JP4403647B2

JP4403647B2 - 記録媒体カード及びその製造方法

Info

Publication number: JP4403647B2
Application number: JP2000268949A
Authority: JP
Inventors: 昌洋木下; 靖英田辺
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2000-09-05
Filing date: 2000-09-05
Publication date: 2010-01-27
Anticipated expiration: 2020-09-05
Also published as: JP2002074314A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばメモリカード等のＰＣカードに使用して好適な記録媒体カード及びその製造方法に関し、詳しくは、超小型化及び薄型化を可能にすると共に、曲げ応力及びひねり応力に優れた記録媒体カード及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、例えばコンピュータ機器やＡＶ（Audio Visual）機器等の外部の電子機器装置に挿脱可能にされ、半導体メモリや制御回路を内蔵した携帯型の記録媒体カードが普及している。詳しくは、この種の記録媒体カードは、基板に半導体メモリ等のチップ部品を実装し電子回路を構成した回路基板を、上ハーフ及び下ハーフからなるプラスチック成形材からなる外装筐体で外装して構成されている。
【０００３】
図１３は上述した記録媒体カードの一例を示したメモリカードの分離状態の斜視図である。
符号３０が外装筐体の一方側を構成する上ハーフ、３１が外装筐体の他方側を構成する下ハーフであり、符号３２がこれら両ハーフ３０，３１により外装される回路基板である。この回路基板３２の裏面に半導体メモリ等のチップ部品３３がむき出し状にベア実装され電子回路を構成している。
【０００４】
ここで、回路基板３２は下ハーフ３１に形成した位置決めピン３４，３４に位置決め孔３５，３５が位置決めされて収納され、この下ハーフ３１に上ハーフ３０を接合し、両ハーフ３０，３１の外周部の接合面３０ａ，３１ａを超音波溶着することによって一体に合体されメモリカードが構成される。尚、回路基板３２の一端側裏面には接続端子３６が設けられ、この接続端子３６が下ハーフ３１に形成した窓孔３７から露出し、外部の電子機器装置と電気的に接続される。このように構成したメモリカードは、長手方向の長さＷ₁が５０ｍｍ、短手方向の長さＷ₂が２１．５ｍｍ、厚みＤ₁は２．８ｍｍである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したメモリカードは、回路基板３２を外装している上下両ハーフ３０，３１の外周部接合面が超音波溶着されている構造であり、しかも、上下両ハーフ３０，３１自体も薄肉であるので、例えばメモリカードの曲げ応力やひねり応力等の断面二次モーメントに対して限界があり、いわゆる、外部ストレスに対して耐え得る強度が不十分である。
【０００６】
また、上下両ハーフ３０，３１の外周部接合面を超音波溶着する方法は、接合面以外の両ハーフの特に中央部分が膨れ上がったり、逆に凹んだりしてメモリカード自体の寸法仕様を満足することができないこともある。
【０００７】
さらに、超音波溶着による方法では、高周波振動により例えば、回路基板上に実装したチップ部品の破損を生じる可能性がある。
【０００８】
