WO2018159329A1 - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

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primary molded
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semiconductor device
resin
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龍介 泉
吉田　典史
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株式会社デンソー
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    • H01L2924/181—Encapsulation

Definitions

  • the present disclosure relates to a semiconductor device including a secondary molded body and a manufacturing method thereof.
  • a primary molded body including a semiconductor chip having a detection unit for detecting a physical quantity, a secondary molded resin that covers a portion of the primary molded body that is different from the detection unit, and a housing component that is attached to the secondary molded resin are provided.
  • a semiconductor device is known.
  • the primary molded body includes a semiconductor chip and a primary molding resin that covers a region of the semiconductor chip different from the detection unit.
  • the semiconductor device and a manufacturing method thereof for example, the one described in Patent Document 1 is known.
  • the semiconductor device described in Patent Document 1 covers a primary molded body including a semiconductor chip having a detection unit for detecting pressure and a primary molded resin made of a thermosetting resin, and covers a region different from the semiconductor chip in the primary molded body.
  • a secondary molding resin and a flange-shaped casing component are provided.
  • the housing component is formed with a dome-shaped accommodation space for covering the semiconductor chip and a hollow portion connected to the space, and the semiconductor chip exposed from the secondary molding resin is covered with the portion forming the accommodation space.
  • the primary molded body and the secondary molded resin are joined to each other through a sealing material.
  • the diameter of the part where the accommodation space is formed is larger than the diameter of the part where the hollow part is formed.
  • the three members of the primary molded resin, the secondary molded resin, and the casing component are joined together by a single sealing material. Therefore, when the linear expansion coefficients of these three members are different from each other, it is necessary to adjust the linear expansion coefficient of the material of the sealing material in order to relieve the stress caused by heat. The reliability of device bonding can be reduced.
  • the primary molded body is set in the lower mold of the mold, and the secondary molded resin is molded by insert molding. Therefore, when the material of the secondary molded resin is injected into the mold There is a concern that the load is applied to the primary molded body, and the primary molded body is warped or cracked. Specifically, in the manufacturing process described above, since the material of the secondary molding resin is injected after setting the primary molded body to a hard lower mold, there is no load escape area due to the material injection applied to the primary molded body.
  • the present disclosure has been made in view of the above points, and has a structure including a secondary molded body including a primary molded body and a secondary molded resin, but the primary molded body has cracks and warpage.
  • An object of the present invention is to provide a suppressed semiconductor device and a manufacturing method thereof.
  • a semiconductor device includes a primary molded body including a semiconductor chip having a detection unit for detecting a physical quantity and a primary molded resin made of a resin material, and primary molding.
  • a method of manufacturing a semiconductor device includes: preparing a primary molded body having a semiconductor chip having a detection unit for detecting a physical quantity and a primary molded resin made of a resin material; Preparing a housing part with an insertion hole for inserting the body, inserting the primary molded body into the insertion hole and fitting it into the housing part, and fitting the primary molded body into the housing part After the resin is set in the mold, the resin material is poured into the mold by insert molding, and then cooled and cured, so that the exposed part exposed from the insertion hole and the surface of the housing part of the primary molded body Molding a secondary molding resin that integrally covers a part of the region including the region surrounding the insertion hole.
  • the secondary molding resin is molded by insert molding after the primary molded body is inserted into the casing part, the load applied to the primary molded body when the secondary molding resin is injected into the mold is the casing part. Can be absorbed and relaxed, and cracks in the primary molded body are suppressed.
  • the material of the secondary molding resin is injected after the primary molded body is inserted and fitted into the insertion hole of the housing part, the action of fixing the primary molded body is strong, and warping due to the load of the material injection is strong. It is suppressed.
  • a manufacturing method of a semiconductor device includes a semiconductor chip having a detection unit that detects a physical quantity, a primary molding resin that is made of a resin material and seals a region different from the detection unit in the semiconductor chip, Preparing a primary molded body having a structure, attaching a protective cap made of an elastic body to a semiconductor chip exposed from the primary molded resin of the primary molded body, and forming the primary molded body with the protective cap attached to a gold Forming a secondary molding resin that covers the opposite side of the part of the primary molded body to which the protective cap is attached by setting the mold in the mold, pouring the resin material into the mold by insert molding, and cooling and curing.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a clearance between a primary molded body and a housing part in a cross section between II and II shown in FIG. It is a figure which shows the preparation process of a primary molded object among the manufacturing processes of the semiconductor device of 1st Embodiment. It is a manufacturing process following FIG. 3A, Comprising: It is a figure which shows the attachment process of the primary molded object to a housing component. It is a manufacturing process following FIG. 3B, Comprising: It is a figure which shows the formation process of secondary molding resin.
  • the linear expansion coefficient difference between the primary molded body and the housing part and the clearance thereof are adjusted. It is a figure shown about a mode that the position shift of the primary molded object was suppressed. It is sectional drawing which shows the semiconductor device of 2nd Embodiment. It is a figure shown about the receiving part of the housing components formed in the area
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a rib formed in an insertion hole of a housing component in the cross section between VII and VII in FIG. 5. It is sectional drawing which shows the semiconductor device of 3rd Embodiment. It is sectional drawing which shows the semiconductor device of 4th Embodiment. It is sectional drawing which shows the semiconductor device of 5th Embodiment. It is sectional drawing which shows the semiconductor device of 6th Embodiment. It is a figure which shows the preparation process of the primary molded object which attached the protective cap among the manufacturing processes of the semiconductor device of 6th Embodiment. It is a manufacturing process following FIG. 12A, Comprising: It is a figure which shows the formation process of secondary molding resin.
  • FIG. 12B It is a figure which shows the secondary molded object after the manufacturing process of FIG. 12B. It is sectional drawing which shows the example of the other metal mold
  • a semiconductor device that is a pressure sensor will be described as an example.
  • the pressure sensor of the present embodiment is preferably attached to, for example, an automobile engine as a mounted member and used to detect the pressure in the combustion chamber of the engine.
  • the semiconductor device of the present embodiment includes a primary molded body 10 including a semiconductor chip 12, a casing component 20 into which a part of the primary molded body 10 is inserted, and a part of the primary molded body 10. And a secondary molding resin 30 that integrally covers a part of the casing component 20.
  • the primary molded body 10 includes a circuit board 11, a semiconductor chip 12 mounted on the circuit board 11, a primary molding resin 13 that seals a part of the circuit board 11, and the circuit board 11. And an electrical connection member 14 electrically connected to each other.
  • the side of the circuit board 11 on which the semiconductor chip 12 is mounted is the one end 11a, and the other end 11b of the circuit board 11 opposite to the one end 11a is exposed from the primary molding resin 13 and the electrical connection member 14 Electrically connected.
  • the semiconductor chip 12 is exposed from the primary molding resin 13 in the normal direction to one surface of the circuit board 11 on which the semiconductor chip 12 is mounted.
  • region which covers the one end 11a side of the circuit board 11 among the primary molding resin 13 is made into the one end side 13a, and the other side is made into the other end side 13b.
  • One end side 13a is inserted into an insertion hole 21 formed in a casing component 20 to be described later.
  • the other end side 13 b of the primary molded body 10 protrudes from the insertion hole 21 of the casing component 20 and is exposed from the casing component 20.
  • the remaining portion excluding the end portion 14a of the electrical connection member 14 is covered with a secondary molding resin 30 described later.
  • the end 14 a of the electrical connection member 14 protrudes from the secondary molding resin 30 and is exposed from the secondary molding resin 30.
  • the primary molded body 10 includes, for example, a circuit board 11 on which a semiconductor chip 12 is mounted and electrically connected to the electrical connection member 14 is set in a mold (not shown), and the primary molded resin 13 is formed by transfer molding or compression molding. It is formed by performing molding and thermosetting treatment.
  • primary molding here means the process of shape
  • the circuit board 11 has one surface, and the semiconductor chip 12 is mounted on the one surface.
  • One end 11 a side of the circuit board 11 on which the semiconductor chip 12 is mounted is sealed with the primary molding resin 13, and the other end 11 b side, which is the opposite side, is exposed from the primary molding resin 13.
  • the circuit board 11 may be a circuit board formed with circuit wiring made of a conductive material, or a lead frame having island parts and lead parts obtained by processing a metal plate made of metal. May be.
  • the semiconductor chip 12 is made of a semiconductor material such as Si and is mounted on the circuit board 11 via a conductive adhesive or the like.
  • the semiconductor chip 12 includes a detection unit configured to generate an electrical output corresponding to a physical quantity such as pressure, magnetism, and light quantity of a surrounding measurement medium, and is electrically connected to the circuit board 11 by a wire or the like.
  • the semiconductor chip 12 includes a detection unit that detects pressure, and is exposed from the primary molding resin 13 so as to be exposed to the measurement medium. Then, as shown in FIG.
  • the semiconductor chip 12 is arranged so as to face an internal space 24 of the casing component 20 to be described later, and measurement is introduced from an opening 24 a connected to the internal space 24 of the casing component 20. An electrical signal corresponding to the pressure of the medium is output.
  • the primary molding resin 13 is made of a thermosetting resin such as an epoxy resin, for example, and covers a part of the circuit board 11 and has a recess 13c for exposing the semiconductor chip 12 as shown in FIG.
  • the primary molding resin 13 is formed, for example, by performing molding such as transfer molding or compression molding and thermosetting.
  • the primary molding resin 13 may contain a filler made of an insulating material such as silica or alumina as needed from the viewpoint of adjusting the linear expansion coefficient.
  • a filler made of an insulating material such as silica or alumina as needed from the viewpoint of adjusting the linear expansion coefficient.
  • the additive and another additive having a functional group are added. Also good.
  • the electrical connection member 14 is electrically connected to the other end 11b side of the circuit board 11 exposed from the primary molding resin 13 through a conductive adhesive or the like (not shown).
  • a conductive adhesive or the like not shown.
  • an example in which a terminal terminal is used as the electrical connection member 14 is shown, but a circuit board on which circuit wiring is formed may be used as the electrical connection member 14.
  • the casing part 20 absorbs the load applied to the primary molded body 10 during the insert molding of the secondary molding resin 30 while inserting and fixing the primary molded body 10 in the manufacturing process described later, thereby performing the primary molding. It plays the role which suppresses generation
  • the casing component 20 is an elastic body made of a resin material such as a thermosetting resin such as an epoxy resin or a thermoplastic resin such as PPS (polyphenylene sulfide), and performs molding such as transfer molding or injection molding and heat treatment. It is formed by doing.
  • the casing component 20 is linearly expanded more than the material of the primary molding resin 13 in the primary molded body 10 from the viewpoints of suppressing displacement when the primary molded body 10 is inserted and absorbing the load applied to the primary molded body 10. It is preferable to be made of a material having a large coefficient. Actions such as absorption of a load applied to the primary molded body 10 by the casing component 20 will be described in detail in the manufacturing process described later.
  • the casing component 20 may be added with a filler made of an insulating material such as Si from the viewpoint of adjusting the linear expansion coefficient.
  • the housing component 20 has a functional group that reacts with the functional group when an additive having a functional group is added to the secondary molding resin 30.
