(57)【要約】  【課題】  ねじりが加わった際のはんだ剥離を防止でき、生産性にも優れたメモリーカードを提供する。  【解決手段】  半導体装置８が外装材２に収納されたメモリーカードであって、半導体装置８は、はんだ６を介して基板４に接合されており、基板４のうち、半導体装置８より外側でかつ半導体装置８の角部近傍に、スリット９が形成されている。このことにより、ねじりが加わった際に半導体装置８の傾きに基板４が追従し易くなり、はんだ６の剥離を防止することができる。また、基板４全体を樹脂材で固める必要がないので、生産性にも優れている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体装置が外装材に収納されたメモリーカードであって、
前記半導体装置は、はんだを介して基板に接合されており、
前記基板のうち、前記半導体装置より外側でかつ前記半導体装置の角部近傍に、スリットが形成されていることを特徴とするメモリーカード。
【請求項２】
前記半導体装置は複数個であり、前記スリットは、隣接する前記半導体装置同士で形成された間隙の位置に形成されている請求項１に記載のメモリーカード。
【請求項３】
前記スリットは、前記基板の外側から内側に向けて延びた部分があり、前記延びた部分における内側の先端位置は、前記はんだの位置より内側にある請求項１又は２に記載のメモリーカード。
【請求項４】
前記スリットは、前記基板の外側から内側に向けて延びた部分があり、前記延びた部分の幅は、前記延びた部分における前記延びた方向の長さより小さい請求項１から３のいずれかに記載のメモリーカード。
【請求項５】
前記基板は、長辺と短辺とを有しており、前記スリットは、前記長辺から前記基板の前記長辺方向の中心軸に向けて延びた部分がある請求項１から４のいずれかに記載のメモリーカード。
【請求項６】
前記スリットは、端部が前記基板の稜線に達していないスリットを含む請求項１から５のいずれかに記載のメモリーカード。
【請求項７】
前記スリットは、前記半導体装置の輪郭に沿ったＬ字形状を形成している請求項１から６のいずれかに記載のメモリーカード。
【請求項８】
前記スリットは、先端部の幅を他の部分の幅に比べ大きくした空孔部を設けており、前記空孔部を挿通する突起をさらに備えている請求項１から６のいずれか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、外力に対して信頼性の高い半導体メモリーカードの堅牢構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
図６は、従来のメモリーカードの一例の内部構造を示す平面図である。図７は、図６に示したメモリーカードのＢ−Ｂ′線における断面図である。図８は、図６メモリーカードにねじりが加わったときの基板変形状態を示している。各図において、１０１は下ケース、１１０は上ケース、１０３は第１基板、１０４は第２基板、１０５はベアチップメモリー（以下「チップ」という）、１０２ははんだ、１０６はコンデンサ等の部品である。
【０００３】
また、１０７はねじり中心軸、１０８はねじり方向を示す矢印、１０９はねじれ時に保持されトルクが負荷される領域、１１１はねじり方向１０８にトルクが印加された際の第１基板１０３に加わる力である。また、図示はしていないが、ボール状のはんだ１０２に対応する部分の各基板には、はんだ１０２が接合する銅箔部（ランド）が形成されている。
【０００４】
第２基板１０４の両面にチップ１０５が実装されて半導体装置１１２を形成している。第２基板１０４と第１基板１０３とは、ボール状のはんだ１０２の列で接続されている。図６の例では、第２基板１０４が同一平面内に間隙を有して水平方向に２枚配置されており、チップ１０５は各第２基板１０４の両面に２枚づつ合計４枚が搭載されていることとなる。
【０００５】
第１基板１０３、第２基板１０４は共に厚みは０．５ｍｍ以下である。図７に示したように、第１基板１０３は、上ケース１１０及び下ケース１０１で形成される空間内に収納される。この状態において、第１基板１０３は上ケース１１０と一体の突起１１３で押さえられて位置決めされている。
【０００６】
