具有预组装的遮盖的usb设备的制作方法

具有预组装的遮盖的usb设备的制作方法
【专利摘要】公开了一种USB存储器组装件以及形成该组装件的方法。该USB存储器组装件包括载体中的USB存储器设备。该载体可以继而被接纳在连接器壳和遮盖中。
【专利说明】具有预组装的遮盖的USB设备
【背景技术】
[0001]对便携式消费电子产品需求的强劲的增长带动了对高容量存储器设备的需要。诸如闪存存储卡的非易失性半导体存储器设备正在变得被广泛用来满足对数字信息存储和交换的不停增长的需求。其便携性、多用性以及坚固的设计，伴随着其高度稳定性和大存储容量，已经使得这类存储器设备理想地被用在包括例如数字相机、数字音乐播放器、视频游戏控制台、PDA和蜂窝电话的各种电子设备中，
[0002]同样普遍存在的是用于在诸如以上提到的那些设备和诸如例如桌面计算机等的其它部件之间传输信号的通用串行总线(USB)接口。典型的USB存储器设备包括耦接到USB连接器的存储器部分，USB连接器能够与主机设备的USB槽配对。该存储器部分通常包括印刷电路板，在该电路板上安装有一个或多个闪存芯片、控制器、无源部件和当存储器在被存取时用于指示的LED。尽管有若干种类型的USB连接器，但是最常用的是类型-A插头(plug),在其上是由防护罩(shield)包围的4-插针(pin)连接器。传统的类型_A USB插头包括基体(base),在其上形成有信号电源插针、一对信号插针和信号接地插针。在传统制造工艺中，USB连接器还可以被固定(affix)在存储器部分,如通过焊接(welding)和/或锡焊(soldering)，且随后存储器部分和连接器可被防护罩(shield)覆盖。
[0003]在USB存储器设备制造之后，其典型地固定在遮盖中。目前存在的问题是，在盖盖子能够开始之前USB存储器设备须为可用的。然而，需要对遮盖组装、喷涂(paint)以及印刷(print)。作为一个示例，在遮盖上印刷是缓慢且会耗费若干周时间。在此期间，昂贵的USB存储器设备闲置，并且直到USB的设备和遮盖的全部顺序完成之前都不能被发货(ship)。
【专利附图】

【附图说明】
[0004]图1是遮盖和连接器壳的制造过程的流程图。
[0005]图2是根据本发明的实施例半导体封装的制造过程的流程图。
[0006]图3是遮盖和连接器壳的分解透视图。
[0007]图4是连接器壳的透视图。
[0008]图5是USB存储器设备的实施例的顶视图。
[0009]图5A是USB存储器设备的实施例的侧视图。
[0010]图6是UCB存储器的实施例的底视图。
[0011]图7是根据本技术的实施例的载体(carrier)的透视图。
[0012]图8是根据本技术的实施例的载体的边视图。
[0013]图9是根据本技术的可选实施例的载体的边视图。
[0014]图10是USB存储器设备和载体的分解透视图。
[0015]图11是组装的USB存储器设备和载体的透视图。
[0016]图12是USB存储器设备和载体的边视图。
[0017]图13是具有USB存储器设备的载体和连接器壳的分解透视图。[0018]图14是组装在连接器壳中的、具有USB存储器设备的载体的透视图。
[0019]图15是组装在连接器壳和遮盖中的、具有USB存储器设备的载体的透视图。
【具体实施方式】
[0020]现在将参照涉及USB存储器组装件的图1至15描述实施例。应理解可以以多种不同的形式实现本技术，并且不应将其解释为被限制为这里阐明的实施例。而是，提供这些实施例使得本公开将是透彻和完全的，并且将本发明充分地传达给本领域的技术人员。事实上，本发明旨在覆盖包括在由所附权利要求限定的本发明的范围和精神内的这些实施例的可选实施例、修改以及等同物。此外，在本发明的以下的详细的描述中，阐明了许多特定的细节从而提供对本发明的透彻的理解。然而对于本领域的普通技术人员明确的是，可以无需这类特定的细节而实现本发明。
