USB存储器及其制造方法与流程

usb存储器及其制造方法
1.本技术享受以日本专利申请2020-156719号(申请日：2020年9月17日)为基础申请的优先权。本技术通过参照该基础申请而包括基础申请的全部内容。
技术领域
2.本实施方式涉及usb存储器及其制造方法。


背景技术：

3.作为将计算机等信息设备和周边设备连接时的连接标准之一，已知有usb(universal serial bus：通用串行总线)。usb存储器为了小型化或设计性等而存在被设计成产品的壳体部兼具通常使用的金属外壳的功能的情况。在该情况下，例如，在与插座(receptacle)的电连接中使用的连接器部件(插头)以没有金属外壳的状态通过焊料连接而安装在usb存储器内的基板上。
4.但是，在焊料安装中，由于焊料为膏状，所以存在焊料的供给量容易不稳定的情况。另外，焊料安装时的连接器部件相对于基板的高度(安装高度)会受用于将连接器部件向基板上安装的安装机及焊料的表面张力的影响。因此，难以主动地控制(调节)安装高度。在该情况下，包括插座与连接器部件的嵌合的调整等的usb存储器1的设计的自由度会变低。


技术实现要素：

5.本发明的一实施方式提供能够更高精度地控制连接器部件的高度的usb存储器及其制造方法。
6.本实施方式的usb存储器通过与插座连接而能够进行数据传送，具备布线基板、半导体芯片、连接器及粘接膜。布线基板具有布线。半导体芯片与布线电连接。连接器具有第1连接部、第2连接部及保持部。第1连接部经由布线而与半导体芯片电连接。第2连接部与第1连接部电连接，能够与插座连接。保持部保持第1连接部及第2连接部。粘接膜至少设置于布线基板与保持部之间。
附图说明
7.图1是示出第1实施方式的usb存储器的结构例的剖视图。
8.图2是示出第1实施方式的电路基板及连接器的结构例的剖视图。
9.图3是示出第1实施方式的连接器的结构例的俯视图。
10.图4是示出第1实施方式的usb存储器的制造方法的一例的剖视图。
11.图5是接在图4之后的示出usb存储器的制造方法的一例的剖视图。
12.图6是接在图5之后的示出usb存储器的制造方法的一例的剖视图。
13.图7是示出变形例的usb存储器的制造方法的一例的剖视图。
14.图8是接在图7之后的示出usb存储器的制造方法的一例的剖视图。
15.图9是接在图8之后的示出usb存储器的制造方法的一例的剖视图。
16.图10是示出第2实施方式的电路基板及连接器的结构例的剖视图。
17.图11是示出第2实施方式的usb存储器的制造方法的一例的剖视图。
18.图12是接在图11之后的示出usb存储器的制造方法的一例的剖视图。
19.标号说明
[0020]1ꢀꢀ
usb存储器
[0021]2ꢀꢀꢀ
连接器
[0022]
21
ꢀꢀ
连接部
[0023]
22a、22b 连接部
[0024]
23
ꢀꢀ
连接部
[0025]
24
ꢀꢀꢀ
保持部
[0026]
3a、3b 导电构件
[0027]4ꢀꢀꢀ
壳体
[0028]5ꢀꢀꢀ
插座
[0029]
52
ꢀꢀꢀ
开口部
[0030]
54
ꢀꢀꢀ
固定构件
[0031]
55a、55b
ꢀꢀ
插座连接部
[0032]6ꢀꢀꢀ
粘接膜
[0033]7ꢀꢀꢀ
粘接膜
[0034]
71
ꢀꢀꢀ
导电性颗粒
[0035]
10
ꢀꢀꢀ
电路基板
[0036]
11
ꢀꢀꢀ
布线基板
[0037]
11a、11b
ꢀꢀ
焊盘
[0038]
13
ꢀꢀꢀ
存储器芯片
[0039]
14
ꢀꢀꢀ
控制器芯片
[0040]
f1～f4 面
具体实施方式
[0041]
以下，参照附图来说明本发明的实施方式。本实施方式并不限定本发明。附图是示意性或概念性的，各部分的比率等未必与现实的比率等相同。在说明书和附图中，对于关于已经出现的附图前述的要素同样的要素，标注同一标号，适当省略详细的说明。
[0042]
(第1实施方式)
[0043]
