(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レセプタクルと接続することによりデータ転送が可能なＵＳＢ装置であって、
第１の面と前記第１の面の反対側に位置し接続パッドを有する第２の面とを含む配線基
板と前記第１の面に搭載された半導体部品とを含む回路基板と、
前記接続パッドと電気的に接続される接続部位を有する接続端子と前記回路基板の外側
にあって前記回路基板の厚さ方向に沿って突出した壁部とを有する絶縁部材とを含み前記
第２の面上に載置される端子部と、
前記接続パッドと前記接続部位との間に位置するはんだと、
を備え、
前記壁部は前記回路基板と接し、
前記接続パッドは前記接続端子の延伸方向において対向する、前記接続端子側の第１端
部と前記第１端部と反対側の第２端部とを有し、
前記接続部位と前記はんだとの境界と前記第１端部との最短距離は、前記接続部位と前
記はんだとの境界と前記第２端部との最短距離よりも短いまたは同じであることを特徴と
するＵＳＢ装置。
【請求項２】
前記接続パッドの形状は、２つの四角形が隣接し、かつ、前記端子部に近い四角形のほ
うが前記端子部から遠い四角形と比較して面積が小さいことを特徴とする請求項１に記載
のＵＳＢ装置。
【請求項３】
１対の対向する第１側面及び第２側面を有する回路基板の上面の接続パッドにはんだを
塗布し、
前記はんだ上に接続端子を載置し、載置後リフローによって前記接続パッドに前記接続
端子を接着させるＵＳＢ装置の製造方法であって、
前記接続端子は、前記回路基板の外側にあって前記第１側面に沿って設けられた壁部を
有する絶縁部材に固定され、
前記接続端子の前記接続パッドとの接続部位は、前記はんだ上で前記第１側面側に偏っ
た位置に載置され、
前記リフロー後、前記壁部と前記回路基板とが接することを特徴とするＵＳＢ装置の製
造方法。
【請求項４】
前記接続端子の前記接続パッドとの接続部位は、前記リフローによって前記第２側面側
に移動することを特徴とする請求項３に記載のＵＳＢ装置の製造方法。
【請求項５】
前記接続パッドは、前記第１側面側から前記第２側面側にかけて面積が大きくなること
を特徴とする請求項３または４に記載のＵＳＢ装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、ＵＳＢ装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータ等の情報機器と周辺機器とを接続する際の接続規格の一つとしてＵＳＢ（
Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ：ＵＳＢ）が知られている。ＵＳＢ規格の一
つであるＵＳＢ３．０では、ＵＳＢ２．０との互換性を保ちながら、ＵＳＢ２．０の１０
倍以上の転送速度を有する高速転送を行うことが可能である。ＵＳＢ３．０のＵＳＢコネ
クタでは、ＵＳＢ２．０のＵＳＢコネクタに設けられた４つの接続端子に加え、５つの接
続端子が必要になる。これら接続端子は、絶縁部材に固定された状態で回路基板に接続さ
れる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１０７３０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本実施形態が解決しようとする課題は、回路基板上の接続パッドと接続端子との接続を
より安定させたＵＳＢ装置及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態のＵＳＢ装置は、レセプタクルと接続することによりデータ転送が可能なＵＳ
Ｂ装置であって、第１の面と前記第１の面の反対側に位置し接続パッドを有する第２の面
とを含む配線基板と前記第１の面に搭載された半導体部品とを含む回路基板と、前記接続
パッドと電気的に接続される接続部位を有する接続端子と前記回路基板の外側にあって前
