JP2000227825A - High speed signal processor - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、高速、大容量のＭ
ＣＭ(Multi Chip Module) に関する。特に、その入出力
信号インタフェースに光信号を使用するＭＣＭに関す
る。The present invention relates to a high-speed, large-capacity M
It relates to CM (Multi Chip Module). In particular, it relates to an MCM using an optical signal for its input / output signal interface.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ＭＣＭの表面および裏面の構成を図１０
に示す。ＭＣＭ相互間の接続の構成を図１１に示す。Ｍ
ＣＭ技術は、半導体集積回路を高密度に実装するのに適
した手法であり、図１０（ａ）に示すようにセラミッ
ク、半導体、樹脂などの各種電気絶縁性基板上に半導体
チップを搭載する。半導体チップ間は配線接続され、こ
のようにして構成されたＭＣＭ自身の電源供給や信号入
出力は、図１０（ｂ）に示すように、基板の裏面に設け
たピンなどを通じて行われる。また、図１１に示すよう
に、ＭＣＭ相互間あるいはＭＣＭと他の機器間は電気的
に接続される。2. Description of the Related Art FIG.
Shown in FIG. 11 shows the configuration of the connection between the MCMs. M
The CM technique is a technique suitable for mounting a semiconductor integrated circuit at high density, and as shown in FIG. 10A, a semiconductor chip is mounted on various electrically insulating substrates such as ceramic, semiconductor, and resin. The semiconductor chips are connected by wiring, and the power supply and signal input / output of the MCM itself configured as described above are performed through pins provided on the back surface of the substrate, as shown in FIG. 10B. Also, as shown in FIG. 11, the MCMs are electrically connected to each other or between the MCMs and other devices.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、スーパ
ーコンピュータや交換機のスイッチングエレメントのよ
うに、その内部に含まれる半導体集積チップ（以下ＬＳ
Ｉと呼ぶ）の信号入出力速度が高く、しかも、信号配線
の本数が極めて多い場合には、図１０（ｂ）に示すよう
に、裏面からピンで取り出すことは、高速信号の同時多
並列伝送の観点およびＭＣＭの冷却の観点からある程度
の速度とピン数のところで限界にくるという問題があ
る。However, a semiconductor integrated chip (hereinafter referred to as LS) contained therein, such as a switching element of a supercomputer or a switchboard.
In the case where the signal input / output speed is high and the number of signal wirings is extremely large, as shown in FIG. From the viewpoint of the above and the cooling of the MCM, there is a problem that the limit is reached at a certain speed and the number of pins.
【０００４】さらに、図１１に示すように、これらのＭ
ＣＭ同士を接続したい場合には、一旦ＭＣＭをプリント
基板に実装し、このプリント基板を介してコネクタによ
って外部と接続する方法がとられている。したがって、
ＭＣＭ−Ｃ（ＭＣＭ−Ｃｏ−ｆｉｒｅｄ）と呼ばれる技
術を用いればＭＣＭ内では非常に高速の信号伝送ができ
ても、そこから信号を外に出すためには、高速動作が困
難なプリント基板を介さなくてはならない。また、プリ
ント基板まで仮に信号が伝送されたとしても、そこから
同軸コネクタと同軸ケーブルを用いて高速、超多並列の
信号を伝送するためには、ケーブルの体積、重量とも現
実的な量で実現することは困難であり、信号入出力とい
う点でボトルネックとなっている。[0004] Further, as shown in FIG.
When it is desired to connect the CMs, a method is used in which the MCM is temporarily mounted on a printed circuit board and connected to the outside via a connector via the printed circuit board. Therefore,
If a technique called MCM-C (MCM-Co-fired) is used, a very high-speed signal transmission can be performed in the MCM, but in order to output the signal from the MCM, it is necessary to use a printed circuit board that is difficult to operate at high speed. Must-have. Even if a signal is transmitted to a printed circuit board, a high-speed, multi-parallel signal can be transmitted using a coaxial connector and coaxial cable, and the volume and weight of the cable must be realistic. And it is a bottleneck in terms of signal input and output.
【０００５】本発明は、このような背景に行われたもの
であって、高速かつ超多並列信号の入出力を有するＭＣ
ＭからＭＣＭ内部のＬＳＩが有する信号速度を低減する
ことなく、外部の装置と比較的長距離でも直接、光で接
続できる光インタフェースマルチチップモジュールとし
てのＭＣＭを提供することを目的とする。これにより、
本発明は、光インタフェースマルチチップモジュールを
用いた高速信号処理装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、回路の拡張に対応して電源供給路およ
びまたは比較的低速な制御信号の入出力路を容易に確保
することができる高速信号処理装置を提供することを目
的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in such a background, and has been developed in view of the above background.
