(57)【要約】【課題】リードフレームのピン数を従来よりも削減することが可能な半導体集積回路を提供すること。【解決手段】半導体チップ１４上に形成され、かつ出力信号が択一的に選択されて外部の使用に供される第１機能別回路１９及び第２機能別回路２０の各々についてリードフレームを設けるのではなく（つまり２つのリードフレームを設けるのではなく）、外部の使用に供される出力信号の個数分だけ（つまり１個）のリードフレーム１２ｃにみを設けるので、第１機能別回路１９及び第２機能別回路２０の各々についてリードフレームを設ける場合よりもリードフレームの個数を削減することが可能である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップに複数設けられ、一部が選択されて使用に供される機能別回路と、
前記一部の機能別回路の個数に対応した個数のリードフレームと、
前記一部の機能別回路と前記リードフレームとを接続するボンディングワイヤと
を具備することを特徴とする半導体集積回路。
【請求項２】
前記一部の機能別回路の出力信号を使用に供する場合、リードフレームは、前記出力信号の個数に対応して設けられることを特徴とする請求項１記載の半導体集積回路。
【請求項３】
前記機能別回路は、制御主体と外部機器との間の信号の授受を仲介する入出力回路であることを特徴とする請求項１または２記載の半導体集積回路。
【請求項４】
前記機能別回路は、車両用電子制御ユニットを構成する入出力回路であることを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の半導体集積回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体集積回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路は、周知のように、ボンディングワイヤによってリードフレームに接続された半導体チップを樹脂パッケージあるいはセラミックスパッケージ内に封止したものである。このような半導体集積回路は、一般にプリント配線板上に実装され、当該プリント配線板上に形成された外部回路に接続される。リードフレームは、一端がパッケージの外側に突出しており、プリント配線板上に形成されたパターン配線に接続される一種の接続端子である。半導体チップには、所定機能を有する電子回路及び複数のパッド（接続電極）が設けられており、上記電子回路は、パッドがボンディングワイヤによってリードフレームに接続されることにより、外部から信号が入力されると共に外部に信号を出力する。ボンディングワイヤは、例えば金、白金、銀などの電気抵抗の低い材料からなる細線である。
【０００３】
例えば下記特許文献１には、上述した半導体集積回路からなるＣＰＵやメモリなどを部品とする車両用電子制御ユニットが開示されている。この車両用電子制御ユニットは、車両に搭載されたアクチュエータやＷ／Ｌ（ワーニング・ランプ）などをＣＰＵによって制御するものであり、半導体集積回路を主要部品とする多数の電子部品から構成されている。  
【特許文献１】特開２００２−００２４１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、四輪自動車などの車両は、近年、多機能化が著しく、より多くの検知機能、より多くの操作機能が必要とされる傾向にある。したがって、車両用電子制御ユニットに搭載される半導体集積回路については、より多くの検出信号を受け入れること、より多くの制御対象を制御することが必要とされており、これに伴って半導体チップに形成される電子回路が複雑化すると共にパッドの個数及び当該パッドに接続されるリードフレームのピン数（外部接続数）が増加する傾向にある。
【０００５】
