KR101118236B1

KR101118236B1 - 초고속 유에스비 프로토콜에 적합한 씨오비 타입 휴대용 메모리 장치

Info

Publication number: KR101118236B1
Application number: KR1020110079025A
Authority: KR
Inventors: 정도수
Original assignee: (주)테라빛
Priority date: 2011-08-09
Filing date: 2011-08-09
Publication date: 2012-03-16

Abstract

초고속 유에스비 프로토콜에 적합한 데이터라인 및 초고속 통신라인이 형성된 씨오비 타입 휴대용 메모리 장치를 개시한다. 본 휴대용 메모리 장치는, 서로 대향하는 제1주면 및 제2주면을 구비하되 그 내부에 복수의 도전 경로가 형성되고 적어도 상기 제2주면으로 노출된 복수의 접속패드를 포함하는 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판의 상기 제1주면 상에 실장되고 적어도 메모리칩을 포함하는 복수의 회로소자; 상기 복수의 회로소자를 밀봉하는 수지몰딩체; 각각이 상기 복수의 접속패드 중 어느 하나에 접속된 복수의 스프링 단자; 및 상기 인쇄회로기판의 상기 제2주면에 부착되어 상기 복수의 접속패드 중 일부에 접속된 상기 복수의 스프링 단자 각각의 일단을 지지하는 고정브라켓;을 포함하여 구성될 수 있다.

Description

초고속 유에스비 프로토콜에 적합한 씨오비 타입 휴대용 메모리 장치{COB-TYPE PORTABLE MEMORY DEVICE ADAPTED FOR SUPERSPEED USB PROTOCOL}

본 발명은 휴대용 메모리 장치에 관한 것으로서, 더 자세하게는 초고속 USB(Universal Serial Bus) 프로토콜에 적합한 커텍터가 일체로 형성된 COB 타입의 휴대용 메모리 장치에 관한 것이다.

2008년 USB-IF(USB Implementer's Forum)는 새로운 USB 3.0 프로토콜을 발표하였다. 초고속 USB(Universal Serial Bus; 범용 직렬 버스)는 기존 USB 2.0 프로토콜에 비해 더 빠른 데이터 전송률을 제공하고, 각 포트 별로 더 높은 수준의 전류를 지원하여 전원 공급 능력을 향상시킬 수 있도록 설계되었다. 새로운 USB 3.0 프로토콜은 새로운 전력 관리 능력을 제공할 뿐만 아니라, 기존 USB 2.0 규격과도 호환되는 새로운 케이블과 커넥터를 제공한다. 특히, 새로운 USB 3.0 프로토콜에서 표준으로 정해진 커넥터의 가장 두드러진 변화는 USB 2.0 프로토콜에 사용된 기존 4개의 데이터라인에 병렬로 5개의 초고속 통신라인이 추가되었다는 점이다.

USB 2.0 프로토콜에 사용된 4개의 데이터라인은 전원핀(Power Pin), 한쌍의 데이터핀(Serial differential pair; "D-" Pin 및 "D+" Pin) 및 접지핀(Ground Pin)으로 구성되어 있는데, 초고속 USB 프로토콜에서는 여기에 초고속 통신을 위한 5개의 핀, 즉 한쌍의 수신핀(SuperSpeed receiver differential pair; "RX-" Pin 및 "RX+" Pin), 접지핀(Ground Pin) 및 한쌍의 송신핀(SuperSpeed transmitter differential pair; "TX-" Pin 및 "TX+" Pin)이 추가되었다. 따라서, 초고속 USB 프로토콜을 이용한 전자장치에서는 새로운 규격에 맞는 커넥터(소켓 및 플러그)를 사용해야 한다.

도 1a 및 도 1b에는 초고속 USB 프로토콜에 의해 정해진 표준 A형 소켓을 도시하였다. 도 1a 및 도 1b에서 보듯이, 초고속 USB 표준 A형 소켓은 종래의 USB 2.0 표준 A형 소켓과 외형이 동일하다. 즉, USB 표준 소켓(10)은 세라믹, 플라스틱 등 견고한 재질의 절연성 기판(12)과, 이 절연성 기판(12)과 일정한 간격을 두고 둘러싸는 금속커버(14)로 구성된다. 그리고, 절연성 기판(12)의 일면에는 다수의 금속컨택이 형성된다. 소켓(10)은 예컨대 호스트, PC(Personal Computer) 등에 설치되는데, 종전의 USB 2.0 표준 소켓과 달리, 초고속 USB 프로토콜에서는 데이터라인 이외에도 초고속 통신라인이 설치된다. 따라서, 소켓(10)은 절연성 기판(12)의 앞쪽에는 초고속 통신라인용 금속컨택(13b)이 형성되고, 그 뒤쪽으로 데이터라인용 금속컨택(13a)가 형성된다. 특히, 데이터라인과 초고속 통신라인의 간섭을 피하기 위해서, 데이터라인용 금속컨택(13a)은 스프링 컨택 형태로 형성되어, 초고속 통신라인용 금속컨택(13b)의 접촉 위치와 다른 위치에 형성된다.

