(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品が搭載されて回路が形成されている回路基板と、該回路基板をその一部分を露出させて収納する筐体と、表面に端子電極が配設されている端子基板とを備え、その端子基板は端子電極の位置を回路基板の露出部分に位置合わせして回路基板上に載置されており、端子電極は回路基板の基板面と異なる高さ位置に配置されており、前記筐体は、互いに間隔を介して対向し合う平行な対を成す板状の外壁を備え、該一方の外壁の内表面に添わせて回路基板が配置され、この回路基板の基板面と平行に端子基板の端子電極形成面が設置されており、端子基板の厚みにより端子電極形成面の高さ位置が設定されていることを特徴とするカード型携帯装置。
【請求項２】
端子基板の表面には複数の端子電極が形成され、端子基板の裏面には、表面の端子電極と導通する複数の接続電極が形成されており、回路基板には、端子基板が載置される部分に、端子基板の各接続電極にそれぞれ対向して接続する接続パターンが形成されていることを特徴とする請求項１記載のカード型携帯装置。
【請求項３】
端子基板の端子電極と接続電極は、それぞれ、互いに異なる導電体により形成されていることを特徴とする請求項２記載のカード型携帯装置。
【請求項４】
端子基板の接続電極及び回路基板の接続パターンは両方共に、複数の接続ランドと、接続ランドを相互に結合する連結ランドとを有して構成されていることを特徴とする請求項２又は請求項３記載のカード型携帯装置。
【請求項５】
端子基板の接続電極と、回路基板の接続パターンとにはそれぞれレジストが被覆され、これらレジストには接続ランドの部位に開口が形成されて接続ランドが露出されており、上下に位置する各接続ランド間が半田接合されていることを特徴とする請求項４記載のカード型携帯装置。
【請求項６】
接続電極の接続ランドには半田ボールが設けられており、接続電極と接続パターンの上下に位置する各接続ランドが半田ボールにより接合されていることを特徴とする請求項４記載のカード型携帯装置。
【請求項７】
端子基板には複数の端子電極および複数の接続電極が配列配置され、回路基板には、その接続電極の配列位置に対応させて複数の接続パターンが配列配置されており、端子基板の端子電極配列方向の幅は、回路基板の接続パターン配列方向の幅よりも広いことを特徴とする請求項２乃至請求項６の何れか１つに記載のカード型携帯装置。
【請求項８】
端子基板の裏面には電子部品が搭載され、回路基板の端子基板載置領域には、前記電子部品に対応する部分に電子部品逃げ部としての穴部が形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか１つに記載のカード型携帯装置。
【請求項９】
端子基板が持つ基板面に沿う方向の線膨張係数と、回路基板が持つ基板面に沿う方向の線膨張係数とは、その差が２６．６ppm／℃以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れか１つに記載のカード型携帯装置。
【請求項１０】
端子基板と回路基板は、それぞれ、基板面に沿う方向の線膨張係数が等しい材料により構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れか１つに記載のカード型携帯装置。
【請求項１１】
カード型携帯装置は、通信機能を備えた通信カードであることを特徴とする請求項１乃至請求項１０の何れか１つに記載のカード型携帯装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばパソコンやデジタルカメラなどの機器に装着して使用されるカード型携帯装置に関するものである。
【０００２】
【背景技術】
近年、デジタルビデオカメラ、デジタルカメラ、携帯端末等の多量のデータを記憶する記憶媒体として、フラッシュメモリを用いたマルチメディアカードやＳＤcardが使用されている。これらのカードは、デジタルビデオカメラ等のカード差込スロットに挿入されてデータを格納し、その後には、例えば、パーソナルコンピュータ（パソコン）に装着してデータの編集を行うことができるものである。
【０００３】
また、例えばＰＤＡ（Personal Diaital Assistants（Personal Data Assistants））などの携帯端末に、携帯型電話機（例えば、ＰＨＳ(Personal Handy Hone System)）の基地局から音楽等のデータの配信を受けるときに、無線通信機能を備えた通信カードが必要になる場合がある。この通信カードは、その外形寸法やシリアル接続の電気条件等の仕様を、例えば、ＳＤcardの仕様に合致させて構成されている。特に、カード差込スロット内で機械的に接触する端子電極は、その数や配列形態、並びにカード表面からの端子電極の高さが規定されている。
【０００４】
これらの仕様を満たすために、図１６の断面図に示すように、通信カードにおいて、回路基板１は、筐体２のほぼ中央に配置されている。即ち、回路基板１は端部表面を露出させて筐体２に収納されており、その回路基板１の端部表面が筐体２の外表面３から高さｈ分だけ低い位置となるように、回路基板１の高さ位置が設定されている。その回路基板１の露出端部表面４には、図１７の平面図に示されるように、回路基板１の幅方向に、８つの端子電極５が横一列に配列され、１つの端子電極６が後退して配置されている。また、筐体２の内部には、回路基板１の両面を利用して、インターフェース回路、コントローラ、ベースバンド処理回路、メモリ等のＩＣ、更には、ＲＦ回路、アンテナ等の電子部品７が搭載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、例えば、ＳＤcardの厚みは２．１mmと規定されている。このため、回路基板１を筐体２のほぼ中央に配設する構成では、回路基板１の基板面と筐体２との間の間隔が狭く、高さ不足により、背の高い電子部品７を回路基板１に搭載することができない。背高の電子部品７を回路基板１に搭載しようとすると、必然的に通信カードの筐体２が厚くなってしまい、規格に適合しなくなってしまう。
