技术领域
[0001] 本发明涉及诸如具有存储功能的存储卡和具有诸如近距离无线传送的通信功能的通信卡的卡式装置,特别地,涉及适合于使用具有低强度的薄安装基板的情况的卡式装置。
相关背景技术
[0002] 在诸如移动电话、PDA(个人数字助理)和便携式游戏机的电子设备中,使用用于增加各种功能的卡式装置,诸如存储卡(例如,日本未审查专利申请公开第2006-92094号)和数据通信卡(例如,日本未审查专利申请公开第2002-329185号)。这种卡的厚度已经随着机器主体的小型化而减小。
具体实施方式
[0024] 现在将参照附图来描述本发明的实施方式。在该实施方式中,作为本发明的卡式装置,将通过以具有存储功能和无线通信功能的存储卡作为实例来给出描述。将按以下顺序来给出描述。
[0025] 1.存储卡的结构的说明
[0026] 2.存储卡的作用和效果的说明
[0027] 3.存储卡的应用实例的说明
[0028] 1.存储卡的结构的说明
[0029] 图1示出了根据本发明实施方式的可拆卸存储卡1的示图。在存储卡1中,电子电路部10包括在外壳20中。存储卡1总体上具有平板形状。如稍后所描述的,在存储卡1加载到各种电子设备(诸如数码相机)中的情况下,存储卡1表现出存储功能和无线通信功能。
[0030] 例如,外壳20由成对的第一壳体20A和第二壳体20B组成。第一壳体20A的内面和第二壳体20B的内面相对且接合在一起,因此形成内部空间。电子电路部10容纳在该内部空间中。
[0031] 例如,如图2A和图2B的分解状态,电子电路部10包括安装基板10A和半导体封装件10B。安装基板10A和半导体封装件10B通过焊料等连接。
[0032] 安装基板10A由诸如包含玻璃的环氧树脂的树脂、铜图样等形成,并具有例如从0.15mm到0.3mm(包括这两个端值)的厚度。在安装基板10A的前表面,在中央部设置安装区域11,并且在安装区域11周围的位置中设置接地区域(GND)12。在安装区域11中,安装有用于近距离无线传送的各种电子部件,诸如通信部件13。通信部件13的近距离无线传送技术被用于例如中心频率为4.48GHz的、诸如个人认证和卡密钥功能的近距离无线通信。尽管在安装基板10A中也可进行背表面的安装,但在本实施方式中,大部分电子部件被安装在与半导体封装件10B连接侧的表面(前表面)上。具体地,优选将具有特定高度以上的电子部件安装在与半导体封装件10B相同的安装基板10A的前表面。
[0033] 存储卡1还包括具有电磁防护功能的保护构件14。通过保护构件14保护(防护)诸如安装在安装基板10A上的通信部件13的电子部件免受不必要的电磁波、静电等的影响。在该实施方式中,通过诸如不锈钢(SUS)的导电金属片的冲压(深冲压)处理来形成保护构件14。因此,保护构件14除电磁防护功能之外还具有针对外力的机械强度。优选地,保护构件14在金属片被压力分割之后进行电镀处理,以执行稍后描述的与安装基板10A的焊接。
[0034] 如图3所示,例如,保护构件14具有矩形的平坦密封部14a和框状侧壁14b。保护构件14通过密封部14a和侧壁14b形成用于容纳诸如通信部件13的电子部件的容纳空间。密封部14a的所有边缘和侧壁14b之间的接合部是弯曲部14c,利用弯曲部14c平滑地接合密封部14a和侧壁14b。保护构件14在侧壁14b的底端还具有凸缘14d,并且凸缘14d与密封部14a平行。密封部14a设置有开口14e,开口14e具有针对具有较大高度的一些电子部件的漏孔(loophole)结构。作为图4所示的截面结构,在保护构件14中,例如通过焊料15将凸缘14d与安装基板10A的接地区域12接合。
[0035] 在图5所示通过弯曲处理形成的保护构件200中,存在应力容易集中于多个角部201的缺点,刚性总体上较低,并且构件容易变形。同时,通过上述金属片的冲压处理形成本实施方式的保护构件14,并且密封部14a的所有边缘通过弯曲部14c与侧壁14b连接。因此,在保护构件14中应力几乎不会局部集中,并且其机械强度较大(图3)。换句话说,保护构件14作为整体结构具有较大刚性,并且具有对于来自所有方向的外力的耐性。此外,保护构件14的凸缘14d通过焊料与安装基板10A的接地区域12接合,因此,对具有小机械强度的薄安装基板10A赋予刚性。因此,即使通过诸如扭曲或弯曲的外力压印第一壳体20A,也能够防止通信部件13等被损坏。
[0036] 为了排除引起焊料断裂的切口(应力集中的位置),如图6A所示,优选对保护构件14的凸缘14d的所有边缘执行焊料15的焊接。然而,由于通过金属片的冲压处理形成的保护构件14具有高刚性,所以在假设施加给相关存储卡1的应力小的情况下,可以应用如图6B所示的部分接合来代替所有边缘的接合。