한편, 휴대용 메모리 장치는 점차 그 크기가 줄어드는 추세이며, 좁은 공간에 원하는 용량의 메모리 장치를 구현하려면 메모리 소자의 실장 밀도를 높여야 한다. 이러한 과제를 해결하기 위하여 최근에는 메모리 장치를 칩 온 보드(Chip On Board; 이하 'COB') 공정을 이용하여 구현하고 있다. 씨오비(COB) 패키징 기술은 메모리 장치의 핵심 부품인 메모리 칩을 웨이퍼 상태로 직접 인쇄회로기판(Printed Circuit Board; 이하 'PCB') 위에 본딩 와이어로 연결하여 성형하는 반도체 패키징 기술 중 하나이다. 특히, 초고속 USB 프로토콜은 다채널을 요구하므로, 종래의 USB 2.0 프로토콜에 비해 더 많은 수의 메모리 칩이 필요하게 되었다. 따라서, 초고속 USB 프로토콜에 적합한 휴대용 메모리 장치를 소형화하기 위해서는 메모리 소자를 COB 패키지로 구현할 필요가 있다.

그러나, 휴대용 메모리 장치의 소형화를 위하여 COB 패키지로 제조하는 경우, 초고속 USB 프로토콜에서 요구하는 데이터라인용 금속컨택 및 초고속 통신라인용 금속컨택을 하나의 COB 패키지에 형성하는 것이 곤란하다. 비록, 미국공개공보 2008/0218799호에는 COB 패키지 본체에 직접 데이터라인용 금속컨택과 초고속 통신라인용 금속컨택을 형성한 기술을 개시하고 있으나, 스프링 형태로 형성되는 초고속 통신라인용 금속컨택을 COB 패키지 내에 설치하는 것은 매우 복잡한 공정을 수반할 뿐만 아니라, 초고속 통신라인용 금속컨택이 플라스틱 하우징에 의해 고정되는 구조이기 때문에 물리적 접촉 신뢰성을 확보하기 어렵다.

도 2에는 미국공개공보 2008/0218799호에 개시된 휴대용 메모리 장치의 구성을 도시하였다. 도 2에서 도시된 휴대용 메모리 장치(101A)에서는, 인쇄회로기판(111)의 제1면(116) 데이터라인용 금속컨택(121) 4개가 앞쪽에 일렬로 형성되어 있다. 그리고 초고속 통신라인용 금속컨택(122)은 베이스(125) 상에 형성되며, 인쇄회로기판(111)에 형성된 개구(115)를 통해 외부로 노출된다. 초고속 통신라인용 금속컨택(122)은 대략 "C"자 형상을 가진 스프링 구조로 되어 있으며, 양단(123)이 베이스(125)에 고정되어 있으며, 중앙부(124)는 소정의 높이로 돌출된 구조를 갖는다. 아울러, 휴대용 메모리 장치(110A)의 제2면(118)에는 통신 IC(Communication Integrated Circuit; 131), 플래시 메모리와 같은 메모리 IC(135), 수동소자들(140)이 실장되며, 이들은 각각 인쇄회로기판(111) 내부에 형성된 소정의 도전경로들에 의해 각 금속컨택들(121, 122)과 전기적으로 연결되어 회로를 구성하게 된다. 그리고, 통신 IC(131), 메모리 IC(135), 수동소자들(140)이 실장된 인쇄회로기판(111)의 제2면(118)은 수지 등의 봉지재료를 이용한 하우징(150)으로 밀봉된다.

