(57)【要約】【課題】本発明は、機械的強度の確保を実現したメモリーカードとこれに使用される制御回路基板を提供する。【解決手段】メモリーカードの構成部品である制御回路基板101のいずれかの領域に補強リブ108,109,110が形成されており、前記補強リブは、前記制御基板の長辺及び短辺から選ばれる少なくとも一つの方向に沿って形成されている。本発明のメモリーカードは、前記の制御回路基板を用いたメモリーカードであって、前記制御回路基板の補強リブは、下ケース及び上ケースから選ばれる少なくとも一つのケースに接着されており、前記制御回路基板と下ケース及び前記制御回路基板と上ケースから選ばれる少なくとも一方と一体化されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
メモリーカードの構成部品である制御回路基板において、前記制御回路基板のいずれかの領域に補強リブが形成されており、前記補強リブは、前記制御基板の長辺及び短辺から選ばれる少なくとも一つの方向に沿って形成されていることを特徴とする制御回路基板。
【請求項２】
前記短辺方向に沿った補強リブは、前記制御回路基板の中央領域に形成されている請求項１に記載の前記制御回路基板。
【請求項３】
前記長辺方向に沿った補強リブは、前記制御回路基板の長辺方向の中央付近でかつ外縁付近に形成されている請求項１に記載の前記制御回路基板。
【請求項４】
メモリーカードの構成部品である制御回路基板において、前記制御回路基板の長手方向の中央付近かつ外縁付近に補強リブが少なくとも一つ形成されており、前記補強リブは「く」の字状に中間部で折れ曲がっており、折れ曲がっている部分が制御回路基板の中心を向いた方向に配設されているか、又は前記補強リブは３角形を有しており、前記３角形の辺の内の一辺が制御回路基板の長軸に沿っていることを特徴とする制御回路基板。
【請求項５】
前記補強リブは、はんだである請求項１〜４のいずれかに記載の制御回路基板。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の制御回路基板を用いたメモリーカードであって、
前記制御回路基板の補強リブは、下ケース及び上ケースから選ばれる少なくとも一つのケースに接着されており、前記制御回路基板と下ケース及び前記制御回路基板と上ケースから選ばれる少なくとも一方と一体化されていることを特徴とするメモリーカード。
【請求項７】
前記補強リブは、制御回路基板の補強リブの位置に対応した下ケースもしくは上ケースの内側にケース材料と同じ材料もしくは樹脂材で予め設けられており、ケース側の前記補強リブの部分を溶かし熱溶着で制御回路基板に接着して一体化されている請求項６に記載のメモリーカード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メモリーカード及びこれに用いられる制御回路基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
代表的なメモリーカードとしては、ＳＤ(Secure Digital)メモリーカード、メモリースティック、マルチメディアカード、スマートメディア、コンパクトフラッシュ（登録商標）などの商品名で市販されているものがよく知られている。これらのメモリーカードは、軽量、薄型、小型の特徴が市場に認知され、メモリ容量の増大と相俟って用途が拡大している。現在では、電子スチールカメラ、ノートパソコン、携帯電話、ビデオカメラ、電子読書端末などの携帯情報端末機器に用いるメモリ媒体として広く利用されているが、その一方で情報量の多い動画コンテンツなどにも対応できるデータ伝送速度の速い大容量のメモリーカードに対する市場ニーズが年々高まってきている。そこで、半導体メモリの数を増やして大容量化を図る試みがなされている。
【０００３】
