(57)【要約】【課題】小型化すると共に、配線抵抗を低減した半導体装置及び計測機器を提供する。【解決手段】リードフレームと、所定の距離を離して複数の端子を備えると共に、前記リードフレームの第１の面に形成された前記端子間の距離よりも狭幅の発振子搭載領域に搭載された発振子と、前記リードフレームの第１の面とは反対側の第２の面に搭載された集積回路と、前記発振子の端子と前記集積回路の端子とを接続するボンディングワイヤと、を有する。【選択図】図２
2015002211.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リードフレームと、
前記リードフレームに搭載された発振子と、
前記リードフレームに搭載され、前記発振子と電気的に接続された集積回路と、
前記発振子を封止する第１の封止部材と、
前記第１の封止部材で封止された前記発振子、及び前記集積回路を封止する第２の封止部材と、
を有する半導体装置。
【請求項２】
前記第１の封止部材は、前記第２の封止部材より弾性率が低い請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記発振子は、接着部材を介して前記リードフレームに接着されており、
前記接着部材は、前記第１の封止部材と同じ弾性率を有する請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記発振子の搭載面の少なくとも一部は、前記第１の封止部材で覆われている請求項１〜３の何れか１項に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記リードフレームの前記発振子が搭載される発振子搭載領域には、開口部が形成されており、
前記開口部には、前記第１の封止部材が充填されており、
前記開口部に充填された前記第１の封止部材が前記発振子の搭載面の少なくとも一部を覆っている請求項４に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記発振子及び前記集積回路は、前記リードフレームの一方の面に搭載されている請求項１〜５の何れか１項に記載の半導体装置。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか１項に記載の半導体装置と、
前記半導体装置から出力された信号に応じて積算量を計測する計測手段と、
を有する計測機器。
【請求項８】
リードフレームに発振子を搭載する工程と、
リードフレームに集積回路を搭載する工程と、
前記発振子と前記集積回路とを電気的に接続させる工程と、
前記発振子を第１の封止部材で封止する工程と、
前記第１の封止部材で封止された前記発振子、及び前記集積回路を第２の封止部材で封止する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置、計測機器、及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、積算電力量を計測する電力メータなどの計測機器において、時間帯別に積算電力量を計測する需要が高まっている。これに伴い、計測機器の内部に、発振子が組み込まれた半導体装置を設けたものが提案されている。このような半導体装置として、リードフレームに集積回路と発振子とを搭載し、これらをモールド樹脂（封止部材）で封止したものが知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
しかしながら、モールド樹脂の封止工程に生じる残留応力や、封止後の温度変化によってモールド樹脂に歪が作用すると、発振子の周波数が変動する虞がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２３４９９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記の事実を考慮し、発振子の周波数の変動を抑制できる半導体装置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】
【０００６】
請求項１に記載の半導体装置は、リードフレームと、前記リードフレームに搭載された発振子と、前記リードフレームに搭載され、前記発振子と電気的に接続された集積回路と、前記発振子を封止する第１の封止部材と、前記第１の封止部材で封止された前記発振子、及び前記集積回路を封止する第２の封止部材と、を有する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、上記の構成としたので、発振子の周波数の変動を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態に係る半導体装置を備えた積算電力量計の斜視図である。
【図２】第１実施形態に係る半導体装置を裏面から見た一部破断図である。
【図３】図２の３−３線断面図である。
【図４】第１実施形態に係る発振子を示す分解斜視図である。
【図５】第１実施形態に係る半導体装置のＬＳＩを説明するためのブロック図である。
【図６】（ａ）〜（ｅ）は、第１実施形態の半導体装置を製造する製造方法において発振子とＬＳＩとをリードフレーム上に配置してワイヤボンディングする手順を示す説明図である。
【図７】第１実施形態に係る半導体装置を製造する製造方法において発振子を第１の封止樹脂で封止する手順を示す説明図である。
【図８】（ａ）〜（ｄ）は、第１実施形態に係る半導体装置を製造する製造方法においてリードフレームと発振子とＬＳＩとを第２の封止樹脂で封止する手順を示す説明図である。
【図９】第１実施形態に係る第１周波数補正処理の流れを示すフローチャートである。
【図１０】第１実施形態に係る第２周波数補正処理の流れを示すフローチャートである。
【図１１】第１実施形態に係る半導体装置における温度と周波数偏差との関係を示す図である。
【図１２】第２実施形態に係る半導体装置のＬＳＩを説明するためのブロック図である。
【図１３】（ａ）は、第２実施形態に係る半導体装置の発振子のクロック値の一例を示す図であり、（ｂ）は、第２実施形態に係る半導体装置の基準信号発振子のクロック値の一例を示す図である。
【図１４】第２実施形態に係る第１周波数補正処理の流れを示すフローチャートである。
【図１５】第２実施形態に係る周波数誤差導出処理の流れを示すフローチャートである。
【図１６】第２実施形態に係る周波数誤差導出処理におけるタイミングチャートであり、（ａ）は、カウント開始時を示す図であり、（ｂ）は、カウント停止時を示す図である。
【図１７】第２実施形態に係る第２周波数補正処理の流れを示すフローチャートである。
【図１８】第２実施形態に係る半導体装置のＬＳＩの別例を説明するためのブロック図である。
【図１９】第２実施形態に係る半導体装置のＬＳＩの別例を説明するためのブロック図である。
【図２０】第３実施形態に係る半導体装置を裏面から見た一部破断図である。
【図２１】図２０の２１−２１線断面図である。
【図２２】第４実施形態に係る半導体装置を裏面から見た一部破断図である。
【図２３】第４実施形態に係る半導体装置のリードフレームを示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第１実施形態）
以下、本発明に係る半導体装置について添付図面を用いて詳細に説明する。
【００１０】
＜構成＞
【００１１】
図１に示すように、第１実施形態に係る半導体装置２４を備える積算電力量計１０は、住宅などの外壁１００に固定された固定板１０２の上面に取付けられており、主として、本体部１２と、本体部１２を覆う透明のカバー１４と、本体部１２の下部に設けられた接続部１６とで構成されている。
【００１２】
