相關(guān)申請(qǐng)

本申請(qǐng)享有以日本專利申請(qǐng)2016-57070號(hào)(申請(qǐng)日：2016年3月22日)為基礎(chǔ)申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)。本申請(qǐng)通過參照該基礎(chǔ)申請(qǐng)而包含基礎(chǔ)申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容。

本發(fā)明的實(shí)施方式涉及一種usb裝置及其制造方法。

背景技術(shù)：

作為連接計(jì)算機(jī)等信息設(shè)備與外圍設(shè)備時(shí)的連接規(guī)格的一種，已知有usb(universalserialbus，通用串行總線：usb)。利用usb的連接通過利用包含公頭連接器(也稱為插頭)及母頭連接器(也稱為插座)的usb連接器連接信息設(shè)備與外圍設(shè)備，不僅能夠傳輸數(shù)據(jù)，例如還能夠從信息設(shè)備獲得外圍設(shè)備的動(dòng)作所需的電源或經(jīng)由usb集線器連接多個(gè)設(shè)備。能夠利用所述usb傳輸數(shù)據(jù)的裝置一般具有電路襯底由殼體覆蓋的構(gòu)造。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)施方式提供一種使電路襯底與殼體的位置更穩(wěn)定的usb裝置及其制造方法。

實(shí)施方式的usb裝置是通過與插座連接而能夠傳輸數(shù)據(jù)的usb裝置，具有：電路襯底，具有包含第1面與位于所述第1面的相反側(cè)的第2面的配線襯底、及搭載在所述第1面上的半導(dǎo)體零件；及殼體，包含與所述第1面對(duì)向的第1殼體部、與所述第2面對(duì)向的第2殼體部、及位于所述第1殼體部與第2殼體部之間的第3殼體部，且覆蓋所述電路襯底；在所述電路襯底設(shè)有在相對(duì)于所述第1面交叉的方向上貫通的孔，在所述第1殼體部設(shè)有第1突起部，在所述第2殼體部設(shè)有第2突起部，且所述第3殼體部位于所述第1突起部與所述第2突起部之間的所述孔內(nèi)，并且較所述第1突起部與所述第2突起部粗。

附圖說明

圖1是表示本實(shí)施方式的usb裝置的剖視圖。

圖2是表示本實(shí)施方式的usb裝置的俯視圖。

圖3是表示本實(shí)施方式的usb裝置的俯視圖。

圖4是表示本實(shí)施方式的usb裝置的插頭的立體圖。

圖5是表示本實(shí)施方式的usb裝置的制造步驟的剖視圖。

圖6是表示本實(shí)施方式的usb裝置的制造步驟的剖視圖。

圖7是表示本實(shí)施方式的usb裝置的制造步驟的剖視圖。

具體實(shí)施方式

以下，對(duì)用于實(shí)施發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。

利用圖1至圖7對(duì)本實(shí)施方式的usb裝置進(jìn)行說明。圖1至圖7是表示通過與插座連接而能夠利用usb3.0傳輸數(shù)據(jù)的插頭組入型的usb裝置的圖。另外，只要為使用相同的信號(hào)的規(guī)格，則也可用作能夠利用其他usb規(guī)格傳輸數(shù)據(jù)的usb裝置。

圖1是本實(shí)施方式的usb裝置10的剖視示意圖。圖2是圖1所示的去除第2殼體部12后的usb裝置10的俯視示意圖。圖1及圖2所示的usb裝置10具備殼體1、電路襯底2、及插頭3。另外，在圖1及圖2中，為方便起見，一部分構(gòu)成要素未予以圖示。

如圖1及圖2所示，殼體1以覆蓋電路襯底2的方式設(shè)置。殼體1具有絕緣性，例如由聚氯乙烯等合成樹脂等形成。

殼體1具備：第1殼體部11，具有插入孔11a與槽11b；第2殼體部12，以在與第1殼體部11之間具有開口部1a的方式與第1殼體部11結(jié)合；及第3殼體部13，插通在形成在電路襯底2的貫通孔13a內(nèi)，且位于第1殼體部11與第2殼體部12之間。第1殼體部11與第2殼體部12既可由相同材料形成，也可不同。第3殼體部13的材質(zhì)包含第1殼體部11與第2殼體部12的各自的材料的混合物，將在下文進(jìn)行敘述。