  • An additive may be added.
  • the housing component 20 is formed with an insertion hole 21 for inserting a portion including the semiconductor chip 12 in the primary molded body 10.
  • the surface of the primary molded body 10 in the direction in which the insertion hole 21 extends (hereinafter referred to as “insertion direction”) is defined as the insertion surface 10a, and the bottom surface 21a of the insertion hole 21 when the insertion hole 21 is viewed from the insertion direction is , Is in contact with a part of the insertion surface 10a.
  • the bottom surface 21 a is a pressing surface that receives a part of the insertion surface 10 a of the primary molded body 10 inserted into the insertion hole 21.
  • the bottom surface 21a is formed with a recessed portion 22 that is recessed along the insertion direction. This is because the secondary molding resin 30 is insert-molded while the front end portion 10b and the bottom surface 21a are in contact with each other in a manufacturing process to be described later, thereby preventing a load from being applied to the front end portion 10b. This is to prevent damage. Details of this will be described later in the description of the manufacturing process.
  • the gap D between the inner wall surface 21b of the insertion hole 21 and the primary molded body 10 when the insertion hole 21 is viewed from the insertion direction is preferably 200 ⁇ m or less.
  • the gap D exceeds 200 ⁇ m, when the primary molded body 10 is inserted into the insertion hole 21 or when the secondary molded resin 30 is insert-molded, the positional deviation of the primary molded body 10 or the secondary molded resin material 30a into the gap. This is because problems such as generation of resin burrs due to excessive penetration may occur.
  • the casing component 20 has a smaller dimension in the radial direction with the insertion direction as an axis (hereinafter simply referred to as “radial direction”) than the dimension in the radial direction of the portion of the other casing component 20.
  • the case seal portion 23 is formed.
  • the housing seal portion 23 has a substantially rectangular frame shape when viewed from the insertion direction, and is formed so as to surround the primary molded resin 13 in the primary molded body 10 at a distance. As shown in FIG. 1, the housing seal portion 23 is a region including a region surrounding the insertion hole 21 in the housing component 20, and is formed together with a portion of the primary molded body 10 exposed from the insertion hole 21. Covered with resin 30. In this embodiment, the housing seal portion 23 is a pressure seal portion that is sealed so as not to leak pressure applied to the semiconductor chip 12 from the insertion hole 21 by being covered with the secondary molding resin 30. .
  • the casing part 20 may be made of a material different from the secondary molding resin 30 as long as it is in close contact with the secondary molding resin 30, but is made of the same material as the secondary molding resin 30. Is preferred. This is because the surface of the casing seal portion 23 becomes a region where the same materials are integrated and joined together, so that a clear interface with the surface of the secondary molding resin 30 does not occur. This is because the pressure leakage from the insertion hole 21 can be suppressed.
  • a convex portion 23 a for improving the adhesion with the secondary molding resin 30 may be formed on the outer peripheral portion of the housing seal portion 23 when viewed from the insertion direction. Not only the convex part 23a but the roughening area
  • the housing part 20 is directly attached to an attachment target such as a fuel pipe (not shown), for example, and a groove 25 for attaching an O-ring 40 is formed on the outer peripheral surface for sealing when attached to the attachment target.
  • an attachment target such as a fuel pipe (not shown), for example
  • a groove 25 for attaching an O-ring 40 is formed on the outer peripheral surface for sealing when attached to the attachment target.
  • the housing part 20 has a structure that can be attached to the external attached object.
  • An O-ring 40 for sealing may be attached.
  • the housing component 20 may be formed with a screw to be screwed and attached to an external attachment target, or another attachment structure may be formed.
  • the secondary molding resin 30 is made of, for example, a resin material such as a thermoplastic resin such as PPS or PBT (polybutylene terephthalate).
  • the secondary molding resin 30 may be added with a filler or an additive made of an insulating material or the like, similar to the primary molding resin 13 and the housing component 20.
  • the secondary molded resin 30 is a member that covers a portion of the surface of the primary molded body 10 that is exposed from the insertion hole 21 (hereinafter referred to as “primary molded body exposed portion”) and the casing seal portion 23 of the casing component 20. . That is, the secondary molding resin 30 is in close contact with the primary molded body exposed portion and the housing seal portion 23, and forms a pressure seal portion at the interface between these two portions.
  • the secondary molding resin 30 is, for example, an insert molding in which the primary molded body 10 inserted into the insertion hole 21 of the housing part 20 is set in a mold, and then a molten thermoplastic resin material or the like is poured and cooled to be cured. It is formed by.
  • FIG. 4 in order to make it easy to understand the positional displacement suppression of the primary molded body 10 by the casing component 20 during insert molding of the secondary molded resin 30 described later, a part of the primary molded body 10, the secondary molded resin material 30 a, and The mold is omitted.
  • a primary molded body 10 shown in FIG. 3A is prepared.
  • the primary molded body 10 is mounted with the semiconductor chip 12 in the recess 13 c of the circuit board 11 and connected to the electrical connection member 14. It is obtained by doing.
  • the housing part 20 in which the insertion hole 21 is formed is prepared, and the primary molded body 10 is inserted into the insertion hole 21 as shown in FIG. 3B.
  • the gap D between the inner wall surface 21 b and the primary molded body 10 when the insertion hole 21 is viewed from the insertion direction is set to 200 ⁇ m or less.
  • the gap D between the inner wall surface 21 b and the primary molded body 10 is set to a low clearance of 200 ⁇ m or less, and the primary molded body 10 is fitted into the insertion hole 21, whereby the displacement of the primary molded body 10 can be suppressed.
  • the casing part 20 in order to make the gap D narrow and the casing part 20 press the primary molded body 10 by heating in the mold in the insert molding of the next secondary molding resin 30, the casing part 20 and It is preferable to adjust the linear expansion coefficient of the material of the primary molding resin 13.
  • the primary expansion is caused by the thermal expansion of the casing component 20. This is because the molded body 10 is pressed down and positional deviation of the primary molded body 10 can be suppressed.
  • the primary molded resin 13 of the primary molded body 10 is formed in the casing while the casing component 20 is made of a material having a large linear expansion coefficient so that the gap D is narrowed by thermal expansion accompanying heating.
  • the material of the component 20 is made of a material having a smaller linear expansion coefficient.
  • the distal end portion 10 b of the insertion surface 10 a of the primary molded body 10 is formed in the housing component 20 when viewed from the insertion direction. It is preferable to be on the depression 22. In other words, the distal end portion 10b of the primary molded body 10 is prevented from contacting the bottom surface 21a of the housing component 20, and a portion of the insertion surface 10a of the primary molded body 10 that is different from the distal end portion 10b is brought into contact with the bottom surface 21a. Is preferred.
  • the circuit board 11 is arranged on a straight line that passes through the tip portion 10 b in the insertion direction, so that the tip portion 10 b and the bottom surface 21 a of the housing component 20 come into contact with each other. If an excessive load is applied to the distal end portion 10b, the force is also transmitted to the circuit board 11. Then, a force is applied to the circuit board 11 in the direction opposite to the insertion direction, a residual stress is generated in the circuit board 11, and the semiconductor chip 12 mounted on the circuit board 11 may be affected. As a result, there is a concern that problems such as damage to the primary molded body 10 occur.
  • a recess 22 is provided on the bottom surface 21a of the casing component 20 so that the tip portion 10b does not contact the bottom surface 21a of the casing component 20, and a portion of the insertion surface 10a of the primary molded body 10 that is different from the tip portion 10b is provided. It can avoid that said malfunction arises by making it contact the bottom face 21a.
  • a case in which the primary molded body 10 is inserted into the housing part 20 is set in a mold composed of an upper mold 100, a lower mold 101, and a slide mold 102, and is made of a thermoplastic resin.
  • the secondary molding resin material 30a is injected into the mold. Thereby, the area
  • the secondary molding resin material 30a is cured to obtain a secondary molding resin 30 that covers a part of the primary molded body 10 and a part of the casing component 20, and the semiconductor device of this embodiment shown in FIG. Can be manufactured.
  • the primary molded body 10 is inserted into the insertion hole 21 of the casing component 20, and the primary molded body exposed portion of the primary molded body 10 and the casing seal portion of the casing component 20. 23 is covered with the secondary molding resin 30. Therefore, since the housing component 20 is bonded to the secondary molding resin 30 in a wide area, the semiconductor device has a higher bonding reliability than the conventional semiconductor device. In addition, since the primary molded body 10 has a structure in which the primary molded body 10 is inserted into the insertion hole 21 of the housing component 20, a semiconductor device in which the warpage of the primary molded body 10 is suppressed as compared with the conventional semiconductor device.
  • the secondary molding resin 30 is placed in the mold in order to insert-mold the secondary molding resin 30 after inserting the primary molded body 10 into the insertion hole 21 of the housing part 20.
  • the load applied to the primary molded body 10 is along the insertion direction.
  • the housing components 20 comprised with elastic bodies, such as a resin material, absorb the load concerning the primary molded object 10 by receiving the primary molded object 10 in the bottom face 21a of the insertion hole 21.
  • FIG. Therefore, in the manufacturing process of the semiconductor device, the load caused by the secondary molded resin material 30a applied to the primary molded body 10 can be relaxed, and the generation of cracks in the primary molded body 10 is suppressed.
  • the bonding area is larger than that of a conventional semiconductor device.
  • a semiconductor device that is large and has high bonding reliability can be manufactured.
  • the primary molded body 10 is inserted into the insertion hole 21 of the housing component 20 to insert-mold the secondary molded resin 30, the primary molded body 10 is fixed not only on one surface but also on the entire outer peripheral surface, and the primary The load applied to the molded body 10 is limited to the insertion direction. Therefore, it is possible to manufacture a semiconductor device in which the warpage of the primary molded body 10 due to the insert molding load is suppressed as compared with the conventional semiconductor device.
  • FIG. 6 elements other than the region R shown in FIG. 5 are omitted for easy understanding of load absorption to the primary molded body 10 in the insert molding of the secondary molding resin 30.
  • FIG. 7 the outline of the primary molded object 10 inserted in the insertion hole 21 is shown with the dashed-dotted line.
  • the semiconductor device of the present embodiment does not have the recess 22 formed in the bottom surface 21 a of the insertion hole 21 of the housing component 20, and the primary molding is performed when the secondary molding resin 30 is insert-molded.
  • a receiving portion 21c for absorbing a load applied to the molded body 10 is formed.
  • ribs 26 are formed on the inner wall surface 21 b of the insertion hole 21 so as to protrude toward the primary molded body 10 and to suppress the positional deviation of the primary molded body 10.
  • the semiconductor device of the present embodiment is different from the first embodiment in these points. In the present embodiment, these differences will be mainly described.
  • the housing component 20 protrudes from the bottom surface 21 a of the insertion hole 21 in the direction opposite to the insertion direction, and applies a load applied to the primary molded body 10 in the insert molding of the secondary molding resin 30.
  • a receiving portion 21c for absorbing is formed.