半導体集積回路のパッケージ構造には、周知のようにＤＦＰ構造やＱＦＰ構造あるいはＢＧＡ構造などがあるが、これらパッケージ構造のうち、ＢＧＡ構造は、外部接続数をＤＦＰ構造やＱＦＰ構造よりも増大させることが可能である。しかしながら、前述した車両の多機能化に伴い、これら何れの構造であってもリードフレームのピン数削減は要求されているというのが実状である。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みたものであり、リードフレームのピン数を従来よりも削減することが可能な半導体集積回路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】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は、半導体チップに複数設けられ、一部が選択されて使用に供される機能別回路と、前記一部の機能別回路の個数に対応した個数のリードフレームと、前記一部の機能別回路と前記リードフレームとを接続するボンディングワイヤとを具備することを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、半導体チップに複数設けられた機能別回路の各々についてリードフレームを設けるのではなく、使用に供される機能別回路のみについてリードフレームを設けるため、各々についてリードフレームを設ける場合に比べてリードフレームのピン数を削減することができる。
【０００９】
また、本発明は、前記一部の機能別回路の出力信号を使用に供する場合、リードフレームは、前記出力信号の個数に対応して設けられることを特徴とする。  
本発明によれば、一部の機能別回路の出力信号を使用に供する場合に、リードフレームが出力信号の個数に対応して設けられるので、出力信号用のリードフレームのピン数を削減することができる。
【００１０】
また、本発明は、前記機能別回路は、制御主体と外部機器との間の信号の授受を仲介する入出力回路であることを特徴とする。  
本発明によれば、機能別回路が、制御主体と外部機器との間の信号の授受を仲介する入出力回路であるため、当該入出力回路のリードフレームのピン数を削減することができる。
【００１１】
また、本発明は、前記機能別回路は、車両用電子制御ユニットを構成する入出力回路であることを特徴とする。  
車両用電子制御ユニットに搭載される半導体集積回路については、より多くの検出信号を受け入れること、より多くの制御対象を制御することが必要とされており、リードフレームが多ピン化の傾向にあるため、リードフレームのピン数を削減することが特に強く要求される。本発明によれば、機能別回路が、車両用電子制御ユニットを構成する入出力回路であるため、当該車両用電子制御ユニットを構成する入出力回路のリードフレームのピン数を削減するという要求に応えることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、リードフレームのピン数を従来よりも削減することが可能な半導体集積回路を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
［第１実施形態］  
本発明の第１実施形態について図面を参照して説明する。  
図１は、本実施形態に係る車両用電子制御ユニット（ＥＣＵ）の構成を示すブロック図である。電子制御ユニット１は、車両の状態を検出する各種センサ２の検出信号に基づいて、モータや制御弁などの各種アクチュエータ３及びインパネなどに設けられた各種表示器４を制御するものであり、例えば車両のエンジン近傍などに設けられる。
【００１４】
このような電子制御ユニット１は、図示するようにＣＰＵ５、外部メモリ６及び入出力回路７を主要構成要素とするものである。これらのＣＰＵ５、外部メモリ６及び入出力回路７は、バスライン８によって相互接続された状態で所定サイズのプリント配線板９上に実装されている。
【００１５】
ＣＰＵ５は、外部メモリ６に記憶された制御プログラムに基づいて入出力回路７を制御する制御主体であり、例えばＲＩＳＣ（Reduced Instruction Set Computer）方式のアーキテクチャに基づいて設計されたものである。外部メモリ６は、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Randam Access Memory）から構成されており、ＣＰＵ５による制御の下にＲＯＭに記憶された制御プログラムの各種命令をＣＰＵ５に出力すると共に、ＣＰＵ５の演算結果をＲＡＭに一時的に記憶する。
【００１６】