[0021]这里可能使用的术语“顶部的”、“底部的”、“上部的”、“下部的”、“竖直的”和/或“水平的”仅为了方便和说明的目的，且因为引用的项目可以在位置上互换因此并不意味限制本发明的描述。
[0022]现在将参照图1和2的流程图以及图3至15的视图解释本技术的实施例。首先参照图1的流程图和图3和4的视图，可以将遮盖100和连接器壳102制造并组装起来。根据本技术的各个方面，该过程可以与USB存储器设备的制造独立地发生，解释如下。遮盖、连接器壳和USB存储器设备的制造可以发生在不同的地点和时间。在一个实施例中，可以在USB存储器设备之前制造遮盖和连接器壳，并且在USB存储器设备被制成的制造(fab)处可用，从而使得USB存储器设备在如下解释的USB存储器设备完成时被组装到遮盖和连接器壳中。
[0023]可以从多种材料以多种方法制造遮盖100。在示出的例子中，遮盖100可以由塑料制成并在步骤200中注塑(injection molded)。在进一步的例子中，遮盖可以由金属、橡胶或其它材料制成。在所示的例子中，遮盖可以由两半IOOa和IOOb形成，所述两半可以被粘贴、压配合(press-fit)、勾焊或以其它方式固定在一起，其中连接器壳102安装在两半之间形成的内部槽中。可以在步骤202对遮盖100进行喷涂，并在步骤208对其进行印刷。在图1的流程图中，在将连接器壳安装在遮盖中之前喷涂并印刷遮盖，但是在进一步的实施例中可以在安装连接器壳之后喷涂和/或印刷遮盖。
[0024]在示出的例子中，连接器壳102可以由金属片形成，诸如日本工业标准G3141镀镍的冷轧钢片。然而，在进一步的实施例中可以由多种材料以多种方法制造连接器壳102。可以在步骤210切割并冲制(stamp)连接器壳，并在步骤214形成壳。该壳形成为至少前端部分102a具有可以贴合地装配于主机设备的USB端口中的大小和形状。连接器壳102的大小和形状还可以限定出内部，在该内部中可以如下解释地安装载体和USB设备。
[0025]在冲制工艺中，可以在连接器壳102中形成槽106，用于接收载体上的锁销，以如下解释地将载体锁在连接器壳102中。图3还示出圆形的冲制孔108。取代如所示接纳遮盖100使其固定地安装在连接器壳周围，连接器壳可以通过贯穿孔108的插针(未示出)而可转动地安装到遮盖。在这类实施例中，连接器壳(其中安装有USB设备)可以在USB设备被包在遮盖中的第一位置和USB设备部署在遮盖外的第二位置之间转动。
[0026]连接器壳可以具有与前端部分102a相对的后端102b。后端102b可以包括一对凸缘110，其起到用于如下解释的插入连接器壳102的USB存储器设备和载体的阻挡部件作用。尽管示出一对凸缘110，但是在进一步的实施例中连接器壳可以包括单个凸缘或超过两个凸缘。
[0027]连接器壳102可以在步骤216中例如通过粘贴、压配合或其它方法固定在遮盖100中。在示出的例子中，连接器102的前端部分102a在安装之后伸出遮盖100的外面。伸出的前端部分102a如下解释地可以装配于主机设备的USB槽中。
[0028]图2是描述USB存储器设备的制造及其组装入载体的流程图。图5至12中示出USB存储器设备和载体的阐述。首先参照图5和图6，USB存储设备150包括在其上安装有半导体晶片(die) 174，176的衬底152。尽管图5和图6示出个体的USB存储器设备150，但是应该理解可以在衬底面板上与多个其它设备150 —起批量处理该设备150以实现规模经济。衬底面板上设备150的行和列的数目可以改变。