插入孔11a的平面形狀為矩形狀，但并不限定于此，也可為圓狀。插入孔11a也可為貫通孔。另外，插入孔11a也可設(shè)為與槽11b連續(xù)的一個(gè)開口部。

電路襯底2收納在通過第1殼體部11與第2殼體部12的結(jié)合而形成的開口部1a內(nèi)。圖1及圖2所示的電路襯底2為sip(systeminapackage，系統(tǒng)級(jí)封裝：sip)，但并不限定于此，也包含包括表面安裝有存儲(chǔ)芯片22及控制器芯片23的印刷襯底的電路襯底等。電路襯底2也可與由第1殼體部11與第2殼體部12形成的開口部1a側(cè)的內(nèi)部相接而固定。

電路襯底2具備：配線襯底21，具有第1面21a與位于第1面21a的相反側(cè)的第2面21b；存儲(chǔ)芯片22，搭載在第1面21a上；控制器芯片23，搭載在第1面21a上，且經(jīng)由配線襯底21與存儲(chǔ)芯片22電連接；及密封樹脂層24，將存儲(chǔ)芯片22及控制器芯片23密封。

電路襯底2例如通過將配線襯底21上的存儲(chǔ)芯片22及控制器芯片23利用密封樹脂層24密封之后進(jìn)行封裝切割而形成。因此，也可為第1面21a的整體由密封樹脂層24覆蓋。另外，也可為配線襯底21的第1面21a的一部分未被密封樹脂層24覆蓋而露出。

配線襯底21具有設(shè)在第1面21a上的多個(gè)連接墊、及設(shè)在第2面21b上的包含連接墊211的多個(gè)連接墊。經(jīng)由設(shè)在第1面21a上的多個(gè)連接墊將存儲(chǔ)芯片22與控制器芯片23電連接。作為配線襯底21，例如，可使用具有具備設(shè)在表面的連接墊的配線層的玻璃環(huán)氧樹脂等樹脂襯底等。

存儲(chǔ)芯片22例如具有積層有多個(gè)的半導(dǎo)體芯片。多個(gè)半導(dǎo)體芯片經(jīng)由粘接層以局部重疊的方式相互粘接。多個(gè)半導(dǎo)體芯片是通過引線接合等將設(shè)置在各半導(dǎo)體芯片的電極彼此連接。另外，多個(gè)半導(dǎo)體芯片通過引線接合等電連接于配線襯底21。作為半導(dǎo)體芯片，例如可使用具有nand(notand，與非)閃速存儲(chǔ)器等存儲(chǔ)元件的存儲(chǔ)芯片等。此時(shí)，半導(dǎo)體芯片除具備存儲(chǔ)單元以外，也可具備解碼器等。

控制器芯片23控制存儲(chǔ)在存儲(chǔ)芯片22的數(shù)據(jù)的寫入及讀出動(dòng)作的執(zhí)行?？刂破餍酒?3是通過使用半導(dǎo)體芯片利用例如引線接合等將設(shè)在半導(dǎo)體芯片的電極墊與設(shè)在配線襯底21的連接墊連接，而電連接于配線襯底21。

作為存儲(chǔ)芯片22及控制器芯片23與配線襯底21的連接方法，并不限定于引線接合，也可使用倒裝芯片接合或膠帶自動(dòng)接合等無線接合。另外，也可使用在配線襯底21的第1面21a積層存儲(chǔ)芯片22及控制器芯片23的tsv(throughsiliconvia，硅穿孔：tsv)方式等的三維安裝構(gòu)造。

