USB装置及其制造方法与流程

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本申请享受以日本专利申请2016-57069号(申请日：2016年3月22日)为基础申请的优先权。本申请通过参照该基础申请而包含基础申请的全部内容。

本发明的实施方式涉及一种usb装置及其制造方法。

背景技术：

作为将计算机等信息装置与周边装置连接时的一种连接标准，已知有usb(universalserialbus：usb，通用串行总线)。usb3.0作为usb标准的其中一种，既能够保持与usb2.0的兼容性，又能够以usb2.0的10倍以上的传输速度进行高速传输。在usb3.0的usb连接器中，除了usb2.0的usb连接器上所设置的4个连接端子以外，还需要5个连接端子。这些连接端子是以固定于绝缘构件的状态连接于电路板。

技术实现要素：

本实施方式提供一种使电路板上的连接垫与连接端子的连接更稳定的usb装置及其制造方法。

实施方式的usb装置是通过与插座连接能够进行数据传输的usb装置，其特征在于包含：电路板，包括：配线板，包含第1面、及位于所述第1面的相反侧且具有连接垫的第2面；以及半导体零件，搭载于上述第1面；端子部，包括：连接端子，具有与所述连接垫电连接的连接部位；及绝缘构件，具有位于所述电路板的外侧且沿着所述电路板的厚度方向而突出的壁部；且该端子部载置于所述第2面上；以及焊料，位于所述连接垫与所述连接部位之间；且所述壁部与所述电路板相接，所述连接垫具有在所述连接端子的延伸方向上相对向的所述连接端子侧的第1端部和与所述第1端部为相反侧的第2端部，所述连接部位与所述焊料的边界和所述第1端部的最短距离短于或等于所述连接部位与所述焊料的边界和所述第2端部的最短距离。

附图说明

图1是表示第1实施方式的usb装置的剖视图。

图2是表示第1实施方式的usb装置的俯视图。

图3(a)及(b)是表示第1实施方式的usb装置的制造步骤的剖视图。

图4(a)及(b)是表示第1实施方式的usb装置的制造步骤的剖视图。

图5是表示第1实施方式的usb装置的剖视图。

图6(a)及(b)是表示第2实施方式的usb装置的俯视图。

图7(a)～(c)是表示第2实施方式的usb装置的变化例的剖视图。

具体实施方式

以下，对用来实施发明的实施方式进行说明。

(第1实施方式)

参照图1至图4，对第1实施方式进行说明。另外，附图是示意性的，存在例如厚度与平面尺寸的关系、各层的厚度的比例等和实际的关系、比例等不同的情况。另外，在实施方式中，对实质上相同的构成要素标注相同的符号并省略说明。

图1至图4是表示通过与插座连接能够进行usb3.0数据传输的usb装置的图。另外，如果是使用相同信号的标准，那么也可作为能够进行其他usb标准的数据传输的usb装置来使用。

图1是本实施方式的usb装置10的侧视示意图。图2是将图1所示的壳体1的一部分除去后俯看usb装置10的俯视示意图。在图1及图2中，作为一例而图示出包含电路板2的usb装置，其中所述电路板2为sip(systeminapackage：sip，系统化封装)。另外，相对于图1的x轴方向，将端子部3侧设定为“前方”，将壳体1侧设定为“后方”，以下也同样处理。

图1及图2所示的usb装置10包含壳体1、电路板2、及端子部3。壳体1包含作为非贯通孔的开口部11。壳体1具有绝缘性。例如可由聚氯乙烯等合成树脂等形成，也可由具有导电性的金属形成。另外，也可将具有使用合成树脂而成形的槽部的一对壳体构件以槽部相对的方式粘接，由此形成具有开口部11的壳体1。另外，壳体1的形状并不限定于图1所示的形状。例如，也可按照与电路板2全部重叠的方式设置壳体1。另外，还可与壳体1分开设置具有作为外壳的功能的壳体，其中所述外壳是用来保护电路板2中从壳体1突出的部分。