图1是示出第1实施方式的usb存储器1及插座5的结构例的剖视图。usb存储器1是通过与插座5连接而例如能够进行基于usb3.0的数据传送的插头一体型的半导体装置。插头一体型的usb存储器1也可以没有设置金属制的外壳。
[0044]
usb存储器1具备壳体4、固定部4a、电路基板10及连接器2。
[0045]
壳体4容纳电路基板10及连接器2。壳体4具有开口部41。壳体4例如使用锌合金等金属。此外，壳体4例如也可以使用abs(acrylonitrile butadiene styrene：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)或pc(polycarbonate：聚碳酸酯)等塑料。壳体4例如可以通过将具有槽
部的多个壳体构件以使槽部相对的方式粘合在一起而得到。此外，壳体4的形状不限于图1所示的例子。壳体4也可以至少设置于相对于布线基板11与连接器2相反的一侧、即电路基板10的下方。因此，也可以是，不设置电路基板10及连接器2的上方的壳体4，而电路基板10及连接器2裸露。
[0046]
固定部4a设置于开口部41内，相对于壳体4固定电路基板10及连接器2。
[0047]
接着，对usb存储器1的电路基板10及连接器2进行说明。
[0048]
图2是示出第1实施方式的电路基板10及连接器2的结构例的剖视图。图2也是将图1所示的连接器2的周边放大的放大图。
[0049]
如图2所示，usb存储器1还具备导电构件3a、3b和粘接膜6。对于导电构件3a、3b，例如使用焊料等导电性材料。此外，关于粘接膜6的详情将在之后说明。
[0050]
如图1所示，电路基板10设置于开口部41内。电路基板10优选通过壳体4被固定。另外，如图2所示，电路基板10具有布线基板11、存储器芯片13、控制器芯片14、电子部件15及密封树脂层12。
[0051]
布线基板11具有布线(未图示)和焊盘11a、11b、11c。焊盘11a、11b、11c从布线基板11露出，与布线基板11内的布线电连接。布线例如包括信号布线、电源布线及接地布线等。在焊盘11a、11b间及多个焊盘11c间例如设置有阻焊剂等绝缘材料(未图示)。作为布线基板11，例如能够使用具有具备设置于表面的焊盘11a、11b、11c的布线层的玻璃环氧树脂等的树脂基板等。
[0052]
另外，布线基板11具有面f1和与面f1相反一侧的面f2。在图2所示的例子中，面f1是下表面，面f2是上表面。在图2所示的例子中，存储器芯片13、控制器芯片14及电子部件15搭载于布线基板11的面f1，与设置于面f1的多个焊盘11c电连接。控制器芯片14经由布线基板11的布线而与存储器芯片13电连接。此外，存储器芯片13及控制器芯片14不限定于它们，也可以是其他的半导体芯片。另外，存储器芯片13的位置和控制器芯片14的位置也可以相反。
[0053]
存储器芯片13与布线基板11内的布线电连接。存储器芯片13例如具有多个半导体芯片的层叠，多个半导体芯片夹着粘接层而以一部分重叠的方式互相被粘接。多个半导体芯片通过利用引线接合将设置于各半导体芯片的电极连接而被电连接。作为半导体芯片，例如能够使用具有nand闪速存储器等存储元件的存储器芯片等。此时，半导体芯片也可以除了存储单元之外还具备译码器等。
[0054]
控制器芯片14与布线基板11内的布线电连接。控制器芯片14控制相对于存储器芯片13的数据的写入及数据的读出等动作。控制器芯片14由半导体芯片构成，例如通过利用引线接合将设置于半导体芯片的电极焊盘和设置于布线基板11的连接焊盘连接而与布线基板11电连接。
[0055]
作为存储器芯片13及控制器芯片14与布线基板11的连接方法，不限定于引线接合，也可以使用倒装芯片接合、胶带自动接合等无线接合。另外，也可以使用使存储器芯片13和控制器芯片14层叠于布线基板11的面f1的tsv(through silicon via：硅通孔)方式等三维安装构造。