記回路基板の厚さ方向に沿って突出した壁部とを有する絶縁部材とを含み前記第２の面上
に載置される端子部と、前記接続パッドと前記接続部位との間に位置するはんだと、を備
え、前記壁部は前記回路基板と接し、前記接続パッドは前記接続端子の延伸方向において
対向する、前記接続端子側の第１端部と前記第１端部と反対側の第２端部とを有し、前記
接続部位と前記はんだとの境界と前記第１端部との最短距離は、前記接続部位と前記はん
だとの境界と前記第２端部との最短距離よりも短いまたは同じであることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１の実施形態に係るＵＳＢ装置を示す断面図。
【図２】第１の実施形態に係るＵＳＢ装置を示す平面図。
【図３】第１の実施形態に係るＵＳＢ装置の製造工程を示す断面図。
【図４】第１の実施形態に係るＵＳＢ装置の製造工程を示す断面図。
【図５】第１の実施形態に係るＵＳＢ装置を示す断面図。
【図６】第２の実施形態に係るＵＳＢ装置を示す平面図。
【図７】第２の実施形態に係るＵＳＢ装置の変形例を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、発明を実施するための実施形態について説明する。
【０００８】
（第１の実施形態）
第１の実施形態について、図１乃至図４を参照して説明する。なお、図面は模式的なも
のであり、例えば厚さと平面寸法との関係、各層の厚さの比率等は現実のものとは異なる
場合がある。また、実施形態において、実質的に同一の構成要素には同一の符号を付し説
明を省略する。
【０００９】
図１乃至図４は、レセプタクルと接続することによりＵＳＢ３．０によるデータ転送が
可能なＵＳＢ装置を示す図である。なお、同様の信号を用いる規格であれば、他のＵＳＢ
規格によるデータ転送が可能なＵＳＢ装置として用いても良い。
【００１０】
図１は、本実施形態のＵＳＢ装置１０の側面模式図である。図２は、図１に示す筐体１
の一部を除いたＵＳＢ装置１０上面から見た平面模式図である。図１および図２では、一
例としてＳｉＰ（Ｓｙｓｔｅｍ  ｉｎ  ａ  Ｐａｃｋａｇｅ：ＳｉＰ）である回路基板２
を具備するＵＳＢ装置を図示している。なお、図１のＸ軸方向に対して、端子部３側を「
前方」、筐体１側を「後方」とし、以降も同様に扱う。
【００１１】
図１および図２に示すＵＳＢ装置１０は、筐体１と、回路基板２と、端子部３とを具備
する。筐体１は、非貫通穴である開口部１１を備える。筐体１は、絶縁性を有する、例え
ばポリ塩化ビニル等の合成樹脂等により形成されてもよいし、導電性を有する金属から形
成されていてもよい。また、合成樹脂を用いて成形された溝部を有する一対の筐体部材を
、溝部が向かい合うように貼り合わせることにより開口部１１を有する筐体１を形成して
もよい。なお、筐体１の形状は、図１に示す形状に限定されない。例えば、回路基板２の
全てに重なるように筐体１を設けてもよい。また、回路基板２において筐体１から突出す
る部分を保護するシェルとしての機能を有する筐体を筐体１と別に設けてもよい。
【００１２】
回路基板２は、例えば開口部１１に設けられる。回路基板２は、筐体１により固定され
得る。なお、回路基板２は、第１の面２１ａと、第１の面２１ａに対して反対側の第２の
面２１ｂとを有する配線基板２１と、配線基板２１の第１の面２１ａに搭載されたメモリ
チップ２２及びコントローラチップ２３等の半導体部品と、半導体部品を封止する樹脂層
２４と、を備える。第１の面２１ａ及び第２の面２１ｂに対して略垂直な回路基板２のＸ
軸方向に対向する２つの側面のうち、前方の側面を第３の面２ａとする。なお、メモリチ
ップ２２及びコントローラチップ２３に限定されず、他の半導体部品を用いてもよい。ま
た、メモリチップ２２とコントローラチップ２３との位置は逆でもよい。
【００１３】
なお、回路基板２の構造はＳｉＰに限定されず、例えばＰＣＢＡ（Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃ
ｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ  Ａｓｓｅｍｂｌｙ：ＰＣＢＡ）を有する回路基板等でもよい
。
【００１４】
配線基板２１の第１の面２１ａは、図１における配線基板２１の下面に相当し、第２の
面２１ｂは、図１における配線基板２１の上面に相当する。配線基板２１は、第１の面２
１ａに設けられた接続パッド２１１を少なくとも含む複数の接続パッドと、第２の面２１
ｂに設けられた接続パッド２１２を少なくとも含む複数の接続パッドとを有する。第１の
面２１ａの接続パッドは、例えば配線基板２１を貫通するビアを介して第２の面２１ｂの
接続パッド２１２に電気的に接続される。配線基板２１としては、例えば表面に設けられ
た接続パッドを備える配線層を有する、ガラスエポキシ等の樹脂基板等を用いることがで
きる。
【００１５】
接続パッド２１１は、半導体部品と配線基板２１との間を電気的に接続するための接続
パッドである。接続パッド２１２は、端子部３と配線基板２１との間を電気的に接続する
ための接続パッドである。接続パッド２１１及び接続パッド２１２は例えば矩形状をして
いる。
【００１６】
メモリチップ２２は、接続パッド２１１に電気的に接続される。メモリチップ２２は、
例えば複数の半導体チップの積層体を有し、複数の半導体チップは、接着層を挟んで一部
が重なるように互いに接着される。複数の半導体チップは、ワイヤボンディング等により
それぞれの半導体チップに設けられた電極パッド同士を接続することにより、互いに電気
的に接続される。半導体チップとしては、例えばＮＡＮＤフラッシュメモリ等の記憶素子
を有するメモリチップ等を用いることができる。このとき、半導体チップは、メモリセル
に加え、デコーダ等を備えていてもよい。
【００１７】
コントローラチップ２３は、配線基板２１の第１の面２１ａ上の接続パッドに電気的に
接続される。コントローラチップ２３は、半導体チップにより構成され、メモリチップ２
２に対するデータの書き込みおよびデータの読み出し等の動作を制御する。メモリチップ
２２及びコントローラチップ２３は、例えばワイヤボンディング等により半導体チップに
設けられた電極パッドと配線基板２１に設けられた接続パッドとを接続することにより配
線基板２１に電気的に接続される。
【００１８】
メモリチップ２２およびコントローラチップ２３と配線基板２１との接続方法としては
、ワイヤボンディングに限定されず、フリップチップボンディングやテープオートメーテ
ッドボンディング等のワイヤレスボンディングを用いてもよい。また、配線基板２１の第
１の面２１ａにメモリチップ２２とコントローラチップ２３とを積層させたＴＳＶ（Ｔｈ
ｒｏｕｇｈ  Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｖｉａ：ＴＳＶ）方式等の３次元実装構造を用いてもよい
。
【００１９】
樹脂層２４は、メモリチップ２２およびコントローラチップ２３を封止するように設け
られる。樹脂層２４は、例えば無機充填材（例えばＳｉＯ２）を含有する。樹脂層２４は
、例えば上記無機充填材を有機樹脂等と混合した封止樹脂を用いてトランスファモールド
法、コンプレッションモールド法、インジェクションモールド法等のモールド法により形
成される。
【００２０】
次に、端子部３の構造について説明する。
【００２１】
図１及び図２に示すように端子部３は、回路基板２上に設けられ、回路基板２と電気的
に接続される。端子部３は、例えば筐体１により保持される。
【００２２】
端子部３は、第１端子３１と、第２端子３３と、絶縁部材３２と、を具備する。なお、
図２において、５つの第１端子３１と４つの第２端子３３を図示しているが、第１端子３
１及び第２端子３３の数は、特に限定されない。また、第１端子３１及び第２端子３３の
形状はこれに限定されない。
【００２３】