It is an object of the present invention to provide an MCM as an optical interface multi-chip module that can be directly connected to an external device by a light even over a relatively long distance without reducing a signal speed of an LSI inside the MCM from the M. This allows
An object of the present invention is to provide a high-speed signal processing device using an optical interface multi-chip module.
Another object of the present invention is to provide a high-speed signal processing device that can easily secure a power supply path and / or an input / output path for a relatively low-speed control signal in response to expansion of a circuit.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、ＭＣＭの信号
入出力を光信号で行うことを最も主要な特徴とする。こ
のとき、光のフロントエンドとして光インタコネクショ
ンモジュールまたは多並列光インタコネクションモジュ
ールを使用することを特徴とする。The most important feature of the present invention is that signal input / output of the MCM is performed by an optical signal. At this time, an optical interconnection module or a multi-parallel optical interconnection module is used as an optical front end.
【０００７】すなわち、本発明の第一の観点は、複数の
ＬＳＩを相互に接続して構成されるＭＣＭを１以上備
え、このＭＣＭ相互間あるいはこのＭＣＭと他の機器間
を接続する手段を備えた高速信号処理装置である。本発
明の特徴とするところは、前記接続する手段は、光信号
による接続手段を含み、この光信号による接続手段は前
記ＭＣＭと一体に形成されたところにある。That is, a first aspect of the present invention comprises at least one MCM constituted by interconnecting a plurality of LSIs, and means for connecting the MCMs or between the MCMs and other devices. A high-speed signal processing device. A feature of the present invention resides in that the connecting means includes an optical signal connecting means, and the optical signal connecting means is formed integrally with the MCM.
【０００８】このように、ＭＣＭの信号入出力インタフ
ェースに光を使用するため、ＭＣＭ同士またはＭＣＭと
他の装置との接続が距離やケーブルの物理量を気にせ
ず、比較的長距離間を接続することが可能になる。した
がって、高速かつ超多並列信号の入出力を有するＭＣＭ
からＭＣＭ内部のＬＳＩが有する信号速度を低減するこ
となく、外部の装置と比較的長距離でも直接に光で接続
できる。また、光信号による接続手段をＭＣＭと一体に
形成することにより、小型化・低価格化を図ることがで
きる。As described above, since light is used for the signal input / output interface of the MCMs, the connection between the MCMs or between the MCMs and other devices is performed over a relatively long distance without regard to the distance or the physical quantity of the cable. It becomes possible. Therefore, an MCM having a high-speed and massively parallel signal input / output
Therefore, it is possible to directly connect optically to an external device over a relatively long distance without reducing the signal speed of the LSI inside the MCM. Further, by forming the connection means using an optical signal integrally with the MCM, it is possible to reduce the size and cost.
【０００９】一体に形成された前記ＭＣＭおよび前記光
信号による接続手段はプリント基板上に実装され、この
プリント基板と前記ＭＣＭおよびまたは前記光信号によ
る接続手段とを接続し電源の供給およびまたは制御信号
の入出力を行うコネクタ手段を備えることが望ましい。
これにより、回路の拡張に対応して電源供給路およびま
たは比較的低速な制御信号の入出力路を容易に確保する
ことができる。The MCM and the optical signal connection means formed integrally are mounted on a printed circuit board. The printed circuit board is connected to the MCM and / or the optical signal connection means to supply power and / or control signals. It is desirable to have a connector means for inputting / outputting data.
This makes it possible to easily secure a power supply path and / or an input / output path for a relatively low-speed control signal corresponding to the expansion of the circuit.
【００１０】前記光信号による接続手段は、光信号の送
受信手段を含むことが望ましい。また、前記光信号の送
受信手段は、波長多重された光信号を電気信号に変換す
る手段と、この変換する手段により変換され波長多重さ
れた電気信号を波長毎に分離する手段とを備えた光受信
モジュールと、異なる波長の電気信号を多重化する手段
と、この多重化する手段により多重化された電気信号を
光信号に変換する手段とを備えた光送信モジュールとを
含むことが望ましい。前記光信号の送受信手段は、ハン
ダバンプにより前記ＭＣＭと接続されることがよい。[0010] It is preferable that the connection means based on the optical signal includes a transmission / reception means for the optical signal. The optical signal transmitting / receiving means includes means for converting a wavelength-multiplexed optical signal into an electric signal, and means for separating the wavelength-multiplexed electric signal converted by the converting means for each wavelength. It is desirable to include an optical transmitting module including a receiving module, a unit for multiplexing electric signals of different wavelengths, and a unit for converting the electric signal multiplexed by the multiplexing unit into an optical signal. Preferably, the optical signal transmitting / receiving means is connected to the MCM by solder bumps.