【０００６】
また、通信カードは、ＰＤＡ等の使用機器のカード差込スロットに挿入し内部端子と接触することが反復して行われる。このことを考慮して、一般に、端子電極５，６の接触抵抗を低くし、且つ機械的摩擦に対する耐久性を高めるために厚肉の金メッキが施される。しかし、回路基板１の配線パターンを含めた全ての導体部分に金メッキを施すと、必然的にコストが高くなる。また、上述のような電子部品７を半田を利用して実装するときに、半田の中に金が拡散して半田接続の強度が弱くなり、電子部品実装の信頼性が低下するという課題がある。さらに、金の使用量を少なくするために、回路基板１に形成した端子電極５，６にのみ選択的に金メッキすることがあるが、製造工程が複雑になり製造コストが高くなるという課題がある。
【０００７】
本発明は上記課題を解決するために成されたものであり、その目的は、端子電極の高さを規定通りに確保しつつ、筐体内部における回路基板の配置位置を自在に設定できるカード型携帯装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成させるために、この発明は次に示す構成をもって前記課題を解決するための手段としている。すなわち、第１の発明は、電子部品が搭載されて回路が形成されている回路基板と、該回路基板をその一部分を露出させて収納する筐体と、表面に端子電極が配設されている端子基板とを備え、その端子基板は端子電極の位置を回路基板の露出部分に位置合わせして回路基板上に載置されており、端子電極は回路基板の基板面と異なる高さ位置に配置されており、前記筐体は、互いに間隔を介して対向し合う平行な対を成す板状の外壁を備え、該一方の外壁の内表面に添わせて回路基板が配置され、この回路基板の基板面と平行に端子基板の端子電極形成面が設置されており、端子基板の厚みにより端子電極形成面の高さ位置が設定されていることを特徴としている。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明の構成を備え、端子基板の表面には複数の端子電極が形成され、端子基板の裏面には、表面の端子電極と導通する複数の接続電極が形成されており、回路基板には、端子基板が載置される部分に、端子基板の各接続電極にそれぞれ対向して接続する接続パターンが形成されていることを特徴としている。
【００１１】
第３の発明は、第２の発明の構成を備え、端子基板の端子電極と接続電極は、それぞれ、互いに異なる導電体により形成されていることを特徴としている。
【００１２】
第４の発明は、第２又は第３の発明の構成を備え、端子基板の接続電極及び回路基板の接続パターンは両方共に、複数の接続ランドと、接続ランドを相互に結合する連結ランドとを有して構成されていることを特徴としている。
【００１３】
第５の発明は、第４の発明の構成を備え、端子基板の接続電極と、回路基板の接続パターンとにはそれぞれレジストが被覆され、これらレジストには接続ランドの部位に開口が形成されて接続ランドが露出されており、上下に位置する各接続ランド間が半田接合されていることを特徴としている。
【００１４】
第６の発明は、第４の発明の構成を備え、接続電極の接続ランドには半田ボールが設けられており、接続電極と接続パターンの上下に位置する各接続ランドが半田ボールにより接合されていることを特徴としている。
【００１５】
第７の発明は、第２〜第６の発明の何れか１つの発明の構成を備え、端子基板には複数の端子電極および複数の接続電極が配列配置され、回路基板には、その接続電極の配列位置に対応させて複数の接続パターンが配列配置されており、端子基板の端子電極配列方向の幅は、回路基板の接続パターン配列方向の幅よりも広いことを特徴としている。
【００１６】
第８の発明は、第１〜第７の発明の何れか１つの発明の構成を備え、端子基板の裏面には電子部品が搭載され、回路基板の端子基板載置領域には、前記電子部品に対応する部分に電子部品逃げ部としての穴部が形成されていることを特徴としている。
【００１７】
第９の発明は、第１〜第８の発明の何れか１つの発明の構成を備え、端子基板が持つ基板面に沿う方向の線膨張係数と、回路基板が持つ基板面に沿う方向の線膨張係数とは、その差が２６．６ppm／℃以下であることを特徴としている。
【００１８】
第１０の発明は、第１〜第８の発明の何れか１つの発明の構成を備え、端子基板と回路基板は、それぞれ、基板面に沿う方向の線膨張係数が等しい材料により構成されていることを特徴としている。
【００１９】
第１１の発明は、第１〜第１０の発明の何れか１つの発明の構成を備え、カード型携帯装置は、通信機能を備えた通信カードであることを特徴としている。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る実施形態例を図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１には第１実施形態例のカード型携帯装置である通信カードが模式的な斜視図により示されている。また、図２には図１のＸ−Ｘ部分の模式的な断面図が示され、図３には図１のＹ−Ｙ部分の模式的な断面図が示されている。
【００２２】
