半导体装置及插头用端子零件的制造方法
【专利摘要】本发明的实施方式提供一种能够抑制利用USB将信息设备与周边设备接续时产生接续不良的半导体装置及插头用端子零件的制造方法。实施方式的半导体装置是通过与插座接续而能够进行利用USB的数据传输的半导体装置，且包括：电路板，具备具有多个接续垫的配线板、及搭载在配线板的半导体零件；以及端子部，设置在电路板上。端子部具备：端子部件，具有能够与插座接续的第1接续部、设置在端部的尾部、及将第1接续部与尾部连接的连接部；以及绝缘部件，至少保持连接部的一部分。连接部具有第2接续部，该第2接续部从绝缘部件向电路板侧露出，且电接续于多个接续垫的至少一个。
【专利说明】半导体装置及插头用端子零件的制造方法
[0001][相关申请]
[0002]本申请享有以日本专利申请2015-52711号(申请日:2015年3月16日)作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。
技术领域
[0003]本发明的实施方式涉及一种半导体装置及插头用端子零件的制造方法。
【背景技术】
[0004]作为将计算机等信息设备与周边设备接续时的一个接续标准，已知有USB(Universal Serial Bus(通用串行总线):USB)。例如，通过使用公连接器(也称为插头)及母连接器(也称为插座)的USB连接器将信息设备与周边设备接续，由此，不仅能够传输数据，而且还能够获得例如从信息设备到周边设备的动作所需的电源，或经由USB集线器将多个设备接续。
[0005]作为USB标准之一的USB3.0能够一方面保持与USB2.0的相容性，一方面进行具有USB2.0的10倍以上的传输速度的高速传输。USB3.0的USB连接器中除了需要设置在USB2.0的USB连接器的4个接续端子以外，还需要5个接续端子。关于USB3.0的USB连接器，例如在具备插头的半导体装置中，难以在配线板本身确保接续端子的形成空间。
[0006]在具备USB3.0的插头的半导体装置中，存在例如将具有作为接续端子发挥功能的端子部件的端子零件搭载在配线板上的情况。所述端子部件由绝缘部件保护，且具有能够与插座接续的插座接续部、设置在端部的尾部、及将插座接续部与尾部连接的连接部。通过将配线板所具有的接续垫与端子部件的尾部接续，而能够将端子部件与配线板之间电接续。
[0007]然而，在将端子部件的尾部与配线板的接续垫接续的情况下，存在容易对尾部施加无用的负载而引起接续不良的情况。这样一来，在能够进行利用USB的数据传输的半导体装置中，要求抑制接续不良的发生。
【发明内容】
[0008]本发明的实施方式提供一种能够抑制可利用USB与外部设备接续的接续端子与电路板的接续不良的发生的半导体装置及插头用端子零件的制造方法。
[0009]实施方式的半导体装置是通过与插座接续而能够进行利用USB的数据传输的半导体装置，且包括:电路板，具备具有多个接续垫的配线板、及搭载在配线板的半导体零件；以及端子部，设置在电路板上。端子部具备:端子部件，具有能够与插座接续的第I接续部、设置在端部的尾部、及将第I接续部与尾部连接的连接部；以及绝缘部件，至少保持连接部的一部分。连接部具有第2接续部，该第2接续部从绝缘部件向电路板侧露出，且电接续于多个接续垫的至少一个。
【附图说明】
[0010]图1是表示半导体装置的构造例的截面示意图。
[0011 ]图2是表示半导体装置的构造例的俯视示意图。
[0012]图3是表示端子部的正面的外观示意图。
[0013]图4是表示端子部的背面的一部分的外观示意图。
[0014]图5是端子部的放大图。
[0015]图6是表示端子部的其他构造例的截面示意图。
[0016]图7是表示端子部的其他构造例的截面示意图。
[0017]图8是表示端子部的其他构造例的截面示意图。
[0018]图9是图8所示的端子部的俯视示意图。
[0019]图10是用来说明端子部的制造方法例的俯视示意图。
[0020]图11是用来说明端子部的制造方法例的俯视示意图。
[0021 ]图12是表示半导体装置的其他构造例的截面示意图。
【具体实施方式】
[0022]以下，参照附图对实施方式进行说明。此外，附图是示意性的图，存在例如厚度与平面尺寸的关系、各层的厚度的比率等与实际不同的情况。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。