本発明は、上述したような課題を解消するためになされたもので、曲げ応力やひねり応力等の外部ストレスに対して十分な強度を有すると共に、カードの寸法仕様を満足することのできる記録媒体カード及びその製造方法を得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため本発明による記録媒体カードは、上ハーフと下ハーフとにより合体式に構成される外装筐体と、チップ部品等が実装されている回路基板とを有し、外装筐体の上ハーフ及び下ハーフの内面に熱硬化性充填材を充填し、この上ハーフ及び下ハーフで回路基板を挟み付けて合体することで、外装筐体と回路基板とを熱硬化性充填材と共に一体化されるようにしたものである。
【００１０】
上述した記録媒体カードによれば、回路基板と共に実装したチップ部品等が熱硬化性充填材によりモールドされ、外装筐体と回路基板とを電気絶縁性の熱硬化性充填材と共に一体化されることで、記録媒体カードの曲げ応力及びひねり応力等の外部ストレスに対して十分に耐え得る強度を有することができる。しかも、熱硬化性充填材により密閉されていることから、チップ部品等の防湿及び防水機能と共に、チップ部品のリード端子を断線から保護することができる。
【００１１】
また、本発明の記録媒体カードは、接続端子及びスイッチ部品との境界部分のハーフ内面に粘性の高い熱硬化性樹脂のダム材を形成し、熱硬化性充填材が接続端子及びスイッチ部品へ充填されないようにしている。
【００１２】
また、本発明の記録媒体カードは、外装筐体の上ハーフ及び下ハーフの裏面長手方向に筋状の溝を形成することで、熱硬化性充填材の流動の方向性と充填量の均一化を可能にしている。
【００１３】
また、本発明の記録媒体カードは、チップ部品が実装された側と対応するハーフ裏面を仕切り壁により複数の区画室を形成し、各区画室に対応するチップ部品の容積に応じて当該区画室への熱硬化性充填材の充填量を調整する。
【００１４】
また、本発明の記録媒体カードの製造方法は、上ハーフ及び下ハーフとからなる合体式の外装筐体内にチップ部品を実装した回路基板を収納した記録媒体カードの製造方法であって、外装筐体の上ハーフ及び下ハーフ内面に熱硬化性充填材を充填し、この上ハーフ及び下ハーフで回路基板を挟み付けて合体し、接続端子及びスイッチ部品との境界部分のハーフ内面に粘性の高い熱硬化性樹脂のダム材を形成し、熱硬化性充填材が接続端子及びスイッチ部品へ充填されないようにし、さらに、熱硬化性充填材を熱処理し硬化することで、外装筐体と回路基板とが硬化した熱硬化性充填材と共に一体化される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による記録媒体カード及びその製造方法の実施の形態をメモリカード及びその製造方法を例にとって図面を参照して説明する。
【００１７】
図１はメモリカードを表面側より見た外観斜視図、図２は同じく裏面側より見た外観斜視図、図３はメモリカードの外装筐体である上ハーフと下ハーフと回路基板との分離状態の外観斜視図、図４は上ハーフを裏面側より見た外観斜視図、図５は図１のＡ−Ａ線拡大断面図である。
【００１８】
メモリカードの全体を符号１で示し、メモリカード１の挿入方向側を矢印マーカー２で示す。メモリカード１の外装筐体３は上ハーフ４と下ハーフ５との２枚のハーフで合体式に構成され、外装筐体３は耐薬品性及び機械的強度の高い例えば、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）から射出成形されている。ここで、メモリカード１のサイズは挿入方向と平行する長手方向の辺の長さＷ₃は３１ｍｍ、挿入方向と直交する短手方向の辺の長さＷ₄は２０ｍｍ、厚みＤ₂が１．６ｍｍに規格されている。
【００１９】
上述した外装筐体３内に回路基板６が内蔵されている。回路基板６はガラスエポキシ基板からなるマザーボードに配線パターンが形成され、この回路基板６の上面側に半導体メモリ等の複数のチップ部品７がベア実装され電子回路を構成している。また、回路基板６の上面側には半導体メモリへのデータの書き込み禁止及び書き込み可能を設定するための切換つまみ８を有する誤消去防止用のスライドスイッチ９が開口窓１０を跨がるようにして実装されている。さらに、回路基板６の下面側には挿入方向側の先端部に複数の接続端子１１がパターン形成されている。