なお、上ケース１１０及び下ケース１０１は共に厚み０．５ｍｍ以下の樹脂で形成され、外周を超音波溶着されている。
【０００７】
また、前記のように、基板をボール状のはんだを介して接合する技術は、例えば特許文献１−４に開示されている。
【特許文献１】特開昭６２−３５５２８号公報
【特許文献２】特開平６−６９２８１号公報
【特許文献３】特開平７−２４０４９６号公報
【特許文献４】特開２０００−３１３１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前記のようなメモリーカードは、厚みが２ｍｍ程度と規格により規制されており、この規制の下で厚さ１ｍｍ又はそれ以上の半導体装置を収納する必要がある。このため、第１、第２基板１０３、１０４、上下ケース１１０、１０１は、それぞれ厚さが０．５ｍｍ以下と非常に薄くなっており、これらの剛性は極めて低くなっている。
【０００９】
この場合、第１基板１０３と第２基板１０４とを比べてみると、高剛性のチップ１０５が接合されている第２基板１０４は、第１基板１０３より変形に強くなっている。その結果、図６の矢印１０８のようにメモリーカードの短辺に、ねじり中心軸１０７を中心としたトルクを印加した場合、突起１１３が第１基板１０３を押圧することになる。
【００１０】
この場合、図８に示したように、第２基板１０４は変形が抑えられるのに対して、第１基板１０３は、図６の線ＢＢ′のうちＢ側が下方に大きく変形する。このため、前記のＢ側のはんだ１０２には、矢印１１１方向（図７）に引張り力が発生し、第１基板１０３とはんだ１０２との界面ではんだ剥離が発生することになる。
【００１１】
各種メモリーカードは必ずしも本構成と同一構成ではないが、基板厚み、ケース厚みは同様に０．５ｍｍｍ以下と薄く、剛性が弱いことは同様である。このため、メモリーカードは、ねじれ変形等の外力に対してはんだ剥離に対する信頼性が問題になっていた。この場合、基板とはんだ部とを樹脂材で固め、剥離を防止することも行われているが、樹脂材の直材コストのみならず、樹脂材を塗布する工程、乾燥させる工程が必要となり、生産性向上の観点からの問題があった。
【００１２】
本発明では、前記のような従来の問題を解決するものであり、ねじりが加わった際のはんだ剥離を防止でき、生産性にも優れたメモリーカードを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記目的を達成するために、本発明のメモリーカードは、半導体装置が外装材に収納されたメモリーカードであって、前記半導体装置は、はんだを介して基板に接合されており、前記基板のうち、前記半導体装置より外側でかつ前記半導体装置の角部近傍に、スリットが形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のメモリーカードよれば、ねじりが加わった際のはんだ剥離を防止することができ、生産性にも優れている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明は、基板にスリットを形成することにより、ねじりが加わった際に半導体装置の傾きに基板が追従し易くなり、はんだ剥離を防止することができる。また、基板を樹脂材で固める必要がないので、生産性にも優れている。
【００１６】
前記メモリーカードにおいては、前記半導体装置は複数個であり、前記スリットは、隣接する前記半導体装置同士で形成された間隙の位置に形成されていることが好ましい。
【００１７】
また、前記スリットは、前記基板の外側から内側に向けて延びた部分があり、前記延びた部分における内側の先端位置は、前記はんだの位置より内側にあることが好ましい。この構成によれば、はんだの配置部分において、ねじりが加わった際に、半導体装置の傾きに基板がより追従し易くなり、はんだ剥離防止をより確実にすることができる。
【００１８】
また、前記スリットは、前記基板の外側から内側に向けて延びた部分があり、前記延びた部分の幅は、前記延びた部分における前記延びた方向の長さより小さいことが好ましい。この構成によれば、ねじりが加わった際に、半導体装置の傾きに基板がより追従し易くなり、はんだ剥離防止をより確実にすることができる。