しかし、市販されているメモリーカードはいずれも筐体の外形寸法及び体積が規格で規定されており、半導体メモリの数を増やすと積層回路基板の規模が大きくなって体積が増大するため、筐体の肉厚及び基板の板厚を薄くする必要がある。メモリ容量が小さい場合は、外力によって積層回路基板が変形しないように筐体及び基板を厚くして機械的強度を確保していたが、筐体及び基板を薄くすると機械的強度が弱くなり、積層回路基板の捻れなどにより生じる剪断歪によって半導体回路基板の接続端子（以下、端子と言う）と制御回路基板の端子とを短絡させているはんだが剥がれるという問題が発生する。そこで、こういった薄型で剛性の低い構造においてはんだ剥離を解決するための手法として色々な提案がなされている。
【０００４】
例えば、メモリーカードの筐体であるケース部分を上ケースと下ケースに分けハーフケースとした場合、このハーフケースにハニカム構造状にリブを設けることにより捻れに強い筐体を実現し、結果としてメモリーカード全体の剛性を向上させ、前記筐体に内蔵されている制御回路基板及びこれに実装されている電子部品の実装信頼性を向上させたものがある。
【特許文献１】特開2004-178425号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に開示されている手法により作られたメモリーカードはねじりに対し強い構造ではあるが、一般にケース厚みは構造全体の中で極めて薄い構造となっており、前記手法を用いてもその効果はケース厚みに依存し、ケースが薄い場合は、制御回路基板上のはんだ剥離を抑制する程の大きな効果は見込めないという課題がある。またケース部分は、今後メモリーカードのメモリ容量の増加に伴いますます薄くなっていく部分の一つに挙げられ、これ単体で効果を成すのは非常に困難になると予想される。特に制御回路基板上のはんだの剥離を抑制するためには、一般に材料等を変更、もしくは板厚を厚くするなどして制御回路基板の剛性を向上させるのが最も的確かつ高い効果が得られる手段であるが、現状として部品実装性等を考慮しこれに自由度を持たすことは厳しい現状である。
【０００６】
またメモリーカードにねじりが加わった時、特に制御回路基板の中央付近で変形による大きな曲率が生じ、制御回路基板上にあるはんだについても、より中央部に近いはんだが剥離しやすいという課題があげられる。
【０００７】
そこで本発明は係る問題を解決し、機械的強度の確保を実現したメモリーカードとこれに使用される制御回路基板を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の制御回路基板は、メモリーカードの構成部品である制御回路基板において、前記制御回路基板のいずれかの領域に補強リブが形成されており、前記補強リブは、前記制御基板の長辺及び短辺から選ばれる少なくとも一つの方向に沿って形成されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の別の制御回路基板は、メモリーカードの構成部品である制御回路基板において、前記制御回路基板の長手方向の中央付近かつ外縁付近に補強リブが少なくとも一つ形成されており、前記補強リブは「く」の字状に中間部で折れ曲がっており、折れ曲がっている部分が制御回路基板の中心を向いた方向に配設されているか、又は前記補強リブは３角形を有しており、前記３角形の辺の内の一辺が制御回路基板の長軸に沿っていることを特徴とする。
【００１０】
本発明のメモリーカードは、前記の制御回路基板を用いたメモリーカードであって、前記制御回路基板の補強リブは、下ケース及び上ケースから選ばれる少なくとも一つのケースに接着されており、前記制御回路基板と下ケース及び前記制御回路基板と上ケースから選ばれる少なくとも一方と一体化されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明による制御回路基板は従来の制御回路基板に比較して高い剛性を持っており、特にねじりを加えた時に、変形し曲率が大きくなる領域を補強しているので、この領域に配設されているはんだの剥離を抑制できる。また、制御回路基板の剛性を向上したことと相俟って、前記制御回路基板の補強リブは、下ケース及び上ケースから選ばれる少なくとも一つのケースに接着されており、前記制御回路基板と下ケース及び前記制御回路基板と上ケースから選ばれる少なくとも一方と一体化されていることにより、メモリーカードに捻りが加わった時に変形による曲率が高くなる部分を補強し、全体の剛性を上げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