[0023]图1及图2是表示通过与插座接续而能够进行利用USB3.0的数据传输的半导体装置的构造例的示意图，图1是截面示意图，图2是俯视示意图。在图1及图2中，作为一例，图示了具备作为SiP(System in a Package(系统级封装):Sip)的电路板的半导体装置。
[0024]图1及图2所示的半导体装置10具备壳体1、电路板2、及端子部3。壳体I具备作为非贯通孔的开口部U。壳体I具有绝缘性，例如由聚氯乙烯等合成树脂等形成。例如，也可以将具有槽部且使用合成树脂而成形的一对壳体部件以槽部相邻的方式贴合，由此形成具有开口部11的壳体I。此外，壳体I的形状并不限定于图1所示的形状。例如，也可以将壳体I以与整个电路板2重叠的方式设置，另外，也可以除壳体I之外另外设置具有作为保护电路板2中从壳体I突出的部分的盖子的功能的壳体。
[0025]电路板2例如设置在开口部11。电路板2优选为由壳体I固定。此外，电路板2具备:配线板21，具有第I面及相对于第I面为相反侧的第2面;存储器芯片22、控制器芯片23等半导体零件，搭载在配线板21的第I面；以及树脂层24，密封半导体零件。此外，并不限定于存储器芯片22及控制器芯片23，也可以使用其他半导体零件。另外，存储器芯片22与控制器芯片23的位置也可以相反。
[0026]配线板21的第I面相当于图1中的配线板21的下表面，第2面相当于图1中的配线板21的上表面。配线板21具有至少包含设置在第I面的接续垫211a与接续垫211b的多个接续垫。另外，配线板21具有至少包含设置在第2面的接续垫212a与接续垫212b的多个接续垫。第I面的接续垫经由例如贯通配线板21的通孔而电接续于第2面的接续垫212a与接续垫212b。作为配线板21，可使用例如具有配线层的玻璃环氧化物等树脂板等，所述配线层具备设置在正面的接续垫。
[0027]接续垫21Ia及接续垫21 Ib是用来将半导体零件与配线板21之间电接续的接续垫。接续垫212b具有作为能够与插座接续的接续端子的功能。作为接续端子，例如可列举电源端子(VBUS)、用于作为差动信号的通常传输用数据信号的信号端子(D+、D-)、及接地端子(GND)等利用USB2.0或USB3.0的数据传输中所需的接续端子。此外，图1中，接续垫212b是以从壳体1(开口部11)突出的方式设置，但并不限定于此，也可以将接续垫212b(电路板2)以收纳在开口部11的方式设置。
[0028]存储器芯片22电接续于接续垫211a。存储器芯片22具有例如多个半导体芯片的积层，多个半导体芯片是隔着粘着层以一部分重叠的方式相互粘着。多个半导体芯片是通过利用打线接合将设置在各个半导体芯片的电极垫彼此接续而相互电接续。作为半导体芯片，例如可使用具有NAND(Not-AND，与非)闪速存储器等存储元件的存储器芯片等。此时，半导体芯片除具备存储单元以外，还可以具备解码器等。
[0029]控制器芯片23电接续于接续垫211b。控制器芯片23控制对存储器芯片22进行的数据写入及数据读出等动作。控制器芯片23包含半导体芯片，例如通过利用打线接合将设置在半导体芯片的电极垫与设置在配线板21的接续垫211b接续而电接续于配线板21。
[0030]作为存储器芯片22及控制器芯片23与配线板21的接续方法，并不限定于打线接合，也可以使用倒装芯片接合或卷带式自动接合(Tape automated bonding)等无线接合。另外，也可以使用使存储器芯片22与控制器芯片23积层在配线板21的第I面的TSV(ThroUghSilicon Via(硅穿孔):TSV)方式等三维封装构造。
[0031]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含有例如无机填充材料(例如S12)。树脂层24是例如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并利用转注成形法、压缩成形法、注塑成形法等成形法而形成。
[0032]端子部3设置在电路板2上。例如，端子部3由壳体I保持。此处，参照图3及图4对端子部3的构造例进行说明。图3及图4是表示端子部的构造例的示意图，图3是表示端子部的正面的外观图，图4是表示端子部的背面的一部分的外观图。此外，并不限定于将端子部3用于半导体装置10的情况，也可以将端子部3用作也能够应用于其他构造的半导体装置的一个端子零件。另外，如果是例如使用相同信号的标准，那么也可以将端子部3设置于能够进行利用其他USB标准的数据传输的半导体装置。
[0033]如图4所示，端子部3具备端子部件31、及绝缘部件32。此外，在图3中，虽图示了5个端子部件31，但端子部件31的数量并不受特别限定。另外，在图3中，与插座接续一侧的端子部件31的形状并不限定于此。