  • the receiving portion 21 c has a shape protruding in the direction opposite to the insertion direction before the primary molded body 10 is inserted into the insertion hole 21. Then, as shown in FIG. 6A, the receiving portion 21c is deformed by receiving a load applied to the primary molded body 10 at the time of insert molding of the secondary molded resin 30 after the primary molded body 10 is inserted. It works to absorb the load. At this time, like the bottom surface 21a in the first embodiment, the receiving portion 21c is in contact with a portion of the insertion surface 10a different from the distal end portion 10b in the primary molded body 10, and the distal end portion 10b is not loaded. Has been.
  • the shape, height, number, and the like of the receiving portions 21c are arbitrary, and may be other shapes as long as no load is applied to the tip portion 10b of the primary molded body 10.
  • the recessed portion 22 may not be formed on the bottom surface 21 a.
  • ribs 26 are formed on the inner wall surface 21 b of the casing component 20 so as to protrude along the radial direction and suppress the positional deviation of the primary molded body 10 inserted into the insertion hole 21. ing. Except for the portion where the ribs 26 are formed, the gap D between the inner wall surface 21b and the primary molded body 10 is preferably 200 ⁇ m or less as in the first embodiment. In other words, when the gap D is such, the rib 26 has a height in the normal direction with respect to one surface of the inner wall surface 21b where the rib is formed, of 200 ⁇ m or less.
  • the casing component 20 is made of an elastic body made of a resin material or the like, so that even if the casing component 20 on which the ribs 26 are formed is molded using a mold (not shown), It can be easily extracted from the mold.
  • the shape of the ribs 26, the number and arrangement of the ribs 26 are arbitrary, and the cross-sectional shape is not limited to the trapezoidal shape as shown in FIG. The number, the arrangement, and the like to be formed may be changed as appropriate.
  • the housing component 20 is joined to the secondary molded resin 30 with a large area in a state where the primary molded body 10 is inserted into the insertion hole 21.
  • the warpage of the primary molded body 10 is small, and the semiconductor device has high bonding reliability.
  • the primary molded body 10 is compared with the conventional semiconductor device. Thus, a semiconductor device in which defects such as cracks are further suppressed is obtained.
  • the primary molded body 10 is less prone to defects such as cracks than the conventional semiconductor device while suppressing the positional deviation of the primary molded body 10.
  • the suppressed semiconductor device can be manufactured stably.
  • the semiconductor device according to the present embodiment is provided with a sloped surface 27 having a radial dimension that increases in the direction opposite to the insertion direction on the inner wall surface 21 b of the housing component 20.
  • the gradient following protrusion 15 is formed in the primary molding resin 13 among the primary molded objects 10 so that the dimension of radial direction may become large along the said gradient.
  • the semiconductor device of the present embodiment is different from the first embodiment in these points. In the present embodiment, these differences will be mainly described.
  • the casing component 20 is formed by, for example, injection molding using a mold (not shown), but in order to make it easy to take out the casing component 20 from the mold after the formation, the insertion hole 21 has a direction opposite to the insertion direction.
  • a gradient surface 27 is provided in which the dimension in the radial direction increases toward the center.
  • the primary molded body 10 has a radial direction along the gradient surface 27 as shown in FIG. It is preferable that the gradient following protrusion 15 having a larger dimension is formed.
  • the gap between the inner wall surface 21b and the primary molded body 10 when viewed from the insertion direction is prevented from becoming too large, and the primary molded body at the time of inserting the primary molded body 10 or at the time of insert molding of the secondary molded resin 30. The positional deviation of 10 can be suppressed.
  • the gradient following protrusion 15 may be formed along the gradient surface 27 and may be formed on a part of the outer periphery of the primary molding resin 13 or may be formed on the entire outer periphery. .
  • the gradient surface 27 the inclination when moving in the direction opposite to the insertion direction may be constant, the inclination may be gradually increased, or the inclination may be increased stepwise.
  • the slope of the slope surface 27 is arbitrary.
  • the warpage of the primary molded body 10 is compared with the conventional semiconductor device, as in the first embodiment.
  • a semiconductor device having a high bonding reliability with few defects such as cracks and cracks is obtained.
  • the casing component 20 having the insertion hole 21 that is formed into a shape that is easy to be removed from the mold there is little problem such as warping or cracking of the primary molded body 10, and a highly reliable semiconductor device can be stabilized. Can be manufactured.
  • FIG. 9 A semiconductor device according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG.
  • the burr suppression protrusion 16 is formed on the primary molded body 10, and the radial dimension of the insertion hole 21 is increased corresponding to the burr suppression protrusion 16.
  • the point which the large diameter part 28 is formed in the housing component 20 differs from the said 1st Embodiment. In the present embodiment, this difference will be mainly described.
  • the burr suppression protrusion 16 is formed on the outer peripheral portion of the primary molding resin 13 in the primary molded body 10 and has a shape protruding in a radial direction from the outer periphery, for example, an annular shape having a trapezoidal cross section as shown in FIG. It is supposed to be a protrusion.
  • the burr suppression protrusion 16 suppresses the occurrence of resin burr due to the secondary molded resin material 30a entering between the inner wall surface 21b of the insertion hole 21 and the primary molded body 10 during insert molding of the secondary molded resin 30.
  • the flow of the secondary molding resin material 30a toward the insertion hole 21 is blocked by the burr suppression protrusion 16 during the insert molding of the secondary molding resin 30. Further, the secondary molding resin material 30 a that has overcome the burr suppression protrusion 16 remains in the space beyond the burr suppression protrusion 16 in the gap between the large diameter portion 28 and the primary molded body 10. Therefore, the secondary molded resin material 30a is prevented from excessively entering between the inner wall surface 21b whose dimension in the radial direction of the insertion hole 21 is smaller than that of the large diameter portion 28 and the primary molded body 10, and these It is possible to suppress the occurrence of resin burrs between them.
  • the housing component 20 has a dimension in the radial direction of the insertion hole 21 (hereinafter, “below” on the opposite side to the insertion direction of the insertion hole 21 into which the primary molded body 10 is inserted.
  • a large-diameter portion 28 having a larger radial dimension than the “insertion hole dimension” is formed.
  • the dimension in the radial direction of the large-diameter portion 28 (hereinafter referred to as “large-diameter portion dimension”) is the height dimension of the burr suppression protrusion 16, that is, the method for one surface of the outer periphery of the primary molding resin 13 on which the burr suppression protrusion 16 is formed. It is adjusted according to the dimension in the line direction. Specifically, the size of the large diameter portion only needs to be equal to or larger than the size obtained by adding the height size of the burr suppressing protrusion 16 to the insertion hole size.
  • the burr suppressing protrusion 16 is not limited to the example in which the cross-sectional shape is a trapezoidal shape as shown in FIG. 9 as long as the burr suppressing protrusion 16 has a shape capable of receiving part or all of the secondary molding resin material 30a.
  • the cross-sectional shape may be a semicircular shape or any other shape.
  • the burr suppressing protrusion 16 may be intermittently formed on a part of the outer periphery of the primary molded body 10 or may be continuously formed on the entire outer periphery. Further, the height dimension and the large diameter part dimension of the burr suppression protrusion 16 are arbitrarily set.
  • the occurrence of resin burrs and defects due to the burr suppression protrusions 16 are suppressed, and the warpage and cracks of the primary molded body 10 are compared to the conventional semiconductor device, as in the first embodiment.
  • a semiconductor device with a high bonding reliability is obtained.
  • FIG. 10 A semiconductor device of the fifth embodiment will be described with reference to FIG.
  • the semiconductor device of this embodiment as shown in FIG. 10, a part of the semiconductor chip 12 including a detection unit (not shown) is exposed from the insertion surface 10a along the insertion direction.
  • the semiconductor device of the present embodiment has a structure in which a protrusion 29 protruding in a direction intersecting the insertion direction from the inner wall surface 21b of the insertion hole 21 is formed, and the protrusion 29 and the insertion surface 10a are in contact with each other.
  • the semiconductor device of the present embodiment is different from the first embodiment in these points. In the present embodiment, these differences will be mainly described.
  • the housing component 20 includes a primary molded body 10 and an insertion hole 21 that have a structure in which a part of the semiconductor chip 12 including the detection unit is exposed from the insertion surface 10 a.
  • a protrusion 29 is formed so as not to come into contact with the bottom surface 21a.
  • the housing component 20 has a protrusion 29 protruding on the inner wall surface 21b of the insertion hole 21 in a direction intersecting the insertion direction.
  • the protrusion 29 is formed with a pressing surface 29a that contacts a portion of the insertion surface 10a of the primary molded body 10 that is different from the tip portion 10b.
  • the protrusion 29 has a dimension in the normal direction to one surface of the inner wall surface 21 b where the protrusion 29 is formed so as not to contact the semiconductor chip 12.
  • the protrusion 29 prevents the semiconductor chip 12 from coming into contact with the housing component 20 and is damaged, and is primary molded when the primary molded body 10 is inserted into the insertion hole 21 and when the secondary molded resin 30 is insert molded. It plays the role of receiving the body 10 and absorbing the load applied to the primary molded body 10.
  • the protrusion 29 is not limited to the semiconductor chip 12 and may contact the insertion surface 10a to receive the primary molded body 10, and is not limited to the example illustrated in FIG. It may be formed like this, and may be formed by other arrangements.
  • the warpage of the primary molded body 10 compared to the conventional semiconductor device as in the first embodiment. It becomes a semiconductor device with few defects such as cracks and high reliability of bonding.
  • the semiconductor chip 12 is prevented from being damaged, and there are few problems such as warping and cracking of the primary molded body 10, and the reliability of bonding.
  • a semiconductor device having a high level can be manufactured.
  • FIG. 11 A semiconductor device according to the sixth embodiment will be described with reference to FIGS.
  • the semiconductor device of the present embodiment has a structure in which a primary molded body 10 and a secondary molded resin 30 are integrated and connected to a casing component 20 made of a metal material. This is different from the fifth embodiment. In the present embodiment, this difference will be mainly described.
  • the housing component 20 is provided with, for example, a hollow portion 20c into which a part of the primary molded body 10 is inserted and a housing region 20d, and the diameter of the portion where the housing region 20d is formed is the hollow portion 20c. It is set as the flange shape made larger than the diameter of the part formed.
  • the housing component 20 is different from the above embodiments in that the primary molded body 10 and the secondary molded resin 30 are integrated so as to cover a part of the secondary molded resin 30. (Hereinafter referred to as “secondary molded body” in the present embodiment).
  • the housing component 20 is sealed, for example, on the one surface 20 a corresponding to the bottom surface of the accommodation region 20 d via the secondary molded body and the O-ring 40.
  • the part which contains the detection part of the semiconductor chip 12 among the primary molded bodies 10, and is exposed from the secondary molding resin 30 is accommodated in the hollow part 20c.
  • the detection part of the semiconductor chip 12 outputs the electrical signal according to the pressure of the measurement medium introduce
  • the housing component 20 may be made of the same resin material as that of each of the above embodiments, or may be made of a metal material.
  • the primary molded body 10 in which a part including the detection portion of the semiconductor chip 12 is exposed from the primary molding resin 13 is molded by transfer molding or the like using a mold or the like (not shown), for example, as in the above embodiments. .