【００１１】あるいは、前記光信号の送受信手段は、狭
ピッチかつアレイ状に光送受信手段が配置された多並列
光インタコネクションモジュールを含む構成とすること
もできる。このとき、前記多並列光インタコネクション
モジュールは、ワイヤボンディングにより前記ＭＣＭと
接続されるようにしてもよいし、あるいは、前記多並列
光インタコネクションモジュールは、ハンダバンプによ
り前記ＭＣＭと接続される構成としてもよい。Alternatively, the optical signal transmitting / receiving means may include a multi-parallel optical interconnection module in which the optical transmitting / receiving means are arranged in a narrow pitch and in an array. At this time, the multi-parallel optical interconnection module may be connected to the MCM by wire bonding, or the multi-parallel optical interconnection module may be connected to the MCM by solder bumps. Good.
【００１２】このように、小型化・低価格化が進む多並
列光インタコネクションモジュールを利用することで、
ＭＣＭ全体を小さく、しかもインタフェース部に必要な
コストを低く抑えることができる。また、ＭＣＭと光送
受信モジュール間の接続をワイヤボンディングという非
常に歴史があり、成熟した技術で行うことにより、現在
でも確実に実施することができる。また、ワイヤボンデ
ィングは容易に取り外しが可能であり、リペアという点
においても優れる。あるいは、ＭＣＭと光送受信モジュ
ール間の接続をハンダバンプで行えば、そのインダクタ
ンスがワイヤの場合の数十分の一程度となるため、ＭＣ
Ｍの入出力信号の高速化に対しても信号劣化を免れる。
また、ハンダバンプ接続でＭＣＭと接することにより、
接触面積がバンプ接点のみの小面積であるため、一般的
に発熱の大きなＭＣＭ側より光モジュールへの熱の流入
を抑制できる。As described above, by utilizing the multi-parallel optical interconnection module, which is being reduced in size and cost,
The entire MCM can be made small, and the cost required for the interface unit can be kept low. In addition, the connection between the MCM and the optical transmission / reception module has a very long history of wire bonding, and can be reliably performed even now by using a mature technology. In addition, wire bonding can be easily removed, and is excellent in terms of repair. Alternatively, if the connection between the MCM and the optical transmission / reception module is made by solder bumps, the inductance becomes about one-tenth of that of a wire.
Signal deterioration is avoided even when the input / output signal of M is increased in speed.
Also, by contacting with the MCM by solder bump connection,
Since the contact area is a small area of only the bump contact, it is possible to suppress the flow of heat into the optical module from the MCM side which generally generates a large amount of heat.
【００１３】このとき、前記ワイヤボンディングのボン
ディングパットには、電源用ボンディングパットと、信
号用ボンディングパットとが設けられ、前記電源用およ
び前記信号用ボンディングパットは、前記ワイヤボンデ
ィングに用いるワイヤ方向を長手方向とする長方形に形
成され、前記電源用ボンディングパットは前記信号用ボ
ンディングパットよりも面積が広く形成されることが望
ましい。At this time, a bonding pad for power supply and a bonding pad for signal are provided in the bonding pad for wire bonding, and the bonding pad for power supply and the signal bonding pad extend in a wire direction used for the wire bonding. Preferably, the power supply bonding pad is formed to have a larger area than the signal bonding pad.
【００１４】これにより、電源用ボンディングパットに
は、複数のワイヤを配線することができるため、信号用
ボンディングパットと比較して大きな電流を流すことが
できる。また、前記電源用ボンディングパットには、前
記ワイヤボンディングに用いるワイヤに代えて電源のイ
ンピーダンスを低減させる目的で導電性金属テープを用
いることもできる。このように、回路の拡張に対応して
電源供給路を容易に確保することができる。Thus, since a plurality of wires can be wired to the power supply bonding pad, a larger current can flow than the signal bonding pad. In addition, a conductive metal tape may be used for the power supply bonding pad in order to reduce the impedance of the power supply instead of the wire used for the wire bonding. In this manner, a power supply path can be easily secured in accordance with the expansion of the circuit.
【００１５】さらに、前記多並列光インタコネクション
モジュールは、光信号の波長分離手段および波長多重手
段を含む構成としてもよい。Further, the multi-parallel optical interconnection module may have a configuration including wavelength separation means and wavelength multiplexing means for optical signals.
【００１６】このように、光送受信モジュールの中で波
長多重・分離の技術を用いれば、ＭＣＭに継る信号入出
力のための光伝送路（例えば光ファイバ）の本数を減ら
せ、これはさらにファイバが多数あればあるほどバラツ
キが大きくなる信号チャネル間のスキューを低減するこ
とが可能になる。As described above, if the wavelength multiplexing / demultiplexing technology is used in the optical transmitting / receiving module, the number of optical transmission lines (for example, optical fibers) for signal input / output following the MCM can be reduced, which further reduces the number of optical fibers. The skew between signal channels, the variation of which increases as the number of signals increases, can be reduced.