図１に於いて、通信カード１０の筐体１１は背の低い略直方体の形状をしている。また、通信カード１０の長手方向の一端側にはコネクタ部１２が設けられている。このコネクタ部１２は、通信カード１０が装着するパソコンやＰＤＡなどの機器のカード差込スロット内のコネクタと結合する部分であり、この第１実施形態例では、ＳＤcardの仕様に則って構成されている。即ち、筐体１１の外表面１３を基準にして定められた高さ位置に端子基板１４の端子面（端子電極形成面）１５が形成され、その端子面１５には８個の端子電極１６がほぼ横一列に配列されている。
【００２３】
通信カード１０の筐体１１は、図２及び図３に示すように、筐体１１の骨格を形成するフレーム１７と、筐体１１の上下の外表面を形成する上部カバー１８及び下部カバー１９とを有して構成されている。フレーム１７は、プラスチックスや樹脂、又は金属を用いた肉厚の４つの壁部材を角形に組合せた枠状の形態であり、筐体１１の側壁を形成している。
【００２４】
フレーム１７の上部には、その縁に沿って嵌合溝２０が延設されている。また、フレーム１７の下部には、コネクタ部１２側の壁部材１７ａ部分を除き、縁に沿って嵌合溝２１が形成されると共に、筐体内部側部分に回路基板２５の厚みとほぼ同じ深さの棚状部２２が形成されている。さらに、フレーム１７のコネクタ部１２側の壁部材１７ａの下部は、棚状部２２と面一の深さに削られて回路基板２５の表面２６と面接触する当接部２３が形成されている。また、コネクタ部１２側の壁部材１７ａの下部外側部分には、端子基板１４を嵌め込む段部２４が形成されている。
【００２５】
上部カバー１８と下部カバー１９は、金属又はプラスッチクスの薄板から構成され、その周縁には、ほぼ直角に折れ曲がった縁取り部１８ａ，１９ａが設けられている。この縁取り部１８ａ，１９ａがフレーム１７の嵌合溝２０，２１に嵌め込まれて、上部カバー１８及び下部カバー１９は、フレーム１７に取付けられている。これら上部カバー１８と下部カバー１９は、筐体１１に於いて、互いに間隔を介して対向し合う平行な板状の外壁を構成している。
【００２６】
この第１実施形態例では、回路基板２５は下部カバー１９上に例えば接着剤等により固着されている。この回路基板２５の一端部は、フレーム１７のコネクタ部１２側の壁部材１７ａよりも外側に露出配置され、それ以外の回路基板２５部分の端縁は、フレーム１７の下部の棚状部２２と、下部カバー１９との間の隙間に嵌め込まれている。
【００２７】
この構成により、筐体１１の内部に於いて、回路基板２５の表面２６から上部カバー１８の内表面までの空間２７は、一様な高さ空間となっている。この第１実施形態例では、回路基板２５は、通常使用される銅を素材とした配線パターンが形成されている単層又は多層の回路基板であり、筐体１１内部に於ける回路基板２５の表面２６には、高さ空間２７を利用して、インターフェース回路、コントローラ、ベースバンド処理回路、ＲＦ回路、アンテナ等の電子部品２８が搭載されている。
【００２８】
回路基板２５のフレーム１７の外に露出している端部表面３０には、端子基板１４が、その一部をフレーム１７の壁部材１７ａに設けた段部２４に嵌め込む形態で取り付けられている。この端子基板１４は、その端子面１５が上部カバー１８又は下部カバー１９の外表面から規定された高さ位置に配置される厚みに設定される。
【００２９】
また、端子基板１４は、図４（Ａ）に示す左側先端部が傾斜し、端子面１５の傾斜部分１４ａに位置する部分には１つの端子電極１６ａが、他の端子電極１６からずれた位置に配置されている。また、端子電極１６の配列のうち、右端の端子電極１６ｂは、他の端子電極１６に比べて電極幅が狭く形成されている。さらに、各端子電極１６の幅及び各端子電極１６間の間隔は予め定められた仕様通りとなっている。
【００３０】
端子基板１４の裏面３１には、図４（Ｂ）に示されるように、表面（端子面）１５の端子電極１６に一対一の関係でもってスルーホール３３を介して導通する複数の接続電極３２が設けられている。これら接続電極３２は、端子電極１６とほぼ同様な形状を有し、かつ、端子電極１６の配列位置に対向させて配列配置されている。
【００３１】
この第１実施形態例では、端子電極１６は、銅パターンの上にニッケルメッキが施され、このニッケル層の上に金が厚くメッキされて形成されている。また、接続電極３２は、回路基板２５との半田接続を考慮して銅や銅合金等の金属を用いて形成されている。さらに、スルーホール３３内には樹脂が充填されている。
【００３２】
また、回路基板２５の露出端部表面３０には、図５に示すように、複数の接続パターン３５が配列形成されている。これら接続パターン３５は、端子基板１４の接続電極３２と同じ形態及び同じ配列で配設され、接続電極３２に一対一に対向して接続するものである。これら接続パターン３５は、例えば、回路基板２５上に形成された配線パターン３６を介して、インターフェース回路２８に接続される。
【００３３】
このような接続パターン３５が形成されている回路基板２５の露出端部表面３０上に、前記端子基板１４が、裏面側の各接続電極３２をそれぞれ回路基板２５の対応する接続パターン３５に接合させて、取り付けられている。端子基板１４を回路基板２５に取り付けるときには、例えば、端子基板１４の裏面３１には、接続電極３２の上から半田フラックス（例えば、水溶性の耐熱フラックス）が塗布されている。一方、回路基板２５の露出端部表面３０には、接続パターン３５および配線パターン３６の上から予め半田フラックスが塗布され、更に、半田が塗布されている。そのような回路基板２５の露出端部表面３０の上に端子基板１４を重ね合わせ、接続電極３２と接続パターン３５を対向させる。そして、リフローの雰囲気中に置くことにより、接続電極３２と接続パターン３５との強固な半田接合がなされる。
【００３４】