【００２０】
さて、外装筐体３の上ハーフ４は、図４に示すように外周部に側壁４ａを有し、裏面に上述したスライドスイッチ９の収容部４ｂを包囲するリブ壁１２が側壁４ａと同一高さに形成されている。また、上ハーフ４の後部側壁に一対のリブ状突起１３，１３が形成されていると共に、上ハーフ４の前部側に位置決め突起１４が形成されている。尚、符号１５は上ハーフ４の表面に形成されているラベルエリアである。
【００２１】
外装筐体３の下ハーフ５は、外周部に側壁５ａを有し、下ハーフ５の先端側にスリット状の複数の窓孔１６が形成され、この窓孔１６から上述した回路基板６の接続端子１１が下ハーフ５の下面より露出するようにされている。また、下ハーフ５の裏面に上述したスライドスイッチ９の収容部５ｂを包囲するリブ壁１７が形成され、このリブ壁１７で囲まれた下ハーフ５の部分にスライドスイッチ９の切換つまみ８が臨む孔１８が形成されている。さらに、下ハーフ５の後部側壁に上ハーフ４のリブ状突起１３，１３と係合される一対の凹部１９，１９と、上ハーフ４の位置決め突起１４と係合される凹溝２０が形成されている。
【００２２】
ここで、外装筐体３の上ハーフ４と下ハーフ５とにより挟み込まれて収納される回路基板６は、下ハーフ５の窓孔１６の面部１６ａ、リブ壁１７の上面及び段部２１，２１上に当接し、回路基板６の下面が実質的に下ハーフ５の裏面と所定の間隙を有するようにされている。この間隙に後述するメモリカード１の組付け工程において熱硬化性樹脂からなる例えばエポキシ系樹脂の接着性充填材が充填される。
【００２３】
また、上ハーフ４はリブ壁１２が回路基板６の上面に当接すると共に、上ハーフ４の外周部の側壁４ａが下ハーフ５の外周部の側壁５ａに接合され、回路基板６の上面に実装されているチップ部品７及びスライドスイッチ９の上面が上ハーフ４の裏面と所定の間隙を有するようにされている。この間隙を含む回路基板６上の空間に後述するメモリカード１の組付け工程において熱硬化性樹脂からなるエポキシ系樹脂の接着性充填材が充填される。
【００２４】
次に、図６ａ〜図６ｄを参照してメモリカード１の製造手順について説明する。尚、図では図１においてＢ−Ｂ線からメモリカード１を短手方向に切断した断面図を示してある。
【００２５】
まず、図６ａに示すように上ハーフ４を裏返しにし、この上ハーフ４の裏面内に接着性充填材２２をポッティング状態に所定量充填する。この接着性充填材２２は比較的に粘性があり、従って、充填状態では上ハーフ４の全面に流れ出すこともなくポッティング状に留まる。かくして、チップ部品７及びスライドスイッチ（図示せず）を実装した回路基板６を、その実装側を下向きにして接着性充填材２２を充填した上ハーフ４に押し付けながら組付ける。この組付け操作により、接着性充填材２２は下ハーフ４の全面に流動し図６ｂに示すように回路基板６と上ハーフ４との空間内全体に充満する。
【００２６】
この際、上ハーフ４の空間内に充満した接着性充填材２２は、スライドスイッチ９の収容部４ｂを包囲するリブ壁１２によって阻止され、スライドスイッチ９側に接着性充填材２２の流入を防止している。尚、上ハーフ４に接着性充填材２２を充填する前に図７に示すようにリブ壁１２の周囲に予め接着性充填材２２より粘性の高いダム材２３を塗布することによって、接着性充填材２２がダム材２３に阻止され、収容部４ｂ内への接着性充填材２２の流入を効果的に防止することができる。
【００２７】
また、上ハーフ４に回路基板６を組付けたとき、上ハーフ４から接着性充填材２２が漏れ出さないように、下ハーフ４の容積に対してチップ部品７の体積を計算して接着性充填材２２の充填量が決められる。
【００２８】