【００１７】また、本発明の第二の観点は、本発明の高
速信号処理装置に用いる前記光信号による接続手段が一
体に形成されたＭＣＭそれ自体である。Further, a second aspect of the present invention is the MCM itself in which the optical signal connection means used in the high-speed signal processing device of the present invention is integrally formed.
【００１８】[0018]
【発明の実施の形態】発明の実施の形態を図１ないし図
３を参照して説明する。図１は本発明実施例の高速信号
処理装置におけるＭＣＭ配線状態を示す図である。図２
は本発明第一実施例のＭＣＭおよび光インタコネクショ
ンモジュールを示す図である。図３は本発明第二実施例
のＭＣＭおよび光インタコネクションモジュールを示す
図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram showing an MCM wiring state in a high-speed signal processing device according to an embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 3 is a diagram showing an MCM and an optical interconnection module according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3 is a diagram showing an MCM and an optical interconnection module according to a second embodiment of the present invention.
【００１９】本発明は、図１に示すように、複数のＬＳ
Ｉを相互に接続して構成されるＭＣＭを１以上備え、こ
のＭＣＭ相互間あるいはこのＭＣＭと他の機器間を接続
する手段を備えた高速信号処理装置である。According to the present invention, as shown in FIG.
This is a high-speed signal processing device including one or more MCMs configured by mutually connecting I and a means for connecting the MCMs or between the MCMs and other devices.
【００２０】ここで、本発明の特徴とするところは、前
記接続する手段は、図２に示すように、光信号による接
続手段としての光インタコネクションモジュールに光送
信モジュール１、光受信モジュール２、光ファイバ３を
含み、この光インタコネクションモジュールは、前記Ｍ
ＣＭと一体に形成されたところにある。また、図３に示
すように、狭ピッチかつアレイ状に光送受信手段が配置
された多並列光インタコネクションモジュールを用いる
こともできる。Here, the feature of the present invention is that, as shown in FIG. 2, the connecting means includes an optical transmission module 1, an optical receiving module 2, and an optical interconnection module as connection means using optical signals. The optical interconnection module includes an optical fiber 3.
It is formed integrally with the CM. Further, as shown in FIG. 3, a multi-parallel optical interconnection module in which optical transmission / reception means are arranged in a narrow pitch and in an array may be used.
【００２１】[0021]
【実施例】（第一実施例）本発明第一実施例を図２を参
照して説明する。本発明第一実施例では、図２に示すよ
うに、ＭＣＭの縁の部分に光インタコネクションモジュ
ールとしての光送信モジュール１および光受信モジュー
ル２を配置し、両者をハンダバンプ１０により接続して
機械的に一体化し、ＭＣＭ全体として信号入出力が光で
行えるようにしたものである。光インタコネクションモ
ジュールを縁に配置した場合に、ＭＣＭの裏面は給電や
冷却に利用する。(First Embodiment) A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the first embodiment of the present invention, as shown in FIG. 2, an optical transmission module 1 and an optical reception module 2 as an optical interconnection module are arranged at the edge of the MCM, and both are connected by solder bumps 10 to mechanically connect them. The signal input and output can be performed by light as a whole of the MCM. When the optical interconnection module is arranged at the edge, the back surface of the MCM is used for power supply and cooling.
【００２２】ここでは、光インタコネクションモジュー
ルは、光部品や電気／光変換装置または光／電気変換装
置がモジュール化されており、光軸アライメントはこの
光インタコネクションモジュール内に閉じている。この
例では、光インタコネクションモジュールは、電気によ
る多重／分離回路（ＭＵＸ／ＤＥＭＵＸ）を有し、最終
的な光信号は１０Ｇｂｉｔ／ｓを超える超高速としても
良い。Here, in the optical interconnection module, an optical component, an electrical / optical converter or an optical / electrical converter is modularized, and the optical axis alignment is closed in the optical interconnection module. In this example, the optical interconnection module has an electrical multiplexing / demultiplexing circuit (MUX / DEMUX), and the final optical signal may be an ultra-high speed exceeding 10 Gbit / s.
【００２３】本発明第一実施例によれば、ＭＣＭの信号
入出力インタフェースに光を使用するため、ＭＣＭ同士
またはＭＣＭと他の装置との接続が距離やケーブルの物
理量を気にせず、比較的長距離間を接続することが可能
になる。According to the first embodiment of the present invention, since light is used for the signal input / output interface of the MCMs, the connection between the MCMs or between the MCMs and other devices does not care about the distance or the physical quantity of the cable. Connection over long distances becomes possible.