第１端子３１及び第２端子３３は、例えばレセプタクルとの接続が可能な接続端子とし
ての機能を有する。接続端子としては、例えば、グランド端子（ＧＮＤ）、差動信号であ
る高速転送用の送信データ信号のための信号端子（ＳＳＴＸ＋、ＳＳＴＸ−）、差動信号
である高速転送用の受信データ信号のための信号端子（ＳＳＲＸ＋、ＳＳＲＸ−）等のＵ
ＳＢ２．０または３．０による高速転送に用いる接続端子等が挙げられる。
【００２４】
第１端子３１は、例えば一端が前方に位置し第２端子３３側に突出したレセプタクル接
続部３１ａと、他端が後方に位置し回路基板２に突出したテール部３１ｂとを有し、レセ
プタクル接続部３１ａとテール部３１ｂとの間の中間部は絶縁部材３２に覆われる。
【００２５】
テール部３１ｂは、絶縁部材３２から後方の回路基板２側に露出し、第１端子３１の長
手方向と直交する幅方向が広げられた形状を有し、複数の接続パッドの少なくとも一つ（
ここでは接続パッド２１２）に電気的に接続される。テール部３１ｂは、第１端子３１の
接続パッド２１２との接続部位として機能する。テール部３１ｂは、例えばはんだ付け等
によりはんだ４を介して接続パッド２１２に接合されるが、接合方法はこれに限定されな
い。
【００２６】
第２端子３３は、例えば配線基板２１の第２の面２１ｂにある接続パッドに接続される
。ただし、上記の接続パッドは接続パッド２１２でも良いし、接続パッド２１２とは別の
接続パッドを端子部３の下部に設けても良い。
【００２７】
第１端子３１及び第２端子３３としては、例えば銅合金（例えばベリリウム銅、リン青
銅、コバルト銅）やニッケル合金（例えばベリリウムニッケル）等のばね性を付与するこ
とが可能な材料を用いることができる。なお、第１端子３１と第２端子３３の材料は同じ
でも良いし、異なっていても良い。
【００２８】
第１端子３１及び第２端子３３は絶縁部材３２に固定される。これにより絶縁部材３２
の位置によって、第１端子３１及び第２端子３３と接続パッドとの位置合わせをすること
が可能となる。
【００２９】
絶縁部材３２は、回路基板２の第２の面２１ｂ上に搭載される。絶縁部材３２は、Ｚ軸
方向に対して第１の面２１ａ側（下方向）に突出した壁部３２ａを有する。つまり、壁部
３２ａは回路基板２の厚さ方向に沿って突出する。この壁部３２ａは回路基板２の第３の
面２ａと対向する第４の面３２ｂを有する。本実施形態において、絶縁部材３２の第４の
面３２ｂと回路基板２の第３の面２ａとは互いに接している。
【００３０】
例えば、第３の面２ａと第４の面３２ｂとの間に隙間がある場合に、ＵＳＢ装置１０を
レセプタクルに挿入した際に壁部３２ａがレセプタクルと衝突し押されることで、絶縁部
材３２が変形し、第１端子３１と接続パッド２１２との接続部に亀裂等のダメージが入る
ことで、第１端子３１と接続パッド２１２位置がずれ、接続不良が生じる虞がある。本実
施形態では絶縁部材３２の第４の面３２ｂと回路基板２の第３の面２ａとは互いに接して
いるためこれらの虞が低減される。
【００３１】
絶縁部材３２としては、例えば樹脂等を用いることができる。
【００３２】
なお、端子部３の構造は、図１及び図２に示す構造に限定されない。
【００３３】
次に、本実施形態に係るＵＳＢ装置１０の製造方法について説明する。
【００３４】
図３および図４は、本実施形態のＵＳＢ装置１０の製造方法例を説明するための側面模
式図である。図３（ａ）に示すように、半導体部品が搭載され、接続パッド２１２を含む
複数の接続パッドを有する回路基板２を準備する。
【００３５】
次に図３（ｂ）に示すように、接続パッド２１２上に例えば、はんだ４を塗布する。は
んだ４は接続パッドの例えば中央部に塗布される。
【００３６】
次に図４（ａ）に示すように、端子部３を回路基板２上に搭載させる。この時、テール
部３１ｂが、接続パッド２１２の前方側に偏った位置で、かつ、テール部３１ｂの少なく
とも一部がはんだ４に接するように、端子部３を回路基板２上に載置する。なお、この時