この第１実施形態例では、回路基板２５と端子基板１４は、同じ材料により構成されており、回路基板２５の基板面に沿う方向の線膨張係数と、端子基板１４の基板面に沿う方向の線膨張係数とが同じである。このため、端子基板１４と回路基板２５を接合するためにリフロー炉に通した後の冷却工程において、それら端子基板１４と回路基板２５は同様な収縮率でもって収縮する。仮に、端子基板１４と回路基板２５の収縮率が異なるとすると、半田接合している端子基板１４と回路基板２５のうちの一方側が他方側よりも多く縮む。その結果、その端子基板１４と回路基板２５の半田接合体は反ってしまう。これに対して、この第１実施形態例では、端子基板１４と回路基板２５はほぼ同じ収縮率でもって収縮するので、そのような収縮率の差に起因した端子基板１４と回路基板２５の半田接合体の反りを防止することができる。これにより、端子基板１４の平坦な端子面１５を得ることができる。
【００３５】
この第１実施形態例では、回路基板２５とは別体の端子基板１４に端子電極１６を形成する構成としたので、回路基板２５の高さ位置を自由に設定しても、端子基板１４の厚みを適宜設定することで端子電極１６を規定の高さ位置に配置することができる。換言すれば、端子電極１６の規定の高さ位置に規制されずに、回路基板２５の高さ位置を自由に設定できて、この第１実施形態例の如く回路基板２５に背高の電子部品２８を搭載することが容易となる。
【００３６】
なお、この第１実施形態例では、端子基板１４は回路基板２５と等幅であったが、その端子基板１４は、回路基板２５とは別個に用意されるから、例えば、使用機器のカード差込スロットの仕様を考慮しながら、図６に示すように、端子基板３８に於ける端子電極１６の配列方向の幅Ｌ１を回路基板２５に於ける接続パターン３５の配列方向の幅Ｌ２よりも広く構成することができる。また、端子基板３８の寸法は変えずに回路基板２５の幅を狭めた設計が可能になる。
【００３７】
また、この第１実施形態例では端子電極１６に金を用いたが、接触抵抗や機械的摩擦に対する耐久性が得られる場合にはベリリューム等の他の金属を使用しても良い。また、端子基板１４の裏面３１に設けた接続電極３２にも端子電極１６と同様手法で金メッキを施しても良い。この場合には、端子基板１４のプリフラックス処理は必要でない。
【００３８】
以下に、第２実施形態例を説明する。なお、この第２実施形態例の説明において、第１実施形態例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。
【００３９】
この第２実施形態例では、図７に示されるように、端子基板１４の裏面３１に形成される接続電極３９はアレイタイプの形態と成している。このアレイタイプの接続電極３９は、図８に示すように、複数の接続ランド４０と連結ランド４１を有して構成されている。この図示の例では、複数の接続ランド４０が２列に配列され、連結ランド４１は列方向および行方向に隣り合っている接続ランド４０同士を結合している。
【００４０】
なお、図７では、アレイタイプの接続電極３９は一つしか図示されていないが、第１実施形態例の接続電極３２と同様に、この第２実施形態例においても、アレイタイプの接続電極３９は、端子面１５の端子電極１６の配列位置に対応させて複数配列形成されている。また、各接続電極３９は、それぞれ、スルーホール３３を介して端子面１５の対応する端子電極１６と一対一の関係でもって電気的に接続されている。
【００４１】
また、この第２実施形態例では、図９に示すように、回路基板２５の露出端部表面３０に形成される接続パターン４２も、前記接続電極３９と同様に、アレイタイプの形態を有している。つまり、接続パターン４２は、図１０に示すように、複数の配列配置された接続ランド４３と、これら接続ランド４３とを結合する連結ランド４４とを有して構成されている。
【００４２】
この第２実施形態例では、アレイタイプの複数の接続パターン４２は、接続電極３９の配列位置に対応させて、回路基板２５の露出端部表面３０上に配列配置されている。かつ、接続パターン４２の各接続ランド４３は、端子基板１４の接続電極３９の各接続ランド４０と正確に対向する位置関係を保つ位置に形成されている。複数の接続パターン４２は、配線パターン３６を介して例えば回路基板２５上のインターフェイス回路２８に接続されている。
【００４３】
端子基板１４は、当該端子基板１４の裏面の接続電極３９の各接続ランド４０を、回路基板２５の接続パターン４２の対応する接続ランド４３に半田接続させて、回路基板２５の露出端部表面３０上に取り付けられる。その端子基板１４側の接続ランド４０と、回路基板２５側の接続ランド４３とは、次に示すように結合される。
【００４４】
例えば、図１１に於いて、端子基板１４の裏面３１には、接続電極３９の上からレジスト４６が被装されている。このレジスト４６には、各接続ランド４０の形成位置に円形の開口４７が形成され、この開口４７から接続ランド４０の表面が露出している。換言すれば、１つの接続電極３９に対してレジスト４６の複数の開口４７がグリッド状に設けられて全ての接続ランド４０の表面が露出している。
【００４５】
回路基板２５の露出端部表面３０にも、上記同様に、接続パターン４２の上からレジスト４８が形成され、このレジスト４８には接続ランド４３の表面を露出させるための開口４９が設けられている。この開口４９から露出した接続ランド４３の上には半田５０が載せられている。
【００４６】
前記端子基板１４の裏面３１上に半田フラックスを塗布し、端子基板１４と回路基板２５を重ね合わせてリフロー炉に通すことにより、端子基板１４の接続ランド４０と回路基板２５の接続ランド４３が半田接合される。これにより、端子基板１４の裏面３１と回路基板２５の露出端部表面３０は強固に密着する。この結果、端子電極１６の形成に起因した端子基板１４の反りが改善され、端子面１５が平坦になる。