상술한 종래의 휴대용 메모리 장치에서, 초고속 통신라인용 금속컨택(122)은 베이스(125)에 고정되고, 이 베이스(125)는 인쇄회로기판(111)의 제2면(118)에 접촉 고정되는 구조를 갖는다. 그리하여, 예컨대 도 1a 및 도 1b에 도시한 소켓에 삽입된 경우, 금속컨택(122)이 소켓(10)의 금속컨택(13b)에 접속되어 동작하게 된다. 이와 같은 구조의 휴대용 메모리 장치에서는, 초고속 통신라인용 금속컨택(122)이 인쇄회로기판(111)의 내부에 밀봉된 베이스(125)에 의해 고정되어 있으므로, 만약 "C" 형상의 스프링 구조가 소켓에 반복적으로 삽입 및 탈거될 때 혹은 다른 외부의 압력에 의해 눌리는 경우, 보수를 위해서는 부득이 메모리 장치의 하우징(150)을 제거하여야 했다. 특히, 양단이 베이스에 고정된 스프링 컨택(122)은 이러한 외력에 취약하다는 단점이 있는데, 스프링 컨택(122)에 작용하는 외력은 주로 베이스(125)에 고정된 양단(123)에 전달되며, 여기에 무리한 압력이 가해지면 인쇄회로기판(111)과 스프링 컨택(122) 사이의 접촉이 떨어지는 불량이 발생하기 쉽다.

이와 같이, 초고속 USB 프로토콜에 적합한 9개의 단자를 COB 패키지 내에 형성하고자 하는 경우, 접속 신뢰성을 확보할 수 있는 초고속 통신라인용 금속컨택을 형성하는 것이 매우 곤란하다. 따라서, 초고속 USB 프로토콜에 적합한 휴대용 메모리 장치를 소형화하기 위해서는, 휴대용 메모리 장치를 COB 패키지로 구현하면서도 나아가 초고속 USB 프로토콜에서 요구하는 소켓의 접촉 신뢰성을 확보할 수 있는 새로운 구조의 COB 패키지가 요구된다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 제품의 소형화를 위하여 COB 패키지를 이용하면서도 나아가 초고속 USB 프로토콜에서 요구하는 표준 규격의 소켓과의 접촉 신뢰성을 확보할 수 있는, 데이터라인 및 초고속 통신라인이 형성된 COB 타입 휴대용 메모리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

나아가, 본 발명의 다른 목적은 초고속 통신라인으로 사용되는 스프링 단자의 반복적인 동작에 의해 인쇄회로기판이 손상되는 것을 방지할 수 있는 보호 수단을 구비함으로써 메모리 장치의 동작 신뢰도를 향상시킬 수 있는 COB 타입 휴대용 메모리 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 휴대용 메모리 장치는 초고속 유에스비 프로토콜에 적합한 데이터라인 및 초고속 통신라인이 형성된 씨오비 타입 휴대용 메모리 장치로서, 서로 대향하는 제1주면 및 제2주면을 구비하되 그 내부에 복수의 도전 경로가 형성되고 적어도 상기 제2주면으로 노출된 복수의 접속패드를 포함하는 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판의 상기 제1주면 상에 실장되고 적어도 메모리칩을 포함하는 복수의 회로소자; 상기 복수의 회로소자를 밀봉하는 수지몰딩체; 각각이 상기 복수의 접속패드 중 어느 하나에 접속된 복수의 스프링 단자; 및 상기 인쇄회로기판의 상기 제2주면에 부착되어 상기 복수의 접속패드 중 일부에 접속된 상기 복수의 스프링 단자 각각의 일단을 지지하는 고정브라켓;을 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 상기 복수의 스프링 단자 각각은, 상기 복수의 접속패드 중 어느 하나에 접속 및 고정된 고정단부; 탄성적으로 변위 가능한 자유단부; 및 상기 고정단부와 상기 자유단부가 구부러져 형성된 컨택부;를 포함할 수 있다.

특히, 상기 복수의 접속패드는, 상기 인쇄회로기판의 일측 가장자리에 배치된 데이터라인용 접속패드; 상기 복수의 스프링 단자 중 어느 하나의 상기 고정단부가 접속된 초고속 통신라인용 접속패드; 상기 복수의 스프링 단자 중 어느 하나의 상기 자유단부에 대응하는 위치에 형성된 더미패드;를 포함할 수 있다.

그리고, 상기 더미패드는 상기 스프링 단자가 소정의 소켓에 삽입되어 하방으로 변위될 때 상기 자유단부가 상기 인쇄회로기판의 상기 제2주면에 접촉되는 위치에 형성되는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 복수의 스프링 단자 중 어느 하나의 스프링 단자의 상기 고정단부가 접속된 상기 초고속 통신라인용 접속패드 및 상기 어느 하나의 스프링 단자의 상기 자유단부에 대응하는 위치에 형성된 상기 더미패드는 상기 인쇄회로기판 내부에 형성된 상기 도전 경로에 의해 전기적으로 접속될 수 있다.