[0056]
电子部件15是在usb存储器1的动作中使用的部件。电子部件15例如包括电容器及电阻等。
[0057]
密封树脂层12例如含有无机填充材料(例如，sio2)。密封树脂层12例如使用将上述无机填充材料与有机树脂等混合后的密封树脂而通过传递模塑法、压缩模塑法、注射模塑法等模塑法来形成。
[0058]
连接器2设置于布线基板11的面f2的上方。连接器2为了将存储器芯片13及控制器芯片14等半导体芯片和插座5电连接而使用。连接器2具有保持部24和连接部21、22a、22b、23。
[0059]
保持部24保持(支承)连接部21、22a、22b、23。保持部24例如以固定连接部21、22a、22b、23的方式设置。对于保持部24，例如使用树脂。保持部24具有面f3和与面f3相反一侧的面f4。面f3是与布线基板11相对的面。在面f4设置有连接部22a、22b。
[0060]
连接部21经由布线基板11内的布线而与半导体芯片(例如，存储器芯片13或控制器芯片14)电连接。更详细而言，连接部21经由导电构件3a而与焊盘11a连接。即，导电构件3a将焊盘11a和连接部21电连接。在图2所示的例子中，连接部21以从保持部24的侧面突出的方式设置。
[0061]
连接部22a、22b以与连接部21电连接且能够与插座5连接的方式。另外，连接部22a、22b配置于保持部24中的与布线基板11相对的面f3的相反侧的面f4。
[0062]
图3是示出第1实施方式的连接器2的结构例的俯视图。图3例如是从面f4的上方观察图2的连接器2时的图。
[0063]
连接部22a例如是信号端子。连接部22a例如包括基于usb3.0的高速传送所需的5个端子。连接部22b例如包括基于usb2.0或usb3.0的数据传送所需的4个端子。
[0064]
作为连接部22a，设置接地端子(gnd)、作为差动信号的高速传送用发送数据信号用的信号端子(sstx 、sstx-)、作为差动信号的高速传送用接收数据信号用的信号端子(ssrx 、ssrx-)等基于usb3.0的高速传送所需的外部连接端子等。
[0065]
作为连接部22b，设置电源端子(vbus)、作为差动信号的通常传送用数据信号用的信号端子(d 、d-)及接地端子(gnd)等基于usb2.0或usb3.0的数据传送所需的外部连接端子。
[0066]
如图3所示，连接器2具有9个连接部21、5个连接部22a及4个连接部22b。1个连接部21与连接部22a及连接部22b中的任一方电连接。更详细而言，1个连接部21及1个连接部22a例如可以是1个端子构件20a的两端部。同样，1个连接部21及1个连接部22b例如可以是1个端子构件20b的两端部。此外，在图2及图3所示的例子中，端子构件20a、20b的中间部由保持部24覆盖。
[0067]
如图2所示，连接部22a优选具有上侧凸出的弯曲面。连接部22a优选具有弹性。对于连接部22a(端子构件20a)，例如使用铜合金(例如，铍铜、磷青铜、钴铜)、镍合金(例如，铍镍)等能够赋予弹性的材料。连接部22b(端子构件20b)的材料可以与连接部22a的材料相同，也可以不同。
[0068]
连接部23经由导电构件3b而与焊盘11b连接。即，导电构件3b将连接部23和焊盘11b电连接。连接部23例如是接地端子，与布线基板11内的接地布线电连接。连接部23具有将连接器2固定于布线基板11的功能。这是因为，如图3所示，仅靠由连接部21实现的保持部24的外缘的一边的连接的话，存在连接器2不稳定的可能性。因此，连接部23也可以不是在数据传送中使用的端子。
[0069]
在此，如图1所示，为了将usb存储器1与插座5连接，需要将连接器2与插座5连接。
[0070]
在图1所示的例子中，插座5具备开口部51、52、固定构件53、54及插座连接部55a、55b。固定构件53设置于开口部51内。固定构件54及插座连接部55a、55b设置于开口部52内。