電路襯底2也可取代存儲(chǔ)芯片22及控制器芯片23而具有其他半導(dǎo)體芯片或無源零件。另外，存儲(chǔ)芯片22與控制器芯片23的位置也可相反。

密封樹脂層24是以覆蓋存儲(chǔ)芯片22及控制器芯片23的方式，設(shè)置在配線襯底21的第1面21a上。密封樹脂層24含有sio2等無機(jī)填充材料。另外，無機(jī)填充材料除包含sio2以外，也可包含氫氧化鋁、碳酸鈣、氧化鋁、氮化硼、氧化鈦、或鈦酸鋇等。無機(jī)填充材料例如為粒狀，具有調(diào)整密封樹脂層24的粘度或硬度等的功能。密封樹脂層24中的無機(jī)填充材料的含量例如為60重量％以上且90重量％以下。作為密封樹脂層24，例如可使用無機(jī)填充材料與絕緣性的有機(jī)樹脂材料的混合物。作為有機(jī)樹脂材料，例如可列舉環(huán)氧樹脂。

在本實(shí)施方式的usb裝置中，如圖2所示，電路襯底2具有至少2個(gè)貫通孔13a。在該貫通孔13a內(nèi)具有和第1殼體部11與第2殼體部12結(jié)合的第3殼體部13。第3殼體部13由于位于貫通孔13a內(nèi)且與電路襯底2相接，所以，在殼體1內(nèi)部可限制x-y方向的移動(dòng)而可使電路襯底的位置更穩(wěn)定地保持。另外，貫通孔13a也可如圖3所示那樣為缺口。但是，與缺口相比，貫通孔13a使電路襯底2與殼體1的固定更牢固。將貫通孔13a的數(shù)量設(shè)為至少2個(gè)的原因在于，在只有1個(gè)的情況下，對(duì)于圖2的繞著z軸旋轉(zhuǎn)的力的保持較弱，而擔(dān)心引起旋轉(zhuǎn)偏移。

接下來，對(duì)插頭3的構(gòu)造例進(jìn)行說明。

圖4是表示插頭3的構(gòu)造例的示意圖。圖4所示的插頭3具備包含固定用突起31a且形成中空部311的殼體31、及端子部32。作為插頭3，例如可列舉構(gòu)成usb2.0或usb3.0的連接器的插頭。作為usb規(guī)格的一種的usb3.0可保持與usb2.0的兼容性，并且可進(jìn)行具有usb2.0的10倍以上的傳輸速度的高速傳輸。另外，插頭3也可構(gòu)成usb2.0及usb3.0以外的usb規(guī)格的連接器。

固定用突起31a分別設(shè)置在殼體31的對(duì)向的2個(gè)側(cè)面的端部，如圖1及圖2所示，插入在設(shè)在第1殼體部11的插入孔11a內(nèi)。由此，插頭3嵌合并固定在殼體1。

端子部32例如具有聚氯乙烯等合成樹脂等的絕緣部321、及設(shè)置在絕緣部321上的多個(gè)連接端子322。作為連接端子322，例如可使用銅等。另外，作為連接端子322，也可使用例如銅合金(例如鈹銅、磷青銅、鈷銅)或鎳合金(例如鈹鎳)等其他金屬材料。

多個(gè)連接端子322分別從插頭3的前端側(cè)沿電路襯底2側(cè)設(shè)置。在插頭3的前端側(cè)的中空部311內(nèi)，連接端子322的一端露出。多個(gè)連接端子322具有作為可與插座連接的外部連接端子的功能。

在插座3的電路襯底2側(cè)，如圖1及圖2所示，連接端子322的另一端經(jīng)由焊料5與連接墊211電連接。連接端子322從中空部311的內(nèi)部朝插頭3的外部延伸，且電連接于連接墊211。另外，連接端子322除設(shè)在中空部311的內(nèi)部的外部連接端子以外，也可具有內(nèi)部連接端子。在此情況下，內(nèi)部連接端子也可與外部連接端子電連接且朝插頭3的外部延伸，并經(jīng)由焊料5電連接于連接墊211。

在使usb裝置10連接于插座的情況下，在插頭3的前端側(cè)的中空部311內(nèi)露出的連接端子322與插座的連接端子接觸。由此，可在usb裝置10與具備插座的信息設(shè)備之間利用usb進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。