【００１９】
また、前記基板は、長辺と短辺とを有しており、前記スリットは、前記長辺から前記基板の前記長辺方向の中心軸に向けて延びた部分があることが好ましい。ねじりによる変形は、長手方向の中心軸回りのねじりにより生じ易いので、この構成は、はんだ剥離防止に効果的である。
【００２０】
また、前記スリットは、端部が前記基板の稜線に達していないスリットを含むことが好ましい。この構成においても、ねじりが加わった際に半導体装置の傾きに基板が追従し易くできる。
【００２１】
また、前記スリットは、前記半導体装置の輪郭に沿ったＬ字形状を形成していることがこのましい。この構成においても、ねじりが加わった際に半導体装置の傾きに基板が追従し易くできる。
【００２２】
また、前記スリットは、先端部の幅を他の部分の幅に比べ大きくした空孔部を設けており、前記空孔部を挿通する突起をさらに備えていることが好ましい。この構成によれば、空孔部により応力を緩和できるとともに、突起が空孔部に挿通することにより基板の位置決めをすることができる。
【００２３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るメモリーカードの内部構造を示す平面図である。図２は、図１に示したメモリーカードのＡ−Ａ′線における断面図である。なお、図１は、上ケース１の無い状態で図示しているが、図２は上ケース１の有る状態で図示している。
【００２４】
図１、２に示したように、外装材である樹脂製の上ケース１と下ケース２とで形成される内部空間に、半導体ベアチップメモリー（以下「チップ」という。）３、第１基板４、第２基板５が配置されている。上ケース１と下ケース２とは、各ケース１、２の周囲部同士を接触させて超音波溶着している。この状態において、第１基板４は上ケース１と一体の突起９で押さえられて位置決めされている。
【００２５】
詳細は以下に説明するように、本実施の形態によれば、厚さが薄く剛性の低いメモリーカードにおいても、はんだ剥離を防止することができるので、例えば第１基板４の厚さが１ｍｍ以下で、上下ケース１、２の合計厚が１ｍｍ以下のメモリーカードに適している。本実施の形態では、メモリーカードの厚さを２ｍｍ程度に抑えるために、第１、第２基板４、５の厚さは、０．５ｍｍ以下とし、上下ケース１、２の厚さも０．５ｍｍ以下としている。
【００２６】
第１基板４、第２基板５には、はんだ６が接合する銅箔で形成されたランド（図示せず）が形成されており、第１基板４と第２基板５とはランドに接合されたボール状のはんだ６の列を介して接合されている。第２基板５の両面に、チップ３が実装されて半導体装置８を形成している。本図の例では、水平方向に、２個の半導体装置８が収納されており、合計４個のチップ３が搭載されていることになる。７は、コンデンサ等の部品である。１７はねじり中心軸、１８はねじり方向を示す矢印、１９はねじれ時に保持されトルクが負荷される領域を示している。
【００２７】
隣接する半導体装置８同士で形成された間隙の位置には、スリット９を設けている。より具体的には、半導体装置８より外側でかつ半導体装置８の角部近傍に、スリット９を設けている。スリット９は、第１基板４の外側から内側に向けて延びるように、すなわち第１基板４の長辺から中心軸１７に向けて延びるように形成している。図１の例では、スリット９の延びる方向は、ねじり中心軸１７に直交している。
【００２８】
スリット９を形成したことにより、第１基板４はスリット９を境に左右２つの領域に分けることができ、スリット９より右側の部分を右側基板４ａ、左側の部分を左側基板４ｂとする。
【００２９】
なお、図１の例ではスリット９は一端が第１基板４の稜線に達し片側が開放した切り欠き状の形状であるが、スリットには、図４に示したような両端が閉じた長穴状のものも含むものとする。また、図４に示したような略Ｌ字形状を形成したものでもよく、図５に示したように、部分的に幅を大きくしたものや、曲線部分を含むようにしたものでもよい。
【００３０】
図３は、本実施の形態に係るメモリーカードおいて、ねじり変形時の基板変形状態を示す断面図である。本図は、図１のＡ−Ａ′線における断面図に相当し、上下ケース１、２の図示は省略している。また、本図の状態は、図１において、領域１９を保持した状態で、ねじり中心軸１７を中心としてねじり方向１８にトルクを負荷した状態である。