  • a protective cap 50 made of an elastic body such as a thermoplastic resin material such as PPS is attached so as to cover the exposed portion of the semiconductor chip 12 in the primary molded body 10.
  • the primary molded body 10 to which the protective cap 50 is attached is set in a mold composed of an upper mold 100, a lower mold 101, and a slide mold 102.
  • the secondary molded object to which the protective cap shown to FIG. 12C was attached is obtained by inject
  • the slide mold 102 shown in FIG. 12B and another slide mold 103 with a protective cap 50 inserted may be used, and any appropriate mold may be used. Good.
  • the slide mold 103 into which the protective cap 50 is inserted is used, if the secondary mold 30 is removed from the slide mold 103 after the upper mold 100, the lower mold 101, and the slide mold 102 are removed after forming the secondary molding resin 30, the protection is achieved.
  • the cap 50 can be used repeatedly.
  • the primary molded body is more than the conventional semiconductor device.
  • the semiconductor device in which the warpage, cracks, and the like are suppressed is obtained.
  • the protective cap 50 is used. This can prevent the semiconductor chip 12 from being damaged. Then, by connecting the secondary molded body from which the protective cap 50 has been removed to the housing component 20, a semiconductor device in which warpage, cracks, etc. of the primary molded body 10 are suppressed as compared with the conventional semiconductor device is manufactured. Can do.
  • the primary molding resin 13 is made of a thermosetting resin
  • it may be made of a thermoplastic resin such as PPS.
  • the example in which an element for detecting pressure is used as the semiconductor chip 12 and the semiconductor device is configured as a pressure sensor as a whole has been described. You may use the element which detects the physical quantity of.
  • the semiconductor chip 12 may be sealed with the primary molding resin 13, and the portion of the housing component 20 having the internal space 24 is matched to the shape of an arbitrary magnetic sensor, light amount sensor, or the like. The shape or the like may be changed as appropriate.
  • Each embodiment of the first to fifth embodiments may be a semiconductor device having a combination of the above embodiments.
  • the rib 26 and the receiving portion 21c formed in the semiconductor device of the second embodiment may be formed in the semiconductor device of the first embodiment or the semiconductor device of the fifth embodiment.
  • a semiconductor device having a structure in which these are appropriately combined may be used.
  • the example in which the surface contacting the insertion surface 10a of the primary molded body 10 among the bottom surface or the inner wall surface of the insertion hole 21 is a pressing surface has been described.
  • the side surface 13 d at the step of the protruding portion of the primary molding resin 13 is formed.
  • the holding surface 21d to be received may be formed in the insertion hole 21. In this case, as shown in FIG.
  • the semiconductor device may have a structure in which the insertion surface 10a is in contact with the bottom surface 21a and the pressing surface 21d is in contact with the side surface 13d.
  • the housing component 20 may be any material as long as it can absorb the load applied to the primary molded body 10 during the insert molding of the secondary molding resin 30 and may be made of a relatively soft metal material such as Al.
  • the load applied to the primary molded body 10 at the time of insert molding of the secondary molding resin 30 is formed by forming the receiving part 21c formed as a fine convex part while the casing part 20 is made of Al. The semiconductor device can be absorbed and cracks of the primary molded body 10 are suppressed.

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Abstract

半導体装置は、物理量を検出する検出部を有する半導体チップ（１２）と樹脂材料によりなる一次成形樹脂（１３）とを有してなる一次成形体（１０）と、一次成形体が挿入されるための挿入穴（２１）が形成された筐体部品（２０）と、樹脂材料によりなり、一次成形体の表面のうち挿入穴から露出した領域と筐体部品の表面のうち挿入穴を囲む領域を含む一部の領域とを一体的に覆う二次成形樹脂（３０）と、を備える。一次成形体のうち半導体チップを含む部分は、挿入穴に挿入されている。

Description

半導体装置およびその製造方法 関連出願への相互参照
　本出願は、２０１７年２月２８日に出願された日本特許出願番号２０１７－０３７２７７号に基づくもので、ここにその記載内容が参照により組み入れられる。
　本開示は、二次成形体を備える半導体装置およびその製造方法に関する。
　従来、物理量を検出する検出部を有する半導体チップを備える一次成形体と、一次成形体のうち検出部と異なる部分を覆う二次成形樹脂と、二次成形樹脂に取り付けられる筐体部品とを有してなる半導体装置が知られている。このような構成において、一次成形体は、半導体チップと、半導体チップのうち検出部と異なる領域を覆う一次成形樹脂とを有してなる。このような半導体装置およびその製造方法としては、例えば特許文献１に記載のものが知られている。
　特許文献１に記載の半導体装置は、圧力を検出する検出部を有する半導体チップと熱硬化性樹脂によりなる一次成形樹脂とを備える一次成形体と、一次成形体のうち半導体チップと異なる領域を覆う二次成形樹脂と、フランジ形状の筐体部品とを備える。そして、筐体部品は、半導体チップを覆うためのドーム状の収容空間と当該空間に繋がる中空部が形成され、二次成形樹脂から露出した半導体チップが収容空間を形成した部分に覆われるように一次成形体および二次成形樹脂とシール材を介して接合されている。なお、フランジ形状の筐体部品は、収容空間が形成された部分の径が、中空部が形成された部分の径よりも大きいものとされている。
　特許文献１に記載の半導体装置は、一次成形体を上型、下型およびスライド型によりなる金型のうち下型に固定した後、インサート成形により熱可塑性樹脂材料を流し込んで硬化させることで、一次成形体の一部を覆う二次成形樹脂を成形する工程を含む。この工程により、一次成形体のうち半導体チップが二次成形樹脂から露出すると共に、一次成形樹脂と二次成形樹脂との間に筐体部品と接合するためのシール材の充填に用いられる環状の溝が形成された二次成形体が得られる。そして、この二次成形体の溝にシール材を充填した後、当該シール材を介して二次成形体と上記の筐体部品とを接合することで、上記のような半導体装置を製造することができる。
特許第４７１７０８８号公報
　しかしながら、上記の二次成形体を備える半導体装置では、一次成形樹脂、二次成形樹脂および筐体部品の３つの部材が１つのシール材により接合されている。そのため、これら３つの部材の線膨張係数がそれぞれ異なる場合には、熱による応力の緩和のために、シール材の材料の線膨張係数を調整することが必要であるが、その調整が難しく、半導体装置の接合の信頼性が低くなり得る。