[0037] 半导体封装件10B是通过树脂密封了半导体芯片的半导体设备。在半导体封装件10B中,形成控制部37和存储部39(参见图11)。此外,如图13所示,在半导体封装件10B形成卡侧连接部16。如稍后描述的,在第二壳体20B中形成具有漏孔结构的多个沟槽17。
在沟槽17的底面部中,在半导体封装件10B中设置卡侧端子18。设置卡侧端子18的部分是半导体封装件10B与安装基板10A连接的侧面,并且是由于重叠而向外部露出的部分(参见图8)。
[0038] 半导体封装件10B和安装基板10A被堆叠,使得只有各自的一部分在纵向上通过偏移而重叠。通信部件13被安装在安装基板10A与半导体封装件10B接合侧的面上。此外,通常存在半导体封装件10B的厚度较大的情况。因此,在该实施方式中,能够充分确保用于配置通信部件13的空间。
[0039] 此外,卡侧端子18没有设置在安装基板10A中,而是设置在半导体封装件10B中。因此,例如,能够防止卡侧端子18和设置有卡侧端子18的半导体封装件10B翘曲的情况。
换句话说,半导体封装件10B被形成为相对较厚,并且由与安装基板10A相比具有相对较大强度的树脂材料制成。由于卡侧端子18被设置在这种半导体封装件10B中,所以不会由于翘曲等而发生卡侧端子18的位置偏移和卡侧端子18与槽侧端子121(图13)之间的接触故障。
[0040] 图7示出了半导体封装件10B和安装基板10A之间的接合的方法。半导体封装件10B和安装基板10A被接合,使得半导体封装件10B和安装基板10A在连接部31处彼此重叠。在半导体封装件10B中,形成用于将信息信号传送至安装基板10A的多个封装件侧端子30。如稍后所描述的,封装件侧端子30与控制部37连接。在安装基板10A中,在对应于封装件侧端子30的位置中形成多个基板侧端子32。基板侧端子32与安装在安装基板10A上的通信部件13电连接。换句话说,半导体封装件10B中的控制部37通过封装件侧端子
30和基板侧端子32与安装在安装基板10A上的通信部件13电连接。
[0041] 此外,为了增强半导体封装件10B和安装基板10A之间的接合,与具有通常大小的封装件侧连接片30a和安装基板侧连接片32b独立地设置增强连接片33。增强连接片33是封装件侧端子30和基板端子32中的一个端子,并且是位于封装件侧端子30和基板端子32的各自的最端部的端子。增强连接片33是具有比封装件侧端子30和基板端子32中的其他端子(封装件侧连接片30a和安装基板侧连接片32b)更大面积的端子。半导体封装件10B侧的增强连接片33被称为封装件侧增强连接片33a,而安装基板10A侧的增强连接片33被称为安装基板侧增强连接片33b。由于端子的面积较大,所以增强连接片33能够增强半导体封装件10B和安装基板10A之间的接合。增强连接片33的接合方法的实例包括使用焊料的方法。用于将半导体芯片封入半导体封装件10B的树脂的实例包括诸如环氧树脂的热固性树脂。
[0042] 组成外壳20的第一壳体20A和第二壳体20B由例如诸如聚碳酸酯和ABS(丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物)的热塑性树脂形成,但是其材料不限于树脂。第一壳体20A和第二壳体20B分别在具有特定面积的平坦部的边缘处具有朝向内侧(电路部10侧)的框架部。在第一壳体20A和第二壳体20B的彼此相对的各自的内侧接合的情况下,在其中形成用于容纳电子电路部10的容纳空间。例如,第一壳体20A和第二壳体20B通过焊接接合,但是也可以使用诸如螺栓螺母和螺钉的紧固装置。此外,可通过使用注入模制来集成形成第一壳体20A和第二壳体20B。
[0043] 在第一壳体20A的平坦部的前表面上,能够例如通过印刷进行各种显示。如图8的纵向的截面结构所示,在第一壳体20A中设置限定部34。限定部34有助于减少翘曲并提高第一壳体20A的强度。限定部34还有助于定位和固定半导体封装件10B和保护构件14。
[0044] 在第二壳体20B中,在平坦表面的纵向的一侧形成具有漏孔结构的多个沟槽17。在第二壳体20B上的沟槽17附近设置凹部35(参见图1)。凹部35用于防止存储卡1通过稍后描述的电子设备上的槽117而滑动。
[0045] 在第二壳体20B的纵向上的端部设置支持部36(图8)。支持部36具有在纵向上定位和固定安装基板10A的功能,并用于支持半导体封装件10B。换句话说,支持部36具有防止半导体封装件10B向下弯曲的功能,并用于帮助连接部31的接合。