【００３１】
図６に示した従来の構成のはんだ１０２の下部の第１基板１０３は、長手方向（中心軸１７方向）においてはどの部分も連続しており、不連続になった部分が無い。このため、ねじりトルクは第１基板１０３の長手方向に連続して伝わり、第１基板１０３の変形状態も連続的なものになる。
【００３２】
これに対して、図１に示した第１基板４を長手方向（中心軸１７方向）についてみると、スリット９の形成部分が不連続部分になっている。このため、スリット９の形成部分において、ねじりトルクが分断され第１基板４の変形状態も不連続になる。
【００３３】
具体的には、右側基板４ａの角部のａ点（図１）は、図３のトルクを印加した状態では、変形前の第１基板４の面に対して下側に変位し、右側基板４ａの角部のｂ点（図１）は、上側に変位している。このため、右側基板４ａの変形は、チップ３を搭載した第２基板５の傾きに追従しており、はんだ６の列に加わる引張り力が抑えられることになる。
【００３４】
他方、左側基板４ｂの角部のｃ点（図１）は、図３のトルクを印加した状態では、変形前の第１基板４の面に対して上側に変位し、左側基板４ｂのｄ点（図１）は、下側に変位している。このため、右側基板４ａの変形と同様に、左側基板４ｂの変形についても、チップ３を搭載した第２基板５の傾きに追従しており、はんだ６の列に加わる引張り力が抑えられることになる。
【００３５】
本実施の形態では図１に示したように、スリット９の延びる方向において、スリット９の内側の先端位置は、はんだ６の列よりも内側、すなわち、はんだ６の列よりもねじり中心軸１７に近い位置にある。さらに、スリット９の幅は、スリット９の延びた方向の長さより小さくなっている。このことにより、前記のような第１基板４の第２基板５の傾きへの追従が容易になり、特にはんだ６の列が配置された部分の追従がより確実になる。
【００３６】
また、スリット９は第２基板５の角部すなわち半導体装置１０の角部近傍に形成している。このようなスリット９の位置は、はんだ６の剥離防止に効果的な位置でもある。
【００３７】
これは、スリット９を設けていない場合、図１のように、ねじり中心軸１７回りに矢印１８方向にねじりが加わったときに、はんだ６の列のうち、端部のはんだ６は中央部のはんだ６に比べ、大きな引張力が発生するためである。
【００３８】
より具体的には、第２基板５はチップ３で挟まれているため剛性が高く、ねじり中心軸１７回りに矢印１８方向にねじりが加わったときに、ほぼ平面状態で傾斜し、第２基板５下部の第１基板４もほぼ平面状態で傾斜する。一方、第２基板５外側部の第１基板４は、第１基板４の剛性だけで変形するため、変形量が大きなる。したがって、第２基板５下部の第１基板４と第２基板５外側部の第１基板４とでは曲率半径が大きく異なることになり、第２基板５の角部近傍では、曲率変化が大きくなり、大きな歪みが発生することとなる。このため、はんだ６の列のうち、端部のはんだ６は中央部のはんだ６に比べ、大きな引張力が発生することになる。
【００３９】
実際に、有限要素解析による応力シミュレーションを行なった結果、前記の推測を裏付ける結果が得られ、メモリーカードにねじれや曲げを加えたときに、主応力が最も大きくなるはんだ６は、はんだ６の列のうち、第２基板５の角部のはんだ６であることが判明した。
【００４０】
以上のように、本実施の形態によれば、簡単な構造で特別に補強部材を追加することなく、はんだ剥離を防止できる。このため、基板を樹脂材で固める必要がなく、樹脂材を省くことができることに加えて、樹脂材の塗布工程・乾燥工程を省くことができ、工数を削減でき生産性を向上させることができる。このことは以下の実施の形態２、３においても同様である。
【００４１】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２に係るメモリーカードの内部構造を示す平面図である。基本的な構成は、前記実施の形態１の図１の構成と同様であり、図１の構成と同一構成のものは同一番号を付している。
【００４２】