また、上ハーフ４に図８に示すように裏面長手方向に並行する細溝２４を形成することによって、接着性充填材２２を充填した上ハーフ４に回路基板６を押し付けて組付けたとき、接着性充填材２２が細溝２４に沿って流動しやすくなり、これによって、上ハーフ４のスライドスイッチ収容部４ｂ以外に接着性充填材２２を均一に充満させることができる。尚、細溝２４の形状としては図９ａに示すような円弧状溝２４ａであったり、あるいは図９ｂに示すようにＶ溝２４ｂでもよく、その他の溝形状でもよい。
【００２９】
また、チップ部品７が対応する上ハーフ４内に接着性充填材２２を充填する別の充填方法として、図１０及び図１１ａに示すように上ハーフ４の裏面を仕切壁２５により複数の例えば３つの区画室２５ａ，２５ｂ，２５ｃに形成し、各区画室２５ａ，２５ｂ，２５ｃに対応するチップ部品の容積に応じ、それぞれの区画室２５ａ，２５ｂ，２５ｃへ充填する熱硬化性充填材の接着性充填材の充填量を調整するものである。例えば、区画室２５ａには対応するチップ部品の容積が小さいので接着性充填材２２は多い充填量となり、区画室２５ｂには対応するチップ部品の容積が大きいので接着性充填材２２は少ない充填量となり、区画室２５ｃには対応するチップ部品の容積が小さいので接着性充填材は多い充填量となる。
【００３０】
このように各区画室２５ａ，２５ｂ，２５ｃに応じて接着性充填材２２の充填量を調整することで、上ハーフ４に回路基板６を組付けたとき接着性充填材２２が区画室から漏れ出ることもなく、図１１ｂに示すように各区画室へ確実に充満させることができる。
【００３１】
かくして、上ハーフ４と回路基板６とが組付けられた後、次に、下ハーフ５に図１２に示すようにスライドスイッチの収容部５ｂを包囲するリブ壁１７から接続端子の窓孔１６側に亘って上ハーフ４に塗布したダム材２３と同様の粘性を有するダム材２７を塗布し、この後、図６ｃに示すように下ハーフ５の裏面内に接着性充填材２８をポッティング状態に所定量充填する。この接着性充填材２８も接着性充填材２２と同様の粘性があり、充填状態では下ハーフ５の全面に流れ出すこともなくポッティング状に留まる。そして、下ハーフ５に先に図６ｂに示したように回路基板６を組付けた上ハーフ４を、回路基板６を下向きして押し付けながら合体し組付ける。この組付け操作により、接着性充填材２８は下ハーフ５の全面に流動し図６ｄに示すように下ハーフ５の空間内全体に充満し、本発明によるメモリカードが組付けられる。
【００３２】
この際、下ハーフ５の空間内に充満した接着性充填材２８は、ダム材２７によって阻止されスライドスイッチ９及び回路基板６の接続端子１１側へ流入しないようにしている。
【００３３】
また、下ハーフ５の裏面にも上ハーフ４の場合と同様に長手方向に沿って細溝２９を形成することによって、接着性充填材２８が細溝２９に沿って流動しやすくなり、これによって、下ハーフ５のスライドスイッチ収容部５ｂ以外に接着性充填材２８を均一に充満させることができる。
【００３４】
この場合も下ハーフ５から充填材２５が漏れ出さないように、下ハーフ５の容積を計算して充填材２８の充填量が決められる。
【００３５】
かくして、図６ｄに示したように組付けられたメモリカードは、上ハーフ４と下ハーフ５とを図示しない押さえ手段により合体した状態を保持して７０℃の加熱炉内に３０分投入して接着性充填材２２及び２８の硬化処理を行う。この後、上ハーフ４と下ハーフ５とを押さえ手段のない状態で１００℃の加熱炉内に３〜４時間投入する。これにより、上ハーフ４と下ハーフ５及び回路基板６が完全に硬化した接着性充填材２２，２８で一体化されたメモリカード１が製作される。尚、接着性充填材２２及び２８の硬化温度は１００℃以下であるため、上下ハーフ４，５がポリブチレンテレフタレートから成形されていることで軟化による形状変形も生じない。
【００３６】