[0029]衬底面板开始于多个衬底153(再次，图5和图6中示出一个这类衬底)。衬底152可以是各种不同的芯片载体介质，包括印刷电路板(PCB)、铅框(Ieadframe)或带自动粘结(tape automated bonded, TAB)带。在衬底152是PCB的情况下,衬底可以由具有顶部的导电层和底部的导电层的核形成。该核可以由各种介电材料形成，诸如例如聚酰亚胺碾压、环氧树脂，包括FR4和FR、双马来酰亚胺三嗪(BT)等。尽管对本发明并不重要，但是核可以具有40微米(μ m)到200微米之间的厚度，但是在可选的实施例中核的厚度可以在该范围外变化。在可选的实施例中该核可以是陶瓷或有机的。
[0030]围绕核的导电层可以由铜或铜合金、镀铜或镀铜合金、镀铜钢或者已知用在衬底面板上的其它金属或材料形成。导电层可以具有大约?ο μ m到25 μ m的厚度，但是在可选的实施例中层的厚度可以在该范围外变化。
[0031]在步骤220，对衬底152钻孔以在衬底152中限定出通孔贯穿孔(through_holevias)154。示出贯穿孔154作为示例，且衬底可以包括比图中示出更多的贯穿孔154，且其可以位于与图中示出不同的位置。接下来在步骤222在顶部和底部导电层中一者或两者上形成电导图案(conductance pattern)。电导图盘可以包括电迹线156和接触垫158。迹线156和接触垫158被以示例示出，且衬底152可以包括比图中所示更多的迹线156和/或接触垫158，且其可以位于与图中所示不同的位置。在衬底152的顶部和/或底部表面上的电导图案可以通过各种已知的工艺形成，包括例如各种照相平版印刷工艺。
[0032]在实施例中，USB连接器可以和USB存储器设备150的存储器部分一体地形成。因此，在实施例中，电导图案还可以限定如图6的底视图中所示的连接器插针160。可选地，应该理解连接器插针160可以独立于衬底152形成并在之后安装在衬底152上。所示连接器插针160是用于到主机设备的类型-A USB连接，但是构想本发明中可以包括其它类型的USB连接器插针。如图6中还示出的，衬底152上还可以提供接地垫162用于如之后解释的将USB存储器设备150接地到连接器壳102。
[0033]再次参考图2的流程图，接下来可以在步骤224中以自动光学检查(automaticoptical inspection, AOI)检查衬底152。一旦被检查过,可以在步骤226中向衬底涂覆阻焊掩膜(solder mask),从而使得接触垫158和连接器插针110暴露。在涂覆了阻焊掩膜之后，接触垫158、连接器插`针160 (如果以电导图案形成)以及其它电导图案上的焊接区域可以在步骤230通过已知的电镀或薄膜沉积工艺被镀以镍/金等。衬底152随后可以在自动检查工艺(步骤232)中以及在最终视觉检查(步骤236)中被检查和测试，以检查电操作，以及检查污染、刮擦和变色。
[0034]假定衬底152通过了检查，接下来无源部件170可以如图5中所示在步骤S240被固定到衬底152的顶部表面。一个或多个无源部件170可以以已知表面安装和回流工艺安装在衬底152上并且通过连接到接触垫(未示出)电耦接到电导图案。无源部件170可以包括例如一个或多个电容、电阻和/或电感，但是可以构想其它部件。还可以在回流工艺期间将LED安装到衬底并永久地固定。该LED可以在当USB闪存设备的使用期间存取以下描述的闪存时激活。
[0035]参照图5的顶视图，接下来在步骤244可以将一个或多个半导体晶片固定到衬底152的顶部表面。图5的实施例包括闪存晶片174和控制器晶片176。图5A的例子包括两个闪存晶片174和控制器晶片176。存储器晶片174可以是例如闪存芯片(N0R/NAND)，但是构想其它类型的存储器晶片。控制器晶片可以是例如ASIC。在已经将晶片174、176安装在衬底上之后，晶片可以在步骤250经由线焊(wire bond) 180电I禹接到衬底。线焊180可以连接在晶片174、176上的晶片焊盘182和衬底152上的接触垫158之间。