第３の面２ａと第４の面３２ｂとの間には隙間を有する。
【００３７】
次に、図４（ｂ）に示すようにリフロープロセスによってはんだ４を溶解し、冷却によ
ってテール部３１ｂと接続パッド２１２とを固定する。この時、はんだ４は表面張力によ
ってテール部３１ｂをはんだ４側へ引き寄せる。よって、はんだ４の前方に載置されたテ
ール部３１ｂは後方に引き寄せられ、それに伴い端子部３全体も後方に動く。つまり、テ
ール部３１ｂは接続パッド２１２の前方の位置から、例えば中央の位置にまで動く。この
移動はセルフアライメント効果と呼ばれる。すなわち、図４（ｂ）において第１端子３１
の延伸方向に対向する接続パッド２１２の前方の端部を第１端部２１２ａ、後方の端部を
第２端部２１２ｂとした時、テール部３１ｂとはんだ４との境界と第１端部２１２ａとの
最短距離は、テール部３１ｂとはんだ４との境界と第２端部２１２ｂとの最短距離よりも
短いまたは同じになる。なお、境界とははんだ４とテール部３１ｂとが接する部分のこと
を指す。セルフアライメント効果による移動は、壁部３２ａが回路基板２の第３の面２ａ
と接することで止まる。したがって、第３の面２ａと第４の面３２ｂとの隙間の距離の分
だけ、端子部３が後方に移動する。
【００３８】
最後に、端子部３が搭載された回路基板２を筐体１内に収め、本実施形態に係るＵＳＢ
装置１０が完成する。
【００３９】
本実施形態に係るＵＳＢ装置１０によれば、はんだ４の表面張力によるセルフアライメ
ント効果と絶縁部材３２の壁部３２ａによって、回路基板２上の接続パッド２１２の中央
部または中央部よりも前方側の位置に第１端子３１のテール部３１ｂの中央部を接着する
ことができ、接続パッド２１２とテール部３１ｂとの位置関係が不均一になる虞を低減で
きる。そのため、回路基板２と端子部３との接続をより安定させることが可能となる。
【００４０】
例えば、接続パッド２１２の前方ではなく、中央部にテール部３１ｂを載置した後にリ
フロープロセスを行った場合、セルフアライメント効果によってテール部３１ｂは回路基
板２に対してＸ軸方向及びＹ軸方向のいずれにも動き得る。本実施形態ではあらかじめテ
ール部３１ｂを接続パッド２１２の前方に載置することで、テール部３１ｂがセルフアラ
イメント効果によって後方のみに移動し、接続パッド２１２上の所望の位置（ここでは中
央部または中央部よりも前方側の位置）に位置させることが可能となる。なお、テール部
３１ｂの中央部が接続パッドの中央部よりも後方側に位置する場合は、接続パッド２１２
上でテール部３１ｂの移動距離が大きくなり位置ズレが生じる可能性があるため、テール
部３１ｂは接続パッド２１２の中央部または中央よりも前方側に位置することが望ましい
。
【００４１】
また、壁部３２ａは回路基板２と接するため、ＵＳＢ装置１０を例えばレセプタクルに
挿入した際に壁部３２ａがレセプタクルと衝突し押されることで、絶縁部材３２が変形し
、さらには第１端子３１と接続パッド２１２との接続部に亀裂等のダメージが入ることで
、第１端子３１と接続パッド２１２との位置がずれ、接続不良が生じる虞が低減される。
【００４２】
なお、本実施形態において、回路基板２上の接続パッド２１２はテール部３１ｂと接続
されることを示したが、接続パッド２１２との接続部位はテール部３１ｂに限定されず、
例えば図５に示すような形状の第１端子３１の場合には、レセプタクル接続部３１ａとテ
ール部３１ｂとの間を接続部位としても良い。なお、図５において第１端子３１以外の端
子部３は便宜上省略している。
【００４３】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について図６及び図７を用いて説明する。
【００４４】
第２の実施形態は、第１の実施形態と比較して接続パッドの形状が異なるが、その他の
構成や製造方法は第１の実施形態と同様である。したがって、第１の実施形態と異なる部
分のみを説明し、同様な部分は省略する。