接続部１６の下方からは、電源側配線１８と負荷側配線２０とが接続されており、積算電力量計１０へ電流を供給している。本体部１２は、平面視にて矩形状の箱体であり、本体部１２の内部には、後述する半導体装置２４、及び半導体装置２４から出力された信号に応じて積算電力量を計測する計測手段としての電力量計測回路２２が基板（不図示）上に実装されている。なお、図１において、説明の便宜上、電力量計測回路２２、及び半導体装置２４の大きさを誇張して描いている。
【００１３】
本体部１２の正面には、横長の液晶ディスプレイ１５が設けられている。液晶ディスプレイ１５には、電力量計測回路２２が計測した単位時間当たりの使用電力量や、時間帯別に使用した積算電力量などが表示されている。なお、本実施形態に係る積算電力量計１０は、計測手段として電力量計測回路２２を用いた電子式の電力量計であるが、これに限らず、例えば、円盤を回転させて電力量を計測する誘導型の電力量計でもよい。
【００１４】
次に、本実施形態に係る半導体装置２４の詳細な構成を説明する。なお、以下の説明において、図２に示す半導体装置２４の平面視における左右方向を矢印Ｘ方向とし、上下方向を矢印Ｙ方向とし、図３に示す半導体装置２４の断面図における高さ方向をＺ方向として説明する。図２、及び図３に示すように、半導体装置２４の外形形状は、平面視にて矩形状であり、骨格となるリードフレーム２６と、リードフレーム２６の表面に搭載された発振子２８と、リードフレーム２６の裏面に搭載された集積回路としてのＬＳＩ３０と、発振子２８を封止する第１の封止樹脂（第１の封止部材）３１と、発振子２８及びＬＳＩ３０を封止する第２の封止樹脂３２（第２の封止部材）と、を含んで構成されている。
【００１５】
リードフレーム２６は、銅（Ｃｕ）や鉄（Ｆｅ）とニッケル（Ｎｉ）の合金などの金属からなる平板をプレス機で打ち抜いて形成された板材であり、中央部に設けられたダイパッド２６Ａと、ダイパッド２６Ａから対角線上に外側へ延びる吊りリード２６Ｂと、隣り合う吊りリード２６Ｂの間に設けられた複数のリード（端子）３８とを含んで構成されている。
【００１６】
ダイパッド２６Ａは、平面視にて矩形状であり、このダイパッド２６Ａには、段差部２７が設けられている。段差部２７は、ダイパッド２６Ａの上下方向に延びており、図３に示すように、左から右へ向かって上方に傾斜している。このため、ダイパッド２６Ａは、段差部２７を境にして、上方に位置する第１搭載面２６Ｃと、下方に位置する第２搭載面２６Ｄとに分けられている。なお、段差部２７を設けずに平面状のダイパッド２６Ａとしてもよい。
【００１７】
リード３８は、ダイパッド２６Ａの中央部へ向かって延びる細長の部材であり、ダイパッド２６Ａの周囲に所定の間隔で複数形成されている。本実施形態では、隣り合う吊りリード２６Ｂの間に１６本のリード３８が形成されている。また、リード３８は、ダイパッド２６Ａ側に位置するインナーリード３８Ａと、半導体装置２４の外周端部側に位置するアウターリード３８Ｂと、で構成されており、インナーリード３８Ａは、ダイパッド２６Ａより下方となるように、プレス機で押し下げられ、ダイパッド２６Ａと平行に延びている（図３参照）。また、ダイパッド２６Ａに最も近いインナーリード３８Ａの先端部は、めっき膜４０で被覆されている。本実施形態では一例として、めっき膜４０を銀（Ａｇ）で形成しているが、これに限らず、例えば、金（Ａｕ）などの金属でめっき膜を形成してもよい。
【００１８】
アウターリード３８Ｂは、第２の封止樹脂３２から露出して下方へ屈曲され、先端部がインナーリード３８Ａと平行になっている。すなわち、ガルウィングリードとなっている。また、アウターリード３８Ｂは、半田めっき膜により被覆されている。半田めっき膜の材質としては、錫（Ｓｎ）、錫（Ｓｎ）と鉛（Ｐｂ）の合金、又は錫（Ｓｎ）と銅（Ｃｕ）の合金などが用いられる。
【００１９】
ここで、ダイパッド２６Ａの第１搭載面２６Ｃには、発振子搭載領域４２が設けられており、この発振子搭載領域４２には、接着剤（接着部材）４９を介して発振子２８が搭載されている（図３参照）。発振子２８は、上下方向を長手方向とした矩形状の電子部品であり、本実施形態では、一般的な電子機器に搭載される汎用の半導体装置２４に対して外付け可能な、周波数が３２．７６８ｋＨｚの発振子２８を用いている。ここで、接着剤４９は、発振子２８の搭載側の面の全面と接着するように塗布されており、好ましくは、口述する第１の封止樹脂３１と同じ弾性率を有する接着剤で接着されている。
【００２０】
図４に示すように、発振子２８は、振動片４４と、振動片４４を収容するパッケージ本体４６と、蓋体４８と、を含んで構成されており、平面視において矩形形状をしている。振動片４４は、人工水晶で形成された音叉型の水晶片の表面に励起電極４４Ａを成膜した水晶振動片であり、励起電極４４Ａに電流を流すと、圧電効果により振動片４４が発振する。ここで、振動片４４としては、音叉型に限らず、ＡＴカットの水晶片を用いてもよい。また、水晶の他に、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）やニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）で形成した振動片を用いてもよい。さらに、シリコンで形成されたＭＥＭＳ振動片を用いてもよい。
【００２１】
パッケージ本体４６は、上部が開口した箱体であり、長手方向一端側の底部には、振動片４４が固定される台座４７が形成されている。この台座４７に振動片４４の基部を固定して、振動可能とし、真空状態でパッケージ本体４６と蓋体４８とを接合することで、振動片４４が気密封止される。また、パッケージ本体４６の下面の両端には、振動片４４の励起電極４４Ａと電気的に接続された端子としての外部電極３４が形成されている。
【００２２】
外部電極３４は、パッケージ本体４６の幅と同じ幅に形成されており、図２に示すように、外部電極３４の大きさは、後述するＬＳＩ３０に形成された電極パッド５０、及び発振子用電極パッド５４より大きくなっている。また、外部電極３４よりダイパッド２６Ａの開口部２６Ｃの方が大きく形成されている。
【００２３】
図２及び図３に示すように、ダイパッド２６Ａの第２搭載面２６Ｄには、接着材（不図示）を介して集積回路又は半導体チップとしてのＬＳＩ３０が搭載されている。ＬＳＩ３０は、矩形状で薄肉の電子部品であり、ＬＳＩ３０の下面と発振子２８の下面とが略同一の高さとなっている。
【００２４】
矩形形状をなすＬＳＩ３０の各辺に沿った下面の外周端部には、ＬＳＩ３０の内部の配線と電気的に接続された複数の電極パッド５０が設けられている。電極パッド５０は、アルミ（Ａｌ）や銅（Ｃｕ）などの金属で形成されており、ＬＳＩ３０の各辺に１６個ずつ設けられている。なお、電極パッド５０の数は、各辺で同じでもよいし、後述する発振子用電極パッド５４が設けられる辺は少なくするまたは多くするなど、異なるようにしてもよい。また、電極パッド５０はそれぞれ、ボンディングワイヤ５２によりインナーリード３８Ａと接続されている。なお、本実施形態では、電極パッド５０の数は、リード３８の数と一致するようにＬＳＩ３０の各辺に１６個ずつ設けられていたが、これに限らず、リード３８の数より多く設けて他の用途に使用してもよい。
【００２５】
ＬＳＩ３０の発振子２８側の外周端部には、電極パッド５０とは別に発振子用電極パッド５４が設けられている。発振子用電極パッド５４は、ＬＳＩ３０の上下方向の中央部に２個設けられており、電極パッド５０の間に位置している。すなわち、中央部に発振子用電極パッド５４の配置領域が形成され、この中央部から発振子用電極パッド５４が設けられた辺の終端までの領域にそれぞれと、残りの三辺に電極パッド５０配置領域が形成されている。また、発振子電極パッド５４は、発振子２８の外部電極３４とボンディングワイヤ５２で接続されている。なお、ボンディングワイヤは、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）等の金属からなる線状の導電部材である。
【００２６】
