(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個の電子部品が配線基板に実装されたモジュール基板を備えるカード型情報装置であって、
前記電子部品が高さの異なる複数の電子部品であり、
前記配線基板を前記複数の電子部品の高さに対応して２箇所で折り曲げ３箇所の領域を設け、
前記電子部品が実装された前記モジュール基板をモールド樹脂体で埋設することで、前記電子部品と前記配線基板からなる部分の合計厚みの中心位置が、前記モールド樹脂体の厚み方向を構成する表面層、中間層および裏面層のうちの中間層に存在することを特徴とするカード型情報装置。
【請求項２】
前記３箇所の領域が、コントローラと半導体メモリとの実装領域と、外部接続端子の実装領域と、コンデンサーの実装領域とであることを特徴とする請求項１に記載のカード型情報装置。
【請求項３】
複数個の電子部品が配線基板に実装されたモジュール基板を備えるカード型情報装置であって、
前記電子部品が高さの異なる複数の電子部品であり、
前記配線基板に前記複数の電子部品の高さに対応して折り曲げ箇所を３箇所以上設け、前記電子部品が実装された前記モジュール基板をモールド樹脂体で埋設することで、前記モールド樹脂体の厚み方向を構成する表面層、中間層および裏面層のうちの前記中間層に前記配線基板が配置され、前記表面層と、前記裏面層を同じ厚みにしたカード型情報装置。
【請求項４】
前記モジュール基板に、アンテナモジュールを備えていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のカード型情報装置。
【請求項５】
前記配線基板が熱可塑性樹脂からなり、前記複数個の電子部品を前記熱可塑性樹脂に埋設して前記モジュール基板を形成したことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のカード型情報装置。
【請求項６】
前記モールド樹脂体の表面層、中間層および裏面層は、熱融着可能な樹脂を含有していることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のカード型情報装置。
【請求項７】
前記モールド樹脂体の厚み方向の外形の一部に突部を設けたことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のカード型情報装置。
【請求項８】
前記突部の位置に、最大の高さを有する前記電子部品を配置したことを特徴とする請求項７に記載のカード型情報装置。
【請求項９】
高さの異なる複数個の電子部品を配線基板に実装してモジュール基板を形成する工程と、
前記複数個の電子部品の高さに応じて、前記モジュール基板を２箇所で折り曲げ加工して３箇所の領域にわける工程と、
前記モジュール基板をモールド樹脂体で埋設して、前記複数の電子部品と前記配線基板の合計厚みの中心位置を、前記モールド樹脂体の厚み方向を構成する表面層、中間層および裏面層のうちの前記中間層とする工程と、
を含むことを特徴とするカード型情報装置の製造方法。
【請求項１０】
前記３箇所の領域が、コントローラと半導体メモリとの実装領域と、外部接続端子の実装領域と、コンデンサーの実装領域とである請求項１０記載のカード型情報装置の製造方法。
【請求項１１】
高さの異なる複数個の電子部品を配線基板に実装してモジュール基板を形成する工程と、
前記複数個の電子部品の高さに応じて、前記モジュール基板に折り曲げ箇所を３箇所以上設ける工程と、
前記モジュール基板をモールド樹脂体で埋設して、前記配線基板位置を、前記モールド樹脂体の厚み方向を構成する表面層、中間層および裏面層のうちの前記中間層とし、前記表面層と、前記裏面層を同じ厚みにする工程と、
を含むことを特徴とするカード型情報装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フラッシュメモリなどの半導体素子やコンデンサなどの複数個の電子部品を内蔵したカード型情報装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ユビキタスネットワーク社会の本格的な到来を迎え、フラッシュメモリなどの複数個の電子部品を内蔵した携帯型のメディアとして、メモリーカードやＩＣカードなどのカード型情報装置の需要が急速に伸びている。
【０００３】
そして、カード型情報装置は、大容量の画像や音声およびその他のデータを記憶するための情報記憶媒体として、消費電力や携帯性が極めて重視されるデジタルカメラやノートパソコン、携帯音楽プレーヤ、携帯情報端末、携帯電話などの携帯型情報機器への普及が進んでいる。
【０００４】
また、上記携帯型情報機器は、高機能化、薄型軽量化への要望が著しい。そのため、カード型情報装置に対しても、さらなる小型化、薄型化が要求されている。
【０００５】
一般に、代表的なカード型情報装置であるメモリーカードには、各社の登録商標であるＳＤメモリーカード（登録商標）、コンパクトフラッシュ（登録商標）、スマートメディア（登録商標）、ｘＤピクチャーカード（登録商標）、メモリースティック（登録商標）、マルチメディアカード（登録商標）などがある。
【０００６】
以下に、ＳＤメモリーカードを例に、その構造について図７を用いて、簡単に説明する。
【０００７】
図７は、各種ＳＤメモリーカードの外形を示す図である。
【０００８】
