して対向する状態で配置可能に構成されていればよい。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、電子機器を構成する複数の半導体装置間での情報伝達を高速かつ安価に実現できるという効果を有し、半導体装置および半導体回路システムとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施形態における半導体装置を示す概略構成図。
【図２】本発明の一実施形態における半導体装置を基板に実装した状態を示す模式図
【図３】本発明の光端子の配置例を示す模式図
【図４】本発明の半導体回路システムの構成例を示す模式図
【図５】従来の半導体装置を示す模式図
【符号の説明】
【００４４】
１、１ａ、１ｂ  半導体装置
２、２ａ、２ｂ  光端子
３  リード（電気端子）
８  プリント基板（実装基板）
９  半導体チップ
１０  端子（パッド電極）
１１  ワイヤ
１２  光電変換素子
１３  封止部材
１４  傾斜面
２１、２１ａ、２１ｂ  接続用端面
３１、３２、３３、３４  半導体装置
４１ａ、４１ｂ、４１ｃ  半導体装置
４２ａ、４２ｂ、４２ｃ  光端子
５１ａ、５１ｂ、５１ｃ  半導体装置
６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ  半導体装置
７１ａ、７１ｂ  半導体装置
７２ａ、７２ｂ  光端子
７２１ａ、７２１ｂ  接続用端面
７５、７６プリント基板（実装基板）
４０１、４０２、４０３  光バス
４０４  対向光路
【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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