ＬＳＩ３０の上下方向の中央部に設けられた２つの発振子用電極パッド５４は、同じ辺に設けられた電極パッド５０から離して設けられている。換言すると、発振子用電極パッド５４と、発振子用電極パッド５４と隣接する電極パッド５０との間の距離は、電極パッド５０間の距離よりも長くなっている。
【００２７】
なお、発振子用電極パッド５４と隣接する電極パッド５０の間の距離を電極パッド５０間の距離と等しくしておき、発振子用電極パッド５４と隣接する電極パッド５０をワイヤボンディングしないことで、ワイヤボンディングされた電極パッド５０と発振子用電極パッド５４との間の距離を、ワイヤボンディングされた電極パッド５０間の距離よりも長くするようにしてもよい。換言すると、ＬＳＩ３０の電極パッド５０上においては、電極パッド５０とインナーリード３８Ａとを接続するボンディングワイヤ５２間の距離よりも、発振子電極パッド５４と外部電極３４とを接続するボンディングワイヤ５２と電極パッド５０とインナーリード３８Ａとを接続するボンディングワイヤ５２との距離のほうが長くなっている。
【００２８】
ここで、発振子用電極パッド５４と外部電極３４とを接続しているボンディングワイヤ５２と、電極パッド５０とインナーリード３８Ａとを接続しているボンディングワイヤ５２は、立体交差しており、図３に示すように、電極パッド５０とインナーリード３８Ａとを接続しているボンディングワイヤ５２は、発振子用電極パッド５４と外部電極３４とを接続しているボンディングワイヤ５２を跨ぐようにして形成されている。これにより、ボンディングワイヤ５２の短絡を防止できる。
【００２９】
また、ＬＳＩ３０の中心と直方体形状の発振子２８の中心とがＸ軸上で略一致するように平行に配置されている。すなわち、発振子２８の中心のＸ軸からのＹ軸方向へのずれ幅は、中央部のＹ軸方向の幅よりも狭い。そのような配置状態において、ＬＳＩ３０の任意の一辺の中央付近に設けられた発振子用電極パッド５４と、発振子２８の長手方向の両端に離して配置した外部電極３４とをボンディングワイヤ５２で接続している。それと共に、発振子用電極パッド５４を挟むように並べて配置された電極パッド５０と、電極パッド５０とＹ軸方向に平行に並んでいるインナーリード３８Ａとをボンディングワイヤ５２で接続している。
【００３０】
さらに、発振子用電極パッド５４が電極パッド５０から離して設けられているため、電極パッド５０とインナーリード３８Ａとを接続するボンディングワイヤ５２は、発振子用電極パッド５４と外部電極３４とを接続するボンディングワイヤ５２の発振子２８より低くなった部分を通過することとなる。すなわち、発振子用電極パッド５４と外部電極３４とを接続するボンディングワイヤ５２の頂点付近を通過して交差することを回避でき効率的に立体交差させることができる。
【００３１】
また、発振子２８の外部電極３４におけるボンディングワイヤ５２の接続位置は、Ｘ軸方向においては、発振子２８の中心位置よりインナーリード３８Ａ側にずれている。このように接続することで、ボンディングワイヤ５２がＬＳＩ３０の端部に接触することを低減することができる。一方Ｘ軸方向においては、外部電極３４の中心より発振子２８の中心方向にずれている。このように接続することで、電極パッド５０とインナーリード３８Ａとを接続するボンディングワイヤ５２との交差回数を減らすことが可能である。
【００３２】
ここで、発振子２８は、第１の封止樹脂３１で封止されている。第１の封止樹脂３１は、内部に空隙を設けないように充填されており、発振子２８のダイパッド２６Ａに搭載された搭載面以外の面を覆っている。また、第１の封止樹脂３１は、発振子用電極パッド５４と外部電極３４とを接続するボンディングワイヤ５２の一部も覆っている。なお、第１の封止樹脂３１の厚みは、半導体装置２４のサイズに影響を与えない程度に厚く形成されている。また、本実施形態では、第１の封止樹脂３１は、後述する第２の封止樹脂３２より弾性率が低く、１００ＭＰａ以下の低弾性率の材料を用いている。
【００３３】
発振子２８、ＬＳＩ３０、及びリードフレーム２６は、第２の封止樹脂３２により封止されており、半導体装置２４の外形が形成されている。第２の封止樹脂３２は、内部に空隙を設けないように充填されており、第２の封止樹脂３２の高さは、インナーリード３８の高さの２倍以上の高さとなっている。換言すると、第２の封止樹脂３２の発振子２８搭載側の表面からインナーリード３８の中心までの距離は、第２の封止樹脂３２のＬＳＩ３０搭載側の表面からインナーリード３８の中心までの距離よりも長い。また、第２の封止樹脂３２のＬＳＩ３０搭載側の表面からダイパッド２６の中心までの距離は、第２の封止樹脂３２のＬＳＩ３０搭載側の表面からインナーリード３８までの距離よりも長い。なお、本実施形態では、第２の封止樹脂３２として、シリカ系の充填材を含有した熱硬化性のエポキシ樹脂を用いているが、これに限らず、例えば、熱可塑性の樹脂を用いてもよい。また、第２の封止樹脂３２は、第１の封止樹脂３１より弾性率が高い材料とされている。
【００３４】
次に、ＬＳＩ３０の内部の構成について説明する。図５に示すように、ＬＳＩ３０には、発振回路５１、分周回路５３、計時回路５６、温度センサ５８、制御部６０、及びレジスタ部７０が内蔵されている。発振回路５１は、発振子２８と接続されており、発振子２８を発振させる。分周回路５３は、発振子２８から出力された信号（本実施形態では、３２．７６８ｋＨｚの周波数）を分周して、所定のクロック（例えば１Ｈｚ）にする。計時回路５６は、分周回路５３により分周された信号に基づいて時間を計測し、制御部６０へ時間を伝達する。温度センサ５８は、ＬＳＩ３０の温度を測定し、制御部６０へ伝達する。なお、ＬＳＩ３０の近傍に同一リードフレームに配置させて、電気的にもＬＳＩ３０と接続されている発振子２８の温度はＬＳＩ３０の温度と同一視することが可能である。すなわち、温度センサ５８は、ＬＳＩ３０の周辺に配置された発振子２８の温度を精度良く測定することが可能である。制御部６０は、計時回路５６が計測した時間に基づいて、電力量計測回路２２が計測した単位時間当たりの積算電力量などを液晶ディスプレイ１５へ表示させる（図１参照）。レジスタ部７０は、発振子２８の発振周波数を補正する際に使用される各種データを格納するための複数のレジスタから構成される。なお、当該複数のレジスタについては後述する発振周波数の補正の説明において詳細に説明する。また、ＬＳＩ３０には、この他にも演算を行う演算回路や、内部電源が内蔵されている。
【００３５】
＜製造手順＞
以下、半導体装置２４の製造手順について説明する。
先ず、図６（ａ）に示すように、リードフレーム２６を、インナーリード３８Ａが上方に、ダイパッド２６Ａが下方に位置するように、ボンディング装置１の載置台２に載置する。なお、載置台２には、ダイパッド２６Ａの第２搭載面２６Ｄを支持するための段差８が形成されている。また、発振子２８は、外部電極３４を上方に向けた状態でテープ上のパッケージ２９に封入されて搬送されてくる。なお、リードフレーム２６には、予めプレス加工等によって段差部２７を形成しておく。
【００３６】
次に、図６（ｂ）に示すように、パッケージ２９を開封し、ピッカー４で発振子２８を取り出し、図６（ｃ）に示すように、発振子２８の外部電極３４が上方を向くようにダイパッド２６Ａの第１搭載面２６Ｃに発振子２８を配置し、接着剤４９で第１搭載面２６Ｃに固定する。なお、発振子２８が、外部電極３４を下方に向けた状態でパッケージ２９に封入されているときは、ピッカー４として回転機構付きのものを用い、ピッカー４で発振子２８を取り出した後、回転機構で発振子２８を上下反転させ、外部電極３４を上方に向けてからダイパッド２６Ａに載置するのが好ましい。
【００３７】
発振子２８をダイパッド２６Ａの第１搭載面２６Ｃに固定した後、図６（ｄ）に示すように、ダイパッド２６Ａの第２搭載面２６Ｄに、ＬＳＩ３０を、電極パッド５０と発振子用電極パッド５４とが上方を向くように接着剤（不図示）で固定する。なお、第２搭載面２６Ｄは第１搭載面２６Ｃと平面視で重ならないように形成されているから、ＬＳＩ３０も平面視で発振子２８に重ならないように固定される。また、ＬＳＩ３０と発振子２８とはダイパッド２６Ａにおける同じ側の面に固定される。