본 발명에 따른 휴대용 메모리 장치에서, 상기 데이터라인은 전원핀, 한쌍의 데이터핀 및 접지핀을 포함하고, 상기 초고속 통신라인은 한쌍의 수신핀, 접지핀 및 한쌍의 송신핀을 포함할 수 있다.

또한, 상기 고정브라켓은, 상기 제2주면 상에 부착되는 몸체부; 및 상기 스프링 단자의 일단을 지지하는 고정격막;을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 휴대용 메모리 장치는, 초고속 유에스비 프로토콜에 적합하도록 데이터라인 및 초고속 통신라인이 COB 패키지에 직접 형성된 구조를 갖는다. 따라서, 초고속 유에스비 프로토콜에 적합한 휴대용 메모리 장치를 소형으로 제조할 수 있다. 특히, 초고속 통신라인은 일단부가 고정되고 타단부는 탄성적으로 변위될 수 있는 스프링 구조로 형성되어 있다. 따라서, 휴대용 메모리 장치를 호스트 등에 설치된 소정의 소켓에 삽입 및 탈거시킬 때, 스프링 단자에 전달되는 외력이 탄성적으로 변위 가능한 자유단부에 의해 분산될 수 있으므로, 반복적인 삽입 및 탈거 동작이 수행되더라도 소켓과 COB 패키지 사이의 전기적 접속 상태의 신뢰성을 확보할 수 있다. 나아가, 스프링 단자의 자유단부가 반복적인 삽입 및 탈거 동작에 의해 COB 패키지 표면과 마찰되더라도 더미패드에 의해 절연피막을 보호할 수 있으므로, 메모리 장치의 동작 신뢰도가 더욱 향상될 수 있다.

도 1은 초고속 USB 프로토콜에 적합한 표준 A형 소켓을 도시한 도면으로서, 도 1a는 사시도이고, 도 1b는 B-B 절단선을 통해 바라 본 단면도이다.
도 2는 종래의 휴대용 메모리 장치의 구성을 설명하는 개요도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 COB 타입 휴대용 메모리 장치의 사시도 및 부분단면도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 휴대용 메모리 장치를 구성하는 COB 패키지의 제조 공정을 설명하는 개요도이다.
도 5a 및 도 5b는 각각 COB 패키지의 전면 및 후면에서 바라 본 사시도이다.
도 6은 더미패드가 없는 경우 스프링 단자에 의해 인쇄회로기판의 절연층이 파손될 수 있음을 설명하는 부분단면도이다.

이하에서는 본 발명에 따른 초고속 USB 프로토콜에 적합한 휴대용 메모리 장치의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 자세히 설명한다.

먼저, 도 3a 및 도 3b에서 보듯이, 본 발명에 따른 휴대용 메모리 장치는, 인쇄회로기판(201), 메모리칩(206) 및 컨트롤러(205) 등의 복수의 회로소자, 이들 회로소자들을 밀봉하는 수지몰딩체(210)로 구성된 COB 패키지로 구성된다. 여기서, 인쇄회로기판(201)은 서로 대향하는 제1주면(201a) 및 제2주면(201b)을 가지며, 그 내부에 복수의 도전 경로(미도시)가 형성되어 제1주면(201a) 상에 실장된 메모리칩(206), 컨트롤러(205) 등의 회로소자들이 전기적으로 접속된 회로를 구성할 수 있다.

특히, 본 휴대용 메모리 장치는 초고속 유에스비 프로토콜에 사용되는 인터페이스 단자들(데이터라인용 단자들 및 초고속 통신라인용 단자들)이 COB 패키지에 형성되어 있다. 이러한 인터페이스 단자들은, 제2주면(201b) 상에는 외부로 노출된 복수의 접속패드(320, 340, 350) 및 복수의 접속패드 중 어느 하나에 접속된 복수의 스프링 단자들(330)로 구성될 수 있다. 예컨대, 도 3a에서 보듯이, 인쇄회로기판(201)의 일측 가장자리에는 4개의 데이터라인 즉, 접속핀(321), "D-" 핀(322), "D+" 핀(323) 및 접지핀(324)가 나란히 형성되며, 이들 데이터라인들은 예컨대 도 1b의 소켓(10)에 형성된 데이터라인용 금속컨택(13a)에 각각 접속될 수 있다. 또한, 데이터라인의 후방으로는 5개의 초고속 통신라인용 스프링 단자들, 즉 "RX-" 핀(331), "RX+" 핀(332), 접지핀(333), "TX-" 핀(334) 및 "TX+" 핀(335)가 나란히 형성되어 있으며, 이들 초고속 통신라인용 단자(330)는 스프링 형태로 형성되어 도 1b의 소켓(10)에 형성된 초고통 통신라인용 금속컨택(13b)에 각각 접속될 수 있다.