[0036]示出控制器晶片176堆叠在存储器晶片174的顶上，但是可以理解在可选的实施例中，晶片174和176两者都可以直接安装到衬底152。取代线焊晶片174、176，晶片可以取而代之地是安装到衬底152的TSOP封装或倒装芯片(flip-chip)半导体晶片表面。另外，尽管示出晶片174、176安装在衬底和连接器插针160的同一侧上，但是可以理解在可选实施例中晶片174和176的一者或两者可以安装在不同于插针160的衬底152的相对表面。当安装在相对的表面时，接触垫158也将提供在相对的表面上从而允许将晶片174，176电耦接到衬底152。
[0037]在实施例中，在晶片174，176耦接到衬底152之后，衬底和晶片可以在步骤252封装在模塑化合物(molding compound)中(图5A)从而形成USB闪存设备150。尽管对本发
明并不重要，模塑化合物136可以是诸如可以从Sumito公司或Nitto Denko公司-两者
总部均在日本——获得的环氧树脂。构想来自其它制造商的其它的模塑化合物。可以根据包括通过传递模塑或注塑技术的不同的工艺涂覆模塑化合物。模塑化合物至少覆盖无源部件170、存储器晶片174和控制器晶片176。连接器插针160可以未被覆盖且暴露，从而与主机设备中的终端配对。接地垫162也可以未被覆盖且暴露。在实施例中，USB闪存设备150可以具有小于Imm的厚度。
[0038]在面板上的USB闪存设备150已经在步骤252被封装之后，各自的设备在步骤256被从面板分割(singulate)以形成图5A和图10中所示的完成的USB闪存设备150。每个设备150可以通过各种切割方法被分割，切割方法包括锯切、喷水切割、激光切割、水引激光切割、干切割以及金刚石涂层线切割。尽管直线切割通常将限定出矩形或方形的设备150，可以理解在本发明的进一步的实施例中设备150可以具有除矩形或方形之外的形状。
[0039]一旦被切割为设备150，可以在步骤S260测试所述设备从而确定封装是否适当地运行。如本领域中所知，这类测试可以包括电测试，老化测试(burn in)以及测试。
[0040]可以在步骤264中与USB存储器设备150的制造独立地制造载体190 (图7_9)。在实施例中，可以从诸如聚碳酸酯或聚碳酸酯-丙烯腈丁二烯苯乙烯聚合物(PC-ABS)混合物的聚合物注塑载体。在进一步的实施例，可以通过其它方法以及由其它材料形成载体。在一个这类的进一步的实施例中，可以从具有电绝缘涂层的金属形成载体190。
[0041]如在图7-9中所看到的，载体190包括基体部分192，其包括前凸边(Iip)和后凸边192b。在图9的实施例中，后凸边192b可以被省略，如下所述容纳较大的USB存储器设备。载体190还可以包括突出的夹子194，其包括锁销196。
[0042]参照图10-12，可以在步骤244将完成的USB存储器设备150安装在载体中。如图10所指示的，存储器设备150可以从侧面侧向地滑入，其中连接器插针160如图11中面向上方。前凸边和后凸边192a，192b彼此分开某距离从而在其之间贴合地接纳存储器设备150(尽管在进一步的实施例中前凸边和后凸边192a，192b可以分开大于设备150的距离)。在一个例子中，凸边192a，192b可以分开16mm以接受16mm的存储器设备150。在另一个示例中，可以省略后凸边192b (图9)，这样22_的存储器设备贴合地装配在前凸边192a和载体190的后壁190a之间。
[0043]夹子194可以抵住或支持住(press or rest against)存储器设备的顶部表面，从而将USB存储器设备150保持在载体190中。夹子194悬离载体190的后壁。夹子194向载体190的前面延伸一定量从而使得当存储器设备150如图11中所示位于载体190中时，夹子不覆盖存储器设备150的前面部分。