【００３８】
ＬＳＩ３０を固定した後、図６（ｅ）に示すように、ＬＳＩ３０の電極パッド５０とリードフレーム２６のインナーリード３８Ａとをボンディングワイヤ５２で接続すると共に、ＬＳＩ３０の発振子用電極パッド５４と発振子２８の外部電極３４とをボンディングワイヤ５２で接続する。その際に、ＬＳＩ３０の電極パッド５０とリード３８とを接続するボンディングワイヤ５２が、ＬＳＩ３０の発振子用電極パッド５４と発振子２８の外部電極３４とを接続するボンディングワイヤ５２を跨ぐように接続する。
【００３９】
次に、図７に示すように、発振子２８の上方からディスペンサー５００で第１の封止樹脂３１を吐出して、発振子２８を封止する。このとき、吐出する第１の封止樹脂３１の吐出量を制御することで、第１の封止樹脂３１の厚みを変更できる。第１の封止樹脂３１で発振子２８を封止した後、加熱して第１封止樹脂３１を硬化させる。
【００４０】
次に、半導体装置２４を第２の封止樹脂３２で封止する手順について説明する。
先ず、図８（ａ）に示すように、半導体装置２４を、リードフレーム２６（ダイパッド２６Ａ）の第１搭載面２６Ｃが上方に位置し、第２搭載面２６Ｄが下方に位置するように金型５のキャビティ６内部に固定する。このとき、ＬＳＩ３０が搭載された側が、発振子２８が搭載された側よりも、金型５の注入口７の近くに位置すると共に、ＬＳＩ３０が搭載された部分が、キャビティ６の高さ方向中心付近に位置するように、半導体装置２４を配置することが好ましい。又、半導体装置２４は、アウターリード３８Ｂが金型５の外側に突出するように配置される。
【００４１】
半導体装置２４がキャビティ６の内部に固定されたら、図８（ｂ）において矢印ａで示すように、リードフレーム２６の下面に沿って設けられた注入口７から第２の封止樹脂３２を注入する。注入口７から注入された第２の封止樹脂３２は、図８（ｃ）の矢印ｂに示すように、リードフレーム２６（ダイパッド２６Ａ）の上方と下方とに均等に流れ込む。
【００４２】
その後、図８（ｄ）の矢印ｃで示すように、ダイパッド２６Ａの下方を流れる第２の封止樹脂３２は、ダイパッド２６Ａの上方を流れる第２の封止樹脂３２よりも流速が遅くなる。このようにして、第２の封止樹脂３２が下方に優先的に充填されるから、リードフレーム２６（ダイパッド２６Ａ）は、第２の封止樹脂３２によって下方から支持される。
【００４３】
キャビティ６の内部が第２の封止樹脂３２で満たされたら、金型５を加熱して第２の封止樹脂３２を硬化させて、半導体装置２４を得る。
【００４４】
＜作用＞
【００４５】
次に、本実施形態に係る半導体装置２４、及び積算電力量計１０の作用について説明する。本実施形態に係る半導体装置２４では、発振子２８とＬＳＩ３０とが第２の封止樹脂３２で封止されて一体となっており、ＬＳＩ３０は、発振回路５１、分周回路５３、及び計時回路５６が内蔵されているので、図１に示す積算電力量計１０の内部の基板に半導体装置２４を実装するだけで、時間を計測できる。すなわち、発振子２８や分周回路５３などを別々に基板へ実装する必要がない。そのため、発振子２８と半導体装置２４との接続調整などの手間も不要となる。
【００４６】
また、ＬＳＩ３０には、温度センサ５８が内蔵されているので、発振子２８の周囲の温度を正確に測定できる。これにより、発振子２８から出力される信号（周波数）が温度変化によって変動しても、高精度で周波数の補正を行うことができる。そのため高価な高精度発振子を用いることなく、安価な発振子であっても周波数を高精度とすることができる。
【００４７】
さらに、図２に示すように、発振子２８の外部電極３４とＬＳＩ３０の発振子用電極パッド５４とは、ボンディングワイヤ５２によって直接接続されている。このため、リードフレーム２６を介さずに最短距離で配線が可能となり、配線抵抗を低減できる。また、外部電極３４と発振子用電極パッド５４とを接続する２本のボンディングワイヤ５２の長さが均一となっているので、ボンディングワイヤ５２にかかる張力を等しくでき、ボンディングワイヤ５２の破断やたわみによる接触を防止できる。また、リードフレーム２６を介さずに配線できるので、ノイズの影響を受けにくくなり、発振子２８からＬＳＩ３０へスムーズに信号を伝達できる。また、平行に形成されたボンディングワイヤ５２の間には、ノイズが発生し易いが、発振子用電極パッド５４と外部電極３４とを接続しているボンディングワイヤ５２は、他のボンディングワイヤ５２に対して、立体交差しているので、発振子用電極パッド５４と外部電極３４とを接続するボンディングワイヤ５２と他のボンディングワイヤ５２間の干渉を低減することができ、特に他のボンディングワイヤ５２から発振子２８へのノイズの影響を低減できる。さらに、外部電極３４は、発振子用電極パッド５４より大きいので、ワイヤボンディングを容易に行うことができる。
【００４８】
また、発振子２８を第１の封止樹脂３１で封止しているので、例えば、温度変化等で第２の封止樹脂３２に歪が作用した場合であっても、第１の封止樹脂３１によって歪が直接発振子２８に影響を与えることがない。これにより、リフロー工程で半導体装置２４を基板に実装する際に、熱の影響で発振子２８の周波数が変動するのを抑制できる。また、第２の封止樹脂３２の封止工程で残留応力が生じた場合であっても、発振子２８に直接応力が作用するのを抑制できる。
【００４９】
さらに、第１の封止樹脂３１の弾性率を、第２の封止樹脂３２の弾性率より低弾性率とすることで、第２の封止樹脂が弾性変形して発振子２８へ応力が作用するのを抑制できる。ここで、発振子２８をダイパッド２６Ａへ搭載する際に用いた接着剤４９の弾性率と、第１の封止樹脂３１の弾性率とを同じ弾性率とすることで、発振子２８に対して均等に応力が作用することとなり、発振子２８への影響を最小限にすることができます。なお、ここでいう、同じ弾性率とは、第１の封止樹脂３１と接着剤４９とを全く同じ組成とする場合に限らず、入力された応力に対する歪が同程度となる場合も含む。
【００５０】
また、本実施形態では、全てのインナーリード３８ＡがＬＳＩ３０の電極パッド５０へ接続されていたが、これに限らず、任意のインナーリード３８Ａをボンディングワイヤ５２でダイパッド２６Ａへ接続させて、アウターリード３８Ｂをアースに接続することで、ダイパッド２６Ａを接地してもよい。この場合、ダイパッド２６Ａが帯電するのを抑制できる。また、リードフレームを挟むようにリードフレームの両面に分けてＬＳＩ３０と発振子２８とを配置しているので、ＬＳＩ３０から発振子２８へのノイズをダイパッド２６Ａによって遮蔽することができる。
【００５１】
＜発振周波数の補正＞
【００５２】
次に、本実施形態に係る半導体装置２４における、発振子２８の発振周波数の温度に依存する誤差を補正する周波数補正処理について説明する。
【００５３】
半導体装置２４は、例えば出荷時において、半導体装置２４内部のＬＳＩ３０の温度を常温（ここでは、２５℃）とした場合、常温より温度が低い基準温度（以下、「低温」ともいう。）とした場合、及び常温より温度が高い基準温度（以下、「高温」ともいう。）とした場合の各々の状態で温度センサ５８により温度を測定する。そして、半導体装置２４は、例えば出荷後に、この測定で得られた温度をトリミングデータとして、温度センサ５８の製造ばらつきにより発生する測定誤差を考慮して、発振子２８の周波数誤差を補正する。
【００５４】