[0071]
固定构件53、54具有弹性，从上下按压壳体4。由此，能够将插入到开口部51、52内的壳体4固定。另外，固定构件54能够将插入到开口部52内的连接部22a、22b向上方按压，使其分别与插座连接部55a、55b接触。更详细而言，连接部22a与插座连接部55a接触，连接部22b与插座连接部55b接触。由此，能够在usb存储器1与具备插座5的信息设备之间进行基于usb的数据传送及向usb存储器1的电源供给。
[0072]
连接部22a与插座连接部55a的电连接在连接部22a的上表面进行。如上所述，连接部22a具有上侧凸出的弯曲面及弹性。若壳体4由固定构件54向上方按压，则连接部22a的弯曲面与插座连接部55a接触，并且被向下方压入。由此，通过弹性而连接部22a要恢复为原样的力朝向插座连接部55a施加。其结果，能够提高连接部22a与插座连接部55a的接触强度，能够容易使连接部22a和插座连接部55a电连接。
[0073]
此外，连接部22b与插座连接部55b的电连接可以与连接部22a与插座连接部55a的电连接是同样的。插座连接部55b具有下侧凸出的弯曲面及弹性，与连接部22a大致同样地发挥功能。
[0074]
这样，为了将连接器2与插座5连接，需要将连接器2向开口部52内插入，且使连接部22a、22b与插座连接部55a、55b接触。因此，需要合适地设计连接器2与插座5的位置关系。
[0075]
一般来说，插座5的内部构造由标准规定了尺寸。从壳体4的底面b到连接器2的面f4为止的厚度t例如根据插座5的尺寸而被设计为处于预定范围内。作为决定厚度t的要因之一，存在连接器2相对于电路基板10(布线基板11)的高度。例如，在连接器2的高度高的情况下，连接器2会与插座5干涉，因此难以将连接器2向插座的开口部52内插入。另一方面，在连接器2的高度低的情况下，即使将连接器2向开口部52内插入，也会在连接部22a、22b与插座连接部55a、55b之间出现间隙。在该情况下，连接部22a、22b和插座连接部55a、55b不接触，因此得不到电连接。因此，需要合适地控制(调整)连接器2的高度。
[0076]
因此，如图2所示，粘接膜6至少设置于布线基板11与保持部24之间。粘接膜6是膜状的粘接剂。一般来说，膜的厚度的加工精度非常高。即，通过利用容易控制厚度的粘接膜6将连接器2固定于布线基板11，能够更高精度地控制连接器2的高度。其结果，能够使usb存储器1的设计更容易，使设计的自由度提高。粘接膜6优选设置于保持部24的面f3的大致整面。由此，能够抑制面f3内的连接器2的高度的不均及连接器2的倾斜。粘接膜6例如是daf(die attach film：粘片膜)或ncf(non conductive film：非导电膜)。此外，不限于它们，粘接膜6例如也可以是环氧树脂等的热固化树脂。另外，粘接膜6优选具有焊料连接等用的回流焊时的耐热性。
[0077]
另外，粘接膜6被设置成能够将连接部22a、22b与插座5连接的厚度。更详细而言，粘接膜6被设置成能够将连接器2的至少一部分向插座5的开口部52内插入且能够使连接部22a、22b与设置于开口部52的内侧面的插座连接部55a、55b接触的厚度。另外，更详细而言，粘接膜6以在开口部52的内侧面处与插座连接部55a、55b相对的方式设置，被设置成能够将连接器2的至少一部分向用于在开口部52内固定usb存储器1的固定构件54与插座连接部55a、55b之间插入且能够使连接部22a、22b与插座连接部55a、55b接触的厚度。
[0078]
接着，对usb存储器1的制造方法进行说明。
[0079]
图4～图6是示出第1实施方式的usb存储器1的制造方法的一例的剖视图。此外，在图4～图6中，存储器芯片13、控制器芯片14及电子部件15被省略。
[0080]
首先，如图4所示，向电路基板10印刷焊料膏。之后，通过回流焊而使焊料固化。即，在焊盘11a、11b设置导电构件31a、31b。