　また、上記の製造工程では、一次成形体を金型のうち下型にセットして、二次成形樹脂をインサート成形により成形するため、二次成形樹脂の材料を金型内に注入した際の荷重が一次成形体にかかってしまい、一次成形体に反りやクラックが生じる懸念がある。具体的には、上記の製造工程では、一次成形体を硬い下型にセットした後に二次成形樹脂の材料を注入するため、一次成形体にかかる当該材料注入による荷重の逃げ場がない。また、一次成形体をセットする下型と一次成形体との接触面積が小さいため、二次成形樹脂の材料注入の際に、一次成形体を固定する作用が弱い。これらの要因により、一次成形体にクラックや反りが発生してしまうと、一次成形体のクラックや反りを有する半導体装置となり得る。
　本開示は、上記の点に鑑みてなされたものであり、一次成形体と二次成形樹脂とを有してなる二次成形体を備える構造とされつつも、一次成形体のクラックや反りが抑制された半導体装置およびその製造方法を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するため、本開示の第１の観点による半導体装置は、物理量を検出する検出部を有する半導体チップと樹脂材料によりなる一次成形樹脂とを有してなる一次成形体と、一次成形体が挿入されるための挿入穴が形成された筐体部品と、樹脂材料によりなり、一次成形体の表面のうち挿入穴から露出した領域と筐体部品の表面のうち挿入穴を囲む領域を含む一部の領域とを一体的に覆う二次成形樹脂と、を備える。そして、一次成形体のうち半導体チップを含む部分は、挿入穴に挿入されている。
　これにより、一次成形体が筐体部品の挿入穴に挿入されつつ、一次成形体の表面のうち挿入穴から露出した部分と筐体部品の表面のうち挿入穴を囲む部分を二次成形樹脂が覆う構造とされた半導体装置となる。そのため、筐体部品が二次成形樹脂と広い面積で接合され、筐体部品が一次成形樹脂と二次成形樹脂との境界領域にてこれらとシール材を介して接合された従来の半導体装置（以下、単に「従来の半導体装置」という）に比べて接合の信頼性の高い半導体装置となる。
　本開示の第２の観点による半導体装置の製造方法は、物理量を検出する検出部を有する半導体チップと樹脂材料によりなる一次成形樹脂とを有してなる一次成形体を用意することと、一次成形体を挿入するための挿入穴が形成された筐体部品を用意することと、一次成形体を挿入穴に挿入して筐体部品に嵌め込むことと、一次成形体を筐体部品に嵌め込んだものを、金型にセットした後、樹脂材料をインサート成形により金型に流し込み、冷却して硬化させることで、一次成形体のうち挿入穴から露出した露出部分と筐体部品の表面のうち挿入穴を囲む領域を含む一部の領域とを一体的に覆う二次成形樹脂を成形することと、を含む。
　これにより、一次成形体を筐体部品に挿入した後に二次成形樹脂がインサート成形により成形されるため、二次成形樹脂を金型内に注入する際に一次成形体にかかる荷重を筐体部品で吸収して緩和することができ、一次成形体でのクラックが抑制される。また、筐体部品の挿入穴に一次成形体を挿入して嵌合した後に、二次成形樹脂の材料を注入するため、一次成形体を固定する作用が強く、当該材料注入の荷重による反りが抑制される。その結果、従来の半導体装置に比べて、一次成形体のクラックや反りが抑制されると共に、二次成形樹脂と筐体部品とが広い面積で接合された接合信頼性の高い半導体装置を製造することができる。
　本開示の第３の観点による半導体装置の製造方法は、物理量を検出する検出部を有する半導体チップと、樹脂材料によりなり、半導体チップのうち検出部と異なる領域を封止する一次成形樹脂と、を有してなる一次成形体を用意することと、一次成形体のうち一次成形樹脂から露出した半導体チップに弾性体によりなる保護キャップを取り付けることと、保護キャップが取り付けられた一次成形体を金型にセットして、樹脂材料をインサート成形により金型に流し込み、冷却して硬化させることで、一次成形体のうち保護キャップが取り付けられた部分の反対側を覆う二次成形樹脂を形成することと、一次成形体のうち二次成形体から露出する部分を挿入するための挿入穴が形成された筐体部品を用意することと、二次成形樹脂により一部を封止された一次成形体から保護キャップを取り外した後、これを筐体部品に嵌め込むことと、を含む。
　これにより、筐体部品に一次成形体をセットしたまま、二次成形樹脂をインサート成形できない場合であっても、一次成形体の反りやクラックが従来の半導体装置に比べて少ない半導体装置を製造することができる。具体的には、一次成形体のうち半導体チップに弾性体によりなる保護キャップを取り付けた後に二次成形樹脂をインサート成形しても、保護キャップが一次成形体にかかる荷重を緩和するため、一次成形体に反りやクラックが発生しにくい。このようにして成形した一次成形体の一部を二次成形樹脂が覆う二次構造体から保護キャップを取り外した後、筐体部品に嵌め込むことで一次成形体の反りやクラックが従来の半導体装置に比べて少ない半導体装置を製造することができる。
第１実施形態の半導体装置を示す断面図である。 図１中に示すＩＩ－ＩＩ間の断面において、一次成形体と筐体部品とのクリアランスについて示す断面図である。 第１実施形態の半導体装置の製造工程のうち一次成形体の用意工程を示す図である。 図３Ａに続く製造工程であって、筐体部品への一次成形体の取付工程を示す図である。 図３Ｂに続く製造工程であって、二次成形樹脂の形成工程を示す図である。 第１実施形態の半導体装置の製造工程での一次成形体と筐体部品との嵌合において、一次成形体と筐体部品との線膨張係数差およびこれらのクリアランスを調整し、筐体部品によって一次成形体の位置ズレを抑制した様子について示す図である。 第２実施形態の半導体装置を示す断面図である。 図５中の領域Ｒにおいて形成された筐体部品の受け止め部について示す図であって、一次成形体の挿入途中を示す拡大断面図である。 一次成形体が挿入された筐体部品の受け止め部と一次成形体との接触の様子を示す拡大断面図である。 図５中のＶＩＩ－ＶＩＩ間の断面において、筐体部品の挿入穴に形成されたリブについて示す断面図である。 第３実施形態の半導体装置を示す断面図である。 第４実施形態の半導体装置を示す断面図である。 第５実施形態の半導体装置を示す断面図である。 第６実施形態の半導体装置を示す断面図である。 第６実施形態の半導体装置の製造工程のうち保護キャップを取り付けた一次成形体の用意工程を示す図である。 図１２Ａに続く製造工程であって、二次成形樹脂の形成工程を示す図である。 図１２Ｂの製造工程後の二次成形体を示す図である。 第６実施形態の半導体装置の製造工程において使用する他の金型の例を示す断面図である。 他の実施形態の半導体装置の一部を示す断面図である。
　以下、本開示の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。
　（第１実施形態）
　第１実施形態の半導体装置について、図１～図４を参照して述べる。図２では、後述する挿入穴２１に挿入された一次成形体１０の外郭線を一点鎖線で示している。
　本実施形態では、圧力センサとされた半導体装置を例に挙げて説明する。なお、本実施形態の圧力センサは、例えば、自動車のエンジンを被取付部材として取り付けられ、当該エンジンにおける燃焼室内の圧力を検出するのに利用されると好適である。
　本実施形態の半導体装置は、図１に示すように、半導体チップ１２を備える一次成形体１０と、一次成形体１０の一部が挿入された筐体部品２０と、一次成形体１０の一部および筐体部品２０の一部を一体的に覆う二次成形樹脂３０とを有してなる。
　一次成形体１０は、図１に示すように、回路基板１１と、回路基板１１上に搭載された半導体チップ１２と、回路基板１１の一部を封止する一次成形樹脂１３と、回路基板１１と電気的に接続された電気接続部材１４とを有してなる。そして、回路基板１１のうち半導体チップ１２が搭載された側を一端１１ａとして、回路基板１１のうち一端１１ａの反対側の他端１１ｂは、一次成形樹脂１３から露出すると共に、電気接続部材１４と電気的に接続されている。また、半導体チップ１２は、本実施形態では、半導体チップ１２が搭載された回路基板１１の一面に対する法線方向において一次成形樹脂１３から露出している。
　図１に示すように、本実施形態では、一次成形樹脂１３のうち回路基板１１の一端１１ａ側を覆う領域を一端側１３ａとし、その反対側を他端側１３ｂとして、一次成形体１０のうち一端側１３ａが後述する筐体部品２０に形成された挿入穴２１に挿入されている。一次成形体１０のうち他端側１３ｂは、本実施形態では、筐体部品２０の挿入穴２１から突出し、筐体部品２０から露出している。筐体部品２０から露出した一次成形体１０の他端側１３ｂのうち電気接続部材１４の端部１４ａを除く残部は、後述する二次成形樹脂３０により覆われている。そして、電気接続部材１４の端部１４ａは、二次成形樹脂３０から突出し、二次成形樹脂３０から露出している。
　一次成形体１０は、例えば、半導体チップ１２が搭載され、電気接続部材１４と電気的に接続された回路基板１１を図示しない金型にセットし、一次成形樹脂１３をトランスファー成形やコンプレッション成形等の成形および熱硬化処理を行うことで形成される。
　なお、ここでいう「一次成形」とは、後述する二次成形樹脂３０を成形する工程を二次成形と捉えた場合、その前工程である一次成形体１０を成形する工程を意味する。
　回路基板１１は、一面を有し、その一面上に半導体チップ１２が搭載されている。回路基板１１のうち半導体チップ１２が搭載されている一端１１ａ側が一次成形樹脂１３により封止されると共に、その反対側である他端１１ｂ側が一次成形樹脂１３から露出している。
　なお、回路基板１１は、基板に導電材料によりなる回路配線が形成されたものであってもよいし、金属によりなる金属板を加工して得られるアイランド部とリード部とを有するリードフレームであってもよい。
　半導体チップ１２は、例えばＳｉ等の半導体材料によりなり、導電性接着剤等を介して回路基板１１上に搭載されている。例えば、半導体チップ１２は、周囲の測定媒体の圧力、磁気、光量等物理量に応じた電気出力を発生するように構成された検出部を備えており、ワイヤ等により回路基板１１と電気的に接続されると共に、公知の半導体プロセスにより形成される。半導体チップ１２は、本実施形態では、圧力を検出する検出部を備え、測定媒体に晒されるように一次成形樹脂１３から露出している。そして、半導体チップ１２は、図１に示すように、後述する筐体部品２０の内部空間２４に面するように配置され、筐体部品２０の内部空間２４へ繋がる開口部２４ａから導入される測定媒体の圧力に応じた電気信号を出力する。
　一次成形樹脂１３は、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂によりなり、図１に示すように回路基板１１の一部を覆うと共に、半導体チップ１２を露出させるための凹部１３ｃが形成されている。一次成形樹脂１３は、例えばトランスファー成形やコンプレッション成形等の成形および熱硬化処理を行うことにより形成される。
　なお、一次成形樹脂１３には、線膨張係数の調整等の観点から、必要に応じて、シリカやアルミナ等の絶縁性材料によりなるフィラーが含有されていてもよい。また、後述する二次成形樹脂３０との密着性向上の観点から、二次成形樹脂３０に添加剤を含有させる場合には、当該添加剤と官能基を有する他の添加剤が添加されていてもよい。
　電気接続部材１４は、図示しない導電性接着剤等を介して、一次成形樹脂１３から露出した回路基板１１の他端１１ｂ側と電気的に接続されている。なお、本実施形態では、電気接続部材１４としてターミナル端子を用いた例を示しているが、回路配線が形成された回路基板を電気接続部材１４として用いてもよい。
　筐体部品２０は、後述する製造工程において一次成形体１０を挿入して嵌め込んで固定しつつ、二次成形樹脂３０のインサート成形時に一次成形体１０にかかる荷重を吸収することで、一次成形体１０の反りやクラック等の発生を抑制する役割を果たす。