【００２４】（第二実施例）本発明第二実施例を図３を
参照して説明する。本発明第二実施例は、基本的な構成
は本発明第一実施例と同様であるが、異なる点は光イン
タコネクションモジュールの代わりに狭ピッチかつアレ
イ状に光送受信手段が配置された多並列光インタコネク
ションモジュールを用いている点である。この場合は、
電気の多重／分離装置は使用せずにＭＣＭ内のＬＳＩの
Ｉ／Ｏ速度をそのまま光で送受信できる。(Second Embodiment) A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The second embodiment of the present invention has the same basic configuration as that of the first embodiment of the present invention, except for a multi-parallel arrangement in which optical transmission / reception means are arranged in a narrow pitch and array instead of the optical interconnection module. The point is that an optical interconnection module is used. in this case,
The I / O speed of the LSI in the MCM can be directly transmitted and received by light without using an electric multiplexer / demultiplexer.
【００２５】ここでは、ＭＣＭと光インタコネクション
モジュールの機械的一体化に際して、ワイヤボンディン
グ技術を利用して両者接続する方法を示している。この
実施に際しては、ＭＣＭ側および光モジュール側の両方
にワイヤボンディング用のボンディングパッド９を設け
てこれらを接続する。Here, a method of connecting the MCM and the optical interconnection module using a wire bonding technique when mechanically integrating them is shown. In this embodiment, bonding pads 9 for wire bonding are provided on both the MCM side and the optical module side, and these are connected.
【００２６】本発明第二実施例によれば、小型化・低価
格化が進む多並列光インタコネクションモジュールを利
用することで、ＭＣＭ全体を小さく、しかもインタフェ
ース部に必要なコストを低く抑えることができる。According to the second embodiment of the present invention, the use of the multi-parallel optical interconnection module, which is becoming smaller and less expensive, makes it possible to reduce the size of the entire MCM and to reduce the cost required for the interface section. it can.
【００２７】また、ＭＣＭと光送受信モジュール１１お
よび１２間の接続をワイヤボンディングという非常に歴
史があり、成熟した技術で行うことにより、現在でも確
実に実施することができる。また、ワイヤボンディング
は容易に取り外しが可能であり、リペアという点におい
ても優れる。The connection between the MCM and the optical transmission / reception modules 11 and 12 has a very long history of wire bonding, and can be reliably performed even now by using a mature technology. In addition, wire bonding can be easily removed, and is excellent in terms of repair.
【００２８】（第三実施例）本発明第三実施例を図４を
参照して説明する。図４は本発明第三実施例のＭＣＭお
よび光インタコネクションモジュールを示す図である。(Third Embodiment) A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram showing an MCM and an optical interconnection module according to a third embodiment of the present invention.
【００２９】本発明第三実施例も、基本的構成は本発明
第一実施例と同じである。ここでは、本発明第二実施例
と異なり、ＭＣＭと多並列光インタコネクションモジュ
ールの接続にハンダバンプ１０を使用して両者を接続す
る。The basic configuration of the third embodiment of the present invention is the same as that of the first embodiment of the present invention. Here, unlike the second embodiment of the present invention, the MCM and the multi-parallel optical interconnection module are connected by using solder bumps 10.
【００３０】本発明第三実施例によれば、本発明第二実
施例と同様に、小型化・低価格化が進む多並列光インタ
コネクションモジュールを利用することで、ＭＣＭ全体
を小さく、しかもインタフェース部に必要なコストを低
く抑えることができる。According to the third embodiment of the present invention, similarly to the second embodiment of the present invention, by using a multi-parallel optical interconnection module whose size and cost are decreasing, the entire MCM can be reduced in size and the interface can be reduced. The cost required for the unit can be kept low.
【００３１】また、ＭＣＭと多並列光インタコネクショ
ンモジュール間の接続をハンダバンプ１０で行えば、そ
のインダクタンスがワイヤの場合の数十分の一程度とな
るため、ＭＣＭの入出力信号の高速化に対しても信号劣
化を免れる。また、ハンダバンプ１０による接続でＭＣ
Ｍと接することにより、接触面積がハンダバンプ１０の
接点のみの小面積であるため、一般的に発熱の大きなＭ
ＣＭ側より多並列光インタコネクションモジュールへの
熱の流入を抑制できる。Further, if the connection between the MCM and the multi-parallel optical interconnection module is made by the solder bump 10, the inductance becomes about several tenths of that in the case of a wire. However, signal degradation is avoided. In addition, the connection by the solder bump 10
By contacting with M, the contact area is a small area of only the contact of the solder bump 10, and therefore, generally M
The flow of heat from the CM into the multi-parallel optical interconnection module can be suppressed.
【００３２】（第四実施例）本発明第四実施例を図５を
参照して説明する。図５は本発明第四実施例のＭＣＭお
よび光インタコネクションモジュールを示す図である。(Fourth Embodiment) A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram showing an MCM and an optical interconnection module according to a fourth embodiment of the present invention.