上述したレジスタ部７０（図５参照）は、温度センサ５８により測定された温度を示すデータを格納する温度計測値レジスタ７１、周辺温度を低温とした場合に温度センサ５８により測定された温度を示すデータを格納する低温レジスタ７２、周辺温度を常温とした場合に温度センサ５８により測定された温度を示すデータを格納する常温レジスタ７３、周辺温度を高温とした場合に温度センサ５８により測定された温度を示すデータを格納する高温レジスタ７４、及び、これらの温度を示すデータから導出される発振子２８の発振周波数の補正値を格納するための周波数補正レジスタ７５を有している。なお、各レジスタは制御部６０にデータバス７６を介して接続されており、制御部６０はデータバス７６を介して各レジスタに対して読み書きを行う。
【００５５】
半導体装置２４は、発振子２８の周波数誤差を補正するために、半導体装置２４の温度を低温とした場合、常温とした場合、及び高温とした場合の各々の状態で温度センサ５８により温度を測定し、測定で得られた温度をトリミングデータとしてそれぞれ低温レジスタ７２、常温レジスタ７３、及び高温レジスタ７４に格納する第１周波数補正処理を行う。
【００５６】
試験者は、例えば出荷テスト時に、まず、槽内の温度が常温に設定された恒温槽の内部に半導体装置２４を配置する。そして、ユーザは、半導体装置２４に例えば温度センサ５８による温度の計測を開始させるための計測動作信号を入力させることにより、半導体装置２４に第１周波数補正処理を実行させる。この際、ユーザは、例えば半導体装置２４のリード３８に当該計測動作信号を出力する機器を接続することにより、半導体装置２４に当該計測動作信号を入力させる。また、当該計測動作信号は、恒温槽に設定された温度が常温、高温、または低温の何れであるかを示す情報を含んでいる。
【００５７】
図９は、本実施形態に係る半導体装置２４における第１周波数補正処理の流れを示すフローチャートである。当該第１周波数補正処理を実行するプログラムは、上記計測動作信号が入力されたタイミングで実行されるプログラムであり、制御部６０が有する記憶手段に予め記憶されている。なお、実行されるタイミングはこれに限定されない。
【００５８】
ステップＳ１０１において、制御部６０は、計測動作信号が入力されてから所定時間（例えば、数時間）が経過したか否かを判定する。なお、当該所定時間は、半導体装置２４の内部温度（ＬＳＩ３０の温度）が、恒温槽の温度と一致するために必要な時間とすると良い。
【００５９】
ステップＳ１０１において所定時間が経過したと判定された場合、ステップＳ１０３において、制御部６０は、温度センサ５８による計測値を取得する。なお、温度センサ５８による計測値は、温度計測値格納レジスタ７１に格納される。また、温度センサ５８によって計測値を取得する際には、所定時間（例えば、１分）経過毎に計測を行い、複数回の計測により得られた複数の計測値を平均した値を計測値として取得しても良い。
【００６０】
ステップＳ１０５において、制御部６０は、取得した計測値を、恒温槽に設定された温度が常温（ここでは、２５℃）である場合には、常温レジスタ７３に格納し、恒温槽に設定された温度が高温である場合には、高温レジスタ７４に格納し、恒温槽に設定された温度が低温である場合には、低温レジスタ７２に格納し、第１周波数補正処理を終了する。なお、上記第１周波数補正処理は、ウェハ状態のときに予め行っても良い。
【００６１】
試験者は、槽内の温度が常温に設定された恒温槽の内部に半導体装置２４を配置した状態に加えて、槽内の温度が高温に設定された恒温槽の内部に半導体装置２４を配置した状態、及び槽内の温度が低温に設定された恒温槽の内部に半導体装置２４を配置した状態の各々において、半導体装置２４にそれぞれ上記ステップＳ１０１乃至Ｓ１０５の処理を行わせる。これにより、常温レジスタ７３、高温レジスタ７４、低温レジスタ７２にそれぞれ温度センサ５８による計測値が格納される。
【００６２】
本実施形態に係る半導体装置２４は、上述した処理が行われた後に出荷され、出荷後の予め定められたタイミングで、後述する第２周波数補正処理が行われる。
【００６３】
ユーザは、例えば出荷後に、半導体装置２４に例えば周波数補正値の導出を開始させるための導出動作信号を入力させることにより、半導体装置２４に第２周波数補正処理を実行させる。この際、ユーザは、例えば半導体装置２４のリード３８に当該導出動作信号を出力する機器を接続することにより、当該導出動作信号を入力させる。または、半導体装置２４が一定の間隔で第２周波数補正処理を実行するようにしても良い。
【００６４】
図１０は、本実施形態に係る半導体装置２４における第２周波数補正処理の流れを示すフローチャートである。当該第２周波数補正処理を実行するプログラムは、半導体装置２４の出荷後に、上記導出動作信号が入力されたタイミングで実行されるプログラムであり、制御部６０が有する記憶手段に予め記憶されている。
【００６５】
ステップＳ２０１において、制御部６０は、常温レジスタ７３、高温レジスタ７４、及び低温レジスタ７２にそれぞれ格納されている計測値を取得する。
【００６６】
ステップＳ２０３において、制御部６０は、ステップＳ２０１において取得した計測値を用いて、発振子２８の発振周波数の補正値（以下、「周波数補正値」ともいう。）を導出する。
【００６７】
図１１は、本実施形態に係る半導体装置における温度と周波数偏差との関係を示す図である。なお、図１１は、実際の温度環境で得られた周波数誤差ではなく、二次関数による計算によって得られる理論値を示している。上記二次関数は、下記（１）式で表される。なお、下記（１）式において、ｆは周波数偏差、ａは二次温度係数、Ｔは測定された温度、Ｔ０は頂点温度、ｂは頂点誤差である。上記二次温度係数ａは、発振子２８の個体差に応じて予め定められた定数であり、制御部６０が有する記憶手段に予め記憶されている。
【００６８】
【数１】
2015002211.tif 000003
…（１）
【００６９】
第１実施形態では、周波数偏差ｆが未知であるが、既知である二次温度係数ａ、常温レジスタ７３に格納されている常温での計測値、高温レジスタ７４に格納されている高温での計測値、及び低温レジスタ７２に格納されている低温での計測値から、頂点誤差ｂを導出することができる。そして、制御部６０は、常温での温度Ｔ０において最も周波数偏差が小さくなるようにするために、頂点誤差ｂの値を周波数補正値とする。
【００７０】
なお、上記周波数補正値の導出において、例えば−１０℃での測定環境下において、温度センサ５８による計測値が−８℃であった場合には、＋２℃に対応する補正が必要ということになる。出荷段階における製品は、常温、各レジスタに記憶されている高温及び低温の３ポイントの計測値をデータバス７６を介して読み出し、読み出したデータをトリミングデータとして、実際の環境下の温度を導出する。温度センサ５８による計測値が、各レジスタに記憶されていない値であった場合には、近接する二つのレジスタの値を用いて、実際の環境下の温度を導出すればよい。
【００７１】
ステップＳ２０５において、制御部６０は、ステップＳ２０３において導出した周波数補正値を示すデータを、周波数補正レジスタ７５に格納する。そして、半導体装置２４では、分周回路５３が、周波数補正レジスタ７５に格納されている周波数補正値を用いて、発振回路から入力した信号からクロック信号を生成することで、発振子２８の発振周波数の補正が行われる。
【００７２】
このように、第１実施形態に係る半導体装置２４によると、出荷時に、半導体装置２４の３ポイントの環境温度下での温度センサ５８による計測値をトリミングデータとして準備しておき、当該トリミングデータを元に周波数補正値を導出することにより、半導体装置２４の個体毎の温度センサ５８の製造上のばらつきに依存せずに、高精度な温度情報に基づいた周波数補正値を得ることができる。
【００７３】
従来のパッケージ化された半導体装置において、当該半導体装置を駆動させる場合、半導体装置の周辺温度Ｔａ（℃）、パッケージ表面温度Ｔｃ（℃）及びチップ表面温度Ｔｊ（℃）は各々異なってくる。例えば、チップ表面温度Ｔｊは、パッケージ熱抵抗（ジャンクション及び雰囲気間）をθｊａ、チップの消費電力（最大または平均）をＰとすると、下記の（２）式で表される。
【００７４】
【数２】
2015002211.tif 000004
