半导体装置以及测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供具有能够进行更准确的时间测量的时间测量功能的半导体装置。半导体装置（1）包含：振荡器（28）；半导体芯片（30），其具有与振荡器（28）连接的振荡电路（61）、生成与振荡电路（61）的振荡频率对应的频率的计时信号的计时电路（63）以及基于温度信息来修正计时信号的频率的频率修正部（60）；以及与半导体芯片（30）分体的感温元件（27），其检测周围温度并将检测到的温度作为温度信息供给至频率修正部（60）。振荡器（28）以及感温元件（27）被安装在冲模垫（26A）的第一主面（25A）上，半导体芯片（30）被安装在冲模垫（26A）的与第二主面（25A）相反侧的第二主面（25B）上。

【技术实现步骤摘要】
半导体装置以及测量装置
本专利技术涉及半导体装置以及测量装置，尤其涉及具有包含振荡器的振荡电路的半导体装置以及包含该半导体装置的测量装置。
技术介绍
近年来，一直关注于在电、煤气、水等的仪表上附加高度的通信功能来实现自动查表、各种服务的“智能仪表(smart meter )”。在智能仪表中，实时把握消费者的电、煤气、水等的使用历史并且进行各种管理以及控制。因此，正在推进安装有无论仪表的设置环境如何都具有刻画准确的时刻的时间测量功能的半导体装置的仪表的开发。具有时间测量功能的半导体装置一般构成为包含振荡器、与该振荡器连接的振荡电路、以及根据振荡电路的输出信号生成规定的频率的计时信号的计时电路。振荡电路以及计时电路形成在半导体集成电路内。作为在同一封装内组入具有振荡器以及与该振荡器连接的振荡电路的半导体芯片的半导体装置，在专利文献1中，公开了如下半导体装置:使用设置于振子的外表面的外部端子在布线基板的一面配设振子，并且在布线基板的上述一面将与振子连接而振荡的半导体芯片和振子并列配置，在布线基板的上述一面上设置有覆盖半导体芯片的树脂成型构件。另外，在专利文献2中，公开了具备振荡器、以及具有通过与该振荡器电连接来构成振荡电路的电路部的1C芯片的电路装置。在该电路装置中，振荡器具有多个电极，1C芯片具有与振荡器的多个电极对应的多个振荡器垫，振荡器自身的多个电极经由ACF (各向异性导电膜:Anisotropic Conductive Film)与1C芯片上的多个振荡器垫对置且电连接。专利文献1:日本特开2009-213061号公报专利文献2:日本特开2010-34094号公报通常，电表、煤气表等设置于室外的测量装置容易受外界温度的影响。广泛用于时间测量电路的晶体振荡器的共振频率根据周围温度而变化。因此，包含振荡器的振荡电路的振荡频率伴随着周围温度的变化而发生变动。若振荡电路的振荡频率发生变动，则难以进行准确的时间测量。特别是在电表等测量设备中总是需要以较高的精度进行时间测量。因此，在内置于电表等测量设备的具有时间测量功能的半导体装置中，使用感温元件(温度传感器)测定振荡器的温度来修正振荡频率的变动量。在该情况下，为了适当地进行频率修正，利用感温元件准确地测定振荡器的温度是很重要的。例如，在将感温元件内置于1C芯片的构成中，由于感温元件受到半导体芯片的发热的影响，所以难以准确地测定振荡器的温度。另外，作为内置于半导体芯片内的感温元件，假定利用了 pn结的正向电压VF的温度特性的元件等，但在这样的感温元件中，由于输出信号相对于温度变化较小、偏差较大，所以难以高精度地进行温度测定。这样，在内置于半导体芯片的感温元件中，难以以高精度对振荡频率伴随着温度变化的变动量进行修正。另一方面，在使用了晶体振荡器等振荡器的振荡电路中，用于形成共振电路的电容器与振荡器连接。通过将该电容器内置于半导体芯片，从而能够减少部件数。然而，由半导体构成的电容器在半导体芯片内需要比较大的面积，导致芯片尺寸扩大。因此，存在将电容器内置于半导体芯片反而提高成本的情况。