作為連接端子322，設(shè)置有電源端子(vbus)、用于作為差動(dòng)信號(hào)的通常傳輸用的數(shù)據(jù)信號(hào)的信號(hào)端子(d+、d-)、及接地端子(gnd)等在利用usb2.0或usb3.0的數(shù)據(jù)傳輸時(shí)使用的連接端子或用于作為差動(dòng)信號(hào)的高速傳輸用的發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)的信號(hào)端子(sstx+、sstx-)、用于作為差動(dòng)信號(hào)的高速傳輸用的接收數(shù)據(jù)信號(hào)的信號(hào)端子(ssrx+、ssrx-)等在利用usb3.0的高速傳輸時(shí)使用的連接端子等。在圖4中，作為一例，圖示電源端子(vbus)、用于通常傳送用的數(shù)據(jù)信號(hào)的信號(hào)端子(d+、d-)、及接地端子(gnd)這4根連接端子322。

接下來，參照?qǐng)D5至圖7對(duì)本實(shí)施方式的usb裝置10的制造方法進(jìn)行說明。圖5至圖7是說明usb裝置10的制造方法例的usb裝置10的剖視圖。

如圖5所示，準(zhǔn)備具有插入孔11a、槽11b、用于支撐插頭3的區(qū)域11c及突起部(第1突起部)11d的第1殼體部11。第1殼體部11例如通過使樹脂流入至模具并固化而成形為所需的形狀。區(qū)域11c設(shè)在相較插入孔11a靠第1殼體部11的前端側(cè)。槽11b設(shè)在相較插入孔11a靠第1殼體部11的電路襯底2側(cè)。突起部11d形成為凸?fàn)睿遗c第2殼體部12對(duì)向的面形成為平坦。另外，突起部11d的數(shù)量相當(dāng)于貫通孔13a的數(shù)量。

接著，在槽11b上載置電路襯底2。此時(shí)，以第1殼體部11的突起部11d收納至預(yù)先形成在電路襯底2的貫通孔13a內(nèi)的方式載置。因此，理想的是突起部11d較貫通孔13a細(xì)。

準(zhǔn)備插頭3，使殼體31的下表面與區(qū)域11c接觸，并使固定用突起31a與插入孔11a嵌合而將插頭3的一部分載置到第1殼體部11上。另外，將從插頭3向外部突出的連接端子322的一端例如通過smt(surfacemounttechnology：表面貼裝技術(shù))等焊接經(jīng)由焊料5而連接于連接墊211。

也可通過嵌入成形將第1殼體部11與插頭3固接。嵌入成形是在插入至模具內(nèi)的金屬零件的周圍注入樹脂而將金屬與樹脂一體化的成形方法。此時(shí)，固定用突起31a以埋入在第1殼體部11內(nèi)的方式固接。

接著，如圖6所示，準(zhǔn)備具有用于支撐插頭3的區(qū)域12a及突起部(第2突起部)12b的第2殼體部12。第2殼體部12例如通過使樹脂流入至模具并固化而成形為所需的形狀。另外，也可與第1殼體部11同樣地在第2殼體部12設(shè)置槽，而一面使第1殼體部11的槽11b與第2殼體部12的槽對(duì)向一面使第1殼體部11與第2殼體部12結(jié)合。突起部12b前端尖細(xì)，例如呈三角錐狀。

接著，以第1殼體部11的突起部11d與第2殼體部12的突起部12b相接的方式，將突起部12b插入至貫通孔13a內(nèi)。突起部12b的前端與突起部11d的前端接觸。此時(shí)，第1殼體部11與第2殼體部12雖然各自的突起部11d、12b接觸，但突起部11d、12b以外的第1殼體部11與第2殼體部12不接觸。