以上のように製作されたメモリカード１は、チップ部品７が実装された回路基板６が熱硬化性の接着性充填材２２，２８で完全に密閉され、上ハーフ４と下ハーフ５とで外装され一体化するようにした構成であるので、上ハーフ４及び下ハーフ５の肉厚を極めて薄くすることができることから、メモリカード１として極薄型化と共に超小型化を図ることができ、特に、曲げ応力及びひねり応力に対する強度が極めて向上し携帯用に適した信頼性の高いメモリカードとなる。
【００３７】
また、回路基板６にベア実装されたチップ部品７が接着性充填材２２，２８で完全に密閉されていることで、回路基板６とチップ部品７との半田固定部の信頼性が向上できることはもとより、ベア実装されたチップ部品７の紫外線による劣化から保護し、しかも、静電破壊等の外的ダメージからも保護することができる。
【００３８】
また、上ハーフ４や下ハーフ５の裏面に形成した細溝２４や２９は、接着性充填材の流れに方向性を持たせてハーフへ均一に充填できることはもとより、充填材のウエルド（異なる方向から充填材が合流したときの接合部）の発生もなく、これによって、充填材の粒子を整列させることができることから接着性充填材が硬化処理されたときの強度の向上を図ることができる。
【００３９】
本発明は、上述しかつ図面に示した実施の形態に限定されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。
【００４０】
上ハーフ４や下ハーフ５と接着性充填材との密着性は、充填材の流れに方向性を持たせるために形成した細溝２４や２９によって表面積が拡大されることを利用して密着強度を向上させることができるが、その他、ハーフ面にシボ等の凹凸面を有する、いわゆるブラスト加工を施して密着強度を図るようにしてもよい。
【００４１】
また、回路基板６への実装部品としてパッケージ部品やベア部品の表面実装あるいはディスリート実装であっても広く適用可能である。
【００４２】
さらに、本例では回路基板６の一面にチップ部品７等を実装した場合について説明したが、勿論、回路基板６の両面にチップ部品７等が実装されることであっても上述した成形方法と同様の手順により製作することができる。
【００４３】
また、メモリカード１の成形手順として、接着性充填材２８を充填した下ハーフ５に先に回路基板６を組付け、この後、接着性充填材２２を充填した上ハーフ４に回路基板６の部品実装面側を組付け一体化することであってもよい。
【００４４】
尚、本発明の実施形態では熱硬化性の接着性充填材を充填した上ハーフ４と下ハーフ５で回路基板６を挟み付けて一体化することを特徴とするものであるが、別の方法として、上ハーフ４及び下ハーフ５で回路基板６を挟み付けて合体し、この後、上した両ハーフ４，５と回路基板６との空間内に接着性充填材を注入により充填することも可能である。この場合、スライドスイッチ９や接続端子１１に接着性充填材が流入しないように前述と同様に予めダム材が形成されている。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明による記録媒体カードは、上ハーフと下ハーフとにより合体式に構成される外装筐体と、チップ部品等が実装されている回路基板とを有し、外装筐体の上ハーフ及び下ハーフの内面に熱硬化性充填材を充填し、この上ハーフ及び下ハーフで回路基板を挟み付けて合体することで、外装筐体と回路基板とを熱硬化性充填材と共に一体化されるようにしたので、超小型化及び薄型化を可能にし、曲げ応力及びひねり応力等の外部ストレスに対して十分に耐え得る強度を有し、携帯に便利な記録媒体カードとなる。
【００４６】
また、本発明による記録媒体カードの製造方法は、外装筐体の上ハーフ及び下ハーフ内面に熱硬化性充填材を充填し、この上ハーフ及び下ハーフで回路基板を挟み付けて合体し、接続端子及びスイッチ部品との境界部分のハーフ内面に粘性の高い熱硬化性樹脂のダム材を形成し、熱硬化性充填材が接続端子及びスイッチ部品へ充填されないようにし、さらに、熱硬化性充填材を熱処理し硬化することで、外装筐体と回路基板とが硬化した熱硬化性充填材と共に一体化されるようにしたので、超小型化及び薄型化を可能にし、曲げ応力及びひねり応力等の外部ストレスに対して十分に耐え得る強度を有し、携帯に便利な記録媒体カードを製作することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態によるメモリカードを上面側から見た外観斜視図である。