まず、図７（ａ）は、一般的なＳＤメモリーカードであり、例えば合成樹脂などからなる筐体と、この筐体の内部に収容された半導体素子やコンデンサなどが実装されたモジュール基板とから構成されている。そして、その外形寸法は、規格化され、２４ｍｍ×３２ｍｍ×２．１ｍｍである。
【０００９】
そして、このような小型サイズでありながら、その記憶容量は現在２５６ＭＢ、５１２ＭＢが既に主流となってきている。なお、通信のブロードバンド化や高品質な動画など、大容量のコンテンツへ対応するために、例えばフラッシュメモリなどの半導体メモリを、例えば２列・４段に配置するなどの高密度実装技術により、１ＧＢや２ＧＢという大容量化が実現されている。
【００１０】
また、図７（ｂ）に示すように、携帯電話など高機能化された小型電子機器への搭載に対応するために、ｍｉｎｉＳＤ（登録商標）カードが商品化されている。このｍｉｎｉＳＤカードは、従来のＳＤメモリーカードに比べて、面積比で５６％に小型化されている。そして、その外形寸法も同様に、２０ｍｍ×２１．５ｍｍ×１．４ｍｍと規格化されている。
【００１１】
また、図７（ｃ）に示すように、上記ｍｉｎｉＳＤカードをさらに小型化した１１ｍｍ×１５ｍｍ×１．０ｍｍの外形寸法を有するｍｉｃｒｏＳＤ（登録商標）カードが開発されている。これにより、携帯電話のさらなる薄型化を可能とするとともに、デジタルカメラ、ＰＤＡ、携帯オーディオプレーヤなどの分野でもその利用が期待されている。
【００１２】
そして、従来のＳＤメモリーカードは、合成樹脂よりなるそれぞれ片面に蓋部が形成された上部筐体と下部筐体から構成されるカード筐体と、このカード筐体内に収納されたフラッシュメモリなどの複数個の電子部品を搭載したモジュール基板とから構成されている。さらに、この上部筐体と下部筐体は、各筐体の外周壁を突き合わせて超音波振動の熱融着により、その空間内に上記のモジュール基板を収納している。
【００１３】
また、ｍｉｎｉＳＤカードは、上記ＳＤメモリーカードと同様に、図８で詳細に示すように、半導体メモリなどの電子部品１００が実装されたモジュール基板１０１が、プラスチック筐体１０２、１０３に挟まれた構造となっている。さらに、モジュール基板１０１のプラスチック筐体１０３に対向する面に複数個の外部接続端子（図示せず）が設けられている。
【００１４】
しかし、メモリーカードのさらなる小型化により、予め形成したカード筐体にモジュール基板を収納するパッケージ方式では、その小型化、薄型化が困難となっている。さらに、薄型化されたカード筐体の強度が不足し、メモリーカードの平坦性が損なわれるという問題も生じてきた。
【００１５】
そのため、メモリーカードのさらなる小型化に対して、従来のパッケージ方式ではない、例えばモールド樹脂でモジュール基板をモールドして一体化し、モールド樹脂で外装筐体を形成する方式を用いたｍｉｃｒｏＳＤカードが開発されている。
【００１６】
以下に、上記ｍｉｃｒｏＳＤカードの構造および課題について、図９を用いて説明する。
【００１７】
図９は、現状のｍｉｃｒｏＳＤカードの構造および課題を説明する断面図である。
【００１８】
図９に示すように、ｍｉｃｒｏＳＤカードは、例えば厚みが０．１５ｍｍのガラスエポキシ樹脂を基材とする平坦な配線基板２０１の上面に、フラッシュメモリ２０２、コントローラ２０３およびチップ状のコンデンサ２０４などの電子部品を実装してモジュール基板を構成している。
【００１９】
そして、モジュール基板をその両面に上部樹脂層２０５ａと下部樹脂層２０５ｂよりなるエポキシ樹脂などのモールド樹脂２０５内に埋設されて、ｍｉｃｒｏＳＤカードが構成されている。
【００２０】
そして、フラッシュメモリ２０２、コントローラ２０３およびチップ状のコンデンサ２０４などの高さの異なる電子部品が、平坦な形状を有する配線基板２０１上に実装されている。そのため、最大１．０ｍｍという規格化された厚みの中で、反りの生じにくいモールド樹脂２０５内の中心位置近傍に、高さの異なる電子部品を実装した配線基板２０１を埋設することが困難となる。その結果、配線基板２０１を埋設するモールド樹脂２０５の上部樹脂層２０５ａと下部樹脂層２０５ｂのそれぞれの厚みが大きく異なることになる。例えば、上部樹脂層２０５ａの厚みが０．４ｍｍで、下部樹脂層２０５ｂの厚みが０．１ｍｍとなる。
【００２１】
それにより、配線基板２０１および高さの異なる各電子部品の熱膨張率とモールド樹脂２０５の熱膨張率との差や各樹脂層の厚みの差により、上部樹脂層２０５ａの収縮量と下部樹脂層２０５ｂの収縮量とのバランスを均一にできなかった。その結果、図９に示すように、樹脂層で収縮量の大きい方向に反りが発生しやすかった。
【００２２】
一方、カード型情報装置の１つであるＩＣカードにおいては、所定の電子部品が実装されたモジュール基板を上金型と下金型とによって構成されるキャビティ内に配置し、溶融したモールド樹脂を射出充填してモジュール基板をモールド樹脂中に埋設したＩＣカードが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【００２３】
しかし、電子部品はモールド樹脂に比べて弾性率が高く線膨張係数が低い。そのため、電子部品を溶融したモールド樹脂中に埋設し冷却する過程において、モールド樹脂と電子部品との線膨張係数差から、ＩＣカードに反りが生じやすかった。さらに、電子部品とモールド樹脂との弾性率や線膨張係数差に起因する熱応力により、電子部品の周辺でモールド樹脂にクラックなどが発生するという課題もあった。
