JP2005293060A - メモリーカードの筐体とその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】構成が簡素で、かつ薄くて損傷に強いメモリーカードの筐体の製造技術の提供。
【解決手段】メモリーカード１の筐体２は、１枚の屈曲可能な薄片シート（薄板材）３に第１カバー４を構成する第１カバー用枠体６と第２カバー５を構成する第２カバー用枠体７を射出成形したものである。２つのカバー用枠体を有するメモリーカード１の筐体２は、２つのカバーを電子回路基板８装入後折り曲げて、２つのカバー用枠体を重ね合わせて一体的に接合される。
【選択図】 図２

Description

本発明は、電子回路基板を内蔵するメモリーカードの筐体の製造技術に関する。更に詳しくは、ＳＤメモリーカード等の小型メモリーカードの筐体とその製造技術に関する。

従来から、カードタイプのメモリー装置は公知であるが、最近は更に容量が大きく小型のメモリーカードが要求され開発されている。例えばＳＤメモリーカードは、内部に電子回路基板を内蔵し切手型ともいわれ極めて薄い扁平上のメモリーカードで、デジタルカメラや音楽機器等の分野で広く使用されている。一般にこのメモリーカードの筐体部分は、内部に電子回路基板を装入してから分割された２つのカバーを相対接合しメモリーカードのケースとして作成される。

このメモリーカードは薄く扁平状のものである。内蔵された電子回路基板には、外部電子機器との接触のためコンタクト部が設けられている。このコンタクト部は、切り欠き状に設けられた筐体の窓を通して外部機器と接触する。筐体の窓は、コンタクト部をカード外部に対向させるため、コンタクト部と外部とを貫通した筐体の穴である。

従って、メモリーカードの情報はコンタクト部が外部の電子機器と直接接触することにより電気的に接続され伝達される。筐体を構成する２つのカバーは、従来から独立して個々に成形して設けられた成形品である。この２つのカバーを位置合わせして超音波溶着等で固定してメモリーカードとする。このような構成のメモリーカードは例えば特許文献１に示されるように、独立した２つのカバーを単に突合せ固定しているものである。又、２つのカバーは、それぞれ全体が射出成形された成形品である。又、メモリーカードの製造方法については、そのカバーを成形して製造されるが、例えば、特許文献２に示されるように、カバーの肉厚が薄いことに伴い、金型による射出成形の際、ガスを抜くようにしてキャビティに合成樹脂を射出する方法が開示されている。このように、従来のメモリーカードの筐体は、個々に成形により製造されたカバーを重ね合わせてケースにする構成のものである。
特開２００４−３８２６６号公報。 特開２０００−６１９９０号公報。

前述のように、従来のメモリーカードの筐体は個別に設けられた２つのカバー構成のものである。個々のカバーについては全てを射出成形した成形品である。しかし、全てを成形品で構成すると、薄くするためには限界があり、成形での安定した製造を行なう上では、どうしてもある程度厚くならざるを得ないのが現状である。近年の流れとして全ての電子機器は小型化にありしかも大容量であることが望まれている。

この小型電子装置の一つであるメモリーカードは、フラッシュメモリーと呼ばれるＲＯＭを組み込んだもので、通称切手型ともいわれる小型形状の記憶装置である。このメモリーカードは、現状例えば、ＳＤ（Ｓｅｃｕｒｅ Ｄｉｇｉｔａｌ）メモリーカード、メモリースティック（ソニー開発製品）、スマートメディア（東芝開発製品）等が市販されている。デジタルカメラの記憶媒体や音響機器の記憶媒体として利用されている。近年大容量化の方向に開発努力がなされている。

例えば、ＳＤメモリーカードは、更に薄くすることが要求されている。ＳＤカードの場合は、カードそのものの厚さが規定されている。従って、規定厚さ内にメモリーカードを作成しなければならない。従来の成形されたカバーによるケース構成のメモリーカードであると、成形のための面厚さが必要であり、このため内蔵される電子部品の厚さが相対的に薄くせざるを得ない問題点がある。電子部品の厚さに制約があると、メモリー容量が制限されることになる。又、２つのカバーを個別に製造し、このカバーを位置合わせして接合することになるので、製造上のコストアップになり、それなりにコストを要する製造方法である。

又、前述の特許文献２に示される技術は、特にオーディオ装置に使用されるメモリーカードを対象にしていて、肉厚の薄いカバー張り合わせ構成のカードケースを射出成形する技術として開示されている。しかし、残留応力を除くようなことを考慮しなければならず、ガス抜きのために金型にガス抜き回路を設けるなど金型構成が複雑になっている。大量生産を効果的に行なうにはさらに製造上のコスト低減が求められていた。