入出力回路７は、ＣＰＵ５による制御の下に、上記センサ２、アクチュエータ３及び表示器４からなる外部機器と上記ＣＰＵ５との間の信号の授受を仲介する半導体集積回路であり、例えばＤＦＰ構造のパッケージを採用している。この入出力回路７は、本実施形態における特徴的構成要素（半導体集積回路）であり、その構成の詳細については後述する。バスライン８は、所定ビット数のアドレス線及びデータデータ線並びに所定数の制御線から構成されており、上記ＣＰＵ５、外部メモリ６及び入出力回路７を相互接続する。
【００１７】
上記プリント配線板９は、筐体１０内に収納されており、車載バッテリから電力が供給されるようになっている。また、上記プリント配線板９は、入出力回路７と上記外部機器との間で信号の授受を行うために、信号ケーブル１１によって上記外部機器と接続されている。筐体１０は、保護部品及び放熱部品としての機能を兼ね備えた金属容器であり、例えばアルミダイキャストによって形成されている。信号ケーブル１１は、ノイズの飛込みを防止するようにシールドされた電線であり、入出力回路７と上記外部機器とをそれぞれ接続する。
【００１８】
図２は、上記入出力回路７の詳細構成を示す模式図である。  
なお、この図２は、説明の都合上、入出力回路７の一部分を抜粋して示しており、実際の入出力回路７は、複数のセンサ２、アクチュエータ３及び表示器４との間で信号の授受をするために、更に多数の電子回路及びリードフレーム（外部接続ピン）を備えている。
【００１９】
入出力回路７は、図２に示すように、リードフレーム１２（１２ａ〜１２ｃ）、ボンディングワイヤ１３（１３ａ〜１３ｃ）及び半導体チップ１４を主要構成要素とする半導体集積回路である。この入出力回路７は、複数仕様の電子制御ユニット（つまり複数車種の車両）に対応するために当該複数仕様の電子制御ユニットが必要とする全ての機能を包含するように構成されている。すなわち、上記センサ２、アクチュエータ３及び表示器４からなる外部機器の内容は、車両の車種によって異なるが、入出力回路７は、複数の車種のセンサ２、アクチュエータ３及び表示器４の内容の全てに対応可能なように構成されている。
【００２０】
また、上記半導体チップ１４は、入力パッド１５（１５ａ，１５ｂ）、入力側メタル配線１６（１６ａ，１６ｂ）、共通入力処理回路１７、分岐配線１８、第１機能別回路１９、第２機能別回路２０、出力側メタル配線２１（２１ａ，２１ｂ）及び出力パッド２２（２２ａ，２２ｂ）を主要構成要素とする。
【００２１】
入出力回路７は、上記のようにＤＦＰ構造のパッケージを採用しており、当該パッケージの略中央に方形状の半導体チップ１４が設けられる。リードフレーム１２（１２ａ〜１２ｃ）は、このような半導体チップ１４に外部から入力される信号を供給するため、また半導体チップ１４から出力される信号を外部に供給するためのものであり、銅合金等の金属材料から形成されている。このようなリードフレーム１２（１２ａ〜１２ｃ）のうち、信号入力用のリードフレーム１２ａ，１２ｂは半導体チップ１４の図中左側の辺に沿って設けられ、また信号出力用のリードフレーム１２ｃは図中右側の辺に沿って設けられている。
ボンディングワイヤ１３（１３ａ〜１３ｃ）は、例えば金、白金、銀などの導電性の高い金属からなり、リードフレーム１２（１２ａ〜１２ｃ）と半導体チップ１４とを接続する。すなわち、ボンディングワイヤ１３ａは、リードフレーム１２ａと半導体チップ１４の入力パッド１５ａとを接続し、ボンディングワイヤ１３ｂは、リードフレーム１２ｂと半導体チップ１４の入力パッド１５ｂとを接続し、ボンディングワイヤ１３ｃは、半導体チップ１４の出力パッド２２ｃａとリードフレーム１２ｃとを接続する。
【００２２】
入力パッド１５（１５ａ，１５ｂ）は、共通入力処理回路１７に入力信号を供給するために半導体チップ１４上に設けられた接続電極である。入力パッド１５ａは入力側メタル配線１６ａの一端に接続されており、入力パッド１５ｂは入力側メタル配線１６ｂの一端に接続されている。入力側メタル配線１６（１６ａ，１６ｂ）は、上記入力信号を共通入力処理回路１７に供給するためのメタル配線（例えばアルミ配線）である。入力側メタル配線１６ａ，１６ｂは、共通入力処理回路１７の入力端（図示略）にそれぞれ接続されている。
【００２３】