【００２４】
そこで、上記反りなどの変形を解決するために、以下に示す半導体カードが開示されている（例えば、特許文献２参照）。つまり、プリント基板に実装された電子部品を樹脂製のカード基体に埋設する際に、カード基体の外周部分を構成し、その厚み方向の中間位置にプリント基板の外周部を支持する第１の成形部分と、カード基体の内周部分を構成し、プリント基板の内周部を一体に埋設した第２の成形部分とからカード基体を構成するものである。
【００２５】
また、金属製のＩＣモジュールと樹脂の熱収縮率の相違により、熱収縮率の大きい樹脂が厚く充填された側に、ＩＣカードが反ってしまうという現象を防止するために、以下に示す例が開示されている（例えば、特許文献３参照）。つまり、文字や絵柄が印刷された表面ラベルと裏面ラベルの中間にＩＣモジュールを配置して溶融樹脂を充填し、樹脂を冷却、固化させることにより一体に結合させる。これにより、ＩＣモジュールの表面側と裏面側の樹脂の厚みを均一化し、熱収縮による反りを防止するものである。
【特許文献１】特開昭６１−２２２７１２号公報
【特許文献２】特開平６−２９３１９４号公報
【特許文献３】特開平９−１２３６５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
しかしながら、上記特許文献２に示す半導体カードは、カード基体を保持する成形部を２つの異なる樹脂材料を用いて第１、第２の金型により２段階工程により製造されているため、コスト上昇が懸念される。
【００２７】
また、特許文献３に示すＩＣカードは、樹脂内にモールドされるＩＣモジュールが平坦な形状を有する１個の電子部品として集合されているため、ＩＣモジュールを樹脂の中心に配置することは比較的容易に行うことができる。しかし、高さの異なる複数個の電子部品が実装されたモジュール基板を当該文献に記載された技術を用いて反りが生じないようにモールド樹脂中に配置することは極めて困難である。
【００２８】
本発明は、上記の課題を解決するものであり、高さの異なる複数の電子部品を搭載するモジュール基板をモールド樹脂内に埋設した際に、反りなどの変形が生じにくいカード型情報装置およびその製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
上述したような課題を解決するために、本発明のカード型情報装置は、複数個の電子部品が配線基板に実装されたモジュール基板を備えるカード型情報装置であって、電子部品が高さの異なる複数の電子部品であり、配線基板を複数の電子部品の高さに対応して２箇所で折り曲げ３箇所の領域を設け、電子部品が実装されたモジュール基板をモールド樹脂体で埋設することで、電子部品と配線基板からなる部分の合計厚みの中心位置が、モールド樹脂体の厚み方向を構成する表面層、中間層および裏面層のうちの中間層に存在する構成を有する。
【００３０】
さらに、３箇所の領域が、コントローラと半導体メモリとの実装領域と、外部接続端子の実装領域と、コンデンサーの実装領域とである。
【００３１】
これらの構成により、モジュール基板をモールド樹脂の中心位置近傍に配置することができるため、反りなどの変形を抑制し、温度変化の大きな使用環境における信頼性や、生産性を大幅に向上できるカード型情報装置を実現できる。
【００３２】
また、本発明のカード型情報装置は、複数個の電子部品が配線基板に実装されたモジュ
ール基板を備えるカード型情報装置であって、電子部品が高さの異なる複数の電子部品で
あり、配線基板に複数の電子部品の高さに対応して折り曲げ箇所を３箇所以上設け、電子
部品が実装されたモジュール基板をモールド樹脂体で埋設することで、モールド樹脂体の
厚み方向を構成する表面層、中間層および裏面層のうちの中間層に配線基板が配置され、
表面層と、裏面層を同じ厚みにした構成を有する。
これにより、モジュール基板の両面のモールド樹脂体の厚みをほぼ等しくし、収縮量の
差による反りをさらに小さくでき、生産性や温度変化の大きな使用環境における信頼性を
大幅に向上できるカード型情報装置が得られる。
【００３３】
これにより、携帯情報機器に搭載できるカード型情報装置が得られる。
【００３４】
さらに、モジュール基板に、アンテナモジュールを備えていてもよい。
【００３５】
これにより、通信機能を有するカード型情報装置が得られる。
【００３６】
さらに、配線基板が熱可塑性樹脂からなり、複数個の電子部品を熱可塑性樹脂に埋設してモジュール基板を形成してもよい。
【００３７】
これにより、モールド樹脂体との熱膨張係数差を小さくし、さらに反りの少ないカード型情報装置が得られる。
【００４０】
さらに、モールド樹脂体の表面層、中間層および裏面層は、熱融着可能な樹脂を含有するものであってもよい。
【００４１】
これにより、モールド樹脂体を互いに強固に融着することにより、耐候性、耐熱性に優れたカード型情報装置を得ることができる。
【００４２】
さらに、モールド樹脂体の厚み方向の外形の一部に突部を設けてもよい。
【００４３】
さらに、突部の位置に、最大高さを有する電子部品を配置してもよい。
【００４４】
これらにより、突部を把持部としてカード型情報装置の着脱を容易にするとともに、突部以外のモールド樹脂体の位置では、配置できない高さの高い電子部品を実装することができる。そのため、安価な電子部品を用いることができる。
【００４５】