短辺方向に沿った補強リブは、制御回路基板の中央領域に形成されていることが好ましい。制御回路基板の中央領域であれば、複数の電子部品を搭載したときにスペースを空けることができるからである。
【００１３】
長辺方向に沿った補強リブは、制御回路基板の長辺方向の中央付近でかつ外縁付近に形成されていることが好ましい。制御回路基板の長辺方向の中央付近でかつ外縁付近であれば、複数の電子部品を搭載したときにスペースを空けることができるからである。
【００１４】
前記短辺方向に沿った補強リブと前記長辺方向に沿った補強リブを併用しても良い。
【００１５】
前記補強リブは、一例としてはんだで形成する。また前記補強リブの好適な寸法の一例として，SD規格寸法（外形寸法：短辺24mm×長辺32mm）内でフラッシュメモリを平面で２枚搭載した構造において，その実装エリアを考慮して，短辺方向に沿った補強リブの大きさは、長さ５〜１０ｍｍ、幅０．５〜２ｍｍ、高さ０．１〜１ｍｍの範囲が好ましい。また長辺方向に沿った補強リブの大きさは、長さ５〜２０ｍｍ、幅０．５〜２ｍｍ、高さ０．１〜１ｍｍの範囲が好ましい。また前記補強リブが「く」の字状又は３角形の場合は、１辺の長さ３〜５ｍｍ、幅０．５〜２ｍｍ、高さ０．１〜１ｍｍの範囲が好ましい。基本的に補強リブは大きく剛性の高い方が好ましいが、メモリーカードの内部構造・搭載部品においては多種多様であるため、それぞれの構造に応じた実装可能エリアを考慮して適時設定すればよい。
【００１６】
本発明のメモリーカードにおいては、補強リブは、制御回路基板の補強リブの位置に対応した下ケースもしくは上ケースの内側にケース材料と同じ材料もしくは樹脂材で予め設けられており、ケース側の前記補強リブの部分を溶かし熱溶着で制御回路基板に接着して一体化されていることが好ましい。
【００１７】
本発明による実施の形態について図１〜図６を用いて説明する。尚、図の説明で機能が同じ構成要素には同一符号を付与した。
【００１８】
（実施の形態１）
本発明による実施の形態１について、図１Ａは制御回路基板の模式的平面図、図１Ｂは同Ｉ−Ｉ断面構成図、図１Ｃは図１Ｂの円の部分の拡大断面図である。図１Ａ−Ｃと図６Ａ−Ｂに示すエリア定義の模式図を用いて説明する。制御回路基板101の上には電子部品102が導電体103を用いて実装されており、裏面にはマイクロプロセッサやCSP（chip size package）などの制御用電子部品104が実装されている。電子部品102としてはフラッシュメモリ等の半導体メモリチップを搭載したパッケージ型部品や半導体メモリ回路基板などが適用できる。導電体103としては、通常良く知られている半田合金あるいはＡｇやカーボン物質などの導電性金属粉体を樹脂接着材に分散した導電性ペーストなどいずれでも適用できる。中でも半田合金は、密着性に優れしかも機械的強度が強い点で好ましい。また制御回路基板101の材料としては、一般にガラス繊維を樹脂に充填させたガラス繊維強化プラスチック(GFRP)やその他の繊維強化複合材やセラミック基板等の電気回路パターンを印刷可能な材料が適用できる。
【００１９】
以上の構成からなる制御回路基板において、所定の長手方向を持つ補強リブ108、109、110を、エリア105、エリア106及びエリア107に設ける。エリア105は電子部品102,102間であって、制御回路基板の中央付近、かつ制御回路基板の短軸方向に長いエリア（例えば図６Ａにおいて、制御回路基板の短軸を４等分、長軸３等分した時の、エリア105の部分）である。エリア106及びエリア107は、制御回路基板の長手方向の中央部かつ外縁付近で制御回路基板の長手方向に長いエリア（図６Ｂにおいて、制御回路基板の短軸を３等分、長軸３等分した時の、図中106及びエリア107の部分）である。また前記補強リブは前記エリアにあるか、もしくは補強リブの一部がそのエリアに入っていることに加え、長手方向が、補強リブ108の場合は制御回路基板の短軸と平行、補強リブ109及び補強リブ110の場合は制御回路基板の長軸と平行になっている。