接著，如圖7所示那樣進(jìn)行超聲波熔接。對(duì)第2殼體部12一邊使用金屬等施加載荷一邊賦予超聲波。由此，第2殼體部12振動(dòng)。如果第2殼體部12振動(dòng)，則在突起部12b與突起部11d之間產(chǎn)生由振動(dòng)引起的摩擦熱，而突起部12b與突起部11d的各自的前端熔解。因?yàn)樵谫x予超聲波時(shí)還施加載荷，所以，經(jīng)熔解的樹脂朝向貫通孔13a的內(nèi)壁面擴(kuò)散。經(jīng)熔解的樹脂最終到達(dá)至與貫通孔13a的內(nèi)壁面接觸為止，而貫通孔13a被來自突起部12b、11d的樹脂填埋。其結(jié)果，形成第3殼體部13，該第3殼體部13位于熔接后的突起部11d與熔接后的突起部12b之間并且較熔接后的突起部11d與熔接后的突起部12b粗。因?yàn)槌暡ㄈ劢釉谫x予超聲波時(shí)還施加載荷，所以，隨著樹脂的熔解推進(jìn)，而第1殼體部11與第2殼體部12之間的距離變近。最終，進(jìn)行超聲波熔接，直到區(qū)域12a及插頭3、除突起部11d、12b以外的第1殼體部11及第2殼體部12相接為止。

以如上方式完成本實(shí)施方式的usb裝置10。

依據(jù)本實(shí)施方式的usb裝置，通過利用超聲波熔接使第1殼體部與第2殼體部粘接，且利用來自第1殼體部及第2殼體部的樹脂將貫通孔內(nèi)填埋，可使電路襯底與殼體的位置更穩(wěn)定。

在電路襯底與殼體之間的間隙較大的情況下，在殼體內(nèi)電路襯底會(huì)移動(dòng)。因?yàn)椴孱^固定在殼體，所以，擔(dān)心將電路襯底與插頭電連接的連接端子會(huì)損壞。另外，如果電路襯底移動(dòng)，則在使usb裝置降落時(shí)，對(duì)降落的沖擊的反彈力增加，而擔(dān)心會(huì)損壞電路襯底或殼體。

此外，本實(shí)施方式的usb裝置由于可使電路襯底與殼體的位置更穩(wěn)定，所以無須使用例如搭扣配合等使第1殼體部與第2殼體部結(jié)合。搭扣配合是如下方法，即，在第1殼體部及第2殼體部的一個(gè)設(shè)置凸部，在另一個(gè)設(shè)置凹部，通過利用材料的彈性將凸部嵌入至凹部并卡住而使第1殼體部與第2殼體部結(jié)合。在本實(shí)施方式中，由于無須設(shè)置所述凹部及凸部，所以可縮小殼體的厚度，從而可縮小殼體的尺寸。

另外，貫通孔及突起部的數(shù)量并無限定。貫通孔及突起部的數(shù)量越多，則電路襯底與殼體的固定變得越牢固，但另一方面，因?yàn)樵陔娐芬r底上形成用于設(shè)置貫通孔的區(qū)域，所以電路襯底的面積變大。另外，第1殼體部與第2殼體部的突起部的形狀并無限定。但是，通過將一個(gè)的前端設(shè)為平面，將另一個(gè)的前端設(shè)為三角錐狀，突起部間的摩擦變大而可容易地熔解。另外，貫通孔也可不為圓形。

此外，只要能夠使第1殼體部及第2殼體部的突起部熔解，則也可使用超聲波熔接以外的方法。

本實(shí)施方式所揭示的usb裝置為插頭組入型，但也可應(yīng)用于例如插頭一體型等的其他usb裝置。

以上，已對(duì)若干實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但這些實(shí)施方式是作為例子而提出，并不意圖限定發(fā)明的范圍。這些新穎的實(shí)施方式能以其他多種方式實(shí)施，可以在不脫離發(fā)明主旨的范圍內(nèi)進(jìn)行各種省略、置換、變更。這些實(shí)施方式或其變化包含在發(fā)明的范圍或主旨中，并且包含在權(quán)利要求書所記載的發(fā)明及其均等的范圍內(nèi)。

[符號(hào)的說明]

1、31殼體

1a開口部

2電路襯底

3插頭

10usb裝置

11第1殼體部

11a插入孔

11b槽

12第2殼體部

11d、12b突起部

13第3殼體部

13a貫通孔

21配線襯底

21a第1面

21b第2面

22存儲(chǔ)芯片

23控制器芯片

24密封樹脂層

31a固定用突起

32端子部

211連接墊

311中空部

321絕緣部

322連接端子