한편, 도 3b에서 보듯이, 스프링 단자(330) 각각은, 고정단부(330b), 자유단부(330c), 및 고정단부(330b)와 자유단부(330c)가 구부러져 형성된 컨택부(330a)를 가지도록 형성되어 있다. 여기서, 스프링 단자(330)는 그 고정단부(330b)만이 인쇄회로기판(201)의 제2주면(201b)으로 노출되어 형성된 접속패드(350)에 전기적으로 접속 및 고정되고, 자유단부(330c)는 고정되지 않은 채 스프링 단자(330)가 소켓(10)에 삽입되어 하방으로 눌릴 때 탄성적으로 변위될 수 있다. 스프링 단자(330)는 대략 "C"자 형상으로 형성되며, 탄성을 가진 금속 재료로 형성되어 복원이 가능한 구조로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 이들 스프링 단자(330)의 일단을 각각 지지하는 고정브라켓(310)이 인쇄회로기판(201)의 제2주면(201b)에 부착되어 있다. 고정브라켓(310)은, 몸체부(311) 및 고정격막(312)을 포함한다. 몸체부(311)는 인쇄회로기판(201)의 제2주면(201b)에 소정의 접착제 등에 의해 부착될 수 있다. 또한, 고정격막(312)은 스프링 단자(330)의 고정단부(330b)가 접속패드(350)에 접속된 상태를 유지하도록 고정력을 작용할 수 있도록 형성된다. 즉, 고정격막(312)은 몸체부(311)가 제2주면(201b)에 고정된 지지력에 의해 스프링 단자(330)의 고정단부(330b)를 하방으로 압력을 인가하며, 그에 의해 스프링 단자(330)가 소켓(10)에 삽입 또는 탈거될 때, 고정단부(330b)와 접속패드(350) 사이의 전기적 접속이 유지될 수 있다.

상술한 구조의 휴대용 메모리 장치에서, 초고속 통신라인으로 사용되는 각각의 스프링 단자(330)는 고정단부(330b)만이 고정되고 자유단부(330c)는 자유롭게 변위될 수 있는 구조를 갖는다. 따라서, 메모리 장치를 소켓에 삽입 및 탈거하는 동작을 여러 번 반복함에 따른 단선 불량이 더욱 효과적으로 방지될 수 있다. 예컨대, 미국공개공보 2008/0218799호에 개시된 메모리 장치에서는 스프링 단자(122)의 양단이 고정된 구조를 갖기 때문에 소정의 소켓에 삽입 및 탈거될 때 작용하는 외력에 매우 취약하였다. 이는 스프링 단자(122)가 외력에 대해 탄성적으로 변위될 수 있는 범위가 매우 작아서, 스프링 단자(122)에 작용되는 외력이 고정된 양단부(123)에 전달됨에 따라 양단부(123)에서의 접속이 파괴되는 현상이 빈번히 발생하기 때문이다.

이에 반하여, 본 발명에 따른 휴대용 메모리 장치에서는, 스프링 단자(330)는 일단(330b)만이 고정되고 타단(330c)은 자유롭게 변위될 수 있는 구조로 형성되어 있으며, 따라서 고정되지 않은 타단 즉 자유단부(330c)의 변위에 의해 스프링 단자(330)에 작용하는 외력이 완충된다. 따라서, 고정단부(330b)에 지나친 응력이 작용하지 않으므로, 고정단부(330b)와 접속패드(350) 사이의 전기적 접속이 쉽게 파괴되지 않는다. 나아가, 고정단부(330b)는 고정브라켓(310)의 고정격막(312)에 의해 지지되므로, 고정단부(330b)와 접속패드(350) 사이의 물리적 및 전기적 접속 신뢰성이 더욱 향상될 수 있다.