【００４７】
また、端子基板１４を回路基板２５上に載置したときに、端子基板１４の接続ランド４０と回路基板２５の接続ランド４３との相対位置が若干ずれていても、リフローのときに、接続ランド４０，４３のグリッド配列構成と半田の表面張力により自己整列（セルフアライメント）機能が働き、端子基板１４は、正確に回路基板２５の定められた位置に固定される。
【００４８】
そして、仮に、リフロー後に、上下に位置する接続電極３９と接続パターン４２に於いて、数個の接続ランド４０，４３間に接続不良が発生しても、他の接続ランド４０，４３間の接合を確保できるので、接続電極３９と接続パターン４２は電気的に接続され接続不良を防止することができる。なお、端子基板１４の接続ランド４０は、半田接続を考慮して銅や銅合金などの金属により構成されている。その接続ランド４０の表面に金メッキを施してもよい。
【００４９】
端子基板１４側の接続ランド４０と、回路基板２５側の接続ランド４３との結合手法には、次に示すような手法もある。例えば、図１２に示すように、端子基板１４の各接続ランド４０には半田ボール５１が付設されている。換言すれば、各接続電極３９毎に複数の半田ボール５１がグリッド状に形成されている。一方、回路基板２５の露出端部表面３０には、接続パターン４２及び配線パターン３６の上から半田フラックスが被覆されている。
【００５０】
そのような端子基板１４と回路基板２５を重ね合わせてリフロー炉の中を通すことにより、半田ボール５１が溶け、端子基板１４の接続ランド４０は回路基板２５の接続ランド４３に半田付けされる。この場合にも、前記同様に、セルフアライメント機能が働き、端子基板１４を回路基板２５に実装するときの高い位置精度が容易に得られる。
【００５１】
この第２実施形態例では、接続ランド４３は銅材料を用いて形成されており、半田ボール５１は、その接続ランド４３と接触するので、半田の濡れが良く、半田接続後にも十分な結合強度が得られる。これにより、端子基板実装の信頼性を確保することができる。よって、端子基板１４と回路基板２５との結合強度を高めるために、アンダーフィル材を用いる必要がなく、その分製造コストを引き下げることができる。
【００５２】
以下に、第３実施形態例を説明する。なお、この第３実施形態例の説明において、第１や第２の各実施形態例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。
【００５３】
図１３には、この第３実施形態例に於いて特徴的な構成が模式的なモデル図により簡略化されて示されている。この図１３に示すように、この第３実施形態例では、端子基板１４の裏面側には電子部品５５が搭載されている。また、この端子基板１４の裏面には、電子部品５５の形成領域を避けて、接続電極３２（３９）が形成されている。
【００５４】
この第３実施形態例では、電子部品５５は、外乱ノイズ除去用の電子部品（例えば、バイパスコンデンサやフィルタなどのチップ部品）であり、例えば、当該電子部品５５は、端子基板１４の表面の端子電極１６と裏面の接続電極３２（３９）とを接続させるための導通経路の途中に介設されている。この外乱ノイズ除去用の電子部品５５によって、外部からのノイズが回路基板２５側に進入することを防止することができる。これにより、通信カードの動作の安定性を高めることができる。
【００５５】
回路基板２５の端子基板載置領域３０には、電子部品５５に対向する部分に、電子部品逃げ部としての穴部５６が形成されている。また、この回路基板２５の端子基板載置領域３０には、端子基板１４の接続電極３２（３９）に接続する接続パターン３５（４２）や、配線パターン３６が形成されている。なお、穴部５６は、電子部品５５の背の高さを考慮して、回路基板２５の表面側から裏面側に貫通する貫通孔と、貫通していない凹部との何れの形態を採用してもよいものである。
【００５６】
上記以外の構成は第１や第２の各実施形態例とほぼ同様である。
【００５７】
以下に、第４実施形態例を説明する。なお、この第４実施形態例の説明において、第１〜第３の各実施形態例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。
【００５８】
この第４実施形態例では、端子基板１４と回路基板２５は互いに異なる材料により構成されており、それら端子基板１４と回路基板２５は、基板面に沿う方向の線膨張係数の差が２６．６ppm／℃以下となっている。このように端子基板１４と回路基板１５の線膨張係数の差を小さくすることによって、端子基板１４と回路基板１５をリフローにより半田接合して冷却したときに、端子基板１４と回路基板１５の半田接合体の反りを例えば０．２mm以下というように、非常に小さく抑制することができる。
【００５９】
以下に、上記反りを抑制するための線膨張係数の差の数値が導き出された原理を説明する。
【００６０】
端子基板１４の基板面に沿う方向の温度平均線膨張係数をａ（１／℃）とし、回路基板２５の基板面に沿う方向の温度平均線膨張係数をｂ（１／℃）とする。また、常温（２５℃）と半田の融点との温度差をΔｔとする。なお、ここでは、温度平均線膨張係数とは、常温から半田の融点までの温度範囲内における線膨張係数の値の平均値とする。
【００６１】
ここでは、基板面に沿う方向にのみ着目する。まず、端子基板１４と回路基板２５を半田融点まで加熱すると、端子基板１４は、常温のときと比べて（１＋ａΔｔ）倍に膨張し、また、回路基板２５は、常温のときと比べて（１＋ｂΔｔ）倍に膨張する。リフローでは、この膨張した状態で端子基板１４と回路基板２５が半田接続される。
【００６２】