另外，由半导体构成的电容器与陶瓷电容器等分立元件比较，电容值的偏差、相对于温度变化的电容值变动也较大，难以实现振荡频率的高精度化。这样，通过将感温元件、电容器装入半导体芯片内，虽然能够实现部件数的削减，但是难以使振荡电路的振荡频率在整个使用温度范围内高精度化，难以进行准确的时间测量。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述情况而产生的，其目的在于提供具有能够进行更准确的时间测量的时间测量功能的半导体装置以及具有该半导体装置的测量装置。为了实现上述目的，本专利技术的半导体装置在单一的封装内包含:振荡器；半导体芯片，其具有与上述振荡器连接的振荡电路、生成与上述振荡电路的振荡频率对应的频率的计时信号的计时电路、和基于温度信息来修正上述计时信号的频率的频率修正部；以及分立元件，其包含与上述半导体芯片分体的感温元件、和与上述半导体芯片分体的电容器中的至少一方，其中，上述感温元件检测周围温度并将检测到的温度作为上述温度信息供给至上述频率修正部；上述电容器与上述振荡器和上述振荡电路这两者电连接。另外，为了实现上述目的，本专利技术的测量装置包含半导体装置和测量部，上述半导体装置在单一的封装内包含:振荡器；半导体芯片，其具有与上述振荡器连接的振荡电路、生成与上述振荡电路的振荡频率对应的频率的计时信号的计时电路、和基于温度信息来修正上述计时信号的频率的频率修正部；以及分立元件，其包含与上述半导体芯片分体的感温元件、和与上述半导体芯片分体的电容器中的至少一方，上述感温元件检测周围温度并将检测到的温度作为上述温度信息供给至上述频率修正部，上述电容器与上述振荡器和上述振荡电路这两者连接；以及上述测量部，其对应于基于上述计时信号生成的时间信息对测量对象进行测量。根据本专利技术的半导体装置以及测量装置，能够提供具有能够进行更准确的测量时间的时间测量功能的半导体装置以及具有该半导体装置的测量装置。【附图说明】图1是表示本专利技术的第一实施方式的电度表的构成的立体图。图2是表示本专利技术的第一实施方式的半导体装置的构成的俯视图。图3是沿图2的3-3线的剖视图。图4是表示本专利技术的第一实施方式的振荡器的构成的立体图。图5是表示本专利技术的第一实施方式的感温元件的构成的立体图。图6是本专利技术的第一实施方式的半导体装置的功能框图。图7是表示本专利技术的第一实施方式的数据存储处理的流程的流程图。图8是表示本专利技术的第一实施方式的频率误差导出处理的流程的流程图。图9是表示本专利技术的实施方式的频率误差导出处理的测定计数器以及基准计数器的动作的时序图。图10是表示本专利技术的第一实施方式的频率修正处理的流程的流程图。图11是表示振荡电路的温度与频率偏差的关系的图。图12 (a)是表示本专利技术的第二实施方式的半导体装置的构成的俯视图，图12 (b)是沿图12 (a)的12b-12b线的剖视图。图13是本专利技术的第二实施方式的半导体装置的功能框图。图14是表示本专利技术的第二实施方式的电容器的构成的立体图。图15是表示本专利技术的第二实施方式的电容器的温度特性的图。图16是表示本专利技术的第二实施方式的半导体装置的局部构成的立体图。图17 (a)是表示本专利技术的第三实施方式的半导体装置的构成的俯视图，图17 (b)是沿图17 (a)的17b-17b线的剖视图。图18是本专利技术的第三实施方式的半导体装置的功能框图。图19是本专利技术的第四实施方式的半导体装置的功能框图。图20是表示本专利技术 的第四实施方式的频率修正处理的流程的流程图。图21是本专利技术的第五实施方式的半导体装置的功能框图。图22是表示本专利技术的第五实施方式的频率修正处理的流程的流程图。图23是表示本专利技术的第五实施方式的其他的频率修正处理的流程的流程图。图24是本专利技术的第六实施方式的半导体装置的功能框图。图25是表示本专利技术的实施方式的半导体模块的构成的立体图。