[0081]
接着，如图5所示，在布线基板11的面f2粘贴粘接膜6。即，在布线基板11上设置粘接膜6。更详细而言，在布线基板11上设置以使布线基板11与保持部24之间的距离成为预定距离的方式被调整后的厚度的粘接膜6。即，粘接膜6被调整了厚度，以得到连接器2的期望的高度。此外，在图5所示的例子中，粘接膜6预先被单片化。
[0082]
接着，如图6所示，安装连接器2。例如，在连接器2向电路基板10搭载后，进行导电构件3a、3b与连接部21、23的连接用的回流焊及粘接膜6的固化。此外，关于回流焊及固化的顺序，不管哪个在前都行。由此，得到图2所示的usb存储器1。即，使连接器2的保持部24经由粘接膜6而与布线基板11粘接，并且使连接部21经由布线基板11内的布线而与半导体芯片电连接。
[0083]
之后，usb存储器1被固定于壳体4。
[0084]
此外，在图5所示的工序中，例如，向形成有半导体元件的片材基板粘贴粘接膜6，之后，通过划片(dicing)而电路基板10被单片化。由此，与在单片化的每个电路基板10形成单片化的粘接膜6的情况相比，容易使usb存储器1量产。另外，在电路基板10的单片化前粘贴粘接膜6的情况下，粘接膜6也可以以片状(单片化前)向电路基板10粘贴。在该情况下，粘接膜6也可以不仅设置于与保持部24的面f3对应的区域，而是设置于布线基板11的面f2的大致整面。这是因为，在图6的工序中，连接部21戳破粘接膜6而与导电构件3a接触。此外，未必限定于上述的方法，也可以在单片化的每个电路基板10形成单片化的粘接膜6。
[0085]
如以上这样，根据第1实施方式，连接器2具有保持连接部21及连接部22a、22b的保持部24。另外，粘接膜6至少设置于布线基板11与保持部24之间。用于粘接膜6的膜的厚度的加工精度非常高。由此，能够更高精度地控制连接器2相对于布线基板11的高度。
[0086]
在假设不设置粘接膜6的情况下，需要仅利用焊料(导电构件3a、3b)将连接器2和电路基板10连接及固定。但是，由于焊料为膏状，所以存在焊料的供给量容易不稳定的情况。另外，焊料安装时的连接器部件相对于基板的高度(安装高度)会受用于将连接器部件向基板上安装的安装机及焊料的表面张力的影响。因此，难以主动地控制(调整)安装高度，并且焊料安装后的连接器2相对于布线基板11的高度(连接高度)的不均会变大。在焊料安装的情况下，连接高度的不均例如为约
±
50μm。图1所示的厚度t不仅受连接高度的不均的影响，还受电路基板10的厚度不均及壳体4的尺寸不均的影响。因此，需要一边考虑各个不均的协调、一边设计厚度t。例如，若连接高度的不均变大，则在其他部件的不均中会没有余裕，因此设计难易度会变得非常高。
[0087]
相对于此，在第1实施方式中，厚度的不均比焊料安装中的连接高度的不均小的粘接膜6支承连接器2。粘接膜6的厚度的加工不均例如为约
±
10μm。此外，粘接膜6的厚度例如为约50μm～约100μm。由此，能够使连接器2的高度调整更容易，且能够抑制连接器2的高度的不均。即，能够更高精度地调节连接器2的高度。其结果，能够使电路基板10的厚度不均及壳体4的尺寸不均等其他部件的不均具有余裕，能够使考虑了与插座5的干涉及未连接等的
usb存储器1的设计更容易。
[0088]
此外，usb存储器1不限于进行基于usb3.0的数据传送的情况。只要是使用同样的信号的标准即可，usb存储器1例如也可以被使用于基于usb2.0或type-c等其他usb标准的数据传送。在该情况下，例如，连接部21、22a、22b、23的数量、配置及形状等也可以被变更。
[0089]
另外，图2所示的电路基板10中的存储器芯片13、控制器芯片14及电子部件15的安装方式是cob(chip on board：板上芯片)。但是，安装方式不限于此，例如也可以是smt(surface mount technology：表面贴装技术)等。在该情况下，例如，半导体封装安装在布线基板11上。