しかし実際の課題として、電子部品の配置もしくは配線等の配置も考慮して平行に設けられない場合は、適時角度をつけて配設させればよくこれを限定するものではないが、角度が大きくなるにつれてその効果は小さくなる。また補強リブの長さについては、これを設けられるスペースに依存するが長ければ長い方が効果的であり、そのサイズについてはその他に実装される電子部品のサイズや制御回路基板に依存するものであるので、制御回路基板の構成に合わせて適時決定すればよい。次にこれを設ける面としては、制御回路基板の表面と裏面の両方が考えうるが、一般に表面には半導体電子部品、ヒューズ、コンデンサなどの電子部品が実装されているため、補強リブを設けるスペースを確保するのが困難である。こういった場合は裏面に前記補強リブを設ければよい。ここでの表面・裏面の定義としては、外部接続する接触端子ある側が「制御回路基板の裏面」でその逆の面が「制御回路基板の表面」とする。以降、制御回路基板の表面・制御回路基板の裏面という。
【００２０】
メモリーカードの制御回路基板において、図１Ａに示すように軸111まわりに捻りが加えられた時、エリア106、エリア107及びエリア108が外力により変形し、最も曲率が大きくなる部分として挙げられる。またエリア106、エリア107及びエリア108は図に示すそれぞれのエリアの長手方向に大きな曲率が生じる。よってこの方向に補強することが、制御回路基板の剛性を大きくし、変形を抑制する点で最も有効であり、この点で本実施の形態に示す補強リブを設けた制御回路基板は有効である。
【００２１】
次に前記リブの材料及び成形方法であるが、通常補強リブの材料としては、樹脂材や金属が考えられ、これを制御回路基板に電子部品を実装した後、もしくは電子部品を実装する前に設けるのが適切であるが、どちらの場合においてもこの補強リブを設ける工程が製造工程の中に別途追加されることとなり、製造コストとしての課題が発生する。こういった場合は、補強リブ材料を導電体103と同じ材料で設けることで解決を図ればよい。これにより部品実装時と同時に制御回路基板上に補強リブを設けることができる。例えばこの導電体103としてはんだ合金などが考えられるが、この場合は制御回路基板の配線パターン及びランド112を印刷する時に、この補強リブを配設する部分にも補強リブ用ランド113を設け、次に電子部品を実装する時に前記補強リブ用ランド113の上にもはんだ合金114を塗布すればよい。これにより現状メモリーカードを製造するために最小限必要である工程の中で、前記補強リブを配設することが可能となり、製造コストを抑制させる点でも有効である。以上が請求項1、２、３及び請求項６で示されている内容の具体的な実施の形態である。
【００２２】
（実施の形態２）
本実施の形態２について、図２Ａの模式的平面図と同II-II線断面構成図（図２Ｂ）を用いて説明する。図２Ａ−Ｂにおいて、202は制御回路基板で206は半導体メモリ等の電子部品、208は制御用電子部品、207は導電体で構成されており、以上は実施の形態１と同様の点である。異なる点は補強リブ203、204、205であり、これを設ける位置等については実施の形態1と同じであるが、材料とその成形方法が実施の形態1と異なる。本実施の形態においては、前記補強リブは制御回路基板202だけではなく、下ケースもしくは上ケースもしくはその両方とも接着されており、制御回路基板と下ケース、もしくは制御回路基板と上ケース、もしくは制御回路基板と上ケース及び下ケースの両方が一体となっている。下ケースにおいても上ケースにおいても概要は同じであるので、図２では下ケース201と接着する場合についてのみ示す。こうすることにより応力の伝達経路が出来上がり、制御回路基板の外力による変形を抑制するために補強リブが吸収する負荷をさらにケース側の材料にまで逃がす効果を実現する。これにより特に導電体207の剥離等が課題となる制御回路基板中央付近の剛性はさらに高くなりより変形量を抑制する効果を実現する。こうした場合の補強リブの材料としては一般にケースは樹脂でできているため、樹脂材で設けるのが適当であるが、この場合実施の形態１でも示した製造工程に樹脂をつける工程が1工程増えてしまい、製造コストの面で課題が発生する。