共通入力処理回路１７は、上記入力側メタル配線１６ａ，１６ｂによって入力端に供給される入力信号に所定の信号処理（共通処理）を施して出力端（図示略）に出力する電子回路である。この共通入力処理回路１７には、リードフレーム１２ａ，１２ｂ、ボンディングワイヤ１３ａ、１３ｂ、入力パッド１５ａ，１５ｂ、入力側メタル配線１６ａ，１６ｂを介して外部回路から択一的に入力信号が供給される。分岐配線１８は、共通入力処理回路１７の出力信号を第１機能別回路１９及び第２機能別回路２０に供給するためのものであり、一端が上記共通入力処理回路１７の出力端（図示略）に接続されると共に、他端が第１機能別回路１９の入力端（図示略）及び第２機能別回路２０の入力端（図示略）に共通接続されたメタル配線である。
【００２４】
第１機能別回路１９及び第２機能別回路２０は、共通入力処理回路１７の出力信号に個別の信号処理を施して出力端（図示略）にそれぞれ出力する電子回路であり、出力信号が択一的に選択されて外部回路の使用に供される。第１機能別回路１９及び第２機能別回路２０が例えば表示器４に供給する駆動信号を共通入力処理回路１７から入力された信号に基づいて生成するものである場合、表示器４は車両の車種によって内容が異なるので、車両によっては第１機能別回路１９によって駆動される表示器４が設けられるものの、第２機能別回路２０によって駆動される表示器４が設けられない場合がある。このような場合、第１機能別回路１９及び第２機能別回路２０は半導体チップ１４上に形成されているものの、一方の第２機能別回路２０は、車両の仕様上、不必要なものとなる。
【００２５】
出力側メタル配線２１（２１ａ，２１ｂ）は、第１機能別回路１９及び第２機能別回路２０の出力信号を出力パッド２２（２２ａ，２２ｂ）に供給するためのメタル配線である。出力側メタル配線２１ａは、一端が第１機能別回路１９の出力端（図示略）に接続されると共に、他端が出力パッド２２ａに接続され、出力側メタル配線２１ｂは、一端が第２機能別回路２０の出力端（図示略）に接続されると共に、他端が出力パッド２２ｂに接続されている。出力パッド２２（２２ａ，２２ｂ）は、第１機能別回路１９及び第２機能別回路２０の出力信号を外部に供給するための接続端子である。
【００２６】
本実施形態の特徴的構成要素である入出力回路７（半導体集積回路）は、上述したように構成されているが、２つの第１機能別回路１９及び第２機能別回路２０及び当該第１機能別回路１９及び第２機能別回路２０の出力信号を外部回路に供給するための２つの出力パッド２２ａ，２２ｂに対して、１つのリードフレーム１２ｃが設けられており、２つの出力パッド２２ａ，２２ｂのうち、択一的に選択された一方の出力パッド２２ａのみがボンディングワイヤ１３ｃによって上記リードフレーム１２ｃに接続されている。
【００２７】
すなわち、第２機能別回路２０は機能別回路の１つとして半導体チップ１４上に形成されているが、当該第２機能別回路２０の出力信号は、上述したプリント配線板９上に実装された外部回路との関係で不要なものであるため、第２機能別回路２０の出力信号を外部に出力するための出力パッド２２ｂについては、専用のリードフレームが設けられていない。
【００２８】
このような本実施形態によれば、半導体チップ１４上に形成され、かつ出力信号が択一的に選択されて外部の使用に供される第１機能別回路１９及び第２機能別回路２０の各々についてリードフレームを設けるのではなく（つまり２つのリードフレームを設けるのではなく）、外部回路に使用される出力信号の個数分だけ（つまり１個）のリードフレーム１２ｃのみを設けるので、第１機能別回路１９及び第２機能別回路２０の各々についてリードフレームを設ける場合よりもリードフレームの個数を削減することが可能である。
【００２９】
［第２実施形態］  
次に、本発明の第２実施形態について説明する。  
本実施形態は、入出力回路の構成が第１実施形態と異なっているので、この点を中心に説明するが、第１実施形態と同一の構成要素については、その説明を省略する。
【００３０】
本実施形態における入出力回路７Ａは、図３に示すように、リードフレーム１２１（１２１ａ、１２１ｂ）、ボンディングワイヤ１２２（１２２ａ，１２２ｂ）及び半導体チップ１２３を主要構成要素とする半導体集積回路である。また、半導体チップ１２３は、入力パッド１２４（１２４ａ，１２４ｂ）、入力側メタル配線１２５（１２５ａ，１２５ｂ）、第１機能別回路１２６、第２機能別回路１２７、出力側メタル配線１２８（１２８ａ，１２８ｂ）及び出力パッド１２９（１２９ａ，１２９ｂ）を主要構成要素とする。