【００３３】本発明第四実施例も、基本的構成は本発明
第一〜第三実施例と同じである。ここでは、多並列光イ
ンタコネクションモジュールの光送信モジュール１１側
のレーザ７の発信波長に違いを持たせこの異なる波長を
光送信モジュール１１内に設けた波長多重装置６によっ
て波長多重し、一本の光ファイバ３で出力する。一方、
光受信モジュール１２側では、光受信モジュール１２の
フォトディテクタ８に光が入る前に、波長分離装置５を
配置し、送信側で波長多重された光信号を波長分離す
る。The basic structure of the fourth embodiment of the present invention is the same as that of the first to third embodiments of the present invention. Here, the transmission wavelength of the laser 7 on the side of the optical transmission module 11 of the multi-parallel optical interconnection module is made different, and this different wavelength is wavelength-multiplexed by the wavelength multiplexing device 6 provided in the optical transmission module 11. The light is output by the optical fiber 3. on the other hand,
On the optical receiving module 12 side, before the light enters the photodetector 8 of the optical receiving module 12, the wavelength separation device 5 is arranged, and the optical signal wavelength-multiplexed on the transmission side is wavelength-separated.
【００３４】このように、多並列光インタコネクション
モジュールの中で波長多重・分離の技術を用いれば、Ｍ
ＣＭに継る信号入出力のための光伝送路（例えば光ファ
イバ３）の本数を減らせ、これはさらに光ファイバが多
数あればあるほどバラツキが大きくなる信号チャネル間
のスキューを低減することが可能になる。As described above, if the wavelength multiplexing / demultiplexing technique is used in the multi-parallel optical interconnection module, M
It is possible to reduce the number of optical transmission lines (for example, optical fiber 3) for signal input / output following the CM, and further to reduce the skew between signal channels, which becomes more variable as the number of optical fibers increases. become.
【００３５】（第五実施例）本発明第五実施例を図６を
参照して説明する。図６は本発明第五実施例のＭＣＭお
よび光インタコネクションモジュールを示す図である。
本発明第五実施例は、図６に示すように、プリント基板
１４上に実装されたＭＣＭおよび光インタコネクション
モジュールのＭＣＭの裏面にスタック型コネクタ１３を
配置し、このスタック型コネクタ１３によりプリント基
板１４を介してＭＣＭおよび光インタコネクションモジ
ュールに電源を供給したり、あるいは、クロック信号、
コントロールシグナル等の比較的低速な制御信号を入出
力する。これにより、回路の拡張に対応して電源供給路
およびまたは比較的低速な制御信号の入出力路を容易に
確保することができる。(Fifth Embodiment) A fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram showing an MCM and an optical interconnection module according to a fifth embodiment of the present invention.
In the fifth embodiment of the present invention, as shown in FIG. 6, a stacked connector 13 is arranged on the back surface of the MCM mounted on the printed board 14 and the MCM of the optical interconnection module. 14 to supply power to the MCM and the optical interconnection module, or a clock signal,
Input and output relatively slow control signals such as control signals. This makes it possible to easily secure a power supply path and / or an input / output path for a relatively low-speed control signal corresponding to the expansion of the circuit.
【００３６】（第六実施例）本発明第六実施例を図７な
いし図９を参照して説明する。図７は本発明第六実施例
のＭＣＭおよび光インタコネクションモジュールを示す
図である。図８は段差のあるワイヤボンディングの敷設
状態を示す図である。図９は導電性金属テープを用いた
ワイヤボンディングの敷設状態を示す図である。光イン
タコネクション１２とＭＣＭとは本発明第二実施例と同
様に、ワイヤボンディングにより接続する。本発明第六
実施例では、ワイヤボンディングを行うボンディングパ
ット９−１、９−２は二種類あり、ボンディングパット
９−１は信号用のパット、ボンディングパット９−２は
電源供給用のパットである。(Sixth Embodiment) A sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a diagram showing an MCM and an optical interconnection module according to a sixth embodiment of the present invention. FIG. 8 is a diagram showing a laid state of the stepped wire bonding. FIG. 9 is a diagram showing a laid state of wire bonding using a conductive metal tape. The optical interconnection 12 and the MCM are connected by wire bonding as in the second embodiment of the present invention. In the sixth embodiment of the present invention, there are two types of bonding pads 9-1 and 9-2 for performing wire bonding, the bonding pad 9-1 is a signal pad, and the bonding pad 9-2 is a power supply pad. .
【００３７】ＭＣＭ側のボンディングパットはワイヤの
敷設方向を長手方向とする長方形であり、例えば、図８
に示すように、ＭＣＭと光インタコネクションモジュー
ルとの段差がある場合であっても、ワイヤボンディング
を容易に行うことができる。The bonding pad on the MCM side is a rectangle whose longitudinal direction is the wire laying direction.