…（２）
【００７５】
しかしながら、本実施形態に係る半導体装置２４では、温度センサ５８と発振子２８とが一体に封止されていることにより、温度センサ５８の周辺温度と発振子２８の周辺温度とが同一となるため高精度に発振子２８の温度をＬＳＩ３０が有する温度センサ５８で測定することができ、そのため発振子２８及び温度センサ５８間の温度差によって周波数補正の精度が低下することが防止される。
【００７６】
（第２実施形態）
【００７７】
次に、本発明の第２実施形態に係る半導体装置２４について説明する。なお、第１実施形態と同一の構成については、同一の符号を付し、説明を省略する。
【００７８】
図１２に示すように、第２実施形態に係る半導体装置２４には、ＬＳＩ３０Ａに対して、発振子２８の発振周波数の補正の際に基準とするクロック信号（以下、「基準クロック信号」ともいう。）を入力する、基準信号発振子８０を備えたクロック発生装置が接続されている。また、第２実施形態に係る半導体装置２４のＬＳＩ３０Ａは、第１実施形態に係る半導体装置２４のＬＳＩ３０の構成に加えて、測定カウンタ８１、基準カウンタ８２、及びクロック信号を発振回路５７から外部へ出力する出力端子８３を更に備えている。
【００７９】
図１３（ａ）及び（ｂ）に示すように、基準信号発振子８０は、発振子２８よりも発振周波数が高い水晶振動子などの発振子である。なお、第２実施形態では、発振子２８の発振周波数が３２．７６８ＫＨｚであり、基準信号発振子８０の発振周波数が１０ＭＨｚである。
【００８０】
測定カウンタ８１は、発振回路５１に接続されていて、制御部６０の制御に基づいて、発振子２８によるクロック信号（以下、「測定クロック信号」ともいう。）を発振回路５１から受信して当該クロック信号のクロック数をカウントするカウンタである。基準カウンタ８２は、基準信号発振子８０を備えたクロック発生装置に接続されていて、制御部６０の制御に基づいて、基準信号発振子８０によるクロック信号を受信して当該クロック信号のクロック数をカウントする。なお、図１３（ａ）及び（ｂ）に示すように、基準カウンタ８２と測定カウンタ８１とは、相互に同期しながら略同時に同一時間内にクロック数のカウントを行う。なお、測定カウンタ８１と基準カウンタ８２は、動作信号に基づいて相互に同期しながら動作させてもよいし、同期カウンタを用いても良い。
【００８１】
また、第２実施形態では、レジスタ部７０において、温度計測値レジスタ７１に、温度センサ５８により測定された温度を示すデータが格納され、低温レジスタ７２に、周辺温度を常温（２５℃）より低温の基準温度とした場合に温度センサ５８により測定された温度及びその温度における周波数誤差を示すデータが格納され、常温レジスタ７３に、周辺温度を常温（２５℃）とした場合に温度センサ５８により測定された温度及びその温度における周波数誤差を示すデータが格納され、高温レジスタ７４に、周辺温度を常温（２５℃）より高温の基準温度とした場合に温度センサ５８により測定された温度及びその温度における周波数誤差を示すデータが格納され、周波数補正レジスタ７５に、上述した周波数誤差を示すデータから導出される周波数補正値を示すデータが格納される。
【００８２】
＜発振周波数の補正＞
【００８３】
ユーザは、例えば出荷テスト時に、まず、槽内の温度が常温（ここでは、２５℃）に設定された恒温槽の内部に半導体装置２４を配置する。そして、ユーザは、半導体装置２４に例えば温度センサ５８による温度の計測を開始させるための計測動作信号を入力させることにより、半導体装置２４に第１周波数補正処理を実行させる。この際、ユーザは、例えば半導体装置２４のリード３８に当該計測動作信号を出力する機器を接続することにより、半導体装置２４に当該計測動作信号を入力させる。また、当該計測動作信号には、恒温槽に設定された温度が常温、高温、または低温の何れであるかを示す情報を含んでいる。
【００８４】
図１４は、本実施形態に係る半導体装置２４における第１周波数補正処理の流れを示すフローチャートである。当該第１周波数補正処理を実行するプログラムは、半導体装置２４の出荷時に、上記計測動作信号が入力されたタイミングで実行されるプログラムであり、制御部６０が有する記憶手段に予め記憶されている。
【００８５】
ステップＳ３０１において、制御部６０は、計測動作信号が入力してから所定時間（例えば、数時間）が経過したか否かを判定する。当該所定時間は、半導体装置２４の内部温度（ＬＳＩ３０の温度）が、恒温槽の温度と一致するために必要な時間とすると良い。
【００８６】
ステップＳ３０１において所定時間が経過したと判定された場合、ステップＳ３０３において、制御部６０は、温度センサ５８による計測値を取得する。なお、温度センサ５８による計測値は、温度計測値格納レジスタ７１に格納される。また、温度センサ５８は、試験により測定精度が予め定められた基準値以上であることが確認済みであり、温度センサ５８により高精度に温度測定を行えることが保障されている。または温度センサ５８による計測値を用いて補正を行うようにしても良い。
【００８７】
ステップＳ３０５において、制御部６０は、発振子２８の発振周波数の誤差を導出する周波数誤差導出処理を行う。図１５は、本実施形態に係る周波数誤差導出処理の流れを示すフローチャートである。また、図１６は、本実施形態に係る周波数誤差導出処理におけるタイミングチャートであり、（ａ）は、カウント開始時を示す図であり、（ｂ）は、カウント停止時を示す図である。
【００８８】
ステップＳ４０１において、制御部６０は、測定カウンタ８１に対して補正動作信号を出力する。補正動作信号を入力した測定カウンタ８１は、ステップＳ４０３において、動作を開始し、発振子２８によるクロック信号のクロック値のカウントを開始すると共に、基準カウンタ８２に対して開始信号を出力する。
【００８９】
開始信号を受信した基準カウンタ８３は、ステップＳ４０５において、基準信号発振子８０によるクロック信号のクロック値のカウントを開始する。すなわち、図１６（ａ）に示すように、補正動作信号がオンになると、測定カウンタ８１がカウントを開始すると共に、基準カウンタ８２も測定カウンタ８１に同期してカウントを開始する。
【００９０】
ステップＳ４０７において、測定カウンタ８１は、測定カウンタのカウント値が予め定められた所定値（本実施形態では、１秒に相当する３２．７６８）以上であるか否かを判定する。ステップＳ４０７において所定値以上でない場合は、測定カウンタ８１はそのままカウントを継続する。
【００９１】
ステップＳ４０７において所定値以上であると判定された場合は、ステップＳ４０９において、測定カウンタ８１は、カウントを停止すると共に、基準カウンタ８２に対して停止信号を出力する。
【００９２】
停止信号を受信した基準カウンタ８２は、ステップＳ４１１において、カウントを停止する。すなわち、図１６（ｂ）に示すように、補正動作信号がオフになると、測定カウンタ８１がカウントを停止すると共に、基準カウンタ８２も測定カウンタ８１に同期してカウントを停止する。
【００９３】
ステップＳ４１３において、制御部６０は、基準カウンタ８２のカウント値を取得する。
【００９４】
ステップＳ４１５において、制御部６０は、ステップＳ４１３において取得した基準カウンタ８２のカウント値から、発振子２８の発振周波数の誤差を導出する。すなわち、制御部６０は、発振子２８による測定クロック信号において同一時間内に得られたカウント値（すなわち、３２，７６８）を、発振子２８よりも高精度に計時を行うことができる基準信号発振子８０による基準クロック信号のカウント値と比較することにより、発振子２８の発振周波数の誤差を導出する。
【００９５】