　筐体部品２０は、例えば、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂やＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の熱可塑性樹脂等の樹脂材料によりなる弾性体であり、トランスファー成形や射出成形等の成形および熱処理等を行うことにより形成される。筐体部品２０は、一次成形体１０の挿入時における位置ズレ抑制や上記の一次成形体１０にかかる荷重の吸収等の観点から、一次成形体１０のうち一次成形樹脂１３の材料よりも線膨張係数が大きい材料により構成されることが好ましい。筐体部品２０による一次成形体１０にかかる荷重の吸収等の作用については、後述する製造工程にて詳しく説明する。
　なお、筐体部品２０は、線膨張係数の調整の観点から、Ｓｉ等の絶縁材料等によるフィラーが添加されてもよい。また、筐体部品２０は、二次成形樹脂３０との密着向上の観点から、二次成形樹脂３０に官能基を有する添加剤を添加する場合には、当該官能基と反応する官能基を有する添加剤が添加されていてもよい。
　筐体部品２０は、図１に示すように、一次成形体１０のうち半導体チップ１２を含む部分を挿入するための挿入穴２１が形成されている。そして、一次成形体１０の表面のうち挿入穴２１が伸びる方向（以下「挿入方向」という）における面を挿入面１０ａとして、挿入方向から挿入穴２１を見たときの挿入穴２１の底面２１ａは、挿入面１０ａの一部と接触している。
　具体的には、挿入面１０ａのうち挿入方向において突き出た先端部１０ｂと異なる部分が底面２１ａに接触している。すなわち、底面２１ａは、本実施形態では、挿入穴２１に挿入された一次成形体１０の挿入面１０ａの一部を受け止める押さえ面とされている。また、底面２１ａは、挿入方向に沿って窪んだ窪み部２２が形成されている。これは、後述する製造工程において先端部１０ｂと底面２１ａとが接触したまま、二次成形樹脂３０がインサート成形されることにより、荷重が先端部１０ｂにかかることを抑制し、一次成形体１０の損傷等を防ぐためである。この詳細については、製造工程の説明にて後述する。
　図２に示すように、挿入穴２１を挿入方向から見たときの挿入穴２１の内壁面２１ｂと一次成形体１０との隙間Ｄは、２００μｍ以下とされることが好ましい。隙間Ｄが２００μｍを超える場合、一次成形体１０を挿入穴２１に挿入した時や二次成形樹脂３０のインサート成形時における一次成形体１０の位置ズレや二次成形樹脂材料３０ａの当該隙間への過剰侵入による樹脂バリの発生等の不具合が生じ得るためである。
　筐体部品２０は、図１に示すように、挿入方向を軸とする径方向（以下、単に「径方向」という）における寸法が他の筐体部品２０の部分の径方向における寸法よりも小さくされた筐体シール部２３が形成されている。
　筐体シール部２３は、挿入方向から見たとき、略四角形の枠体状とされ、距離を隔てて一次成形体１０のうち一次成形樹脂１３を囲むように形成されている。筐体シール部２３は、図１に示すように、筐体部品２０のうち挿入穴２１を囲む領域を含む領域であって、一次成形体１０のうち挿入穴２１から露出した部分と共に二次成形樹脂３０により覆われている。筐体シール部２３は、本実施形態では、二次成形樹脂３０により覆われることで、半導体チップ１２にかかる圧力が挿入穴２１から外部に漏れないようにシールされた圧力シール部とされている。
　なお、筐体部品２０は、二次成形樹脂３０と密着するのであれば、二次成形樹脂３０と異なる材料により構成されていてもよいが、二次成形樹脂３０と同じ材料により構成されることが好ましい。これは、筐体シール部２３の表面が同じ材料同士が一体化して接合される領域となることで、二次成形樹脂３０の表面との明確な界面が生じない状態となり、二次成形樹脂３０との密着性が向上し、挿入穴２１からの圧力漏れを抑制できるためである。
　また、挿入方向から見て、筐体シール部２３の外周部には、図１に示すように、二次成形樹脂３０との密着性を高めるための凸部２３ａが形成されていてもよいし、凸部２３ａに限らず、アンカー効果を発揮する凹凸が形成された粗化領域等が形成されていてもよい。
　筐体部品２０は、例えば図示しない燃料パイプ等の被取付対象に直接取り付けられるものであり、外周面に被取付対象に取り付けた際のシールをするためのＯリング４０取付用の溝２５が形成されている。このように、例えば燃料パイプに取り付けることによって開口部２４ａが燃料パイプ内と連通して、内部空間２４への測定媒体の導入が可能となる。
　なお、上記の例では、外部の被取付対象への取付とシールについて説明したが、筐体部品２０に外部の被取付対象への取付が可能な構造が形成されていればよく、必要に応じてシール用のＯリング４０が取り付けられてもよい。例えば、筐体部品２０は、外部の被取付対象と螺合して取り付けるためのネジが形成されてもよいし、他の取付構造が形成されてもよい。
　二次成形樹脂３０は、例えば、ＰＰＳやＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等の熱可塑性樹脂等の樹脂材料等により構成される。なお、二次成形樹脂３０は、一次成形樹脂１３や筐体部品２０と同様に、絶縁性材料などによるフィラーや添加剤が添加されていてもよい。
　二次成形樹脂３０は、一次成形体１０の表面のうち挿入穴２１から露出する部分（以下「一次成形体露出部」という）および筐体部品２０のうち筐体シール部２３を覆う部材である。つまり、二次成形樹脂３０は、一次成形体露出部および筐体シール部２３と密着しており、これら２つの部位との界面で圧力シール部を形成している。二次成形樹脂３０は、例えば一次成形体１０を筐体部品２０の挿入穴２１に挿入したものを金型にセットした後に、溶融した熱可塑性樹脂材料等を流し込んで冷却して硬化するインサート成形により形成される。
　以上が、本実施形態の半導体装置の基本的な構成である。次に、本実施形態の半導体装置の製造工程について、図３、図４を参照して説明する。図４では、後述する二次成形樹脂３０のインサート成形時における筐体部品２０による一次成形体１０の位置ズレ抑制を分かり易くするため、一次成形体１０の一部、二次成形樹脂材料３０ａおよび金型については省略している。
　まず、図３Ａに示す一次成形体１０を用意する。一次成形体１０は、例えば、回路基板１１を図示しない金型を用いて一次成形樹脂１３によりモールドした後に、当該回路基板１１のうち凹部１３ｃに半導体チップ１２を実装し、電気接続部材１４と接続することで得られる。
　その後、挿入穴２１が形成された筐体部品２０を用意し、図３Ｂに示すように、挿入穴２１に一次成形体１０を挿入する。このとき、図２に示すように、挿入穴２１を挿入方向から見たときの内壁面２１ｂと一次成形体１０との隙間Ｄを２００μｍ以下とする。このように、内壁面２１ｂと一次成形体１０との隙間Ｄを２００μｍ以下の低クリアランスとし、挿入穴２１に一次成形体１０を嵌め込むことにより、一次成形体１０の位置ズレを抑制できる。
　この際、次の二次成形樹脂３０のインサート成形における金型内での加熱によって、隙間Ｄが狭まって筐体部品２０が一次成形体１０を押さえ付けるようにするために、筐体部品２０および一次成形樹脂１３の材料の線膨張係数を調整することが好ましい。これは、図４に示すように、次工程の二次成形樹脂３０のインサート成形時に金型で筐体部品２０および一次成形体１０が加熱される際に、筐体部品２０の熱膨張により一次成形体１０が押さえ付けられ、一次成形体１０の位置ズレを抑制できるためである。
　具体的には、例えば、加熱に伴う熱膨張によって隙間Ｄが狭くなるように、筐体部品２０を線膨張係数が大きな材料で構成しつつ、一次成形体１０のうち一次成形樹脂１３を筐体部品２０の材料よりも線膨張係数の小さい材料で構成する。これにより、筐体部品２０および一次成形体１０が金型内で加熱された際に、筐体部品２０の寸法変化により図４に示す矢印の向きの力、すなわち一次成形体１０を押さえ付ける力が生じ、この力を利用して一次成形体１０の位置ズレを抑制できる。
　また、図３Ｂに示すように、一次成形体１０を挿入穴２１に挿入したとき、挿入方向から見て、一次成形体１０のうち挿入面１０ａの先端部１０ｂが筐体部品２０に形成された窪み部２２上になるようにすることが好ましい。言い換えると、一次成形体１０の先端部１０ｂが筐体部品２０の底面２１ａに接触しないようにすると共に、一次成形体１０の挿入面１０ａのうち先端部１０ｂと異なる部分を底面２１ａに接触させることが好ましい。これは、後述する二次成形樹脂３０のインサート成形時に一次成形体１０にかかる荷重が先端部１０ｂに集中することを回避し、回路基板１１およびこれに搭載された半導体チップ１２等での残留応力の発生による半導体装置の信頼性の低下を回避するためである。
　具体的には、一次成形体１０は、挿入方向のうち先端部１０ｂを通る直線上に回路基板１１が配置されているため、先端部１０ｂと筐体部品２０の底面２１ａとが接触することにより先端部１０ｂに過剰に荷重がかかると、回路基板１１にもその力が伝わってしまう。すると、回路基板１１に挿入方向の反対方向に力がかかり、回路基板１１に残留応力が生じ、回路基板１１上に搭載された半導体チップ１２等にもその影響が生じ得る。その結果、一次成形体１０の損傷等の不具合が生じることが懸念される。
　そこで、先端部１０ｂが筐体部品２０の底面２１ａに接触しないように、筐体部品２０の底面２１ａに窪み部２２を設け、一次成形体１０の挿入面１０ａのうち先端部１０ｂと異なる部分を底面２１ａに接触させることで、上記の不具合が生じるのを回避できる。
　その後、図３Ｃに示すように、例えば、筐体部品２０に一次成形体１０が挿入されたものを上型１００、下型１０１およびスライド型１０２によりなる金型にセットし、熱可塑性樹脂によりなる二次成形樹脂材料３０ａを当該金型内に注入する。これにより、二次成形樹脂材料３０ａが、一次成形体１０のうち一次成形体露出部から電気接続部材１４の端部１４ａを除く部分および筐体部品２０の表面のうち挿入穴２１を囲む領域を含む一部を覆った状態となる。その後、二次成形樹脂材料３０ａを硬化させることで、一次成形体１０の一部および筐体部品２０の一部を覆う二次成形樹脂３０が得られ、図１に示す本実施形態の半導体装置を製造できる。
　本実施形態の半導体装置によれば、一次成形体１０が筐体部品２０の挿入穴２１に挿入されつつ、一次成形体１０のうち一次成形体露出部と筐体部品２０のうち筐体シール部２３とを二次成形樹脂３０が覆う構造となる。そのため、筐体部品２０が二次成形樹脂３０と広い面積で接合されるため、従来の半導体装置に比べて接合の信頼性の高い半導体装置となる。また、一次成形体１０が筐体部品２０の挿入穴２１に挿入された構造であるため、従来の半導体装置に比べて、一次成形体１０の反りが抑制された半導体装置となる。
　本実施形態の半導体装置の製造方法によれば、一次成形体１０を筐体部品２０の挿入穴２１に挿入した後に二次成形樹脂３０をインサート成形するため、二次成形樹脂３０を金型内に注入する際、一次成形体１０にかかる荷重は挿入方向に沿ったものとなる。そして、樹脂材料等の弾性体で構成された筐体部品２０が、挿入穴２１の底面２１ａで一次成形体１０を受け止めることにより、一次成形体１０にかかる荷重を吸収する。そのため、当該半導体装置の製造工程において、一次成形体１０にかかる二次成形樹脂材料３０ａによる荷重を緩和でき、一次成形体１０でのクラック発生が抑制される。
　また、筐体部品２０に一次成形体１０を挿入して、筐体部品２０のうち筐体シール部２３と二次成形樹脂３０とが接合されるため、従来の半導体装置に比べて接合面積が大きくなり、接合信頼性が高い半導体装置を製造できる。
　さらに、筐体部品２０の挿入穴２１に一次成形体１０を挿入して二次成形樹脂３０のインサート成形をするため、一次成形体１０が一面だけでなく外周面全体で固定されると共に、一次成形体１０にかかる荷重が挿入方向に限定される。そのため、従来の半導体装置に比べて、当該インサート成形の荷重による一次成形体１０の反りが抑制された半導体装置を製造できる。
　（第２実施形態）