図３に示した構成は、図１に示した構成に比べ、スリットの形状が異なっている。図１に示したスリット９が一端が開放した切り欠き状であるのに対して、図４に示したスリット１０は、端部に開放部の無いスリットである。各スリット１０は２つのＬ字状部分を形成しており、各Ｌ字状部分は第２基板５の角部の輪郭に沿って配置されている。
【００４３】
この構成においても、前記実施の形態１と同様に、外部からのトルク印加時に、左右の基板４ａ、４ｂは第２基板５の傾きへ追従し、はんだ６の剥離防止を図ることができる。
【００４４】
（実施の形態３）
図５は、本発明の実施の形態３に係るメモリーカードの内部構造を示す平面図である。基本的な構成は、前記実施の形態１の図１の構成と同様であり、図１の構成と同一構成のものは同一番号を付している。
【００４５】
図５に示した構成は、図１に示した構成に比べ、スリットの形状が異なっている。図５に示したスリット１１は、部分的に幅を大きくしており、先端部に略円形の空孔部１２を設けている。空孔部１２は、下ケース２から突出した突起１３が挿通している。
【００４６】
空孔部１２を設けたことにより、ねじれ変形時にスリット１１の端部に発生する応力を緩和することができ、基板内配線の破断を防止することができる。また、空孔部１２に突起１３が挿通することにより、第２基板５を搭載した第１基板４の位置決めをすることができる。この構成によれば、位置決め機構の配置のために特別に空間を広げる必要はなく、簡単な構造でケース内における基板の位置ずれを防止することができる。
【００４７】
なお、前記各実施の形態では、メモリーカードに搭載する半導体装置が２個の例で説明したが、１個であってもよく、３個以上であってもよい。半導体装置が１個であっても、第１基板が第２基板５の傾きへ追従する効果は得られる。また、３個以上の場合は、両端部の半導体装置に対応する部分の第１基板の傾きにより、印加されたトルクが吸収され、両端部以外の半導体装置に対応する部分の第１基板へのトルクの印加が緩和されることになる。
【００４８】
また、前記実施の形態３では、スリットの端部に、略円形の空孔部を設け応力集中を緩和する例を示したが、前記実施の形態１、２のスリットの構成において、先端部の角部を曲線状の形状にして応力集中を緩和するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明によれば、ねじりが加わった際のはんだ剥離を防止することができ、強固かつ生産性にも優れたメモリーカードの実現に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施の形態１に係るメモリーカードの内部構造を示す平面図。
【図２】図１に示したメモリーカードのＡ−Ａ′線における断面図。
【図３】実施の形態１係るメモリーカードおいて、ねじり変形時の基板変形状態を示す断面図。
【図４】本発明の実施の形態２に係るメモリーカードの内部構造を示す平面図。
【図５】本発明の実施の形態３に係るメモリーカードの内部構造を示す平面図。
【図６】従来のメモリーカードの一例の内部構造を示す平面図。
【図７】図６におけるＢ−Ｂ′線における断面図。
【図８】図６のメモリーカードにねじりが加わった際の基板変形状態を示す断面図。
【符号の説明】
【００５１】
１  上ケース
２  下ケース
３  半導体ベアチップメモリ
４  第１基板
５  第２基板
６はんだ
８  半導体装置
９，１０，１１  スリット
１２  空孔部
１３  突起
【図１】
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【図２】
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【図３】
2006215734.tif 000005
【図４】
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【図５】
2006215734.tif 000007
【図６】
2006215734.tif 000008
【図７】
2006215734.tif 000009
【図８】
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