[0034]端子部件31具有作为例如能够与插座接续的接续端子的功能。作为接续端子，例如，可列举接地端子(GND)、用于作为差动信号的高速传输用发送数据信号的信号端子(551乂+、331乂-)、及用于作为差动信号的高速传输用接收数据信号的信号端子(331?+、SSRX-)等利用USB3.0的高速传输中所需的接续端子等。
[0035]图5是端子部3的放大图。如图5所示，端子部件31具有接续部31a、尾部31b、及连接部 31c0
[0036]接续部31a是例如在将半导体装置10插入到插座时能够与插座接续的部分。此时，也将接续部31a称为插座接续部。接续部31a包含接触部31d。接触部31d设置在例如接续部31a的第I面。在图5中，接续部31a从绝缘部件32突出。
[0037]接触部31d优选为具有上侧成为凸起的弯曲面。由此，使接触部31d与插座之间变得容易电接续。另外，接续部31a优选为具有弹性。端子部件31与插座的接续是在端子部件31的上侧进行，所以利用所述构造，在将半导体装置10插入到插座时，端子部件31被向下侧压入，从而向插座的接续端子施加利用弹性而要恢复原状的力，因此，能够提高与插座的接触强度。
[0038]尾部31b设置在例如端子部件31的端部。尾部31b的一端具有形成端子部3时的切断面。尾部31b的一端例如具有平面形状。在图5中，尾部31b从绝缘部件32突出，且与电路板2隔开。即，通过设为使尾部31b不与电路板2接触的构造，而能够抑制对尾部31b施加的负载，从而抑制端子部件31的变形。
[0039]连接部31c是以将接续部31a与尾部31b连接的方式设置。连接部31c优选为具有例如图5中的下侧成为凸起的弯曲形状。连接部31c具有接续部311，该接续部311从绝缘部件32向电路板2侧露出，且电接续于多个接续垫的至少一个(此处为接续垫212a)。通过利用绝缘部件32保持接续部311的周围，而能够抑制因异物导致的端子部3与电路板2的接续不良。
[0040]在图5中，连接部31c电接续于接续垫212a。此时，也将接续部311称为板接续部。连接部31c也可以通过例如压接或焊接等而接合于接续垫212a。另外，在端子部件31的延伸方向上，使尾部31b的长度比接续部311的长度短，由此能够使端子部3小型化。
[0041]作为端子部件31，可使用例如铜合金(例如铍铜、磷青铜、钴铜)或镍合金(例如铍镍)等能够赋予弹性的材料。
[0042]绝缘部件32至少保持连接部31c的一部分。在图1至图5中，接续部31a及尾部31b从绝缘部件32突出。作为绝缘部件32，可使用例如树脂等。此外，将与位于接续垫212a与连接部31c之间的绝缘部件32的一面(图5中为绝缘部件32的下表面)连续的面设置在接续部311，由此，绝缘部件32与接续部311的阶差变少，因此，能够抑制接续部311与接续垫212a的接续不良。
[0043]端子部3的构造并不限定于图1至图5所示的构造。图6至图7是表示端子部3的其他构造例的截面示意图。
[0044]图6所示的端子部3与图5所示的端子部3相比，至少具有以从绝缘部件32突出的方式设置的接续部311的方面不同。在图6中，接续部311是以从绝缘部件32向电路板2侧突出的方式设置。此时，优选为在端子部3与电路板2(配线板21)之间设置粘着层4，利用粘着层4将端子部3与电路板2(配线板21)粘着。作为粘着层4，可使用例如丙烯酸系粘着剂或环氧系粘着剂。另外，也能对粘着层4使用各向异性导电树脂。此外，亦可不必设置粘着层4。
[0045]通过将端子部3的构造设为图6所示的构造，从而连接部31c中的从绝缘部件32露出的连接部31c的面积大，因此，易于使接续部311的面积比图5所示的端子部3大。通过使接续部311的面积变大，而能够降低端子部件31与电路板2的接续电阻，另外，也不易引起接续不良。
[0046]图7所示的端子部3与图5所示的端子部3相比，至少具有以退入到绝缘部件32的方式设置的接续部311的方面、换句话说是具备具有使接续部311露出的开口部320的绝缘部件32的方面不同。图7中，在绝缘部件32的电路板2侧设置开口部320。此时，优选为在端子部3与电路板2(配线板21)之间设置导电层5，利用导电层5将端子部3与电路板2(配线板21)接续。另外，在每个端子部件31设置开口部320，且在每个开口部320设置导电层5，由此，多个端子部件31相互电分离。
[0047]通过将端子部3的构造设为图7所示的构造，而能够抑制例如因异物导致的端子部件31与接续垫212a的接续不良。