　第２実施形態の半導体装置について、図５～図７を参照して述べる。図６では、二次成形樹脂３０のインサート成形における一次成形体１０への荷重の吸収について分かり易くするために、図５中に示す領域Ｒ以外の要素については省略している。また、図７では、挿入穴２１に挿入された一次成形体１０の外郭線を一点鎖線で示している。
　本実施形態の半導体装置は、図５もしくは図６に示すように、筐体部品２０の挿入穴２１の底面２１ａに窪み部２２が形成されておらず、二次成形樹脂３０のインサート成形時に一次成形体１０にかかる荷重を吸収するための受け止め部２１ｃが形成されている。また、本実施形態の半導体装置は、図７に示すように挿入穴２１の内壁面２１ｂに、一次成形体１０に向かって突き出し、一次成形体１０の位置ズレを抑制するためのリブ２６が形成されている。本実施形態の半導体装置は、これらの点が上記第１実施形態と相違する。本実施形態では、これらの相違点について主に説明する。
　筐体部品２０は、図５もしくは図６に示すように、挿入穴２１の底面２１ａから挿入方向の反対方向に向かって突き出し、二次成形樹脂３０のインサート成形において一次成形体１０にかかる荷重を吸収するための受け止め部２１ｃが形成されている。
　受け止め部２１ｃは、図６Ａに示すように、一次成形体１０が挿入穴２１に挿入される前においては、挿入方向の反対方向に向かって突き出した形状とされている。そして、受け止め部２１ｃは、図６Ａに示すように、一次成形体１０が挿入された後の二次成形樹脂３０のインサート成形時においては、一次成形体１０にかかる荷重を受けて変形し、当該荷重を吸収する働きをする。この際、受け止め部２１ｃは、上記第１実施形態における底面２１ａと同様に、一次成形体１０のうち挿入面１０ａのうち先端部１０ｂと異なる部分と接触し、先端部１０ｂに荷重がかからない配置とされている。
　なお、受け止め部２１ｃの形状、高さおよび数等については、任意であり、一次成形体１０の先端部１０ｂに荷重がかからないのであれば、他の形状等とされていてもよい。このように、筐体部品２０は、受け止め部２１ｃが底面２１ａに形成される場合等には、窪み部２２が底面２１ａに形成されていなくてもよい。
　筐体部品２０の内壁面２１ｂには、図７に示すように、径方向に沿って突き出すと共に、挿入穴２１に挿入される一次成形体１０の位置ズレを抑制するためのリブ２６が形成されている。リブ２６が形成されている部分以外においては、内壁面２１ｂと一次成形体１０との隙間Ｄは、上記第１実施形態と同様に２００μｍ以下とされていることが好ましい。言い換えると、このような隙間Ｄとされた場合、リブ２６は、内壁面２１ｂのうち当該リブが形成された一面に対する法線方向における高さが２００μｍ以下とされる。
　なお、本実施形態においても筐体部品２０を樹脂材料等によりなる弾性体により構成することで、リブ２６が形成された筐体部品２０を図示しない金型を用いて成形しても、当該金型から容易に引き抜くことができる。また、リブ２６の形状や形成する数や配置等については、任意であり、図７に示ように断面形状が台形状とされた例に限らず、断面形状が半円形状や他の形状とされてもよく、形成する数や配置等については適宜変更されてもよい。
　本実施形態によれば、上記第１実施形態と同様、一次成形体１０が挿入穴２１に挿入された状態で筐体部品２０が二次成形樹脂３０と広面積で接合された構造のため、従来の半導体装置に比べ、一次成形体１０の反りが少なく、接合信頼性の高い半導体装置となる。また、受け止め部２１ｃにより一次成形体１０にかかる荷重が吸収されると共に、リブ２６により一次成形体１０の位置ズレが抑制される構造であるため、従来の半導体装置に比べて、一次成形体１０のクラック等の不具合がより抑制された半導体装置となる。
　また、受け止め部２１ｃおよびリブ２６を備える筐体部品２０を用いることで、一次成形体１０の位置ズレを抑制しつつ、従来の半導体装置に比べて、一次成形体１０のクラック等の不具合がより抑制された半導体装置を安定して製造することができる。
　（第３実施形態）
　第３実施形態の半導体装置について、図８を参照して述べる。本実施形態の半導体装置は、図８に示すように、筐体部品２０の内壁面２１ｂに挿入方向の反対方向に向かうにつれて径方向の寸法が大きくなる勾配面２７が設けられている。そして、一次成形体１０のうち一次成形樹脂１３に当該勾配に沿って径方向の寸法が大きくなるように勾配追従突起１５が形成されている。本実施形態の半導体装置は、これらの点が上記第１実施形態と相違する。本実施形態では、これらの相違点について主に説明する。
　筐体部品２０は、例えば、図示しない金型を用いて射出成形等により形成されるが、形成後に当該金型から筐体部品２０を取り出しやすくするために、挿入穴２１に挿入方向の反対方向に向かうにつれて径方向の寸法が大きくなる勾配面２７が設けられている。
　このように金型からの取り出しを行いやすい勾配面２７が設けられた筐体部品２０を用いる場合には、一次成形体１０には、図８に示すように、勾配面２７に沿って径方向の寸法が大きくされた勾配追従突起１５が形成されていることが好ましい。これにより、挿入方向から見たときの内壁面２１ｂと一次成形体１０との隙間が大きくなり過ぎないようにし、一次成形体１０の挿入時や二次成形樹脂３０のインサート成形時における一次成形体１０の位置ズレを抑制できる。
　なお、勾配追従突起１５は、勾配面２７に沿った形状とされていればよく、一次成形樹脂１３の外周の一部に形成されていてもよいし、外周の全域に形成されていてもよい。また、勾配面２７については、挿入方向の反対方向へ向かう際の傾きが一定とされてもよく、当該傾きが徐々に大きくされてもよいし、段階的に傾きが大きくされてもよい。勾配面２７の傾きについては、任意である。
　本実施形態によれば、挿入穴２１に勾配面２７が形成された筐体部品２０を用いたとしても、上記第１実施形態と同様に、従来の半導体装置に比べ、一次成形体１０の反りやクラック等の不具合が少なく、接合の信頼性の高い半導体装置となる。
　また、金型から抜きやすい形状とされた挿入穴２１を備えた筐体部品２０を用いることにより、一次成形体１０の反りやクラック等の不具合が少なく、接合の信頼性の高い半導体装置を安定して製造することができる。
　（第４実施形態）
　第４実施形態の半導体装置について、図９を参照して述べる。本実施形態の半導体装置は、図９に示すように、一次成形体１０にバリ抑制突起１６が形成され、当該バリ抑制突起１６に対応して、挿入穴２１の径方向の寸法が大きくされた大径部２８が筐体部品２０に形成されている点が上記第１実施形態と相違する。本実施形態では、この相違点について主に説明する。
　バリ抑制突起１６は、一次成形体１０のうち一次成形樹脂１３の外周部分に形成され、当該外周から径方向へと突き出す形状、例えば、図９に示すように断面形状が台形形状とされた環状の突起とされる。バリ抑制突起１６は、二次成形樹脂３０のインサート成形時において挿入穴２１の内壁面２１ｂと一次成形体１０との間に二次成形樹脂材料３０ａが入り込み、樹脂バリが生じることを抑制するために一次成形体１０に形成される。
　具体的には、二次成形樹脂３０のインサート成形時にバリ抑制突起１６により、挿入穴２１側への二次成形樹脂材料３０ａの流れがせき止められる。また、二次成形樹脂材料３０ａのうちバリ抑制突起１６を乗り越えたものについては、大径部２８と一次成形体１０との隙間のうちバリ抑制突起１６を超えた先の空間に留まる。そのため、挿入穴２１のうち大径部２８よりも径方向の寸法が小さくされた内壁面２１ｂと一次成形体１０との間に二次成形樹脂材料３０ａが過剰に入り込むことが抑制され、これらの間に樹脂バリが生じることを抑制できる。
　筐体部品２０は、本実施形態では、図９に示すように、一次成形体１０が挿入される挿入穴２１のうち挿入方向の反対方向側に、挿入穴２１の径方向における寸法（以下「挿入穴寸法」という）よりも径方向の寸法が大きくされた大径部２８が形成されている。大径部２８の径方向における寸法（以下「大径部寸法」という）は、バリ抑制突起１６の高さ寸法、すなわち一次成形樹脂１３の外周のうちバリ抑制突起１６が形成された一面に対する法線方向における寸法に合わせて調整される。具体的には、大径部寸法は、挿入穴寸法にバリ抑制突起１６の高さ寸法を足して得られる寸法以上とされていればよい。
　なお、バリ抑制突起１６は、二次成形樹脂材料３０ａの一部もしくは全部を受け止めることができる形状とされていればよく、図９に示すように断面形状が台形形状とされた例に限られず、断面形状が半円形状とされたり、他の任意の形状とされたりしてもよい。バリ抑制突起１６は、一次成形体１０の外周の一部に断続的に形成されてもよいし、当該外周の全部に連続的に形成されてもよい。また、バリ抑制突起１６の高さ寸法および大径部寸法については、任意の数値とされる。
　本実施形態によれば、バリ抑制突起１６により樹脂バリの発生およびこれによる不具合が抑制されると共に、上記第１実施形態と同様に、従来の半導体装置に比べ、一次成形体１０の反りやクラック等の不具合が少なく、接合の信頼性の高い半導体装置となる。
　（第５実施形態）
　第５実施形態の半導体装置について、図１０を参照して述べる。本実施形態の半導体装置は、図１０に示すように、半導体チップ１２のうち図示しない検出部を含む一部の領域が挿入方向に沿って挿入面１０ａから露出している。また、本実施形態の半導体装置は、挿入穴２１の内壁面２１ｂから挿入方向に沿って交差する方向に突き出した突起２９が形成され、突起２９と挿入面１０ａとが接触した構造とされている。本実施形態の半導体装置は、これらの点が上記第１実施形態と相違する。本実施形態では、これらの相違点について主に説明する。
　筐体部品２０は、本実施形態では、図１０に示すように、半導体チップ１２のうち検出部を含む一部の領域が挿入面１０ａから露出した構造とされた一次成形体１０と挿入穴２１の底面２１ａとが接触しないように突起２９が形成されている。具体的には、筐体部品２０は、挿入穴２１の内壁面２１ｂに挿入方向と交差する方向に突き出す突起２９が形成されている。
　突起２９は、一次成形体１０の挿入面１０ａのうち先端部１０ｂと異なる部分に接触する押さえ面２９ａが形成されている。突起２９は、内壁面２１ｂのうち当該突起２９が形成された一面に対する法線方向における寸法が半導体チップ１２と接触しない程度とされている。つまり、突起２９は、半導体チップ１２が筐体部品２０に接触して破損することを防止しつつ、一次成形体１０の挿入穴２１への挿入時および二次成形樹脂３０のインサート成形時に一次成形体１０を受け止め、一次成形体１０にかかる荷重を吸収する役割を果たす。
　なお、突起２９は、半導体チップ１２に接触せず、かつ挿入面１０ａに接触して一次成形体１０を受け止めることができればよく、図１０に示す例に限らず、例えば半導体チップ１２を四方から取り囲むように形成されてもよいし、他の配置で形成されてもよい。
　本実施形態によれば、半導体チップ１２の一部が挿入面１０ａから露出した構造とされていても、上記第１実施形態と同様に、従来の半導体装置に比べ、一次成形体１０の反りやクラック等の不具合が少なく、接合の信頼性の高い半導体装置となる。
　また、半導体チップ１２が挿入面１０ａから露出した一次成形体１０を用いたとしても、半導体チップ１２の破損を防止しつつ、一次成形体１０の反りやクラック等の不具合が少なく、接合の信頼性の高い半導体装置を製造することができる。
　（第６実施形態）
　第６実施形態の半導体装置について、図１１～図１３を参照して述べる。本実施形態の半導体装置は、図１１に示すように、一次成形体１０と二次成形樹脂３０とが一体化されたものが金属材料によりなる筐体部品２０に接続された構造とされている点で上記第５実施形態と異なる。本実施形態では、この相違点について主に説明する。
　筐体部品２０は、本実施形態では、例えば一次成形体１０の一部が挿入される中空部２０ｃと収容領域２０ｄとが設けられ、収容領域２０ｄが形成された部分の径が、中空部２０ｃが形成された部分の径よりも大きくされたフランジ形状とされている。筐体部品２０は、図１１に示すように、上記各実施形態と異なり、二次成形樹脂３０の一部を覆うように、一次成形体１０と二次成形樹脂３０とが一体化されたもの（以下、本実施形態において「二次成形体」という）とかしめて接続されている。