また、本発明のカード型情報装置の製造方法は、高さの異なる複数個の電子部品を配線基板に実装してモジュール基板を形成する工程と、複数個の電子部品の高さに応じて、モジュール基板を２箇所で折り曲げ加工して３箇所の領域にわける工程と、モジュール基板をモールド樹脂体で埋設して、複数の電子部品と配線基板の合計厚みの中心位置を、モールド樹脂体の厚み方向を構成する表面層、中間層および裏面層のうちの中間層とする工程と、を含む。
また、３箇所の領域にわける工程が、コントローラと半導体メモリとの実装領域と、外部接続端子の実装領域と、コンデンサーの実装領域とにわける工程である。
【００４６】
また、本発明のカード型情報装置の製造方法は、高さの異なる複数個の電子部品を配線基板に実装してモジュール基板を形成する工程と、複数個の電子部品の高さに応じて、モジュール基板に折り曲げ箇所を３箇所以上設ける工程と、モジュール基板をモールド樹脂体で埋設して、配線基板位置を、モールド樹脂体の厚み方向を構成する表面層、中間層および裏面層のうちの中間層とし、表面層と、裏面層を同じ厚みにする工程と、を含む。
【００４７】
これらにより、反りの少ない信頼性に優れたカード型情報装置を作製することができ、温度変化の大きな使用環境における信頼性や、生産性を大幅に向上できるカード型情報装置を作製することができる。
【発明の効果】
【００４８】
本発明のカード型情報装置およびその製造方法によれば、反りなどの変形を抑制し、生産性や温度変化の大きな使用環境における信頼性を大幅に向上できる効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００５０】
また、以下の各実施の形態では、カード型情報装置として、ｍｉｃｒｏＳＤカード（以下、「メモリーカード」と記す）を例に説明する。なお、図面では内部を詳細に説明するために、必要に応じて厚み方向を拡大して示している。
【００５１】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるメモリーカードの構造を示す断面図であり、図２（ａ）はメモリーカードの表側斜視図で、同図（ｂ）はその裏側斜視図である。
【００５２】
図１に示すように、メモリーカード１０は、例えば半導体素子からなる高さ０．０９ｍｍ、縦横４．０ｍｍ×４．０ｍｍのコントローラ１１と、高さ０．０９ｍｍ、縦横１０．０ｍｍ×７．０ｍｍの半導体メモリ１２と、高さ０．５ｍｍ、縦横１．０ｍｍ×０．５ｍｍのコンデンサ１３が、配線基板１４の一方の面のそれぞれに対応する実装領域に配置されたモジュール基板１９を有している。ここで、高さの最も高い電子部品であるコンデンサ１３の実装領域は、以下で述べるモールド樹脂体の厚み方向の一部に形成された突部２０ｄに配置することが好ましい。なお、コンデンサ１３が要望される容量を有し、その高さが小型化され、例えば０．２ｍｍ程度の高さになれば、その配置位置を特に突部２０ｄに限定する必要はない。
【００５３】
そして、コントローラ１１と半導体メモリ１２は、例えば非導電性接着フィルム１５を介して配線基板１４上に形成された配線パターン（図示せず）の電極端子１６ａ、１６ｂと接続されている。同様に、コンデンサ１３は、例えばはんだ１７により同じく配線基板１４上に形成された配線パターン（図示せず）の電極端子１６ｃと接続されている。
【００５４】
さらに、配線基板１４の他方の面には、図２（ｂ）に示すように、外部機器と接続するために複数の外部接続端子１８が設けられている。
【００５５】
また、図１に示すように、高さの異なる電子部品が配線基板１４上に実装されたモジュール基板１９は、例えば２箇所の折り曲げ部分（以下、「屈曲部」と記す）１９ａ、１９ｂで折り曲げられた配線基板１４を有している。なお、屈曲部１９ａは、必ずしも設ける必要はなく、例えば屈曲部１９ａの折り曲げ量を加えた厚みを有する外部接続端子１８を設ける構成としてもよい。
【００５６】
そして、屈曲部を有するモジュール基板１９は、例えばエポキシ樹脂などの樹脂で、表面層２０ｂ、中間層２０ａおよび裏面層２０ｃおよび必要に応じて設けられる、例えば図２（ａ）に示すようなメモリーカードの着脱の把持部となる突部２０ｄからなるモールド樹脂体２０に埋設されてメモリーカード１０が構成される。このとき、モジュール基板１９に接続された外部接続端子１８は、モールド樹脂体２０の裏面層２０ｃから露出させて設けられる。なお、突部２０ｄは、表面層２０ｂと一体的に設けてもよい。
【００５７】
これにより、折り曲げられて埋設されたモジュール基板１９は、モールド樹脂体２０の中間層２０ａに、少なくとも電子部品と配線基板１４からなる部分の合計厚みの中心位置が存在するように埋設される。
【００５８】
以下に、本実施の形態におけるメモリーカード１０について、具体的な寸法で例示する。例えば、一般にメモリーカード１０の突部２０ｄ以外の領域の厚みＴ１は、約０．７ｍｍであり、把持部となる突部２０ｄの領域の厚みＴ２は、約１．０ｍｍである。そして、配線基板１４の厚みを０．１５ｍｍとし電極端子の厚みを０．０１８ｍｍとすれば、メモリーカードの面積の大部分を占めるコントローラ１１および半導体メモリ１２の実装領域におけるモールド樹脂体２０の表面層２０ｂの厚みｔ１と裏面層２０ｃの厚みｔ２とは、例えば屈曲部１９ｂの折り曲げ量を０．１２ｍｍとすることにより、０．１６ｍｍ程度とほぼ同じ寸法とすることができる。
【００５９】