电路板2例如设置于开口部11。电路板2可由壳体1固定。另外，电路板2包含：配线板21，具有第1面21a、及相对于第1面21a为相反侧的第2面21b；存储器芯片22及控制器芯片23等半导体零件，搭载于配线板21的第1面21a；以及树脂层24，密封半导体零件。相对于第1面21a及第2面21b大致垂直的、电路板2的在x轴方向上相对向的2个侧面中，将前方的侧面设定为第3面2a。另外，并不限定于存储器芯片22及控制器芯片23，也可使用其他半导体零件。另外，存储器芯片22与控制器芯片23的位置也可颠倒。

另外，电路板2的构造并不限定于sip，例如也可为具有pcba(printedcircuitboardassembly：pcba，印刷电路板组件)的电路板等。

配线板21的第1面21a相当于图1中配线板21的下表面，第2面21b相当于图1中配线板21的上表面。配线板21具有至少包含设置于第1面21a的连接垫211的多个连接垫、及至少包含设置于第2面21b的连接垫212的多个连接垫。第1面21a的连接垫例如经由贯通配线板21的通孔而电连接于第2面21b的连接垫212。作为配线板21，例如可使用具有配线层的环氧玻璃等树脂板等，其中所述配线层包含设置于表面的连接垫。

连接垫211是用来将半导体零件与配线板21之间电连接的连接垫。连接垫212是用来将端子部3与配线板21之间电连接的连接垫。连接垫211及连接垫212例如设定为矩形状。

存储器芯片22电连接于连接垫211。存储器芯片22例如具有多个半导体芯片的积层体，且多个半导体芯片夹着粘接层以一部分重叠的方式互相粘接。多个半导体芯片是通过打线接合等将设置于各半导体芯片的电极垫彼此连接，由此互相电连接。作为半导体芯片，例如可使用具有nand(notand，与非)闪速存储器等存储元件的存储器芯片等。此时，半导体芯片除了存储单元以外，还可包含解码器等。

控制器芯片23电连接于配线板21第1面21a上的连接垫。控制器芯片23由半导体芯片构成，控制对存储器芯片22的数据写入及数据读出等动作。存储器芯片22及控制器芯片23例如是通过打线接合等将设置于半导体芯片的电极垫与设置于配线板21的连接垫连接，由此电连接于配线板21。

作为存储器芯片22及控制器芯片23与配线板21的连接方法，并不限定于打线接合，也可使用倒装芯片接合或卷带式自动接合等无线接合。另外，也可使用使存储器芯片22与控制器芯片23积层于配线板21的第1面21a而成的tsv(throughsiliconvia：tsv，硅穿孔)方式等的三维封装构造。

树脂层24是以密封存储器芯片22及控制器芯片23的方式设置。树脂层24例如含有无机填充材料(例如sio2)。树脂层24例如是使用将所述无机填充材料与有机树脂等混合而成的密封树脂，通过转注成形法、压缩成形法、射出成形法等成形法而形成。

接着，对端子部3的构造进行说明。

如图1及图2所示，端子部3设置于电路板2上，且与电路板2电连接。端子部3例如由壳体1保持。

端子部3包含第1端子31、第2端子33、及绝缘构件32。另外，虽然在图2中图示出5个第1端子31及4个第2端子33，但第1端子31及第2端子33的数量并不特别限定。另外，第1端子31及第2端子33的形状并不限定于此。

第1端子31及第2端子33例如具有作为能够与插座连接的连接端子的功能。作为连接端子，例如可列举接地端子(gnd)、信号端子(sstx+、sstx-)、信号端子(ssrx+、ssrx-)等用于usb2.0或3.0的高速传输的连接端子等，其中所述信号端子(sstx+、sstx-)用于作为差动信号的高速传输用发送数据信号，所述信号端子(ssrx+、ssrx-)用于作为差动信号的高速传输用接收数据信号。

第1端子31具有例如一端位于前方且突出于第2端子侧的插座连接部31a、及另一端位于后方且突出于电路板2的尾部31b，插座连接部31a与尾部31b之间的中间部被绝缘构件32覆盖。