本発明は、このような技術的背景に基づいてなされたものであり、下記の目的を達成するものである。
本発明の目的は、メモリーカードの筐体の面厚さをシート構成で薄くし、成形に伴う残留応力のない筐体の製造技術を提供することにある。本発明の他の目的は、メモリーカードを低コストで製造できる筐体の製造技術を提供することにある。

前記課題を解決するために次のような手段を採る。
本発明１のメモリーカードの筐体は、所定形状に切断された屈曲可能な薄片シートと、金型にインサートされる前記薄片シートの所定位置に射出成形され、第１カバーを形成する合成樹脂の第１カバー用枠体と、前記薄片シートの所定位置に射出成形され、第２カバーを形成する合成樹脂の第２カバー用枠体とからなり、
前記第１カバー用枠体及び前記第２カバー用枠体が射出成形された後、前記第１カバー内に電子回路基板を装入してから、前記第２カバーを前記第１カバーとの間で折り曲げ前記２つのカバー用枠体の重ね合わせが可能になることを特徴とする。
折り曲げ部分は、屈曲可能な薄片シートであるので、第１カバー用枠体と第２カバー用枠体はこの１つの薄片シートにより容易に折り曲げることができ、枠体を成形した後に電子部品を内蔵し重ね合わせるだけでメモリーカードが容易にできる。又、メモリーカードのカバー面を薄くしているので、相対的に内臓する電子回路基板の部品を厚くすることができメモリーの容量を大きくすることが可能である。

本発明２のメモリーカードの筐体は、本発明１において、前記薄片シートは合成樹脂のシートであることを特徴とする。市販の合成樹脂のシートの使用が可能であり、シート面が均一で丈夫である。

本発明３のメモリーカードの筐体は、本発明１において、前記第１カバー用枠体及び前記第２カバー用枠体の重ね合わせ部分は、相互に嵌め合いの可能な段差部又は凹凸部が設けられていることを特徴とする。段差部又は凹凸部は位置合わせを正確に、重ね合わせを確実に行なう点で有効である。

本発明４のメモリーカードの筐体は、本発明１において、前記第１カバー用枠体又は前記第２カバー用枠体に表裏貫通する窓穴が設けられていることを特徴とする。電子回路基板のコンタクト部が外部の電子機器と直接接触できる構成となる。

本発明５のメモリーカードの筐体は、本発明１および２において、前記第１カバー用枠体及び前記第２カバー用枠体は前記薄片シートの周縁部に設けられていることを特徴とする。前記第１カバー用枠体及び前記第２カバー用枠体の内部に囲まれる状態で電子回路基板を内蔵することができる。

本発明６のメモリーカードの筐体の製造方法は、屈曲する薄片シートを所定形状に切断する工程と、切断された前記薄片シートを第１金型にインサートする工程と、前記薄片シートに第１カバーのための第１カバー用枠体と第２カバーのための第２カバー用枠体を形成するため前記第１金型に相対して第２金型を進退させ、金型内にキャビティを形成する工程と、前記第１金型と前記第２金型が閉じたときゲートを介し前記第１カバー用枠体及び前記第２カバー用枠体のキャビティに合成樹脂を射出する工程とからなり、前記第１カバー用枠体及び前記第２カバー用枠体の射出成形工程後前記第１カバー内に電子回路基板を装入してから、前記第２カバーを前記第１カバーとの間で折り曲げ前記２つのカバー用枠体の重ね合わせを可能とすることを特徴とする。

本発明のメモリーカードの筐体の面厚さをシート構成で薄くすることができたので、筐体は成形に伴う残留応力はなく、しかも筐体の面厚さを薄くしたことに相対して電子回路基板の部品厚さを厚くすることができる。この結果、メモリーカードのメモリー容量を大きくすることが可能となった。又、成形構成を簡素にすることができたので、メモリーカードを低コストで製造できることとなった。

以下、図をもとに本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の成形直後のメモリーカード１の筐体２を示す平面図である。図２は成形直後のメモリーカード１の筐体２を示す断面図である。図３及び図４は、薄片シートである薄板材３に第１カバー４の第１カバー用枠体６（以下枠体とも略称する）又は第２カバー５の第２カバー用枠体７（以下枠体とも略称する）を射出成形する金型構成の部分断面図である。図５は、射出成形された筐体２を折り曲げる過程の説明図である。図６は、電子回路基板８のコンタクト部８ａの部位のメモリーカード１の部分断面図である。図７は、電子回路基板８が内臓されたメモリーカード１の部分断面図で、筐体２の折り曲げ部分の構成を示す。図８から図１０は筐体２とメモリーカード１の製造方法に関わる断面図である。