これを解決する手段としては、前記補強リブをケース材料の樹脂と同じ材料にして、まずケースを成形する時に同時に補強リブの部分もケース側に一体成形してしまい、後にケースの外周を溶かし上ケースと下ケースを熱溶着で接着する時に前記補強リブの先端も同時に溶かし、制御回路基板と接着し一体化する方法が有効である。これにより現状メモリーカードを製造するために最小限必要である工程の中で、前記補強リブを配設することが可能となり、製造コストを抑制させる点で望ましい。また前記熱溶着で補強リブを溶かして接着させる場合も、別途樹脂を塗布する形で接着させる場合も、接着時のリブの状態は固体ではなく液状に近い状態となる。よってこの方法で制御回路基板と接着されても、図２に示すようなきれいな長軸と短軸を明確に判断できる構造を維持するのは困難であるが、本発明は前記補強リブがあるエリア209、210、211で制御回路基板とケースが接着されていれば、ある程度の制御回路基板の剛性が向上する。
【００２３】
以上の構成をもつ実施の形態２の制御回路基板により、制御回路基板の剛性を向上させ、導電体の剥離を抑制できる。
【００２４】
（実施の形態3）
本実施の形態３について図３及び図４の概略図を用いて説明する。本実施の形態においては制御回路基板の構成等は図１と同じであるので異なる部分のみを図示する。本実施の形態においてにおいて、制御回路基板に補強リブを設ける位置としては図１におけるエリア106及びエリア107と同じで、図３に示すようにエリア302及びエリア303の制御回路基板の長手方向の中央部かつ外縁付近である。本実施の形態はこのエリアに３角形に構成される補強リブ304もしくは補強リブ305を少なくともどちらか一つが設けられており、前記補強リブ304及び補強リブ305について、それぞれ3角形の辺の内のどれか一つの辺が制御回路基板の長手方向と平行となっている。
【００２５】
またここで平行としているが、略平行という形で制御回路基板長手方向に対し角度を有する構造になっても効果は得られるのでこれも本発明に該当する。またサイズや内角についても周りの実装部品のサイズに依存して、補強リブを設けられるスペースも変化するので、これを制限するものではない。また３角形の補強リブとしては図３に示すものは中空となっているが、この中の部分が埋まっており３角形形状になっている補強リブについても同様の効果が得られる。
【００２６】
また図４に示すように、図3の状態から制御回路基板の長軸と平行としていた辺を削除したものについても制御回路基板の補強効果は得られる。図４において401は制御回路基板で402、403は補強リブを配設するエリアで、404、405は補強リブである。この補強リブ404及び405の特徴としては途中で折れ曲がった「く」の字状の形状を有しており、前記折れ曲がっている部分406が制御回路基板の中心に近くなる方向に配設されている。
【００２７】
以上のように図3及び図４のような補強リブを設けることにより、特にエリア302、エリア303、エリア402、エリア403付近に特化して変形による曲率の発生を抑制し、前記エリアにあるはんだなどの部品を実装させる導電体の剥離を抑制する効果を実現する。以上が請求項4、5に示される内容の具体的な実施の形態である。
【００２８】
以上のような実施の形態に示した構造を適用したSDメモリーカードを実施例として示す。
【００２９】
（実施例１）
本実施例については図５Ａに示す模式的平面図、図５Ｂに示す模式的内面断面及び図５Ｃに示す図５ＢのIII-III線断面図を用いて示す。
【００３０】
図５ＡはＳＤメモリーカードの規格で規定されている筐体の外形図、図５Ｂはその中に具備されている制御回路基板501の外形図である。図５Ａの筐体512の外形において、図に示す数値は各部位の寸法（単位：ｍｍ）を示す。筐体512の厚さは２．１ｍｍ、体積は１．６ｃｃでポリカーボネート製である。筐体512には、誤消去防止用ロック513を装着するための切り欠き部516が形成されている。
【００３１】