例えば、基準信号発振子８０の発振周波数が１０ＭＨｚであるため、基準カウンタ８２のカウント値が”１０００００００(十進数）”であれば、発振子２８により正確に１秒を計時できていると推測でき、発振周波数の誤差は０で補正する必要がなく、発振周波数の誤差（周波数補正値）を０とする。一方、例えば、基準カウンタ８２のカウント値が”１００００００２（十進数）”であれば、発振子２８の発振周波数が０．２ｐｐｍだけ遅くなっていると推測でき、発振子２８の発振周波数をその誤差の分、すなわち０．２ｐｐｍ早くなるように補正する必要があり、発振周波数の誤差（周波数補正値）を＋０．２ｐｐｍとする。また、例えば、基準カウンタ８２の値が”９９９９９９０（十進数）”であれば、発振子２８の発振周波数が１．０ｐｐｍだけ早くなっているので、発振子２８の発振周波数をその誤差の分、すなわち１．０ｐｐｍ遅くする必要があり、発振周波数の誤差（周波数補正値）を−１．０ｐｐｍとする。
【００９６】
ステップＳ４１７において、制御部６０は、測定カウンタ８１に対する補正動作信号の出力を停止し、周波数誤差導出処理プログラムを終了する。また、測定カウンタ８１及び基準カウンタ８２は、補正動作信号の入力が停止すると、動作を停止する。
【００９７】
ステップＳ３０７において、制御部６０は、ステップＳ３０３において取得した温度の計測値と、ステップＳ４１５において導出された周波数誤差とを、恒温槽に設定された温度が常温である場合には、常温レジスタ７３に、恒温槽に設定された温度が高温である場合には、高温レジスタ７４に、恒温槽に設定された温度が低温である場合には、低温レジスタ７２に格納して、第１周波数補正処理プログラムを終了する。
【００９８】
ユーザは、槽内の温度が常温に設定された恒温槽の内部に半導体装置２４を配置した状態に加えて、槽内の温度が高温の基準温度に設定された恒温槽の内部に半導体装置２４を配置した状態、及び槽内の温度が低温の基準温度に設定された恒温槽の内部に半導体装置２４を配置した状態において、半導体装置２４にそれぞれ上記ステップＳ３０１乃至Ｓ３０９の処理を行わせる。これにより、常温レジスタ７３、高温レジスタ７４、低温レジスタ７２にそれぞれ温度センサ５８による温度の計測値及び発振子２８の発振周波数の誤差が格納される。
【００９９】
本実施形態に係る半導体装置２４は、上述した処理を行った後に出荷され、出荷後の予め定められたタイミングで、発振子２８の発振周波数が周波数補正レジスタ７５に格納された周波数補正値を示すデータを用いて上述した（１）式に基づいて補正される。なお、第２実施形態における二次温度係数ａ及び頂点誤差ｂは、各温度において導出された周波数誤差によって決定される。なお、周波数誤差を決定したい温度よりも高い温度のレジスタと低い温度のレジスタに格納された発振周波数の誤差の値の差分から直線近似によって求めるようにしても良い。そして、システムリセット時や定期的に、あるいは、リード３８を介する所定の信号の入力に応じて、または上記（１）式を用いて発振子２８の発振周波数を補正をする際に後述する第２周波数補正処理が行われる。
【０１００】
ユーザは、半導体装置２４に例えば周波数補正値の導出を開始させるための導出動作信号を入力させることにより、半導体装置２４に第２周波数補正処理を実行させる。この際、ユーザは、例えば半導体装置２４のリード３８に当該計測動作信号を出力する機器を接続することにより、当該導出動作信号を入力させる。
【０１０１】
図１７は、本実施形態に係る半導体装置２４における第２周波数補正処理の流れを示すフローチャートである。当該第２周波数補正処理を実行するプログラムは、上記計測動作信号が入力されたタイミングで実行されるプログラムであり、制御部６０が有する記憶手段に予め記憶されている。
【０１０２】
ステップＳ５０３において、制御部６０は、温度センサ５８により現在の環境温度を計測し、その計測値を取得する。なお、温度センサ５８による計測値は、温度計測値格納レジスタ７１に格納される。
【０１０３】
ステップＳ５０５において、制御部６０は、ステップＳ５０３において取得した温度が、恒温槽で計測された温度（例えばステップＳ３０３において取得された温度）と異なっているか否かを判定する。なお、この判定が不要な場合には、ステップＳ５０３の処理を行った後に、当該ステップＳ５０５の処理を行わずに、ステップＳ５０５に移行してもよい。
【０１０４】
ステップＳ５０５において温度が異なっていないと判定された場合は、制御部６０は、周波数補正値を変更する必要がないと判断し、第２周波数補正処理を終了する。
【０１０５】
ステップＳ５０５において温度が異なっていると判定された場合は、制御部６０は、ステップＳ５０７において、上述したステップＳ３０５と同様の処理を行うことで、周波数誤差を導出する。また、ステップＳ５０７において、制御部６０は、レジスタ部７０の各レジスタに記憶されているデータを、上述した（１）式に代入することにより、二次温度係数ａ及び頂点誤差ｂを導出する。
【０１０６】
ステップＳ５１１において、制御部６０は、周波数補正値を周波数補正レジスタ７５に格納する。この際、ステップＳ５０５において温度が異なっていないと判定された場合は、低温レジスタ７２、常温レジスタ７３、及び高温レジスタ７４に格納されている温度及び周波数誤差を用いて周波数補正値を導出して格納する。一方、ステップＳ５０５において温度が異なっていると判定された場合は、ステップＳ５０７において導出した周波数誤差を用いて周波数補正値を導出して格納する。
【０１０７】
そして、半導体装置２４では、分周回路５３が、発振回路から入力した信号をこの周波数補正レジスタ７５に格納されている周波数補正値に基づいて補正することで、発振子２８の発振周波数の補正を行う。
【０１０８】
以上のように、第２実施形態に係る半導体装置２４によると、実温度での周波数誤差を測定することで、発振子２８の製造ばらつきにより温度によって周波数偏差が異なっていても、常に安定した計時を刻むことが可能となる。
【０１０９】
また、第２実施形態に係る半導体装置２４によると、半導体装置２４のＬＳＩ３０Ａの内部に時間補正回路を内蔵させる事で、外部から供給されるクロック信号の周波数精度が低くても高精度に時間測定を行うことができる。
【０１１０】
また、第２実施形態に係る半導体装置２４によると、発振子２８を内蔵したことによる空き端子を別機能（例えばシリアル通信やＩ２Ｃの追加など）に置き換えることで、端子数が限られていても高機能化を実現することができる。
【０１１１】
なお、本実施形態では、基準信号発振子８０、測定カウンタ８１及び基準カウンタ８２を用いて発振子２８の発振周波数の誤差を導出するが、誤差の導出方法はこれに限定されず、発振回路５１から出力されるｏｓｃｏｕｔ端子から出力されるクロック信号における所定時間（本実施形態では、１秒（３２，７６８ＣＬＫ））の計時が、他の方法で正確に計時された当該所定時間と比較することにより、発振子２８により当該所定時間の計時が実際にどれくらいかかっているかを測定しても良い。
【０１１２】
また、第２実施形態に係る半導体装置２４における発振子２８の発振周波数の誤差の補正を行った上で、必要に応じて、第１実施形態に係る半導体装置２４における温度センサ５８の測定誤差を考慮した補正を行っても良い。
【０１１３】
図１８及び図１９は、本実施形態に係る半導体装置２４のＬＳＩ３０Ａの電気的構成の別例を示すブロック図である。
【０１１４】
図１８に示すように、半導体装置２４は、出力端子８４を備えていて、制御部６０により導出された発振子２８の発振周波数の誤差（周波数補正値）が半導体装置２４の外部に出力端子８４を介して出力されるようにしても良い。これにより、基準クロック発生装置の特性劣化などを見つける為の定期校正を実施する事ができる。
【０１１５】