尾部31b从绝缘构件32露出于后方的电路板2侧，具有第1端子31的与长度方向正交的宽度方向扩展而成的形状，且电连接于多个连接垫中至少一者(此处为连接垫212)。尾部31b作为第1端子31的与连接垫212的连接部位而发挥功能。尾部31b例如通过焊接等经由焊料4而接合于连接垫212，但接合方法并不限定于此。

第2端子33例如与位于配线板21第2面21b的连接垫连接。其中，所述连接垫可为连接垫212，也可将与连接垫212不同的连接垫设置于端子部3的下部。

作为第1端子31及第2端子33，可使用铜合金(例如铍铜、磷青铜、钴铜)或镍合金(例如铍镍)等能够提供弹性的材料。另外，第1端子31与第2端子33的材料既可相同，也可不同。

第1端子31及第2端子33固定于绝缘构件32。由此，通过绝缘构件32的位置，能够使第1端子31及第2端子33与连接垫位置对准。

绝缘构件32搭载于电路板2的第2面21b上。绝缘构件32具有相对于z轴方向突出于第1面21a侧(下方向)的壁部32a。即，壁部32a是沿着电路板2的厚度方向而突出。该壁部32a具有与电路板2的第3面2a对向的第4面32b。在本实施方式中，绝缘构件32的第4面32b与电路板2的第3面2a彼此相接。

例如，在第3面2a与第4面32b之间存在间隙的情况下，有如下担心：当将usb装置10插入至插座时，壁部32a与插座碰撞而受到挤压，由此绝缘构件32变形，且第1端子31与连接垫212的连接部出现龟裂等损伤，因此第1端子31与连接垫212发生位置偏移，从而造成连接不良。在本实施方式中，由于绝缘构件32的第4面32b与电路板2的第3面2a彼此相接，所以这些担忧得以减小。

作为绝缘构件32，例如可使用树脂等。

另外，端子部3的构造并不限定于图1及图2所示的构造。

接着，对本实施方式的usb装置10的制造方法进行说明。

图3及图4是用来说明本实施方式的usb装置100的制造方法例的侧视示意图。如图3(a)所示，准备搭载半导体零件且具有包含连接垫212的多个连接垫的电路板2。

接着，如图3(b)所示，在连接垫212上，例如涂布焊料4。焊料4涂布于连接垫的例如中央部。

接着，如图4(a)所示，将端子部3搭载在电路板2上。此时，以尾部31b位于连接垫212的偏前方侧的位置，且尾部31b的至少一部分与焊料4相接的方式，将端子部3载置在电路板2上。另外，此时第3面2a与第4面32b之间存在间隙。

接着，如图4(b)所示，通过回流焊工艺将焊料4熔解，并通过冷却将尾部31b与连接垫212固定。此时，焊料4利用表面张力将尾部31b向焊料4侧牵引。由此，载置于焊料4前方的尾部31b被向后方牵引，随之端子部3整体也向后方移动。即，尾部31b从连接垫212的前方位置移动至例如中央位置。该移动被称为自对准效应。即，在图4(b)中，当将与第1端子31的延伸方向对向的连接垫212的前方端部设定为第1端部212a，将后方端部设定为第2端部212b时，尾部31b与焊料4的边界和第1端部212a的最短距离短于或等于尾部31b与焊料4的边界和第2端部212b的最短距离。另外，所谓边界是指焊料4与尾部31b相接的部分。自对准效应所产生的移动通过壁部32a与电路板2的第3面2a相接而停止。因此，端子部3是以第3面2a与第4面32b的间隙的距离量向后方移动。

最后，将搭载有端子部3的电路板2收纳在壳体1内，从而本实施方式的usb装置10完成。

根据本实施方式的usb装置10，通过由焊料4的表面张力所产生的自对准效应及绝缘构件32的壁部32a，能够将第1端子31的尾部31b的中央部粘接于电路板2上的连接垫212的中央部或比中央部靠前方侧的位置，且能够减小连接垫212与尾部31b的位置关系不均的担忧。因此，能够使电路板2与端子部3的连接更稳定。