前記筐体の中に具備されている構造としては図５Ｂに示すように、制御回路基板501（板厚0.35mm：ガラスエポキシ）とその上にSn3Ag3In0.5Bi(組成：3Wt％Ag、3Wt％In、3Wt％Bi、残りSn)のはんだ合金503により実装された2つの半導体メモリパッケージ502（たて14ｍｍ、よこ17ｍｍ、厚み0.5mm；半導体メモリチップを樹脂でモールドした構造）と、制御回路基板501の裏側にはCSP504（5ｍｍ×5ｍｍ：シリコン製）をベアチップ実装させた構成からなっている。加え本構造は下ケース505と制御回路基板501は補強リブ507,508,509で接着されており、これは下ケース505と上ケース506を熱溶着で接着させる時に同時に接着させてあり、この接着強度を確保するために上ケース506に押し付けリブ510を設け、制御回路基板を下ケースに押し付けられるような構造とした。前記半導体メモリパッケージ502は内部には4Gbの半導体メモリチップが2枚搭載されており、このパッケージ２つで合計2ギガバイトのメモリ容量を持つSDカードを設計した。
【００３２】
このSDメモリーカードの堅牢効果を実証するために、従来から一般に使用されていた補強リブがなく制御回路基板と下ケースが一体となっていないSDメモリーカードと比較解析を行った（この従来構造のSDメモリーカードについては基本的な部品構成等は図５Ａ−Ｃと全く同じで、補強リブ507,508,509及び押し付けリブ510がないだけであるので、外形図等については省略する）。解析には有限要素法を使用し前記２種のメモリーカードに対してねじり応力６ｋｇ・ｃｍを負荷し評価を行った。解析時の拘束条件及び荷重条件については2種とも同じとし、図５Ａにおいてエリア515を固定しエリア514にねじり応力を負荷した。ねじり応力は図中に示すように、X、Y、Z軸を与えた時Y軸周りにトルクを負荷している。
【００３３】
その結果、従来構造であれば図５Ｂのエリア511の部分のはんだ合金503が最も大きな負荷応力を受けていたが、この負荷応力を本発明の構造により29％低減するという効果を得た。
【００３４】
この解析結果から、本発明の補強リブを設けた構造により、簡単な構成でかつ製造コストも増加することなく、しかも従来よりも高いはんだ接合信頼性を確保できることが判明した。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明はＳＤカード、miniSDカード、メモリースティック、マルチメディアカード、スマートメディア、コンパクトフラッシュ（登録商標）等のメモリーカードに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】図１Ａは本発明による実施の形態１の模式的平面図、図１Ｂは同図１ＡのＩ−Ｉ線断面図、図１Ｃは同図１Ｂの部付拡大断面図。
【図２】図２Ａは本発明による実施の形態２の模式的平面図、図２Ｂは同図２ＡのII-II線断面図。
【図３】図３は本発明による実施の形態３の補強リブが３角形の模式的平面図。
【図４】図４は本発明による実施の形態３の補強リブが「く」の字型の模式的平面図。
【図５】図５Ａは本発明の実施例１におけるメモリーカードの模式的外観平面図、図５Ｂは同内部平面図、図５Ｃは同断面図。
【図６】図６Ａ−Ｂは本発明の一実施例のエリアを説明する図。
【符号の説明】
【００３７】
101,202,301,401,501  制御回路基板
102,206  電子部品
103,207  導電体
104,208  制御用電子部品
105〜107,209〜211,302,303,402,403  補強リブ配設エリア
108〜110,203〜205,304,305,404,405,507〜509  補強リブ
111  制御回路基板長手方向の軸
112  ランド
113  補強リブ用ランド
114,503  はんだ合金
201,505  下ケース
502  半導体メモリパッケージ
504  CSP
506  上ケース
510  押し付けリブ
511  応力集中エリア
512  筐体
513  誤消去防止用ロック
514  解析時固定エリア
515  解析時捻り応力負荷エリア
516  切り欠き部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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