[0044]现在参照图13-15，一旦USB存储器设备150位于载体190中，则可以在步骤272将设备150和载体190插入连接器壳102中(在图13和14中示出，无遮盖)。特别地，设备150和载体190可以如图13中所指示被插入连接器壳102的前端102a中。当完全被插入时(图14和15)，载体190的后壁190a支持住在连接器壳102的凸缘110。在该位置，锁销196锁在槽106中从而将载体190和存储器设备150固定在连接器壳102中。
[0045]载体190还可以包括形成在后壁190a中的槽198和邻近后壁的夹子194。槽198与形成在连接器壳中的孔108对齐，从而载体190不干涉位于孔108中允许连接器102相对于遮盖100转动的插针(未示出)。
[0046]在实施例中，不需要用于驱散静电的接地通路，且USB存储器设备与连接器壳102不电连接。然而，在可选的实施例中，USB存储器设备可以电连接到连接器壳，从而当USB存储器组装件150插入主机设备的USB端口时，允许设备150通过连接器壳接地。作为一个例子，连接器壳102或遮盖100可以包括由金属形成的片簧或指状物(未示出)，当USB设备150插入连接器壳102时其接触限定在衬底152上的接地垫162 (图6)。垫162和指状物提供静电驱散到主机设备的USB端口的接地通路。
[0047]在实施例中，可以贮备(stock)连接器壳102 (无遮盖)并且当USB存储器设备150完成且和载体190安装在一起时可用，如图14中所不。在进一步的实施例中，可以备连接器壳和遮盖，并且当USB存储器设备150完成且和载体190安装在一起时可用，如图15中所示。如上面提到的，使连接器壳或连接器壳和遮盖可用并准备好用于与USB存储器设备和载体组装，避免USB存储设备在制造之后闲置。尽管USB存储器设备的设计可能改变，载体190提供标准的构造以装配在连接器壳中。这允许连接器壳或连接器壳和遮盖的预制造和贮备。
[0048]除了加速完成的USB组装件的制造，本技术还简化了遮盖的设计和制造。可以通过去除摁扣在一起的遮盖(snap-together-lid)而更快地制造定制的遮盖。摁扣(snap)需要模中滑块和内抽芯(sIide and lifter),其增加模设计时间、加工时间和更高的成本。可以在遮盖厂商处粘贴或声焊遮盖，并作为组装的单元发放。此外，由于存储器设备在声焊之后安装且不被声焊振动损害，因此遮盖组装件的声焊是可能的。
[0049]总之，本技术的实施例涉及USB存储器组装件，其包括USB存储器设备；在其中容纳有USB存储器设备的载体；在其中容纳有载体的连接器壳；以及连接到连接器壳的遮盖。
[0050]在进一步 的实施例中，本技术涉及USB存储器组装件，其包括:USB存储器设备；用于接纳该USB存储器设备的载体，该载体包括:基体部分和与基体部分相对的悬臂式夹子(cantilevered clip),用于在第一方向上约束(restrain) USB存储器设备,用于在与基体平行且与第一方向垂直的第二方向上约束USB存储器设备的第一和第二凸边，以及形成在悬臂式夹子的表面上的锁销；用于接纳该载体的连接器壳，该锁销能够将载体固定在连接器壳中；以及连接到连接器壳的遮盖。
[0051]在进一步的实施例中，本技术涉及制造USB存储器组装件的方法，其包括:制造USB存储器设备^fUSB存储器设备插入载体；在制造USB存储器设备的位置处贮备连接器壳和遮盖；在所述步骤(b)将USB存储器设备插入载体中之后将该载体插入连接器壳中。