然る後に、それら端子基板１４と回路基板２５の半田接合体を常温まで冷却すると、端子基板１４は、半田融点加熱時に比べて（１／（１＋ａΔｔ））に収縮し、また、回路基板２５は、半田融点加熱時に比べて（１／（１＋ｂΔｔ））に収縮する。端子基板１４の線膨張係数ａと、回路基板２５の線膨張係数ｂとが異なる場合には、その線膨張係数の差に起因して端子基板１４と回路基板２５の収縮率に差が生じる。この収縮率の差によって、図１４（Ａ）に示されるように、端子基板１４と回路基板２５の半田接合体は反ってしまう。なお、図１４（Ａ）の図示は、端子基板１４の線膨張係数ａが回路基板２５の線膨張係数ｂよりも大きい（ａ>ｂ）場合の一例である。
【００６３】
ここで、端子基板１４と回路基板２５が厚み方向に対称的であると仮定すると、端子基板１４と回路基板２５に均一に応力がかかって、端子基板１４と回路基板２５の半田接合体は何れの場所でも同じ曲率半径Ｒで反る。
【００６４】
端子基板１４と回路基板２５の中心間の間隔をｒとし、端子基板１４の反りによる１／（１＋ａΔｔ）の長さの成す角度をθとすると、数式（１）、（２）が成立する。
【００６５】
２πＲ・θ／２π＝Ｒ・θ＝１／（１＋ａΔｔ）・・・・・・（１）
【００６６】
２π（Ｒ＋ｒ）・θ／２π＝（Ｒ＋ｒ）・θ＝１／（１＋ｂΔｔ）・・・（２）
【００６７】
数式（１）を整理すると、１／θ＝Ｒ・（１＋ａΔｔ）の数式（３）が得られ、また、数式（２）を整理すると、１／θ＝（Ｒ＋ｒ）・（１＋ｂΔｔ）の数式（４）が得られる。これら数式（３）、（４）により、数式（５）が得られる。
【００６８】
Ｒ・（１＋ａΔｔ）＝（Ｒ＋ｒ）・（１＋ｂΔｔ）・・・・・・（５）
【００６９】
この数式（５）を整理すると、Ｒ＝ｒ・（１＋ｂΔｔ）／（（ａ−ｂ）・Δｔ）の数式（６）が得られる。
【００７０】
ところで、図１４（Ｂ）に示すように、長さＬの基板が曲率半径Ｒでもって反って、基板端部が基板中央部に対してΔｍ分だけ浮き上がったとすると、数式（７）、（８）が成立する。
【００７１】
２πＲ・θ／２π＝Ｒ・θ＝Ｌ・・・・・・（７）
【００７２】
Δｍ＝Ｒ（１−cos（θ／２））・・・・・・（８）
【００７３】
数式（７）を利用して、数式（８）を近似すると、数式（９）が得られる。
【００７４】
Δｍ＝Ｒ（１−（１＋（θ／２）２）／２！）＝Ｒ・Ｌ２／８Ｒ２・・・（９）
【００７５】
この数式（９）を整理すると、Ｒ＝Ｌ２／８Δｍの数式（10）が得られる。
【００７６】
例えば、ＳＤcardの規格の場合、端子基板１４の幅Ｌは約２０mmである。この端子基板１４と、回路基板２５との半田結合体の反りの許容限界値を０．２mmとすると、数式（10）により、反りが許容限界値（Δｍ＝０．２）のときの曲率半径Ｒ（Ｒ＝２０２／（８×０．２））は２５０となり、端子基板１４と回路基板２５の半田接合体の反りを前記許容限界値以下とするためには、Ｒ≧２５０の数式（11）を満たす必要がある。
【００７７】
また、端子基板１４の厚みを１．０mmとし、回路基板２５の厚みも１．０mmとし、半田の厚みを無視した場合、ｒは１．０mmとなる。さらに、鉛はんだの融点は約１７５℃であり、この融点と常温２５℃との温度差Δｔは約１５０℃となる。なお、鉛フリーはんだの場合には、融点は約１９０℃であり、当該融点と常温との温度差Δｔは約１６５℃となる。
【００７８】
ここでは、鉛はんだについて考えるとすると、数式（６）により、Ｒ＝１．０×（１＋１５０ｂ）／１５０（ａ−ｂ）が得られ、数式（11）により、１．０×（１＋１５０ｂ）／１５０（ａ−ｂ）≧２５０の数式（12）が得られる。この数式（12）を整理すると、数式（13）が得られる。
【００７９】
１／（ａ−ｂ）≧（１／（１＋１５０ｂ））×0.0375×１０６・・・・（13）
【００８０】
一般に、線膨張係数はppmオーダーであり、非常に小さいので、数式（13）を近似して、１／（ａ−ｂ）≧0.0375×１０６の数式（14）が得られ、さらに、この数式（14）を整理すると、数式（15）が得られる。
【００８１】
（ａ−ｂ）≦２６．６×１０６・・・・（15）
【００８２】
この数式（15）に示されるように、端子基板１４と回路基板２５の半田接合体の反りを０．２mm以下に小さく抑制するためには、端子基板１４と回路基板２５の線膨張係数の差（ａ−ｂ）を２６．６ppm／℃以下とする必要があることが分かる。
【００８３】
また、端子基板１４と回路基板２５の半田接合体の反りを０．１mm以下に小さく抑制するためには、上記同様に求めると、端子基板１４と回路基板２５の線膨張係数の差（ａ−ｂ）を１３．３ppm／℃以下とする必要がある。
【００８４】
以上のように、端子基板１４と回路基板２５を互いに異なる材料により形成する場合には、端子基板１４と回路基板２５の半田接合体の反りを小さく抑制するために、線膨張係数の差が非常に小さい材料によって端子基板１４と回路基板２５をそれぞれ構成することが好ましい。
【００８５】
なお、この発明は第１〜第４の各実施形態例の形態に限定されるものではなく、様々な実施の形態を採り得る。例えば、第１〜第４の各実施形態例では、ＳＤcardの規格に基づいた通信カードを例にして説明したが、本発明は、例えば、ＰＤＡなどの情報端末機器に装着して使用される例えばメモリカードなどの他の形態のカード型携帯装置に適用してもよいものである。
【００８６】
例えば、図１５（Ａ）には本発明を適用したカード型携帯装置の一例が模式的な斜視図により示され、図１５（Ｂ）には図１５（Ａ）のカード型携帯装置の側面図が模式的に示されている。このカード型携帯装置６０では、回路基板６１がその端領域の一部分を露出させて筐体６２内に収容配置されており、その回路基板６１の露出部分に別個の端子基板６３が搭載されている。この端子基板６３の表面に端子電極６４が形成されている。この端子電極６４の表面は筐体６２の外表面とほぼ同一平面と成している。この例では、回路基板６１の表裏両面に電子部品６５が形成されている。