例如，在将尾部31b载置于连接垫212的中央部而非前方,然后进行回流焊工艺的情况下，通过自对准效应，尾部31b会相对于电路板2沿着x轴方向及y轴方向中任一者而移动。在本实施方式中，通过预先将尾部31b载置于连接垫212的前方，能够使尾部31b通过自对准效应仅向后方移动，而位于连接垫212上所期望的位置(此处为中央部或比中央部靠前方侧的位置)。另外，在尾部31b的中央部位于连接垫的比中央部靠后方侧的情况下，有在连接垫212上尾部31b的移动距离变大而发生位置偏移的可能性，因此较为理想的是尾部31b位于连接垫212的中央部或比中央靠前方侧。

另外，由于壁部32a与电路板2相接，所以如下担心得以减小：当将usb装置10插入至例如插座时，壁部32a与插座碰撞而受到挤压，由此绝缘构件32变形，进而第1端子31与连接垫212的连接部出现龟裂等损伤，因此第1端子31与连接垫212发生位置偏移，从而造成连接不良。

另外，在本实施方式中，表示出电路板2上的连接垫212与尾部31b连接，但与连接垫212的连接部位并不限定于尾部31b，例如在如图5所示的形状的第1端子31的情况下，也可将插座连接部31a与尾部31b之间作为连接部位。另外，在图5中，为了方便起见省略第1端子31以外的端子部3。

(第2实施方式)

接着，使用图6及图7对第2实施方式进行说明。

第2实施方式与第1实施方式相比连接垫的形状不同，但其他的构成及制造方法与第1实施形态相同。因此，仅对与第1实施方式不同的部分进行说明，相同的部分予以省略。

图6(a)是表示第2实施方式的usb装置10的端子部3及电路板2的一部分的俯视示意图。图6(b)表示连接垫212的俯视放大图。

如图6所示，在本实施方式中，连接垫212采用将大小2个四角形组合而成的形状。在图5的情况下是长方形的组合，且将面积较小的长方形设置于电路板2的前方，将面积较大的长方形设置于电路板2的后方。通过将连接垫212设定为这种形状，在通过自对准效应而移动时，端子部3(尾部31b)所能移动的距离变大。

以下，对其理由进行说明。若对所述形状的连接垫212涂布焊料4，则与面积较小的四角形相比，面积较大的四角形被涂布的焊料4的量相对较多。此处，将尾部31b载置于连接垫中面积较小的四角形上。焊料4的量越多，则回流焊工艺时的表面张力越大，因此尾部31b被连接垫中面积较大的四角形侧的焊料4更强力地牵引。因此，通过自对准效应所能移动的距离较大。

另外，作为第2实施方式的变化例，也可将连接垫212设定为如图7(a)、(b)所示的形状。如图7(a)所示，大小2个四角形为梯形与长方形。将梯形设置于电路板2的前方，将长方形设置于电路板2的后方。在变化例的情况下，与图5的连接垫212相比，大小四角形的接合部较为平缓，因此自对准效应所产生的移动度不均得以进一步减小。

另外，连接垫212并不限定于存在大小关系的四角形组合，若电路板2后方的连接垫212面积大于前方的连接垫面积，则例如，如图7(b)所示，也能应用三角形或其他形状。

在本实施方式中，所谓四角形例如也包括如图7(c)所示四角形的角带弧度的情况。

如上所述，根据本实施形态的usb装置10，能够通过使电路板2后方的连接垫212的面积大于前方的连接垫212的面积，而加大自对准效应所产生的移动度。因此，可应用于端子部3的第4面32b与电路板2的第3面2a的间隙较大的情况。

以上，已对本发明的若干实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子而提出的，并非意欲限定发明的范围。这些新颖的实施方式能以其他各种方式实施，且能够在不脱离发明主旨的范围内进行各种省略、替换、变更。这些实施方式及其变化包含在发明的范围及主旨中，且包含在权利要求书所记载的发明及其均等的范围内。

符号说明

1壳体

2电路板

2a第3面

3端子部

10usb装置

11开口部

21配线板

21a第1面

21b第2面

22存储器芯片

23控制器芯片

24树脂层

31第1端子

31a插座

31b尾部

32绝缘构件

32a壁部

32b第4面

33第2端子

211、212连接垫