附图标记的说明:1、2、3、4、5、6…半导体装置;10…电度表;25A…第一主面；25B…第二主面；26...引线框；26A…冲模垫；26C、26D、26E、26F、26G、26H、261、26J、26K…贯通孔；27…感温元件；28…振荡器;30…半导体芯片;52、53a、5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置，其特征在于，在单一的封装内包含：振荡器；半导体芯片，其具有与所述振荡器连接的振荡电路、生成与所述振荡电路的振荡频率对应的频率的计时信号的计时电路、和基于温度信息来修正所述计时信号的频率的频率修正部；以及分立元件，其包含与所述半导体芯片分体的感温元件以及与所述半导体芯片分体的电容器中的至少一方，所述感温元件检测周围温度并将检测到的温度作为所述温度信息供给至所述频率修正部，所述电容器与所述振荡器和所述振荡电路这两者电连接。

【技术特征摘要】
2012.09.14 JP 2012-2030601.一种半导体装置，其特征在于，在单一的封装内包含:振荡器；半导体芯片，其具有与所述振荡器连接的振荡电路、生成与所述振荡电路的振荡频率对应的频率的计时信号的计时电路、和基于温度信息来修正所述计时信号的频率的频率修正部；以及分立元件，其包含与所述半导体芯片分体的感温元件以及与所述半导体芯片分体的电容器中的至少一方，所述感温元件检测周围温度并将检测到的温度作为所述温度信息供给至所述频率修正部，所述电容器与所述振荡器和所述振荡电路这两者电连接。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述分立元件包含所述感温元件，所述振荡器、所述半导体芯片以及所述感温元件被设置于引线框，所述振荡器以及所述感温元件分别经由接合线与所述半导体芯片电连接。3.根据权利要求2所述的半导体装置，其特征在于，所述振荡器以及所述感温元件被安装在所述引线框的第一主面上，所述半导体芯片被安装在所述引线框的与所述第一主面相反侧的第二主面上。4.根据权利要求3所述的半导体装置，其特征在于，所述引线框具有使所述振荡器以`及所述感温元件的端子部暴露于所述第二主面侧的贯通孔，所述接合线经由所述贯通孔与暴露于所述第二主面侧的所述振荡器以及所述感温元件的各端子部连接。5.根据权利要求4所述的半导体装置，其特征在于，所述振荡器以及所述感温元件分别被安装在两个贯通孔之间的梁部上。6.根据权利要求3~5中任意一项所述的半导体装置，其特征在于，所述振荡器以及所述感温元件被设置于在平行于所述第一主面以及第二主面的方向上与所述半导体芯片重叠的位置。7.根据权利要求2~6中任意一项所述的半导体装置，其特征在于，所述感温元件是电阻值根据温度变化而变化的热敏电阻。8.根据权利要求2~7中任意一项所述的半导体装置，其特征在于，所述感温元件包含电阻值根据温度变化而变化的电阻体、和密封所述电阻体的密封部，所述振荡器包含振动片、和对所述振动片进行真空密封的密封部。9.根据权利要求2~8中任意一项所述的半导体装置，其特征在于，所述振荡器与所述感温元件之间的距离比所述振荡器与所述半导体芯片之间的距离长。10.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述分立元件包含所述电容器，所述振荡器、所述半导体芯片以及所述电容器被设置在引线框上，所述振荡器与所述电容器经由接合线而电连接，所述电容器与所述半导体芯片经由接合线而电连接。11.根据权利要求10所述的半导体装置，其特征在于，所述振荡器以及所述半导体芯片被安装在所述引线框的第一主面上，所述电容器被安装在所述引线框的与所述第一主面相反侧的第二主面上。12.根据权利要求11所述的半导体装置，其特征在于，所述引线框具有使...

【专利技术属性】
技术研发人员：岩佐洋助，
申请(专利权)人：拉碧斯半导体株式会社，
类型：发明
国别省市：