As shown in (1), even when there is a step between the MCM and the optical interconnection module, wire bonding can be easily performed.
【００３８】一方、電源供給用パットであるボンディン
グパット９−２は、光インタコネクションモジュールお
よびＭＣＭの両方で、信号用パットであるボンディング
パット９−１と比較すると面積が広く、複数のワイヤを
接続することができるため、信号用パットと比較して大
きな電流を流すことができる。On the other hand, the bonding pad 9-2 serving as a power supply pad has a larger area as compared with the bonding pad 9-1 serving as a signal pad in both the optical interconnection module and the MCM, and connects a plurality of wires. Therefore, a larger current can flow than the signal pad.
【００３９】また、図９に示すように、電源のインピー
ダンスを低減させる目的で、電源供給用のボンディング
パット９−２には、ワイヤに代えて導電性金属テープを
用いることもできる。As shown in FIG. 9, for the purpose of reducing the impedance of the power supply, a conductive metal tape may be used for the power supply bonding pad 9-2 instead of the wire.
【００４０】[0040]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
高速かつ超多並列信号の入出力を有するＭＣＭからＭＣ
Ｍ内部のＬＳＩが有する信号速度を低減することなく、
外部の装置と比較的長距離でも直接、光で接続できる光
インタフェースマルチチップモジュールを実現すること
ができる。この光インタフェースマルチチップモジュー
ルを用いて高速信号処理装置を実現することができる。
また、回路の拡張に対応する電源供給路およびまたは比
較的低速な制御信号の入出力路を容易に確保することが
できる。As described above, according to the present invention,
MCM to MC with high-speed and massively parallel signal input / output
Without reducing the signal speed of the LSI inside M,
It is possible to realize an optical interface multi-chip module that can be directly connected to an external device by light even over a relatively long distance. Using this optical interface multichip module, a high-speed signal processing device can be realized.
Further, a power supply path corresponding to the expansion of the circuit and / or an input / output path for a relatively low-speed control signal can be easily secured.
【図１】本発明実施例の高速信号処理装置におけるＭＣ
Ｍ配線状態を示す図。FIG. 1 shows an MC in a high-speed signal processing device according to an embodiment of the present invention.
The figure which shows the M wiring state.
【図２】本発明第一実施例のＭＣＭおよび光インタコネ
クションモジュールを示す図。FIG. 2 is a diagram showing an MCM and an optical interconnection module according to the first embodiment of the present invention.
【図３】本発明第二実施例のＭＣＭおよび光インタコネ
クションモジュールを示す図。FIG. 3 is a diagram showing an MCM and an optical interconnection module according to a second embodiment of the present invention.
【図４】本発明第三実施例のＭＣＭおよび光インタコネ
クションモジュールを示す図。FIG. 4 is a diagram showing an MCM and an optical interconnection module according to a third embodiment of the present invention.
【図５】本発明第四実施例のＭＣＭおよび光インタコネ
クションモジュールを示す図。FIG. 5 is a diagram showing an MCM and an optical interconnection module according to a fourth embodiment of the present invention.
【図６】本発明第五実施例のＭＣＭおよび光インタコネ
クションモジュールを示す図。FIG. 6 is a diagram showing an MCM and an optical interconnection module according to a fifth embodiment of the present invention.
【図７】本発明第六実施例のＭＣＭおよび光インタコネ
クションモジュールを示す図。FIG. 7 is a diagram showing an MCM and an optical interconnection module according to a sixth embodiment of the present invention.
【図８】段差のあるワイヤボンディングの敷設状態を示
す図。FIG. 8 is a diagram showing a laid state of stepped wire bonding.
【図９】導電性金属テープを用いたワイヤボンディング
の敷設状態を示す図。FIG. 9 is a diagram showing a laid state of wire bonding using a conductive metal tape.
【図１０】ＭＣＭの表面および裏面の構成を示す図。FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a front surface and a back surface of the MCM.
【図１１】ＭＣＭ相互間の接続の構成を示す図。FIG. 11 is a diagram showing a configuration of a connection between MCMs.
１、１１ 光送信モジュール ２、１２ 光受信モジュール ３ 光ファイバ ５ 波長分離装置 ６ 波長多重装置 ７ レーザ ８ フォトディテクタ ９、９−１、９−２ ボンディングパッド １０ ハンダバンプ １３ スタック型コネクタ １４ プリント基板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 11 Optical transmission module 2, 12 Optical reception module 3 Optical fiber 5 Wavelength separation device 6 Wavelength multiplexing device 7 Laser 8 Photodetector 9, 9-1, 9-2 Bonding pad 10 Solder bump 13 Stack type connector 14 Printed circuit board
Claims (12)
るＭＣＭ(Multi ChipModule) を１以上備え、このＭＣ
Ｍ相互間あるいはこのＭＣＭと他の機器間を接続する手
段を備えた高速信号処理装置において、 前記接続する手段は、光信号による接続手段を含み、 この光信号による接続手段は、前記ＭＣＭと一体に形成
されたことを特徴とする高速信号処理装置。1. One or more MCMs (Multi Chip Modules) each comprising a plurality of LSIs connected to each other.