【００８７】
この構成においても、端子電極６４が回路基板６１とは別体の端子基板６３に形成されることによって、前記各実施形態例と同様の効果を得ることができる。
【００８８】
また、第４実施形態例では、端子基板１４の裏面に設けられる電子部品５５は、外乱ノイズ除去用の部品であったが、端子基板１４の裏面の電子部品は、例えば、回路基板の回路を構成する部品であってもよく、外乱ノイズ除去用の部品に限定されない。
【００８９】
【発明の効果】
この発明によれば、回路基板の基板面に端子電極を設けるのではなく、回路基板に別体の端子基板を設け、この端子基板に端子電極を形成する構成であるので、規格等による端子電極の規定の高さ位置に規制されることなく、回路基板の配置位置を自由に設計することができる。これにより、設計の自由度が高まって、例えば、背高な電子部品を実装することが容易な筐体内の高さ位置に回路基板を配置することが可能となる。
【００９０】
そのように回路基板の高さ位置を設計しても、端子基板は回路基板とは別体に設けられるので、回路基板の取付形態に拘わらず端子基板の厚みを適宜選択することによって、規定された端子電極の高さを確保することができる。また、端子電極の高さ位置の規格には許容される範囲があり、ＰＤＡなどの機器との接続をより確実に行わせるためには、その規格範囲内の上限値あるいは上限近傍の高さ位置に（つまり、外面にできるだけ近い位置に）端子電極を配置することが好ましい。この発明では、回路基板とは別個の端子基板に端子電極を形成するので、回路基板の配置位置に規制されずに、端子電極を規格範囲内の上限あるいはその近傍の高さ位置に配置することができる。このため、ＰＤＡなどの機器との接続が良好で信頼性の高いカード型携帯装置を提供することができる。また、端子基板は、回路基板に対し搭載機で自動的に実装可能であり、更に、通常のプリント基板で作製できるので、安価な製造価格で実現できる利点がある。
【００９１】
さらに、別体の端子基板は、回路基板と異なる幅に構成することができるので、回路基板の幅の如何に拘わらず端子基板の幅を自由に設定することが可能となる。例えば、回路基板の幅よりも広げ、筐体の幅と同じに構成したり、或いは筐体の幅よりも広くして筐体からはみ出した構成とすることもできる。このような端子基板の幅を回路基板の幅よりも大きくする設計も低価格で実現することができる。また、端子基板は回路基板とは別体であるので、例えば、回路基板の寸法精度はそのままで、端子基板のみ寸法精度を上げて端子基板の寸法公差を厳しく設計できる。仮に、回路基板の寸法精度を向上させると、回路基板はサイズが大きいので、コストが非常に掛かることとなるが、この発明では、回路基板の寸法精度を上げずに、サイズが小さい別体の端子基板の寸法精度を上げることができ、これにより、コスト増加を抑制しつつ、携帯端末などの機器と接続する部分の寸法精度が高まって接続の信頼性を向上させることができる。
【００９２】
さらに、回路基板が、筐体の外壁を形成する如く外壁内表面に添わせて配置されているので、筐体内部の電子部品を搭載する空間を、端子基板に近い側を含めて可能な限り高く構成することができる。このため、回路基板に搭載する電子部品は、筐体内部空間の高さの範囲内で、背丈をあまり考慮することなく自由な配置が可能となる。さらに、端子電極の高さ位置は、回路基板の高さ位置や厚みによらずに端子基板の厚みの選択により自由に設定することができるので、端子電極を仕様通りの高さ位置に配置することができる。
【００９３】
さらに、端子基板の裏面には接続電極が形成され、回路基板には、端子電極の代わりに、端子基板の接続電極と結合する接続パターンが設けられているものにあっては、回路基板の接続パターンは、端子基板の接続電極との安定した結合強度を得られる材料により形成されていればよく、端子電極のような機械的な摩擦接触を考慮した厚肉の金メッキを施さなくともよいものである。このため、端子電極を回路基板に形成する場合に発生する問題、つまり、回路基板の配線パターンを含めた全ての導体部分に金メッキを施してコストが高くなるという問題や半田に金が拡散して半田接続の強度が劣化するという問題を防止することができるし、また、選択的に金メッキを施すことにより製造工程が煩雑化して製造コストが高くなるという問題も防止することができる。
【００９４】
また、端子基板の表面に端子電極のみを形成することにより、そのようなコストの問題や半田接続強度の問題の発生無く、機械的な摩擦接触を考慮した例えば金メッキを施した端子電極を形成することができる。
【００９５】
さらに、端子基板に於ける端子電極と接続電極を互いに異なる導電体で構成するものにあっては、端子電極と接続電極にそれぞれ要求される機能に合わせて構成材料を選定することができる。例えば、端子電極には、接触抵抗が小さく且つ耐磨耗性の高い金属で形成し、一方、接続電極には、回路基板の接続パターンとの接合の信頼性を高めることができる金属により形成することができる。
【００９６】
さらに、端子基板の接続電極と回路基板の接続パターンが複数の接続ランドと連結ランドにより構成されているものにあっては、接続電極と接続パターンは、複数の接続ランドで接続されるので、仮に１つの接続ランドで接続不良が発生しても、他の接続ランドが接続されていれば、接続電極と接続パターンの電気的な接続を良好に保持することができる。これにより、接続電極と接続パターンの接続不良を著しく低下させることができる。
【００９７】
また、接続電極の接続ランドと接続パターンの接続ランドを、端子基板を回路基板に実装するときに正確に上下対向する位置関係となるように形成することによって、半田を用いたリフロー時にセルフアライメント機能が働き、回路基板に対する端子基板の高い位置精度が簡単に得られる。