[0052]已经为了说明和描述的目的呈现了以上对本发明的详细说明。其并不旨在是穷举的或将本发明限定为公开的精确的形式。根据以上教导的很多修改和改变是可能的。描述的实施例被选择来最好地解释本发明的原理及其实际应用，从而由此使得本领域的其他技术人员能够在各种实施例中以及用适合于构想的特定用处的各种改变最好地利用本发明。本发明的范围旨在由所附的权利要求限定。
【权利要求】
1.一种USB存储器组装件，包括: USB存储器设备； 载体，在其中容纳有该USB存储器设备； 连接器壳，在其中容纳有该载体；以及 遮盖，其连接到连接器壳。
2.如权利要求1所述的USB存储器组装件，其中所述载体包括用于在第一方向上约束USB存储器设备的基体部分和悬臂式夹子。
3.如权利要求2所述的USB存储器组装件，其中所述载体包括用于在与第一方向垂直的第二方向上约束USB存储器设备的第一凸边和第二凸边。
4.如权利要求2所述的USB存储器组装件，其中所述载体包括用于在与第一方向垂直的第二方向上约束USB存储器设备的第一凸边和后壁。
5.如权利要求1所述的USB存储器组装件，其中所述载体包括用于将载体牢固地固定在连接器壳中的锁销。
6.如权利要求1所述的USB存储器组装件，其中所述连接器壳固定地安装在遮盖中。
7.如权利要求1所述的USB存储器组装件，其中所述连接器壳通过装配在连接器壳中的孔中的插针可转动地安装在遮盖中。
8.如权利要求7所述的USB存储器组装件，其中所述载体包括用于与连接器壳中的孔对齐的槽，该槽允许将载体插入连接器壳中而不被插针干扰。
9.如权利要求1所述的USB存储器组装件，其中所述载体由塑料形成。
10.如权利要求1所述的USB存储器组装件，其中所述载体由聚碳酸酯-丙烯腈丁二烯苯乙烯混合物形成。
11.如权利要求1所述的USB存储器组装件，还包括在连接器壳和USB设备之间用于使USB设备接地的电连接器。
12.—种USB存储器组装件，包括 USB存储器设备； 用于接纳该USB存储器设备的载体，该载体包括: 基体部分和与基体部分相对的悬臂式夹子，用于在第一方向上约束USB存储器设备， 第一和第二凸边，用于在与基体平行且与第一方向垂直的第二方向约束USB存储器设备，以及 形成在悬臂式夹子的表面上的锁销； 用于接纳该载体的连接器壳，该锁销能够将载体固定在连接器壳中；以及 连接到连接器壳的遮盖。
13.如权利要求12所述的USB存储器组装件，其中所述USB存储器设备包括连接器插针，并且其中所述载体能够用自载体中暴露的连接器插针接纳并保持USB存储器设备。
14.一种制造USB存储器组装件的方法，包括: (a)制造USB存储器设备； (b)将USB存储器设备插入载体中； (c)在制造USB存储器设备的位置处贮备连接器壳和遮盖； Cd)在所述步骤(b)将USB存储器设备插入载体中之后将该载体插入连接器壳中。
15.如权利要求14所述的方法，其中所述制造USB存储器设备的步骤(a)包括将一个或多个闪存晶片安装在衬底上以及将该一个或多个闪存晶片线焊到该衬底上的步骤。
16.如权利要求14所述的方法，其中所述制造USB存储器设备的步骤(a)包括在衬底上表面安装一个或多个TSOP闪存晶片的步骤。
17.如权利要求14所述的方法，其中所述将USB存储器设备插入载体中的步骤(b)包括在第一方向上将USB存储器设备插入载体中的步骤，该方法还包括在第二方向和第三方向上将USB存储器设备约束在载体中的步骤，所述第一、第二和第三方向彼此垂直。
18.如权利要求14所述的方法，还包括通过装配在连接器壳上的槽中的载体上的锁销将载体固定在 连接器壳中的步骤。
【文档编号】G11C7/10GK103730146SQ201310470619
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年10月10日 优先权日:2012年10月10日
【发明者】R.C.米勒 申请人:桑迪士克科技股份有限公司