In a high-speed signal processing device having means for connecting between M or between this MCM and another device, the connecting means includes a connection means using an optical signal, and the connection means using an optical signal is integrated with the MCM. A high-speed signal processing device characterized in that:
送受信手段を含む請求項１記載の高速信号処理装置。2. The high-speed signal processing device according to claim 1, wherein the connection unit using the optical signal includes a transmission / reception unit for an optical signal.
光信号による接続手段はプリント基板上に実装され、 このプリント基板と前記ＭＣＭおよびまたは前記光信号
による接続手段とを接続し電源の供給およびまたは制御
信号の入出力を行うコネクタ手段を備えた請求項１記載
の高速信号処理装置。3. The MCM and the optical signal connection means formed integrally are mounted on a printed circuit board, and the printed circuit board is connected to the MCM and / or the optical signal connection means to supply power and / or 2. The high-speed signal processing device according to claim 1, further comprising a connector for inputting and outputting a control signal.
れた光信号を電気信号に変換する手段と、この変換する
手段により変換され波長多重された電気信号を波長毎に
分離する手段とを備えた光受信モジュールと、異なる波
長の電気信号を多重化する手段と、この多重化する手段
により多重化された電気信号を光信号に変換する手段と
を備えた光送信モジュールとを含む請求項２記載の高速
信号処理装置。4. The optical signal transmitting / receiving means includes means for converting a wavelength-multiplexed optical signal into an electric signal, and means for separating the wavelength-multiplexed electric signal converted by the converting means for each wavelength. An optical transmitting module comprising: an optical receiving module provided; a means for multiplexing electric signals of different wavelengths; and a means for converting an electric signal multiplexed by the multiplexing means to an optical signal. 3. The high-speed signal processing device according to 2.
プにより前記ＭＣＭと接続される請求項２記載の高速信
号処理装置。5. The high-speed signal processing device according to claim 2, wherein said optical signal transmitting / receiving means is connected to said MCM by solder bumps.
つアレイ状に光送受信手段が配置された多並列光インタ
コネクションモジュールを含む請求項２記載の高速信号
処理装置。6. The high-speed signal processing apparatus according to claim 2, wherein said optical signal transmitting / receiving means includes a multi-parallel optical interconnection module in which optical transmitting / receiving means are arranged in a narrow pitch and in an array.
ールは、ワイヤボンディングにより前記ＭＣＭと接続さ
れる請求項６記載の高速信号処理装置。7. The high-speed signal processing device according to claim 6, wherein the multi-parallel optical interconnection module is connected to the MCM by wire bonding.
パットには、電源用ボンディングパットと、信号用ボン
ディングパットとが設けられ、 前記電源用および前記信号用ボンディングパットは、前
記ワイヤボンディングに用いるワイヤ敷設方向を長手方
向とする長方形に形成され、 前記電源用ボンディングパットは前記信号用ボンディン
グパットよりも面積が広く形成された請求項７記載の高
速信号処理装置。8. A bonding pad for the wire bonding is provided with a bonding pad for a power supply and a bonding pad for a signal, and the bonding pad for the power supply and the bonding pad for a signal extend in a wire laying direction used for the wire bonding. The high-speed signal processing device according to claim 7, wherein the power supply bonding pad is formed to have a larger area than the signal bonding pad.
記ワイヤボンディングに用いるワイヤに代えて導電性金
属テープを用いる請求項８記載の高速信号処理装置。9. The high-speed signal processing device according to claim 8, wherein a conductive metal tape is used for the power supply bonding pad instead of the wire used for the wire bonding.
ュールは、ハンダバンプにより前記ＭＣＭと接続される
請求項６記載の高速信号処理装置。10. The high-speed signal processing device according to claim 6, wherein said multi-parallel optical interconnection module is connected to said MCM by solder bumps.
ュールは、光信号の波長分離手段および波長多重手段を
含む請求項６記載の高速信号処理装置。11. The high-speed signal processing apparatus according to claim 6, wherein said multi-parallel optical interconnection module includes a wavelength separation unit and a wavelength multiplexing unit for optical signals.
いるＭＣＭ。12. An MCM used in the high-speed signal processing device according to claim 1.
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|---|---|---|---|
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP10-344382 | 1998-12-03 | ||
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008134639A (en) * | 2007-11-30 | 2008-06-12 | Kyocera Corp | Semiconductor device |
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