한편, 도 3b에서 보듯이, 인쇄회로기판(201)은 일반적으로 그 내부에 다수의 도전 경로를 구성하는 금속패턴층(231, 232, 233)이 복수의 층으로 형성되어 있으며, 이들 금속패턴층은 절연층(221, 222, 223)에 의해 전기적으로 절연된 구조를 갖는다. 아울러, 금속패턴층(231, 232, 233)은 접속플러그(244, 245, 246)에 의해 원하는 전기 회로를 구성하도록 접속되어 있다. 이렇게 금속패턴층 및 접속플러그들에 의해, 인쇄회로기판에 실장된 복수의 회로소자들 및 접속패드(320, 350)가 전기적 회로를 구성하게 된다.

여기서, 도 6에서 보듯이, 스프링 단자(330)의 자유단부(330c)가 외력에 의해 화살표 C로 표시된 바와 같은 상하 방향으로 탄성적으로 변위될 때, 자유단부(330c)에 의해 인쇄회로기판(201)의 제2주면(201b) 표면에 형성된 절연피막(220)이 파손될 수 있다. 예컨대, 내부에 형성된 다수의 도전 경로들(231, 232)을 보호하는 절연층(220, 221)이 자유단부(330c)와의 반복적인 마찰에 의해 벗겨질 수 있다. 이러한 현상에 의해 홈(A)의 깊이가 더 깊게 패이는 경우, 자유단부(330c)와 도전 경로(231)가 전기적으로 접속됨에 따라 장치의 오동작이 유발될 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 메모리 장치에서는, 인쇄회로기판(201)의 제2주면(201b)로 노출된 복수의 접속패드로서, 인쇄회로기판(201)의 일측 가장자리에 배치된 데이터라인용 접속패드(320), 및 복수의 스프링 단자 중 어느 하나의 상기 고정단부가 접속된 초고속 통신라인용 접속패드(350) 이외에도, 상기 복수의 스프링 단자 중 어느 하나의 상기 자유단부(330c)에 대응하는 위치에 형성된 더미패드(340)를 포함한다. 더미패드(340)는, 스프링 단자(330)가 소정의 소켓에 삽입되어 하방으로 변위될 때, 그 자유단부(330c)가 제2주면(201b)에 접촉되는 위치에 형성되는 것이 바람직하다. 더미패드(340)는 자유단부(330c)가 접촉되더라도 최외부의 절연피막(220)이 벗겨지지 않도록 보호하는 역할을 수행한다. 이러한 관점에서 더미패드(340)는 금속 재질의 자유단부(330c)와의 마찰에 의해서 파손되지 않는 재질로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 더미패드(340)는 주변 회로를 구성하는 다른 금속패턴들과 전기적으로 절연된 상태로 형성될 수도 있다. 나아가, 더미패드(340)는, 복수의 스프링 단자 중 어느 하나의 스프링 단자(330)의 고정단부(330b)가 접속된 초고속 통신라인용 접속패드(350)와 전기적으로 접속될 수도 있다. 예컨대, 접속패드(350)가 접속플러그(241)에 의해 금속패턴층(231)에 접속된 경우, 더미패드(340)는 접속플러그(242)에 의해 금속패턴층(231)에 접속될 수 있다. 이에 의해, 고정단부(330b)와 접속패드(350) 사이의 접속 및 자유단부(330c)와 더미패드(340) 사이의 접속이 동시에 이루어질 수 있으므로, 스프링 단자(330)의 전기적 접속 신뢰성이 더욱 향상될 수 있다..

다음으로, 도 4를 참조하여 COB 패키지의 세부 구성을 설명한다. 도 4a 및 도 4b에는 회로 소자들이 실장된 상태의 인쇄회로기판(201)의 전면(201a) 및 후면(201b)을 각각 도시하였다. 여기서, 도 4a 및 도 4b에는 회로 소자들의 실장 공정(즉, 칩 부착 공정 및 본딩 공정)이 완료된 상태를 나타내었다. 보다 자세하게는, 인쇄회로기판(201)에는 위치 정렬을 위한 천공들(202a, 202b)이 형성되어 있으며, 다수의 회로 소자들이 실장되어 단일 칩 제품으로 형성되는 칩 패키지 영역(P)이 정의되어 있다. 칩 부착 공정에서, 저항/커패시터(203), 발진 소자(204) 등과 같은 수동 소자들이 인쇄회로기판(201)에 부착되고, 또한 메모리칩(206) 및 컨트롤러(205)가 PCB(201)에 부착된다. 그 후, 메모리칩(206) 및 컨트롤러(205)에 각각 형성된 칩 패드와 인쇄회로기판(201)에 형성된 본딩 패드가 각각 정해진 위치에 따라 본딩 와이어에 의해 전기적으로 접속된다. 그리고 인쇄회로기판(201)의 후면(201b)에는 단일 칩 패키지 영역(P)의 일측 가장자리를 따라 복수의 접속패드들이 형성되어 있다. 여기서, 인쇄회로기판(201)의 일측 가장자리를 따라 데이터라인용 접속패드(321 내지 324)가 형성되고, 그 뒤로 더미패드(341 내지 345) 및 초고속 통신라인용 접속패드(351 내지 355)가 형성될 수 있다.