[0090]
另外，只要连接器2通过粘接膜6而固定于布线基板11即可，也可以不设置连接部23、焊盘11b及导电构件3b。
[0091]
(变形例)
[0092]
图7～图9是示出变形例的usb存储器1的制造方法的一例的剖视图。第1实施方式的变形例在粘接膜6不是向布线基板11而是向保持部24粘贴这一点上与第1实施方式不同。
[0093]
首先，如图7所示，向连接器2的面f3粘贴粘接膜6。即，在连接器2的保持部24设置粘接膜6。更详细而言，在保持部24设置以使布线基板11与保持部24之间的距离成为预定距离的方式被调整后的厚度的粘接膜6。此外，粘接膜6预先被单片化。
[0094]
接着，如图8所示，向电路基板10印刷焊料膏。即，在焊盘11a、11b设置导电构件3a、3b。
[0095]
接着，如图9所示，安装连接器2。即，使保持部24经由粘接膜6而与布线基板11粘接，并且使连接部21经由布线基板11内的布线而与半导体芯片电连接。
[0096]
变形例的usb存储器1的其他结构与第1实施方式的usb存储器1的对应的结构是同样的，因此省略其详细的说明。变形例的usb存储器1能够得到与第1实施方式同样的效果。
[0097]
(第2实施方式)
[0098]
图10是示出第2实施方式的电路基板11及连接器2的结构例的剖视图。第2实施方式在不设置导电构件3a、3b且粘接膜具有导电性这一点上与第1实施方式不同。
[0099]
usb存储器1取代第1实施方式的粘接膜6而具备粘接膜7。粘接膜7可以与粘接膜6大致同样，以下，对与粘接膜6的不同进行说明。
[0100]
粘接膜7设置于焊盘11a与连接部21之间。另外，粘接膜7在内部具有将焊盘11a和连接部21电连接的导电性颗粒71。同样，粘接膜7在内部具有将连接部23和焊盘11b电连接的导电性颗粒71。即，粘接膜7包含热固性树脂及导电性颗粒71。通过导电性颗粒71，也可以不设置第1实施方式的导电构件31a、31b。
[0101]
更详细而言，粘接膜7是各向异性导电膜(acf(anisotropic conductive film))。在连接器2与布线基板11粘接时的压接时，通过导电性颗粒71彼此接近，连接部21与焊盘11a之间及连接部23与焊盘11b之间被电连接。此外，在压接时的压力弱的位置处，导电性颗粒71彼此分离。因此，例如，相邻的连接部21间及连接部21与连接部23之间被电隔离。
[0102]
图11及图12是示出第2实施方式的usb存储器1的制造方法的一例的剖视图。
[0103]
首先，如图11所示，向布线基板11的面f2粘贴粘接膜7。粘接膜7以覆盖焊盘11a、11b的方式设置。此外，导电性颗粒71例如在粘接膜7内大致均等地配置。
[0104]
接着，如图12所示，安装连接器2。例如，在连接器2向电路基板10的搭载后，进行粘
接膜7的固化。通过将连接器2向电路基板10安装时的压力，焊盘11a与连接部21之间及焊盘11b与连接部23之间的导电性颗粒71的密度变高。由此，连接器2和电路基板10被电连接。
[0105]
这样，通过粘接膜7，能够大致同时进行连接器2与电路基板10之间的固定及电连接，因此能够削减焊料印刷及回流焊的工序。
[0106]
第2实施方式的usb存储器1的其他结构与第1实施方式的usb存储器1的对应的结构是同样的，因此省略其详细的说明。第2实施方式的usb存储器1能够得到与第1实施方式同样的效果。
[0107]
虽然说明了本发明的一些实施方式，但这些实施方式是作为例子提示的，未意图限定发明的范围。这些实施方式能够以其他各种各样的方式来实施，能够在不脱离发明的主旨的范围内进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含于发明的范围、主旨，同样包含于权利要求书所记载的发明及其均等的范围。