【００４５】
図６（ａ）は第２の実施形態に係るＵＳＢ装置１０の端子部３及び回路基板２の一部分
を示す平面模式図である。図６（ｂ）に接続パッド２１２の平面拡大図を示す。
【００４６】
図６に示すように、本実施形態では接続パッド２１２は大小２つの四角形を合わせた形
状をとる。図５の場合、長方形の組み合わせであり、面積が小さい長方形を回路基板２の
前方、面積が大きい長方形を回路基板２の後方に設けている。接続パッド２１２をこのよ
うな形状にすることで、セルフアライメント効果による移動の際に、端子部３（テール部
３１ｂ）の移動可能な距離が大きくなる。
【００４７】
以下、その理由について説明する。上記形状の接続パッド２１２にはんだ４を塗布する
と、面積が小さい四角形よりも面積が大きい四角形のほうが、塗布されるはんだ４の相対
量が多くなる。ここでテール部３１ｂを接続パッドのうち面積が小さい四角形上に載置す
る。リフロープロセスの際の表面張力ははんだ４量が多いほど大きくなるため、テール部
３１ｂは接続パッドのうち面積の大きい四角形側のはんだ４により強く引き寄せられる。
そのためセルフアライメント効果による移動可能な距離が大きくなる。
【００４８】
また、第２の実施形態の変形例として、接続パッド２１２を図７（ａ）、（ｂ）のよう
な形状にすることも可能である。図７（ａ）に示すように、大小２つの四角形は台形と長
方形である。台形を回路基板２の前方、長方形を回路基板２の後方に設ける。変形例の場
合、図５の接続パッド２１２よりも大小の四角形の接合部がなだらかになっているため、
セルフアライメント効果による移動度のばらつきがより低減される。
【００４９】
なお、接続パッド２１２は、大小関係のある四角形の組み合わせに限定されず、回路基
板２の後方の接続パッド２１２の面積が前方の接続パッドの面積よりも大きいならば、例
えば図７（ｂ）のように、三角形やその他の形状でも適用可能である。
【００５０】
本実施形態において、四角形とは、と例えば図７（ｃ）に示すように四角形の角が丸み
を帯びている場合も含まれる。
【００５１】
以上のように、本実施形態に係るＵＳＢ装置１０によれば、接続パッド２１２の面積を
回路基板２の前方よりも後方を大きくすることによってセルフアライメント効果による移
動度を大きくすることが可能となる。そのため、端子部３の第４の面３２ｂと回路基板２
の第３の面２ａとの隙間が大きい場合に適用できる。
【００５２】
以上、いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したもの
であり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他
の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省
略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要
旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５３】
１  筐体
２  回路基板
２ａ  第３の面
３  端子部
１０  ＵＳＢ装置
１１  開口部
２１  配線基板
２１ａ  第１の面
２１ｂ  第２の面、
２２  メモリチップ
２３  コントローラチップ
２４  樹脂層
３１  第１端子
３１ａ  レセプタクル接続部
３１ｂ  テール部
３２  絶縁部材
３２ａ  壁部
３２ｂ  第４の面
３３  第２端子
２１１、２１２  接続パッド
【図１】
0006454656.tif 000002
【図２】
0006454656.tif 000003
【図３】
0006454656.tif 000004
【図４】
0006454656.tif 000005
【図５】
0006454656.tif 000006
【図６】
0006454656.tif 000007
【図７】
0006454656.tif 000008