이렇게 회로소자들을 인쇄회로기판(201)에 실장한 후에는, 도면에는 도시하지 않았으나, 인쇄회로기판(201)을 몰딩 프레임(미도시) 내에 배치하고 몰딩 게이트(202c)를 통해 EMC(Epoxy Molding Compound)와 같은 용융상태의 봉지재를 주입한 후 이를 경화시킴으로써 패키지 몸체를 형성한다. 몰딩 공정을 마친 후에는 단일 칩 패키지 영역(P)을 따라 절단함으로써 낱개의 COB 패키지로 분리한다. 이렇게 개별화 공정을 거친 낱개의 COB 패키지는, 도 5a에서와 같이, 수지몰딩체(210)에 의해 밀봉된 상태가 된다. 이때, 몰딩 공정에서, 인쇄회로기판(201)의 후면(201b)에 형성된 복수의 접속패드들은 도 5b와 같이 외부로 노출된다. 그 후, 복수의 스프링 단자들(331 내지 335)의 고정단부를 접속패드(351 내지 355)에 각각 대응시켜 접속한 다음, 고정브라켓(310)을 설치함으로써 도 3a에 도시한 바와 같은 본 발명에 따른 휴대용 메모리 장치를 완성할 수 있다.

한편, 이와 같이 COB 공정을 통해 메모리 장치를 제조하는 경우, 다채널의 메모리칩을 최소의 면적으로 실장할 수 있다. 예컨대 도 5a와 같이, 복수개의 플래시 메모리칩(206a 내지 206c)이 적층된 구조로 구현할 수도 있다. 이외에도, COB 패키지를 다양한 구조의 멀티스택형 패키지(Stacked Die Package)로 형성함으로써, 초고속 USB 프로토콜에서 요구하는 다채널을 소형의 패키지로 구현할 수 있다.

또한, COB 패키지 내부에 밀봉되는 메모리칩의 실장 면적을 확보하기 위하여, COB 패키지 제조시 PCB의 후면(201b)에 전자부품들을 배치할 수도 있다. 예컨대, 도 4a 및 도 4b에서는 PCB(201)의 전면(201a)에 저항/커패시터(203), 발진소자(204), 컨트롤러(205) 등의 전자부품들이 메모리칩(206)과 함께 실장되는 예를 도시하였으나, 이와 달리 PCB(201)의 전면(201a)에는 실장면적을 확보하기 위해 컨트롤러(205) 및 메모리칩(206)만을 실장하고, 후면(201b)에 저항/커패시터(203), 발진소자(204) 등의 수동소자들을 배치할 수도 있다. 즉, 저항/커패시터(203), 발진소자(204) 등의 회로부품들이 복수의 접속패드들과 동일한 면(201b)에 실장되고, 메모리칩(206) 및 컨트롤러(205)는 수지몰딩체(210)에 의해 밀봉된 COB 패키지로 제조될 수 있다. 선택적으로, 컨트롤러(205)는 다른 전자부품들(203, 204)과 같이 PCB(201)의 후면(201b)에 실장될 수도 있고, 메모리칩(206)과 함께 수지몰딩체로 밀봉될 수도 있다. 이를 통해, 수지몰딩체로 밀봉되는 메모리칩의 실장 면적을 주어진 면적 내에서 최대한 확보할 수 있으며, 전자부품들(203, 204, 205)에 결함이 발생한 경우 교체 또는 수리가 용이하다.