　具体的には、筐体部品２０は、図１１に示すように、例えば収容領域２０ｄの底面に相当する一面２０ａにおいて、二次成形体とＯリング４０を介してシールされている。また、一次成形体１０のうち半導体チップ１２の検出部を含み、二次成形樹脂３０から露出する部分は、中空部２０ｃに収容されている。そして、半導体チップ１２の検出部は、筐体部品２０に形成され、中空部２０ｃに繋がる開口部２０ｂから導入される測定媒体の圧力に応じた電気信号を出力する。
　なお、筐体部品２０は、上記各実施形態と同様の樹脂材料により構成されてもよいし、金属材料により構成されてもよい。
　次に、本実施形態の半導体装置の製造方法について、図１２、図１３を参照して説明する。
　半導体チップ１２のうち検出部を含む一部が一次成形樹脂１３から露出した一次成形体１０については、例えば上記各実施形態と同様に、図示しない金型等を用いてトランスファー成形等により成形される。
　その後、図１２Ａに示すように、例えばＰＰＳなどの熱可塑性樹脂材料などの弾性体によりなる保護キャップ５０を、一次成形体１０のうち半導体チップ１２の露出部を覆うように取り付ける。
　そして、図１２Ｂに示すように、保護キャップ５０を取り付けた一次成形体１０を、上型１００、下型１０１およびスライド型１０２によりなる金型にセットする。そして、当該金型内に二次成形樹脂材料３０ａを注入して硬化することで、図１２Ｃに示す保護キャップが取り付けられた二次成形体が得られる。
　続けて、図１２Ｃに示す二次成形体から保護キャップ５０を取り外し、Ｏリング４０を取り付けた後、筐体部品２０とかしめてシールすることにより、図１１に示す本実施形態の半導体装置を製造することができる。
　なお、図１３に示すように、図１２Ｂに示したスライド型１０２と別のスライド型１０３に保護キャップ５０を挿入したものを用いてもよく、金型については、適宜任意のものを用いてもよい。保護キャップ５０を挿入したスライド型１０３を用いる場合、二次成形樹脂３０を形成後に、上型１００、下型１０１およびスライド型１０２を取り外してから二次成形体をスライド型１０３から引き抜くと、保護キャップ５０を繰り返し使用することも可能となる。
　本実施形態によれば、筐体部品２０が一次成形体１０を受け止めつつ、二次成形樹脂３０のインサート成形をすることができない構造であっても、従来の半導体装置に比べて、一次成形体１０の反りやクラック等が抑制された半導体装置となる。
　また、二次成形樹脂３０をインサート成形する際において一次成形体１０にかかる荷重を筐体部品２０で吸収することができない構造の一次成形体１０を用いる場合であっても、保護キャップ５０を用いることで半導体チップ１２の破損を防止できる。そして、保護キャップ５０を取り外した二次成形体を筐体部品２０と接続することで、従来の半導体装置に比べて、一次成形体１０の反りやクラック等が抑制された半導体装置を製造することができる。
　（他の実施形態）
　本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらの一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。
　例えば、上記各実施形態の半導体装置では、一次成形樹脂１３が熱硬化性樹脂により構成された例について説明したが、ＰＰＳ等の熱可塑性樹脂により構成されてもよい。この際、半導体チップ１２と回路基板１１とがワイヤ接続されている場合には、ワイヤが熱可塑性樹脂により断線しないように留意する。
　上記各実施形態では、半導体チップ１２として圧力を検出する素子を用い、半導体装置が全体として圧力センサとされた例について説明したが、これに限られず、半導体チップ１２として、磁気や光量などの他の物理量を検出する素子を用いてもよい。この場合、半導体チップ１２については、一次成形樹脂１３により封止されていてもよく、筐体部品２０のうち内部空間２４を備える部分については、任意の磁気センサや光量センサ等の形状等に合わせてその形状等が適宜変更されてもよい。
　上記の第１実施形態ないし第５実施形態の各実施形態については、それぞれを組み合わせた構造の半導体装置とされてもよい。例えば、第１実施形態の半導体装置や第５実施形態の半導体装置に、第２実施形態の半導体装置において形成されていたリブ２６や受け止め部２１ｃが形成されてもよく、他の各実施形態同士を適宜組み合わせた構造の半導体装置とされてもよい。
　上記第１実施形態ないし第５実施形態では、挿入穴２１の底面もしくは内壁面のうち一次成形体１０の挿入面１０ａに接触する面が押さえ面とされた例について説明した。しかし、図１４に示すように、一次成形体１０のうち一次成形樹脂１３が径方向に突出する部分を備える形状とされている場合、一次成形樹脂１３のうち当該突出部分の段差における側面１３ｄを受ける押さえ面２１ｄが挿入穴２１に形成された構造とされてもよい。この場合、図１４に示すように、挿入面１０ａが挿入穴２１の底面２１ａに接触していなくても、押さえ面２１ｄが側面１３ｄに接触することで一次成形体１０を受け止め、一次成形体１０にかかる荷重を吸収できる。なお、挿入面１０ａが底面２１ａに接触すると共に、押さえ面２１ｄが側面１３ｄに接触する構造の半導体装置とされてもよい。
　上記第１実施形態ないし第５実施形態では、筐体部品２０が樹脂材料により構成された弾性体である例について説明した。しかし、筐体部品２０は、二次成形樹脂３０のインサート成形時に一次成形体１０にかかる荷重を吸収できるものであればよく、Ａｌ等の比較的軟らかい金属材料により構成されてもよい。例えば、筐体部品２０をＡｌにより構成しつつ、微細な凸部とされた受け止め部２１ｃが形成されたものとすることで、二次成形樹脂３０のインサート成形時に一次成形体１０にかかる荷重を吸収でき、一次成形体１０のクラック等が抑制された半導体装置となる。 

Claims (15)

  1. 　物理量を検出する検出部を有する半導体チップ（１２）と樹脂材料によりなる一次成形樹脂（１３）とを有してなる一次成形体（１０）と、
    　前記一次成形体が挿入されるための挿入穴（２１）が形成された筐体部品（２０）と、
    　樹脂材料によりなり、前記一次成形体の表面のうち前記挿入穴から露出した領域と前記筐体部品の表面のうち前記挿入穴を囲む領域を含む一部の領域とを一体的に覆う二次成形樹脂（３０）と、を備え、
    　前記一次成形体のうち前記半導体チップを含む部分は、前記挿入穴に挿入されている半導体装置。
  2. 　前記挿入穴の内部には、前記挿入穴が伸びる方向を挿入方向とし、前記一次成形体の表面のうち前記挿入方向における面を挿入面（１０ａ）として、前記挿入面のうち前記挿入方向に沿って突き出た先端部（１０ｂ）と異なる部分に接触し、前記一次成形体を受け止めるための押さえ面（２１ａ、２９ａ）が形成されている請求項１に記載の半導体装置。
  3. 　前記押さえ面（２１ａ）は、前記挿入穴を前記挿入方向から見たときの前記挿入穴の底面である請求項２に記載の半導体装置。
  4. 　前記押さえ面（２９ａ）は、前記挿入穴を前記挿入方向から見たときの前記挿入穴の内壁面に形成され、前記内壁面から前記挿入方向と交差する方向に突き出した突起（２９）のうち前記挿入面側の面である請求項２に記載の半導体装置。
  5. 　前記筐体部品は、前記挿入方向から見て、前記底面のうち前記先端部と重なる領域に前記底面から前記挿入方向に向かって窪んだ窪み部（２２）が形成されている請求項３に記載の半導体装置。
  6. 　前記押さえ面には、前記一次成形体に向かって突出して形成されると共に、前記挿入面のうち前記先端部と異なる部分に接触し、前記一次成形体を受け止める受け止め部（２１ｃ）が形成されている請求項２ないし５のいずれか１つに記載の半導体装置。
  7. 　前記挿入穴が伸びる方向を挿入方向として、前記挿入穴を前記挿入方向から見たときの前記挿入穴の内壁面には、前記挿入方向を軸とする径方向における寸法が前記突出方向に向かうにつれて大きくなる勾配面（２７）が形成されており、
    　前記一次成形体は、前記勾配に沿って前記径方向における寸法が大きくなる勾配追従突起（１５）が形成されている請求項１ないし６のいずれか１つに記載の半導体装置。
  8. 　前記挿入穴が伸びる方向を挿入方向として、前記挿入穴を前記挿入方向から見たときの前記挿入穴の内壁面と前記一次成形体との隙間が２００μｍ以下である請求項１ないし７のいずれか１つに記載の半導体装置。
  9. 　前記筐体部品は、前記挿入穴が伸びる方向を挿入方向として、前記挿入方向から見て、前記挿入穴の内壁面には前記挿入方向を軸とする径方向に沿って突き出すリブ（２６）が形成されている請求項１ないし８のいずれか１つに記載の半導体装置。
  10. 　前記一次成形体は、前記挿入穴が伸びる方向を挿入方向として、前記挿入方向を軸とする径方向に沿って突き出たバリ抑制突起（１６）が形成されると共に、前記バリ抑制突起が前記挿入穴に挿入されている請求項１ないし９のいずれか１つに記載の半導体装置。
  11. 　前記筐体部品は、樹脂材料によりなる弾性体である請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の半導体装置。
  12. 　前記筐体部品は、前記二次成形樹脂と同じ樹脂材料によりなる請求項１１に記載の半導体装置。
  13. 　物理量を検出する検出部を有する半導体チップ（１２）と樹脂材料によりなる一次成形樹脂（１３）とを有してなる一次成形体（１０）を用意することと、
    　前記一次成形体を挿入するための挿入穴（２１）が形成された筐体部品（２０）を用意することと、
    　前記一次成形体を前記挿入穴に挿入して前記筐体部品に嵌め込むことと、
    　前記一次成形体を前記筐体部品に嵌め込んだものを、金型（１００、１０１、１０２）にセットした後、樹脂材料をインサート成形により前記金型に流し込み、冷却して硬化させることで、前記一次成形体のうち前記挿入穴から露出した露出部分と前記筐体部品の表面のうち前記挿入穴を囲む領域を含む一部の領域とを一体的に覆う二次成形樹脂（３０）を成形することと、を含む半導体装置の製造方法。
  14. 　前記筐体部品を用意することにおいては、前記挿入穴の内部に前記一次成形体を受け止めるための押さえ面（２１ａ、２９ａ）が形成された前記筐体部品を用意し、
    　前記二次成形樹脂を成形することにおいては、前記挿入穴が伸びる方向を挿入方向とし、前記一次成形体の表面のうち前記挿入方向における面を挿入面（１０ａ）として、前記挿入面のうち前記挿入方向に沿って突き出た先端部（１０ｂ）と異なる部分が前記押さえ面に接触して前記一次成形体を受け止めることで、前記二次成形樹脂を構成する前記樹脂材料を前記金型内に注入した際に前記一次成形体にかかる前記挿入方向における荷重を吸収する請求項１３に記載の半導体装置の製造方法。
  15. 　物理量を検出する検出部を有する半導体チップ（１２）と、樹脂材料によりなり、前記半導体チップのうち検出部と異なる領域を封止する一次成形樹脂（１３）と、を有してなる一次成形体（１０）を用意することと、
    　前記一次成形体のうち前記一次成形樹脂から露出した前記半導体チップに弾性体によりなる保護キャップ（５０）を取り付けることと、
    　前記保護キャップが取り付けられた前記一次成形体を金型にセットして、樹脂材料をインサート成形により前記金型に流し込み、冷却して硬化させることで、前記一次成形体のうち前記保護キャップが取り付けられた部分の反対側を覆う二次成形樹脂（３０）を形成することと、
    　前記一次成形体のうち前記二次成形体から露出する部分を挿入するための挿入穴（２１）が形成された筐体部品（２０）を用意することと、
    　前記二次成形樹脂により一部を封止された前記一次成形体から前記保護キャップを取り外した後、これを前記筐体部品に嵌め込むことと、を含む半導体装置の製造方法。
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