この構成により、モールド樹脂体２０の表面層２０ｂおよび裏面層２０ｃの熱収縮量はほぼ同等となり、配線基板１４および電子部品の熱膨張率とモールド樹脂体２０の熱膨張率の差による熱応力に起因する反りなどの変形を効率よく抑制したメモリーカードを実現できる。
【００６０】
ここで、配線基板１４の基材として、フレキシブル基板またはフレキシブル基板とリジッド基板を組み合わせたリジッドフレキシブル基板などを用いることができる。さらに、上記フレキシブル基板として、例えば熱可塑性ポリイミド、ＰＥＴＧ（ポリエチレンテレフタレート・グリコールモディファイド）、ＡＢＳ（アクリロニトリルブタジエンスチレン）、ポリカーボネート、塩化ビニル、ポリイミド、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）などを用いることが可能である。
【００６１】
また、配線基板１４上に形成される電極端子１６ａ、１６ｂ、１６ｃやその他の配線（図示せず）として、ＣｕやＡｕメッキ、または導電性ペーストが用いられる。
【００６２】
また、モールド樹脂体２０の表面層２０ｂ、中間層２０ａ、裏面層２０ｃを形成する樹脂材料として、例えばエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂またはＡＢＳ、ＰＥＴＧ、塩化ビニル、熱可塑性ポリイミド、ＰＥＳ、ＰＥＥＫなどの熱可塑性樹脂が用いられる。
【００６３】
なお、本実施の形態では、電子部品として、約１０．０ｍｍ×７．０ｍｍ×厚み０．０９ｍｍの半導体メモリ１２、約４．０ｍｍ×４．０ｍｍ×厚み０．０９ｍｍのコントローラ１１および１．０ｍｍ×０．５ｍｍ×０．５ｍｍの寸法を有するコンデンサ１３を用いた例で説明したが、これに限らない。例えば、複数の半導体メモリや高さの異なる２種類以上の電子部品を配線基板上に実装してモジュール基板を形成してもよい。その場合には、対応する電子部品や半導体メモリの高さに応じて、モジュール基板に屈曲部を、例えば３箇所以上設けることにより、モールド樹脂体の中間層にモジュール基板が配置され、表面層と裏面層の厚みを同程度に調整することができる。
【００６４】
以下に、本発明の第１の実施の形態におけるメモリーカードの製造方法について、図３の工程断面図を用いて説明する。
【００６５】
なお、本実施の形態の製造方法では、配線基板１４としてポリイミド、モールド樹脂体２０としてＡＢＳ（軟化開始温度：１００℃）を用いた例で説明する。
【００６６】
まず、図３（ａ）に示すように、配線基板１４の少なくとも一方の面に、コントローラ１１、半導体メモリ１２、コンデンサ１３などの電子部品を実装し、他方の面に外部接続端子１８を設けて、モジュール基板１９を作製する。
【００６７】
ここで、コントローラ１１や半導体メモリ１２の実装方法としては、はじめに、例えば予めワイヤボンディング法を用いて、それらの電極パッドの上に形成した、Ａｕなどからなる突起状電極（図示せず）を配線基板１４の電極端子１６ａ、１６ｂと対向して配置する。そして、配線基板１４上に非導電性接着フィルム１５を貼り付ける。さらに、加熱や加圧をすることにより、突起状電極と電極端子とを接合させると同時に、非導電性接着フィルム１５を硬化させることにより実装が行われる。
【００６８】
なお、非導電性接着フィルム１５としては、例えば、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、アミン系硬化剤、シリカなどからなる熱硬化接着剤を用いることができる。そのときの硬化条件は、例えば２１０℃で１０秒間であり、熱プレスなどを用いて、加熱しながら硬化させるものである。
【００６９】
また、コンデンサ１３の実装方法としては、はじめに、その実装領域に、例えばＳｎＰｂ、ＳｎＡｇＣｕ、ＳｎＡｇＢｉＩｎなどのクリームはんだを配線基板１４上に、例えばスクリーン印刷で電極端子１６ｃを印刷する。そして、コンデンサ１３を電極端子１６ｃ上に実装する。さらに、例えばリフロー炉を用いてピーク温度２４０℃まで加熱させてクリームはんだを一旦溶融させた後、冷却、凝固させてコンデンサ１３の端子と電極端子１６ｃとを接合することにより行う。
【００７０】
つぎに、図３（ｂ）に示すように、モジュール基板１９の配線基板１４の屈曲部１９ａ、１９ｂに所定の外径の心棒４１ａ、４１ｂを押し当てて折り曲げ処理を行う。
【００７１】
ここで、折り曲げ処理方法としては、例えば半径１．０ｍｍの心棒４１ａ、４１ｂを支持点として配線基板１４を４５℃に、例えば加熱しながら折り曲げ、一定時間保持する。なお、屈曲部の位置は、実装された電子部品の高さに応じて、それぞれ設定することが好ましいが、これに限られない。例えば、図３（ｂ）に示すように、高さのほぼ等しいコントローラ１１と半導体メモリ１２とをまとめた領域と、外部接続端子１８および最大の高さを有するコンデンサ１３などの電子部品の実装領域の３箇所に分ける。そして、それらの領域の厚み方向の高さが異なるように、配線基板１４を折り曲げて屈曲部１９ａ、１９ｂを設けてもよい。つまり、高さのほぼ等しい電子部品をまとめて、１つの領域とすることにより、屈曲部を形成する数を低減できるため、生産性を向上することができる。
【００７２】
なお、屈曲部の折り曲げ量は、電子部品と配線基板の合計の厚みの中心位置が、以下で述べるモールド樹脂体の中間層に少なくとも存在する程度に折り曲げることが重要である。これにより、モールド樹脂体の表面層と裏面層との厚みを同程度にすることができ、反りを大幅に低減することができる。