[0046] 如图8所示,通信部件13和保护构件14的高度优选等于或稍微低于半导体封装件10B的高度。这导致不需要特别地为第一壳体20A设置凹口等的优点。如果在第一壳体20A中设置凹口,则通信部件13和保护构件14的高度能够高于半导体封装件10B的高度。
[0047] 2.存储卡的作用和效果
[0048] 现在将描述本实施方式的存储卡1的作用和效果。
[0049] 在将卡加载到电子设备侧上的槽中时,扭力A(图9A)和弯曲力B(图9B)作用于这种卡。同时,存在内部安装基板10A变形、安装部中的焊料被损坏以及电子故障发生的可能性。第一壳体20A、第二壳体20B和安装基板10A分别被形成得较薄,例如大约从0.1mm至0.2mm(包括这两个端值)以及从0.15mm至0.3mm(包括这两个端值),以确保安装部件的高度,由此难以通过它们本身确保强度。同时,在该实施方式中,如上所述,通过金属片的冲压处理形成的保护构件14通过焊料15与安装基板10A接合。因此,安装基板10A基本上用作一个刚性体,并且安装部中的焊料不被损坏。换句话说,在该实施方式中,在通过保护构件14表现出了防护功能的同时,还能够提高存储卡1的机械强度。
[0050] 图10A和图10B示出了与现有方法相比的存储卡1的制造步骤的优点。在通过利用热固性树脂的硬化确保刚性的现有方法中,如图10A所示,在安装诸如通信部件13的电子部件的步骤(步骤S1)和涂覆热固性树脂和硬化热固性树脂的步骤(步骤S2和S3)之后,第一壳体和第二壳体被焊接(步骤S4)。此后,执行诸如核查操作的检查(步骤S5)。同时,在该实施方式中,如图10B所示,不需要用于涂覆树脂的设备、开始时的初始设置、废料处理等。
[0051] 此外,在该实施方式中,由于保护构件14的凸缘14d通过焊料直接连接至接地区域12,所以有利于静电测量。另外,增加了安装基板10A的强度,无需例如通过用金属片形成外壳20(第一壳体20A和第二壳体20B)特别地增加强度。此外,不需要例如通过涂覆外壳20来装饰外壳20。另外,通过冲压处理形成的保护构件14的凸缘14d具有高共面性,因此凸缘14d能够通过使用安装机器来加载。
[0052] 该实施方式的存储卡1能够用于诸如数码相机、移动电话、PDA、便携式游戏机、便携式电视、便携式无线电、非接触型IC卡和电子日记的移动电子设备;以及诸如电视、录像机、电话、冰箱、微波炉、工作机械(机床)、卡式装置和汽车的非便携式电子设备。
[0053] 此外,存储卡1可具有除上述近距离无线通信功能和上述存储功能之外的各种功能。例如,存储卡1可具有非接触型IC卡的个人认证、结算功能、卡密钥功能、位置检测功能、通信/呼叫功能、密码存储功能、作为主/副CPU(中央处理单元)等的功能。此外,存储卡1可如通过安装显示单元(液晶、OLCD等)具有作为显示部的功能。换句话说,存储卡1能够根据需要表现出除存储之外的各种功能。
[0054] 3.存储卡的应用实例
[0055] 以下将给出将前述存储卡1应用于诸如数码相机的电子设备的实例的描述。
[0056] 图11示出了存储卡1中的信号处理系统。
[0057] 在半导体封装件10B的半导体芯片中,设置了存储部39、控制部37、卡侧连接部16(卡侧端子18)和封装件侧端子30。卡侧连接部16与电子设备(数码相机101)接合。
卡侧连接部16与数码相机101的电子电路接合,并变为用于信息信号(命令信号或数据信号)的输入/输出接口,并将电力从数码相机101提供给控制部37。数码相机101能够通过卡侧连接部16向控制部37给出命令。控制部37根据给定的命令向存储部39和通信部件13发送特定命令。
[0058] 存储部39根据来自控制部37的命令存储给定的信息信号,或者响应于来自控制部37的命令将所存储的信息信号输出至控制部37。在存储部39中,存储用于通信部件13的处理的各种信息(例如,ID信息等)。
[0059] 安装基板10A包括振荡电路43、电源块45、RF块47和天线49以及通信部件13。
[0060] 控制部37和通信部件13通过半导体封装件10B侧上的封装件侧端子30和通信部件13侧上的基板侧端子32而彼此电连接。具体地,控制部37和通信部件13通过封装件侧端子30和基板侧端子32互相连接,并输入/输出命令信号/信息信号。通信部件13能够通过控制部37接收来自存储部39的信息信号,并能够向/从电子设备(数码相机101)输入/输出命令信号/信息信号。