[0048]作为导电层5，可使用铜等金属材料或焊料等导电材料。另外，除了可使用能够应用于图6所示的粘着层4的材料以外，还可以使用包含具有导电性的材料(导电性填料等)的粘着材料。由此，在开口部320，能够经由导电层5使端子部件31与电路板2 (配线板21)之间电接续。
[0049]图5至图7所示的端子部3是通过使用例如具有所期望的形状的模具形成绝缘部件32而制造。另外，也可以利用所述方法以覆盖端子部件31的一部分的方式形成绝缘部件32，之后将绝缘部件32的一部分去除，由此使接续部311露出。
[0050]图8所示的端子部3与图5所示的端子部3相比，至少绝缘部件32的构造与具有电接续于半导体零件的接续垫33的方面不同。接续垫33具有能够接续于插座的接续部33a、及接续部33b。在与插座接续时，接续垫212b并非直接接续于插座，而是使接续部33a接续于插座。
[0051 ]绝缘部件32具有至少保持连接部31c的一部分的区域32a、及至少保持接续垫33的一部分的区域32b。
[0052]图8所示的端子部3中，接续垫33具有能够接续于插座的接续部33a、及从绝缘部件32露出且电接续于接续垫212b的接续部33b。接续垫33是使用例如能够应用于端子部件31的材料而形成。并不限定于此，也可以使用与端子部件31不同的材料形成接续垫33。
[0053]通过将端子部3的构造设为图8所示的构造，而能够减小配线板21中的接续垫212b的面积。由此，能够提高配线板21中的配线布局的自由度。
[0054]图9是图8所示的端子部3的俯视图。如图9所示，当俯视时，接续部33b也可以具有不与接续部33a重叠的构造。另外，并不限定于区域32b，当俯视时，也可以在区域32a的各端子部件31之间设置接续垫33。此时，也可以不设置区域32b。
[0055]接续垫33具有例如作为接续端子的功能。作为接续端子，例如可列举电源端子(VBUS)、用于作为差动信号的通常传输用数据信号的信号端子(D+、D-)、及接地端子(GND)等利用USB2.0或USB3.0的数据传输中所需的接续端子。
[0056]图10及图11是用来说明端子部3的制造方法例的示意图。如图10所示，首先，准备端子部件30。端子部件30具有包含之后成为多个端子部件31的多个齿的梳齿形状。
[0057]接着，通过嵌入成形等以保持端子部件30的各个齿的一部分的方式设置绝缘部件32，由此，使接续部311露出并且保持连接部31c。所谓嵌入成形是将树脂注入到模具内所插入的金属零件的周围而使金属与树脂一体化的成形方法。
[0058]接着，如图11所示，以线段X-Y为基准将端子部件30切断而将多个齿分离，由此形成多个端子部件31。此时的切断面成为尾部31b的一部分。通过以上所述，能够形成端子部3。
[0059]如以上所述，在本实施方式中，将端子部中的与电路板的接续部设置在连接部而并非尾部，由此能够抑制因外力导致的接续不良等。尾部存在当切断等时被施加外在的力而变形的情况。另外，当在尾部设置接续部的情况下，必须使包含从绝缘部件露出的尾部的露出部变长。因此，存在如下情况:在露出部发生多个端子部件与电路板的短路、接续不良。相对于此，通过在连接部设置与电路板的接续部，能够利用绝缘部件覆盖接续部的周围，并且使包含尾部的露出部变短，从而抑制接续不良。另外，能够使端子部小型化。
[0060]此外，电路板2的构造并不限定于图1。在图12中表示半导体装置的其他构造例。图12中，作为一例，图示了具有作为PCBA(Printed Circuit Board Assembly(印刷电路板组件):PCBA)的电路板2的半导体装置。图12所示的半导体装置与图1所示的半导体装置10相比，至少如下方面不同:配线板21的上表面为第I面，且半导体装置具备设置在配线板21的第I面的接续垫212a至接续垫212c、以及代替存储器芯片22及控制器芯片23而具备搭载在配线板21的第I面的半导体封装体27。此外，在图12中，关于与图1所示的半导体装置10相同的构成要素，可适当引用图1的说明。
[0061]半导体封装体27的引线框架电接续于设置在配线板21的第I面的接续垫212c。也可以在半导体封装体27设置例如存储器芯片及控制器芯片等半导体零件。如图12所示，也可以使用具备引线框架的半导体封装体作为半导体零件，且在半导体封装体上形成密封树脂层。另外，也可以不必设置存储器芯片及控制器芯片。