【図２】同じくメモリカードを下面側から見た外観斜視図である。
【図３】メモリカードを分離した状態の外観斜視図である。
【図４】外装筐体の上ハーフを裏面側から見た外観斜視図である。
【図５】メモリカードを図１のＡ−Ａ線から切断した拡大断面図である。
【図６】ａ接着性充填材を充填した上ハーフへ回路基板の組付け前の断面図である。
ｂ上ハーフに回路基板を組付けた断面図である。
ｃ下ハーフに接着性充填材を充填した断面図である。
ｄ接着性充填材を充填した下ハーフに回路基板と共に上ハーフを組付けた断面図である。
【図７】リブ壁の回りにダム材を形成した上ハーフの裏面図である。
【図８】ハーフ裏面に細溝を形成した上ハーフの裏面図である。
【図９】ａ細溝の一例の一部拡大断面図である。
ｂ細溝の別の例の一部拡大断面図である。
【図１０】区画室毎に接着性充填材を充填する別の例を示した上ハーフの裏面図である。
【図１１】ａ同じく区画室に接着性充填材を充填した上ハーフに回路基板の組付け前の断面図である。
ｂ上ハーフに回路基板を組付けた断面図である。
【図１２】リブ壁及び接続端子の回りにダム材を形成した下ハーフの裏面図である。
【図１３】従来のメモリカードの分離状態の外観斜視図である。
【符号の説明】
１…メモリカード、３…外装筐体、４…上ハーフ、５…下ハーフ、６…回路基板、７…チップ部品、９…スライドスイッチ、１１…接続端子、１２…上ハーフのリブ壁、１７…下ハーフのリブ壁、２２，２８…接着性充填材、２３，２７…ダム材、２４，２９…細溝、２５…仕切壁、２５ａ，２５ｂ，２５ｃ…区画室

Claims

上ハーフと下ハーフとにより合体式に構成されるようにした外装筐体と、
上記外装筐体内に収納され、少なくとも一面にチップ部品及び切換え操作部を有するスイッチ部品が実装されていると共に、一端側に上記外装筐体から露出する接続端子を備えている回路基板と、を有し、
上記外装筐体の上ハーフ及び下ハーフの内面に熱硬化性充填材を充填し、この上ハーフ及び下ハーフで上記回路基板を挟み付けて合体することで、上記外装筐体と上記回路基板とが上記熱硬化性充填材と共に一体化される
記録媒体カード。
請求項１記載の記録媒体カードにおいて、
上記接続端子及びスイッチ部品との境界部分の上記ハーフ内面に粘性の高い熱硬化性樹脂のダム材を形成し、
上記熱硬化性充填材が上記接続端子及びスイッチ部材へ充填されないようにしている
記録媒体カード。
請求項１記載の記録媒体カードにおいて、
上記外装筐体の上ハーフ及び下ハーフの裏面長手方向に筋状の溝を形成することで、上記熱硬化性充填材の流動の方向性と充填量の均一化を可能にする
記録媒体カード。
請求項１記載の記録媒体カードにおいて、
上記チップ部品が実装された側と対応するハーフ裏面を仕切壁により複数の区画室を形成し、
各区画室に対応する上記チップ部品の容積に応じて当該区画室への上記熱硬化性充填材の充填量を調整する
記録媒体カード。
上ハーフ及び下ハーフとからなる合体式の外装筐体内にチップ部品を実装した回路基板を収納した記録媒体カードの製造方法であって、
上記外装筐体の上ハーフ及び下ハーフ内面に熱硬化性充填材を充填し、この上ハーフ及び下ハーフで上記回路基板を挟み付けて合体し、
上記接続端子及びスイッチ部品との境界部分の上記ハーフ内面に粘性の高い熱硬化性樹脂のダム材を形成し、上記熱硬化性充填材が上記接続端子及びスイッチ部品へ充填されないようにし、
上記熱硬化性充填材を熱処理し硬化することで、上記外装筐体と上記回路基板とが硬化した上記熱硬化性充填材と共に一体化される
記録媒体カードの製造方法。