본 발명에 따른 휴대용 메모리 장치는, 초고속 유에스비 프로토콜에 적합하도록 데이터라인 및 초고속 통신라인이 COB 패키지에 직접 형성된 구조를 갖는다. 따라서, 초고속 유에스비 프로토콜에 적합한 휴대용 메모리 장치를 소형으로 제조할 수 있다. 특히, 초고속 통신라인은 일단부가 고정되고 타단부는 탄성적으로 변위가능한 스프링 단자로 형성되어 있다. 따라서, 휴대용 메모리 장치를 소켓에 삽입 및 탈거시킬 때, 스프링 단자에 전달되는 외력이 탄성적으로 변위가능한 자유단부에 의해 분산될 수 있으므로, 반복적인 삽입 및 탈거 동작이 수행되더라도 소켓과 COB 패키지 사이의 전기적 접속 상태의 신뢰성을 확보할 수 있다. 나아가, 스프링 단자의 자유단부가 반복적인 삽입 및 탈거 동작에 의해 COB 패키지 표면과 마찰되더라도 더미패드에 의해 절연피막을 보호할 수 있으므로, 메모리 장치의 동작 신뢰도가 더욱 향상될 수 있다.

지금까지 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위 내에서 변형된 형태로 구현할 수 있을 것이다. 예컨대, 앞에서 예시한 실시예에서는 본 발명에 따른 휴대용 메모리 장치의 COB 패키지에 형성되는 USB 플러그가 USB 3.0 표준 A타입 플러그인 것을 전제로 설명하였으나, 이와 다른 형태의 플러그에도 적용될 수 있으며, 나아가 데이터라인 및 초고속 통신라인의 개수 및 형상이 다른 경우에도 용이하게 적용이 가능하다.

그러므로 여기서 설명한 본 발명의 실시예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 범위는 상술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims

초고속 유에스비 프로토콜에 사용되는 데이터라인 및 초고속 통신라인이 형성된 씨오비 타입 휴대용 메모리 장치에 있어서,
서로 대향하는 제1주면 및 제2주면을 구비하되 그 내부에 복수의 도전 경로가 형성되고 적어도 상기 제2주면으로 노출된 복수의 접속패드를 포함하는 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판의 상기 제1주면 상에 실장되고 적어도 메모리칩을 포함하는 복수의 회로소자; 상기 복수의 회로소자를 밀봉하는 수지몰딩체; 각각이 상기 복수의 접속패드 중 어느 하나에 접속된 복수의 스프링 단자; 및 상기 인쇄회로기판의 상기 제2주면에 부착되어 상기 복수의 접속패드 중 일부에 접속된 상기 복수의 스프링 단자 각각의 일단을 지지하는 고정브라켓;을 포함하고,
상기 복수의 스프링 단자 각각은, 상기 복수의 접속패드 중 어느 하나에 접속 및 고정된 고정단부; 탄성적으로 변위 가능한 자유단부; 및 상기 고정단부와 상기 자유단부가 구부러져 형성된 컨택부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 COB 타입 휴대용 메모리 장치.
제1항에 있어서,
상기 복수의 접속패드는, 상기 인쇄회로기판의 일측 가장자리에 배치된 데이터라인용 접속패드; 상기 복수의 스프링 단자 중 어느 하나의 상기 고정단부가 접속된 초고속 통신라인용 접속패드; 및 상기 복수의 스프링 단자 중 어느 하나의 상기 자유단부에 대응하는 위치에 형성된 더미패드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 COB 타입 휴대용 메모리 장치.
제2항에 있어서,
상기 더미패드는 상기 스프링 단자가 소정의 소켓에 삽입되어 하방으로 변위될 때 상기 자유단부가 상기 인쇄회로기판의 상기 제2주면에 접촉되는 위치에 형성된 것을 특징으로 하는 COB 타입 휴대용 메모리 장치.
제2항에 있어서,
상기 복수의 스프링 단자 중 어느 하나의 스프링 단자의 상기 고정단부가 접속된 상기 초고속 통신라인용 접속패드 및 상기 어느 하나의 스프링 단자의 상기 자유단부에 대응하는 위치에 형성된 상기 더미패드는 상기 인쇄회로기판 내부에 형성된 상기 도전 경로에 의해 전기적으로 접속된 것을 특징으로 하는 COB 타입 휴대용 메모리 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 데이터라인은 전원핀, 한쌍의 데이터핀 및 접지핀을 포함하고, 상기 초고속 통신라인은 한쌍의 수신핀, 접지핀 및 한쌍의 송신핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 COB 타입 휴대용 메모리 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 고정브라켓은, 상기 제2주면 상에 부착되는 몸체부; 및 상기 스프링 단자의 일단을 지지하는 고정격막;을 포함하는 것을 특징으로 하는 COB 타입 휴대용 메모리 장치.