[0061] 通信部件13用作用于执行控制和处理以表现近距离无线传送功能的中心。具体地,通信部件13控制RF块47的操作,并对从RF块47获得的无线通信信息执行各种处理(例如,解密和信息转换)。通信部件13连接至振荡电路43,并且向其中输入特定频率信号。振荡电路43发出例如20MHz的频率。电源块45接收从控制部37获得的VDD信号,并形成通信部件13所需的几种电压(例如,3.3V、1.8V和1.2V)的电流。所形成的电流被提供给通信部件13。RF块47由通过通信部件13控制的用于无线通信的各种电子部件(例如,功率放大器和调制部)组成。
[0062] 天线49设置在安装基板10A的前表面中与安装基板10A连接至半导体封装件10B的一侧相对的一侧。天线49能够执行仅在特定距离内的无线电通信。
[0063] 与数码相机101的关系
[0064] 图12示出了连接至存储卡1的数码相机101的信息处理系统。
[0065] 在数码相机101中,各个部件都共同连接至系统总线115,其中系统总线115由用于地址、数据和控制的多条线组成。各个部件具体为,作为控制和处理中心的控制部103、操作部105、显示部109、相机部106和存储部113。此外,在系统总线115中,形成了槽侧连接器119。数码相机101通过槽侧连接器119向/从存储卡1输入/输出信息信号和命令信号。
[0066] 相机部106捕获外部视频作为移动图像或静止图像。所捕获的视频作为图像信息信号被输出至控制部103。控制部103对图像信息信号执行各种处理,并根据需要在显示部109上显示图像。相机部106能够执行快门速度改变、光学变焦等。
[0067] 操作部105接收通过多个操作键等输入的用户指示。在通过用户操作这些键的情况下,操作部105生成对应于操作内容的信号,并向控制部103输出作为用户指示的信号。例如,显示部109由LCD或OLED(有机发光二极管)组成,并根据从控制部103提供的视频信号显示图像。用户对操作部109进行操作,同时观看显示在显示部109上的图像,并改变相机部106的亮度、角度、放大率、变焦、快门速度等。
[0068] 存储部113存储用于数码相机101的各种处理的各种数据。例如,存储部113存储被数码相机101使用的各种处理程序和数据。存储部113主要存储被数码相机101使用的基本数据。被相机部106捕获的图像信息被存储在存储卡1的存储部39中。控制部103总体上控制数码相机101的整体操作(各种处理)。具体地,控制部103控制向存储卡1的存储部39的信息的写入以及从存储部39的信息的读取,控制通信部件13,并执行各种程序以更加有效地使用通信部件13。根据情况,控制部103使显示部109显示各种信息,并使存储部113存储各种信息。
[0069] 在这种数码相机101中,如图13所示,存储卡1被插入并加载到槽117中,其中槽117设置在主体侧基板115等中。因此,存储卡1与形成在主体侧基板115上的电子电路等接合,并执行前述各种功能。
[0070] 槽侧连接器119被形成在位于将存储卡1插入槽117的方向上较深侧并位于主体侧基板115侧的位置中。在槽侧连接器119中,槽侧端子121形成为与存储卡1的沟槽17的形状相匹配。槽侧端子121电连接至主体侧基板115的电路。换句话说,槽侧端子121用作用于在存储卡1和与存储卡1连接的电子设备的电子电路之间发送和接收信息的接口。
[0071] 在存储卡1被插入到槽117的情况下,槽侧端子121和卡侧端子18电连接,因此,数码相机101的电子电路和存储卡1的控制部37电接合,因此,能够进行信息信号的输入/输出。
[0072] 虽然参照实施方式给出了本发明的描述,但本发明不限于前述实施方式,而是可以进行各种修改。
[0073] 例如,保护构件14的形状不限于图3所示的形状,而是能够根据所安装部件的尺寸和所安装区域的形状来进行改变。此外,在本发明中,已经给出了薄的卡式装置作为有效表现出前述安装基板的增强效果的实例的描述。然而,本发明不限于这种薄的卡式装置,而还能够应用于具有立体形状的设备。换句话说,在说明书中,“卡式装置”包括具有给定厚度的设备(立体设备)。
[0074] 第一壳体20A和第二壳体20B是本发明壳体的实例。本发明的壳体可以是任何类型,只要壳体对应于容纳安装基板10A和半导体封装件10B的壳(外壳)即可。
[0075] 本发明包含于2010年1月28日向日本专利局提交的日本在先专利申请JP2010-017116所公开的主题,其全部内容结合于此作为参考。
[0076] 本领域的技术人员应当理解,根据设计要求和其他因素,可以进行各种修改、组合、子组合和变形,均包含在在所附权利要求或其等同物的范围之内。