【００７３】
また、外部接続端子１８とコントローラ１１間に形成した屈曲部１９ａは、外部接続端子１８の厚みを、折り曲げ量程度を加えた厚みにできる場合には、必ずしも必要なものではない。
【００７４】
つぎに、図３（ｃ）に示すように、折り曲げたモジュール基板１９と形状が合致するように設計された下金型４２を準備する。そして、下金型４２に、例えばＡＢＳフィルムを挟み込み、上金型４３で、例えば１５０℃で５〜３０分間、例えば熱プレスで加熱しながら加圧処理することにより裏面層２０ｃを形成する。なお、この工程は、射出成形法を用いて行うこともできる。
【００７５】
つぎに、図３（ｄ）に示すように、図３（ｂ）で形成されたモジュール基板１９を、裏面層２０ｃの上に搭載し、再び熱プレスを行う。このとき、熱プレスの条件としては、例えば１５０℃で５〜３０分である。
【００７６】
つぎに、図３（ｅ）に示すように、例えばＡＢＳフィルムなどをモジュール基板１９の上に重ね、把持部を形成するための凹部などが形成された上金型４４を用いて熱プレスすることにより突部２０ｄを備える表面層２０ｂと中間層２０ａを形成する。これにより、モジュール基板１９を埋設した、表面層２０ｂ、中間層２０ａ、裏面層２０ｃ、さらには突部２０ｄからなるモールド樹脂体２０が形成される。このとき、熱プレスの条件としては、例えば１５０℃で５〜３０分である。
【００７７】
つぎに、図３（ｆ）に示すように、熱プレスの工程終了後、上金型と下金型を予め制御された冷却プロファイルにより温度差をつけて冷却する。そして、上金型４４と下金型４２を取り外すことにより、反りの発生を大幅に抑制したメモリーカード１０を作製することができる。
【００７８】
本実施の形態によれば、従来の図３（ｅ）における金型の冷却工程で発生していたメモリーカードの反りを大幅に低減することができる。つまり、本実施の形態では、モールド樹脂体２０の表面層２０ｂと裏面層２０ｃを突き合わせて形成される中間層２０ａに、少なくとも電子部品と配線基板を有する部分のモジュール基板１９の中心位置近傍が埋設されるように配置できる。そのため、モジュール基板１９の上下面に、表面層２０ｂの厚みｔ１と裏面層２０ｃの厚みｔ２とをほぼ同等の厚みに形成することにより、冷却工程時の表面層２０ｂと裏面層２０ｃとの樹脂の収縮量をほぼ等しくできる。その結果、メモリーカード１０の反りを抑制することができる。
【００７９】
なお、本実施の形態の製造方法では、心棒により配線基板に屈曲部を形成する例で説明したが、これに限らない。例えば、配線基板に、金型などを用いて、予め屈曲部を形成した後に、電子部品を実装してもよい。これにより、屈曲部の工程を簡略できるとともに、折り曲げ精度に優れたモジュール基板を作製できる。
【００８０】
以下に、上記方法により作製されたメモリーカードの評価結果について簡単に説明する。
【００８１】
まず、本実施の形態で作製したメモリーカードは、従来の配線基板が折り曲げられていないモジュール基板の場合の最大４．０ｍｍの反り量に対して、０．１ｍｍ以下の反り量にできることが確認された。
【００８２】
また、周囲温度を−４０℃・３０分、８５℃・３０分を交互に繰り返すヒートサイクル試験などの信頼性評価を行った結果、５００サイクル経過後においても、モールド樹脂体の剥離、割れや電極間の導通不良などを発生することなく、正常な動作をすることが確認できた。
【００８３】
以下に、本実施の形態におけるメモリーカードの変形例について、図４を用いて説明する。
【００８４】
図４は、本実施の形態におけるメモリーカードの変形例の構造を示す断面図である。
【００８５】
図４において、変形例におけるメモリーカード３０は、外部接続端子の代わりに、アンテナモジュール３８を備えた点で、先の実施の形態とは異なるものである。
【００８６】
つまり、図４に示すように、メモリーカード３０は、例えばＦｅＲＡＭなどの、高さ０．３ｍｍ、縦横１．０ｍｍ×２．０ｍｍの半導体メモリ３２と、高さ０．５ｍｍ、縦横１．０ｍｍ×０．５ｍｍのコンデンサ３３が、配線基板３４の一方の面のそれぞれに対応する実装領域に配置されている。そして、さらに配線基板３４には、例えばＡｇペーストやＣｕ箔などで、所定の周波数帯域（例えば、２．４５ＧＨｚや１３．５６ＭＨｚなど）で送受信するためのアンテナモジュール３８が形成されたモジュール基板３９を有している。
【００８７】
そして、上記先の実施の形態と同様に、モジュール基板３９の配線基板３４は、高さの最も高い電子部品であるコンデンサ３３の実装領域で、中心位置がメモリーカード３０の外形を形成するモールド樹脂体３７の中間層に配置されるように屈曲部３９ａで示すように折り曲げられている。他の構成は、先の実施の形態と同様であり、詳細な説明は省略する。
【００８８】
本実施の形態の変形例によれば、アンテナモジュールにおける、アンテナパターンの剥離や断線、あるいは反りによる送受信面積の変動による送受信感度などのばらつきが小さい信頼性に優れた非接触型のメモリーカードを実現できる。
【００８９】
なお、上記では外部接続端子のないメモリーカードを例に説明したが、外部接続端子があってもよいことはいうまでもない。
【００９０】
また、アンテナモジュールを配線基板上に形成した例で説明したが、アンテナモジュールを別のアンテナ配線基板に形成して、上記配線基板３４と接続する構成としてもよい。この場合、アンテナ配線基板と電子部品を実装した配線基板の合計の厚みの中心位置を、モールド樹脂体の中間層に配置することが好ましい。