【００９８】
さらに、端子基板の接続電極および回路基板の接続パターンにはレジストが被覆され、このレジストには接続ランドの部位に開口が形成されて接続ランドが露出されているものにあっては、端子基板の接続電極形成面と、回路基板の接続パターン形成部分とは、所謂、ＬＧＡ(Land Grid Array)構造であり、端子基板をＬＧＡ部品として回路基板に実装できる。このため、端子基板を回路基板に密着して結合することができる。これにより、端子電極の形成に起因して実装前の端子基板に反りが生じていても、回路基板に端子基板を半田接合させることにより、端子基板の端子電極形成面を平坦にすることができる。
【００９９】
さらに、端子基板の接続電極を構成する接続ランドに半田ボールが設けられているものにあっては、端子基板は、所謂、ＢＧＡ(Ball Grid Array)部品であり、端子基板をＢＧＡ部品として回路基板に実装できる。したがって、端子基板の各接続電極は、多数の接点で回路基板の接続パターンと接続されることとなり、端子基板と回路基板の安定した結合を維持することができる。
【０１００】
さらに、端子基板の幅を回路基板の幅よりも広く構成するものにあっては、回路基板の構成の如何に拘わらず、仕様を満たす広さの端子基板形成面を設けた端子基板を低コストで設計することができる。また、回路基板の幅を狭くして筐体の骨格を頑丈な構造とし、装置の強度を高めることが可能となる。この場合でも、端子基板の幅は、要求される仕様を満たす構成とすることができる。
【０１０１】
端子基板の裏面に電子部品を配設し、回路基板の端子電極載置領域には、その電子部品逃げ部としての穴部が形成されているものにあっては、電子部品の搭載可能領域を拡大することができる。また、外乱ノイズ除去用の電子部品を端子基板の裏面に設けて当該電子部品を端子電極から回路基板の回路に至るまでの導通経路の途中に介設するように配線することによって、外乱ノイズが回路基板の回路に進入することを防止することができる。この場合には、回路動作の安定性が向上して、信頼性の高いカード型携帯装置を提供することができる。
【０１０２】
端子基板の基板面に沿う方向の線膨張係数と、回路基板の基板面に沿う方向の線膨張係数とが等しい、あるいは、それら端子基板と回路基板の線膨張係数の差が２６．６ppm／℃以下であるものにあっては、端子基板と回路基板を接合するために加熱した後に、端子基板と回路基板の接合体を冷却した際に、それら端子基板と回路基板の収縮率がほぼ等しくなるので、端子基板と回路基板の収縮率の差に起因した端子基板と回路基板の接合体の反りをほぼ抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るカード型携帯装置の第１実施形態例を示す斜視図である。
【図２】図１の一点破線Ｘ−Ｘ部分に於ける断面図である。
【図３】図１の一点破線Ｙ−Ｙ部分に於ける断面図である。
【図４】第１実施形態例のカード型携帯装置を構成する端子基板の一例を示し、（Ａ）は表面図、（Ｂ）は裏面図である。
【図５】第１実施形態例のカード型携帯装置を構成する回路基板の簡略化した平面図である。
【図６】本発明のカード型携帯装置に於ける端子基板の他の実施形態例を示す平面図である。
【図７】第２実施形態例のカード型携帯装置を構成する端子基板を裏面側から見た平面図である。
【図８】図７の接続電極の構成を示す説明図である。
【図９】第２実施形態例のカード型携帯装置に於ける回路基板を説明するための平面図である。
【図１０】図９の接続パターンの構成を説明するための図である。
【図１１】端子基板と回路基板の結合手法を説明するための一部断面側面図である。
【図１２】端子基板と回路基板のその他の結合手法を説明するための一部断面側面図である。
【図１３】第３実施形態例を説明するための図である。
【図１４】端子基板と回路基板の接合体の反りを防止するための線膨張係数条件の求め方を説明するための図である。
【図１５】本発明に係るその他の実施形態例を説明するための図である。
【図１６】カード型携帯装置である通信カードの一従来例を説明するための断面側面図である。
【図１７】図１６の通信カードを構成している回路基板の簡略化した平面図である。
【符号の説明】
１１  筐体
１２  コネクタ部
１４，３８  端子基板
１５  端子面
１６  端子電極
２５  回路基板
２８，５５，６５  電子部品
３２，３９  接続電極
３５，４２  接続パターン
３６  配線パターン
４０，４３  接続ランド
４１，４４  連結ランド
４６，４８  レジスト
５０  半田
５１  半田ボール
【図１】
0003894031.tif 000002
【図２】
0003894031.tif 000003
【図３】
0003894031.tif 000004
【図４】
0003894031.tif 000005
【図５】
0003894031.tif 000006
【図６】
0003894031.tif 000007
【図７】
0003894031.tif 000008
【図８】
0003894031.tif 000009
【図９】
0003894031.tif 000010
【図１０】
0003894031.tif 000011
【図１１】
0003894031.tif 000012
【図１２】
0003894031.tif 000013
【図１３】
0003894031.tif 000014
【図１４】
0003894031.tif 000015
【図１５】
0003894031.tif 000016
【図１６】
0003894031.tif 000017
【図１７】
0003894031.tif 000018