【００３１】
図３から容易に分かるように、この入出力回路７Ａは、信号入力用としてリードフレーム１２１ａのみを備え、また入力パッド１２４（１２４ａ，１２４ｂ）が入力側メタル配線１２５（１２５ａ，１２５ｂ）を介して第１機能別回路１２６及び第２機能別回路１２７に直接接続される（つまり、第１実施形態における共通入力処理回路１７及び分岐配線１８に相当する構成要素を備えない）半導体チップ１２３を備え、上記リードフレーム１２１ａをボンディングワイヤ１２２ａによって入力パッド１２４ａに接続したものである。
【００３２】
なお、この入出力回路７Ａにおけるリードフレーム１２１ｂ、ボンディングワイヤ１２２ｂ、入力パッド１２４ｂ、第１機能別回路１２６、第２機能別回路１２７、出力側メタル配線１２８（１２８ａ，１２８ｂ）及び出力パッド１２９（１２９ａ，１２９ｂ）は、第１実施形態における入出力回路７のリードフレーム１２ｃ、ボンディングワイヤ１３ｃ、入力パッド１５ｂ、第１機能別回路１９、第２機能別回路２０、出力側メタル配線２１（２１ａ，２１ｂ）及び出力パッド２２（２２ａ，２２ｂ）にそれぞれ相当する。
【００３３】
このような第２実施形態によれば、択一的に選択させて使用に供される第１機能別回路１２６及び第２機能別回路１２７のうち、１つ設けられたリードフレーム１２１ａを介して外部回路の使用に供される第１機能別回路１２６のみに入力信号が供給される。したがって、外部回路の使用に供されない第２機能別回路１２７についても専用のリードフレームを設ける場合に比較して、信号入力用のリードフレームの個数を削減することができる。
【００３４】
本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形が考えられる。  
（１）上記各実施形態では、車両用電子制御ユニットを構成する入出力回路７，７Ａに本願発明を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。本発明は、半導体チップ上に形成されるものの択一的に選択されて使用に供される複数の機能別回路を備える半導体集積回路であれば、如何なるものにも適用できる。
（２）上記各実施形態では、第１機能別回路１９，１２６及び第２機能別回路２０，１２７を二者択一的に選択する場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。本発明は、３つ以上の機能別回路（ｎ個の機能別回路）のうち、当該機能別回路の個数よりも少ない数の機能別回路（（ｎ−１）個の機能別回路）を選択して使用に供する場合にも適用できる（ｎは３以上の自然数）。
（３）さらに、上記各実施形態では、入出力回路７，７ＡがＤＦＰ構造を有する場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。本発明は、ＤＦＰ構造以外のＱＦＰ構造あるいはＢＧＡ構造等にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電子制御ユニットの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る入出力回路の構成を示す図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る入出力回路の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３６】
１…電子制御ユニット  ２…センサ  ３…アクチュエータ  ４…表示器  ７、７Ａ…入出力回路  １２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２１ａ、１２１ｂ…リードフレーム  １３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１２２ａ、１２２ｂ…ボンディングワイヤ  １４、１２３…半導体チップ  １９、１２６…第１機能別回路  ２０、１２７…第２機能別回路
【図１】
2009170444.tif 000003
【図２】
2009170444.tif 000004
【図３】
2009170444.tif 000005