【００９１】
（第２の実施の形態）
以下に、本発明の第２の実施の形態におけるメモリーカードについて、図５を用いて説明する。
【００９２】
図５は、本実施の形態におけるメモリーカードの構造を示す断面図である。なお、本実施の形態におけるメモリーカードや構成部品の寸法形状などは、第１の実施の形態の場合と同様である。
【００９３】
図５に示すように、メモリーカード４０は、一方の面に形成した配線パターン５７を有する、例えばＰＥＴなどからなる配線基板に、コントローラ５１、半導体メモリ５２とコンデンサ５３などの電子部品を埋設している。そして、配線基板の表面から露出した電子部品の突起状電極５５と配線パターン５７とを接続してモジュール基板を構成する。
【００９４】
そして、配線基板の他方の面に設けた外部機器と接続するための複数の外部接続端子５８と配線パターン５７とは、導電ビア５６を介して接続される。
【００９５】
さらに、図５に示すように、高さの異なる電子部品が配線基板に埋設されたモジュール基板は、例えば屈曲部５９ａで折り曲げられた配線基板を有している。
【００９６】
また、配線基板に屈曲部５９ａを有するモジュール基板は、例えばエポキシ樹脂などの樹脂で、表面層５０ｂと裏面層５０ｃおよび必要に応じて設けられる突部５０ｄからなるモールド樹脂体５０とに埋設されて一体化しメモリーカード４０が構成される。なお、第１の実施の形態のモールド樹脂体の中間層２０ａが、本実施の形態の配線基板に相当するものである。ここで、図５においては、配線基板が同じ樹脂で構成されたモールド樹脂体５０と一体化した状態で示しているために、配線基板と表面層５０ｂと裏面層５０ｃの界面を図示できないが、参考のために点線で示している。
【００９７】
このとき、モジュール基板に接続された外部接続端子５８は、モールド樹脂体５０の裏面層５０ｃから露出させて形成される。なお、突部５０ｄは、表面層５０ｂと一体的に設けてもよい。
【００９８】
これにより、折り曲げられて埋設されたモジュール基板は、ほぼ同じ厚みからなるモールド樹脂体５０の表面層５０ｂと裏面層５０ｃによって、メモリーカードの厚みの中心位置近傍に配置されることになる。
【００９９】
この構成により、モールド樹脂体５０の表面層５０ｂおよび裏面層５０ｃの熱収縮量はほぼ同等となり、モジュール基板および電子部品の熱膨張率とモールド樹脂体５０の熱膨張率の差による熱応力に起因する反りなどの変形を効率よく抑制したメモリーカード４０を実現できる。
【０１００】
以下に、本実施の形態におけるメモリーカード４０の製造方法について、図６の工程断面図を用いて説明する。
【０１０１】
まず、図６（ａ）に示すように、例えばコントローラ５１や半導体メモリ５２に突起状電極５５を、例えばワイヤボンディング法などで形成する。そして、コントローラ５１や半導体メモリ５２の突起状電極５５およびコンデンサ５３の電極（図示せず）の表面が少なくとも露出するように、以降の工程で配線基板となる、例えば熱可塑性樹脂などの樹脂基材５４ａの所定の実装領域に、例えば熱プレスにより埋設する。すなわち、本実施の形態では、配線基板を構成する樹脂基材５４ａが中間層となり、いわゆる電子部品を配線基板の内部に埋設した構造となるものである。
【０１０２】
なお、各電子部品を、一旦樹脂基材５４ａに埋設させた後、各電子部品の突起状電極などを、例えばレーザ法、プラズマエッチング法や研磨法などにより露出させてもよいことはいうまでもない。
【０１０３】
ここで、樹脂基材５４ａとしては、例えば熱可塑性ポリイミド、ＰＥＴＧ（ポリエチレンテレフタレート・グリコールモディファイド）、ＡＢＳ（アクリロニトリルブタジエンスチレン）、ポリカーボネート、塩化ビニル、ポリイミド、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）などの熱可塑性樹脂を用いることができる。また、熱可塑性樹脂の代わりに、熱硬化性樹脂や紫外線硬化樹脂などを用いて樹脂基材５４ａを構成することも可能である。
【０１０４】
つぎに、図６（ｂ）に示すように、外部接続端子と接続する樹脂基材５４ａの一部に、スルーホールを、例えばレーザ法やプラズマエッチング法により孔開けした後、スルーホールに、例えば導電性ペーストを充填して導電ビア５６を形成する。
【０１０５】
つぎに、図６（ｃ）に示すように、導電ビア５６を介して、樹脂基材５４ａの一方の面から露出したコントローラ５１、半導体メモリ５２の突起状電極５５やコンデンサ５３の電極と接続する配線パターン５７を形成する。そして、樹脂基材５４ａの他方の面に、導電ビア５６と接続する外部接続端子５８を形成することにより配線基板５４を形成する。これにより、配線基板５４の内部にコントローラ５１、半導体メモリ５２やコンデンサ５３などの電子部品が埋設されたモジュール基板５９が作製される。
【０１０６】
なお、配線パターン５７は、例えば導電性ペーストなどのスクリーン印刷法、インクジェット印刷法、ディスペンス描画法、凹版転写法または圧延Ｃｕ箔やＡｌ箔、Ｃｕメッキ箔などの転写法などにより形成する。一例として、例えば軟化開始温度が１２０℃のＰＥＴＧを樹脂基材５４ａとして用いる場合、硬化温度１１０℃、硬化時間１０分間程度の特性を有するＡｇペーストなどを用いることができる。
【０１０７】
また、両面配線基板を用いる場合には、各電子部品を埋設する前に、スルーホールを、例えばＮＣパンチャ法やレーザ法またはドリル法などにより形成し、導電性ペーストやメッキなどで導電ビアを形成してもよい。