また、図１９に示すように、半導体装置２４のＬＳＩ３０Ａは、測定カウンタ８１に校正の基準になる高精度のクロック発生回路８５を接続しても良い。この場合には、上述したステップＳ４１３において、制御部６０は、測定カウンタ８１のカウント値及び基準カウンタ８２のカウント値を取得し、測定カウンタ８１のカウント値と基準カウンタ８２のカウント値とを比較する。例えば、測定カウンタ８１のクロック信号の周波数を１０ＭＨｚ、基準カウンタ８２に接続されたクロック発生回路８５の周波数を１０ＭＨｚとすると、基準信号発振子８０を有するクロック発生装置と基準カウンタ８２に接続されたクロック発生装置８５とが同一の周波数のクロック信号を発生していれば、測定カウンタ８１のカウント値と基準カウンタ８２のカウント値とが同一の値になるが、基準信号発振子８０の特性が変化している場合には、測定カウンタ８１のカウント値と基準カウンタ８２のカウント値とに差が生じる。測定カウンタ８１のカウント値と基準カウンタ８２のカウント値とに差が生じた場合には、その差を制御部６０で、予め定められた許容誤差範囲内か否かを判断して、判断結果を８の出力端子８４に出力する。これにより、基準信号発振子８０を備えたクロック発生装置の特性劣化などを見つける為の定期校正を実施することができる。
【０１１６】
また、図１９に示すように、半導体装置２４のＬＳＩ３０Ａにクロック発生回路８５が内蔵されている場合であっても、ＬＳＩ３０Ａの内部に、発振回路５１から出力されたクロック信号及びクロック発生回路８５から出力されたクロック信号の何れか一方を選択的に入力し、測定カウンタ８１に出力するセレクタ８６を接続しても良い。図１９に示す半導体装置２４では、セレクタ８６を接続することにより、図１８に示す半導体装置２４と同様に機能させることができる。
【０１１７】
（第３実施形態）
【０１１８】
次に、本発明の第３実施形態に係る半導体装置２００について説明する。なお、第１実施形態と同一の構成については、同一の符号を付し、説明を省略する。図２０及び図２１に示すように、本実施形態に係る半導体装置２００を構成するリードフレーム２０２のダイパッド２０２Ａは、平面上に形成されており、段差部がない。
【０１１９】
また、ダイパッド２０２Ａの発振子２８が搭載される発振子搭載領域には、発振子搭載用梁２０６を挟んで２つの開口部２０２Ｃが形成されており、発振子搭載用梁２０６には、接着剤を介して発振子２８が搭載されている。ここで、発振子２８は、外部電極３４と開口部２０２Ｃとが対向する方向に搭載される。また、リードフレーム２０２の裏面のダイパッド２０２Ａには、接着剤を介してＬＳＩ３０が搭載されている。このＬＳＩ３０から発振子２８へ延びたボンディングワイヤ５２は、開口部２０２Ｃを通じて発振子２８の外部電極３４へ接続されている。
【０１２０】
また、ＬＳＩ３０は、ダイパッド２０２Ａの中央部より左側にずらして搭載されており、ダイパッド２０２Ａに形成された開口部２０２Ｃと重ならないようになっている。このため、ＬＳＩ３０の全面がダイパッド２０２Ａと接着している。
【０１２１】
ダイパッド２０２Ａの第１の面に発振子２８を、第１の面とは反対側の第２の面にＬＳＩ３０を固定し、ＬＳＩ３０の発振子用電極パッド５４と発振子２８の外部電極３４、及びＬＳＩ３０の電極パッド５０とインナーリード３８Ａとをボンディングワイヤ５２で接続している。
【０１２２】
ここで、図２１に示すように、第１の封止樹脂３１は、ダイパッド２０２Ａの表裏にそれぞれ吐出されて発振子２８を封止している。すなわち、ダイパッド２０２Ａの発振子２８が搭載された側を表に向けた状態で、ディスペンサーから発振子２８へ第１の封止樹脂３１を吐出し、一端加熱処理を行う。続いて、半導体装置２００を反転させ、発振子２８の外部電極３４を上に向けた状態にして、ディスペンサーから発振子２８へ第１の封止樹脂３１を吐出する。このとき、第１の封止樹脂３１でダイパッド２０２Ａの開口部２０２Ｃを充填するのが好ましい。
【０１２３】
本実施形態に係る半導体装置２００では、発振子２８の搭載面の一部が第１の封止樹脂３１で覆われるので、第１実施形態に係る半導体装置２４と比べて、発振子２８とダイパッド２０２Ａとの接触面積が減少し、その分だけ広い範囲を第１の封止樹脂３１で封止できる。これにより、第２の封止樹脂３２に熱応力が作用した場合、第１の封止樹脂３１を介して発振子２８に均等に応力を作用させることができ、発振子２８の周波数が変動するのを抑制できる。その他の作用については、第１実施形態と同様である。
【０１２４】
（第４実施形態）
【０１２５】
次に、本発明の第４実施形態に係る半導体装置３００について説明する。なお、第１実施形態と同一の構成については、同一の符号を付し、説明を省略する。図２２に示すように、本実施形態に係る半導体装置３００を構成するリードフレーム３０２は、段差部３０４が形成されたダイパッド３０２Ａを有している。
【０１２６】
図２３に示すように、ダイパッド３０２Ａは、リードフレーム３０２の中央部に位置しており、段差部３０４より図中右側の第１搭載面３０２Ｂと、段差部３０４より図中左側の第２搭載面３０２Ｃとを備えて構成されている。また、図２３に示すように、第１搭載面３０２Ｂには、発振子２８が搭載される発振子搭載領域３１４が設けられており、第２搭載面３０２Ｃには、ＬＳＩ３０が搭載されるＬＳＩ搭載領域３１６が設けられている。
【０１２７】
ここで、発振子搭載領域３１４には、ダイパッド３０２Ａを厚み方向に貫通する複数の開口部３１８が形成されている。本実施形成では、８つの開口部３１８が２列で等間隔に配列されているが、これに限らず、開口部３１８の大きさ、及び開口部３１８の数については、適宜変更してもよい。
【０１２８】
発振子搭載領域３１４は、上記複数の開口部３１８によって、図中上下方向に延びる梁部３２０Ａ、及び図中左右方向に延びる梁部３２０Ｂで構成されている。この梁部３２０Ａ、３２０Ｂに接着剤を塗布して発振子２８が搭載される。
【０１２９】
発振子搭載領域３１４に搭載された発振子２８は、図２２に示すように、第１の封止樹脂３１で封止される。ここで、第１の封止樹脂３１は、ダイパッド３０２Ａの発振子２８が搭載された面とは反対側の面にも吐出され、開口部３１８に充填される。
【０１３０】
本実施形態に係る半導体装置３００では、梁部材３２０Ａ、３２０Ｂの上に発振子２８が搭載されているので、第１実施形態と比べてダイパッド３０２Ａとの接触面積が減少し、ダイパッド３０２Ａからの応力を受けにくくなっている。
【０１３１】
また、ダイパッド３０２Ａからの応力は、梁部３２０Ａ、３２０Ｂを介して発振子２８へ均等に作用するので、応力集中を抑制できる。さらに、複数の開口部３１８に第１の封止樹脂３１が充填されており、発振子２８は、梁部３２０Ａ、３２０Ｂを除いて６面が第１の封止樹脂３１で封止されるため、半導体装置３００の外形を構成する第２の封止樹脂３２に歪が作用した場合であっても、第１の封止樹脂３１によって歪が低減され、発振子２８の周波数が変動するのを抑制できる。その他の作用については、第１実施形態と同様である。なお、開口部３１８に第１の封止樹脂３１を充填せずに、発振子２８側だけに第１の封止樹脂３１を吐出してもよい。
【０１３２】
以上、本発明の第１〜第４実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されるものでなく、第１〜第４実施形態を組み合わせて用いてもよいし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
【符号の説明】
【０１３３】
１０        積算電力量計（計測機器）
２２        電力量計測回路（計測手段）
２４        半導体装置
２６        リードフレーム
２８        発振子
３０        ＬＳＩ（集積回路）
３１        第１の封止樹脂（第１の封止部材）
３２        第２の封止樹脂（第２の封止部材）
４９        接着剤
２００      半導体装置
２０２      リードフレーム
３００      半導体装置
３０２      リードフレーム
３２０      開口部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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