[0062]另外，并不限定于图12所示的构造，也可以将所述构造的端子部用于例如插头组合型半导体装置的插头。例如，插头具备例如使用配线板21的第I配线板、与第I配线板不同的第2配线板、设置在第2配线板上的端子部、以及覆盖第2配线板及端子部的金属材料等壳体。此时，端子部电接续于第2配线板，且第2配线板通过接续端子等而电接续于第I配线板。所述构造的半导体装置是通过将插头与插座接续，而能够在半导体装置与具备插座的信息设备之间进行利用USB的数据传输。
[0063]此外，各实施方式是作为示例而提出的，并非意图限定发明的范围。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。这些实施方式或其变化包含在发明的范围或主旨中，并且包含在权利要求书所记载的发明及其均等的范围内。
[0064][符号的说明]
[0065]I 壳体
[0066]2 电路板
[0067]3 端子部
[0068]4 粘着层
[0069]5 导电层
[0070]10 半导体装置
[0071]11 开口部
[0072]21 配线板
[0073]211a 接续垫
[0074]211b 接续垫
[0075]212a 接续垫
[0076]212b 接续垫
[0077]22 存储器芯片
[0078]23 控制器芯片
[0079]24 树脂层
[0080]27半导体封装体
[0081 ]30端子部件
[0082]31端子部件
[0083]31a接续部
[0084]31b尾部
[0085]31c连接部
[0086]31d接触部
[0087]32绝缘部件
[0088]32a区域
[0089]32b区域
[0090]33接续垫[0091 ]33a接续部
[0092]33b接续部
[0093]311接续部
[0094]320开口部
【主权项】
1.一种半导体装置，其特征在于:通过与插座接续而能够进行利用USB的数据传输，且包括: 电路板，具备具有多个接续垫的配线板、及搭载在所述配线板的半导体零件；以及 端子部，设置在所述电路板上;且 所述端子部具备: 端子部件，具有能够与所述插座接续的第I接续部、设置在端部的尾部、及将所述第I接续部与所述尾部连接的连接部；以及 绝缘部件，至少保持所述连接部的一部分;且 所述连接部具有第2接续部，该第2接续部从所述绝缘部件向所述电路板侧露出，且电接续于所述多个接续垫的至少一个。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于: 所述尾部从所述绝缘部件突出，且与所述电路板隔开。3.根据权利要求2所述的半导体装置，其特征在于: 所述尾部的长度比所述第2接续部的长度短。4.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体装置，其特征在于: 所述第2接续部具有与位于所述多个接续垫的至少一个与所述连接部之间的所述绝缘部件的一面连续的面。5.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体装置，其特征在于: 所述多个接续垫包含电接续于所述第2接续部的第I接续垫、及电接续于所述半导体零件的第2接续垫， 所述端子部还具备第3接续垫， 所述绝缘部件具有至少保持所述连接部的一部分的第I区域、及至少保持所述第3接续垫的一部分的第2区域， 所述第3接续垫具有能够与所述插座接续的第3接续部、及从所述绝缘部件向所述电路板侧露出且电接续于所述第2接续垫的第4接续部。6.一种插头用端子零件的制造方法，其特征在于:所述插头用端子零件具备:多个端子部件，具有能够与插座接续的第I接续部、设置在端部的尾部、及将所述第I接续部与所述尾部连接的连接部；以及 绝缘部件，至少保持所述连接部的一部分;且所述制造方法是: 将具有成为所述端子部件的多个端子部件部分、及将多个所述端子部件部分相互连结的连结部分的金属零件配置在模具内， 形成绝缘部件，该绝缘部件使所述第I接续部、作为所述连接部的一部分的第2接续部、所述尾部及所述接续部分露出并且保持所述连接部， 从所述尾部将所述连结部分切断。7.根据权利要求6所述的插头用端子零件的制造方法，其特征在于: 所述绝缘部件的形成是使用嵌入成型法而形成， 通过从所述尾部将所述连结部分切断而将一体的所述金属零件分离为多个端子部件。
【文档编号】H01R43/16GK105990725SQ201610141749
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2016年3月11日
【发明人】渡辺章雄, 山口量平, 土肥雅之, 西山拓
【申请人】株式会社东芝