【０１０８】
また、モジュール基板５９として多層配線基板を用いる場合には、上記配線パターン５７の上に、樹脂などの絶縁層と配線パターンを繰り返して積層して形成する、いわゆるビルドアップ工法により作製する。
【０１０９】
つぎに、図６（ｄ）に示すように、モジュール基板５９を所定の形状に折り曲げる形状を備えた金型（図示せず）にモジュール基板５９を配置し、例えば熱プレスして、モジュール基板５９を折り曲げた形状で金型を加圧保持する。例えば、図６（ｄ）では、半導体メモリ５２とコンデンサ５３との間に屈曲部５９ａを設けて折り曲げた例で示している。
【０１１０】
このとき、導電ビア５６や配線パターン５７が流動しないように、加熱温度、荷重、加熱時間などを制御することが重要である。
【０１１１】
つぎに、図６（ｅ）に示すように、中間層となる配線基板の樹脂基材５４ａからなる予め折り曲げられたモジュール基板５９の上下面に、表面層５０ｂと裏面層５０ｃからなるモールド樹脂体を形成する。
【０１１２】
これにより、高さの異なる複数の電子部品をモールド樹脂体に内蔵したメモリーカード４０が作製される。
【０１１３】
ここで、表面層５０ｂや裏面層５０ｃは、以下の方法により形成される。
【０１１４】
まず、メモリーカードの外形を形成する凹部を有する上金型と下金型（図示せず）において、下金型に、例えば熱可塑性樹脂シートなどを載置する。その上にモジュール基板を載置し、さらにその上に、例えば熱可塑性樹脂シートなどを載置する。この状態で、下金型と上金型で、熱プレスすることにより、表面層５０ｂと裏面層５０ｃおよび中間層となる配線基板の樹脂基材５４ａとにより、モールド樹脂体が形成される。
【０１１５】
なお、上記では、表面層５０ｂと裏面層５０ｃとを一度にモジュール基板に形成する例で説明したが、これに限らない。例えば、表面層５０ｂと裏面層５０ｃとを別々の工程で作製した後に、一体化してもよい。また、中間層となる配線基板の樹脂基材５４ａと表面層５０ｂや裏面層５０ｃを構成する樹脂材料は同じ材料を用いても、異なる材料でもよいことはいうまでもない。
【０１１６】
本実施の形態の製造方法によれば、予め後工程で中間層となる配線基板の樹脂基材５４ａに複数の電子部品を埋設した後、その中間層を折り曲げて、表面層５０ｂ、裏面層５０ｃを形成する。そのため、高さの異なる電子部品を、最終形態であるメモリーカード４０の中心部に配置することが容易である。その結果、図６（ｅ）に示すように、メモリーカード４０の大部分の面積を占めるコントローラ５１、半導体メモリ５２の実装領域における表面層５０ｂの厚みｔ１と裏面層５０ｃの厚みｔ２とをほぼ等しくすることにより、反りや樹脂割れ、剥離などの不良発生を大幅に低減した信頼性の高いメモリーカードを容易に作製できる。
【産業上の利用可能性】
【０１１７】
本発明のカード型情報装置およびその製造方法は、小型、薄型化された携帯型電子機器などの情報記憶媒体として用いられる各種のメモリーカードや非接触型ＩＣカードなどにおいて有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるメモリーカードの構造を示す断面図
【図２】（ａ）本発明の第１の実施の形態におけるメモリーカードの表側斜視図（ｂ）同図（ａ）の裏側斜視図
【図３】本発明の第１の実施の形態におけるメモリーカードの製造方法を説明する工程断面図
【図４】本発明の第１の実施の形態におけるメモリーカードの変形例の構造を示す断面図
【図５】本発明の第２の実施の形態におけるメモリーカードの構造を示す断面図
【図６】本発明の第２の実施の形態におけるメモリーカードの製造方法を説明する工程断面図
【図７】各種ＳＤメモリーカードの外形を示す図
【図８】従来のｍｉｎｉＳＤカードの構造を説明する分解斜視図
【図９】従来のｍｉｃｒｏＳＤカードの構造と課題を説明する断面図
【符号の説明】
【０１１９】
１０，３０，４０    カード型情報装置（メモリーカード）
１１，５１    コントローラ
１２，３２，５２    半導体メモリ
１３，３３，５３    コンデンサ
１４，３４，５４    配線基板
１５    非導電性接着フィルム
１６ａ，１６ｂ，１６ｃ    電極端子
１７    はんだ
１８，５８    外部接続端子
１９，３９，５９    モジュール基板
１９ａ，１９ｂ，３９ａ，５９ａ    屈曲部
２０，３７，５０    モールド樹脂体
２０ａ    中間層
２０ｂ，５０ｂ    表面層
２０ｃ，５０ｃ    裏面層
２０ｄ，５０ｄ    突部
３８    アンテナモジュール
４１ａ，４１ｂ    心棒
４２    下金型
４３，４４    上金型
５４ａ    樹脂基材
５５    突起状電極
５６    導電ビア
５７    配線パターン
【図１】
0004396618.tif 000002
【図２】
0004396618.tif 000003
【図３】
0004396618.tif 000004
【図４】
0004396618.tif 000005
【図５】
0004396618.tif 000006
【図６】
0004396618.tif 000007
【図７】
0004396618.tif 000008
【図８】
0004396618.tif 000009
【図９】
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