次にこれらの図をもとに本発明を詳細に説明する。基本的に筐体２は薄板材３に第１カバー用枠体６が形成された第１カバー４と、前記同一の薄板材３に第２カバー用枠体７が形成された第２カバー５とから構成されている。メモリーカード１は、この第１カバー４と第２カバー５で電子回路基板８を挟持して重ね合わせて固定されたものである。扁平状のもので極めて薄い形状をなす。

図３及び図４は薄板材３に枠体を成形する構成を示した部分断面図であるが、第１カバー用枠体６又は第２カバー用枠体７の一方を示したものである。他方は相対して段差部６ａ（７ｂ）の形状は異なる。即ち、この段差部６ａ（７ｂ）は、一方が高い部分に対して他方は低く、逆に一方が低い部分に対して他方は高くして、重ね合わせたとき枠体の合わせ面が一致するようにしている。成形形態は第１カバー用枠体、第２カバー用枠体ともどちらも同じである。

図６及び図７は、電子回路基板８を２つのカバー用枠体６，７を有する２つのカバー４，５で挟持して構成されたメモリーカード１の断面図を示しているが、本発明の理解を容易にするためこの図をもとにメモリーカード１の構成について説明する。図６は、図１に示す筐体２のＸ位置に相当する部分のメモリーカード１の部分断面図である。

図７は図１に示す筐体２のＹ位置に相当する部分のメモリーカード１の部分断面図である。前述のように、メモリーカード１は、２つのカバー４，５で電子回路基板８を挟み込んだ構成のものであるが、全体の厚みＡが規制されている。又、メモリーカード１の外表面と電子回路基板８のコンタクト部８ａとの間隔Ｂも所定寸法に定められている。電子回路基板８に取り付けられる電子回路部品８ｂの許容厚さはＣとなる。この条件の範囲以内にメモリーカード１を構成しなければならない。

メモリーカード１のカバーの厚みを薄くすれば、内臓される電子回路部品８ｂの厚さに余裕が生じることになり、従来より厚い電子回路部品８ｂの取り付けが可能となる。このことは従来より容量の大きい電子回路部品８ｂの設置が可能であることを意味する。メモリーカード１の一方の第１カバー４に電子回路基板８が取り付けられていて、この電子回路基板８に電子回路部品８ｂとコンタクト部基板８ｃ等の部品が設けられている。コンタクト部８ａと電子回路部品８ｂとの間には、この両者を電気的に導電させる導電部材８ｄが接続されている。

他方の第２カバー５には個々のコンタクト部８ａに対向して複数の開口部が設けられている。この開口部はコンタクト部８ａと互いに対向する形態をとっているコンタクト窓７ａである。このコンタクト窓７ａ部分は、第２カバー用枠体７の一部となっている。コンタクト部８ａは、外部電子機器との接続端子である。第２カバー７はカバー面部分が電子回路部品８ｂに対向していて、通常はスペースの許容する範囲で最大寸法（図７のＣに近い寸法）の電子回路部品８ｂが設置される。

本発明は、このように構成されるメモリーカード１の筐体２とその製造技術にに関わる。図１は内蔵される電子回路部品８ｂ側からみた場合の筐体２の平面図である。この筐体２のカバー面は薄片シートである薄板材３で構成されている。この薄板材３の周縁部に第１カバー用枠体６と第２カバー用枠体７の２つの枠体が射出成形により成形され、それぞれ第１カバー４と第２カバー５を構成する。第２カバー５にコンタクト窓７ａが設けられている。次にこの筐体２の製造技術について説明する。

従来は前述のように筐体全体が合成樹脂製の成形品であった。この合成樹脂製の成形品は、射出成形によって複雑な形状のものができるが、カバー面を薄くするには限界がある。これに比し本発明の筐体２は、カバー面部に相当する部分を薄板材３とするものである。本実施の形態においては、合成樹脂製のフィルム状（薄膜）の薄板材３を使用し、その外周縁部に合成樹脂を射出し枠体を成形し、この枠体は第１カバー用枠体６と第カバー用枠体７から構成される。この枠体は基本的に薄板材３の外周縁部に成形するので、カバーに残留応力が生じ、カバーが変形することはない。薄板材３はＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート），ＡＢＳ樹脂、ＰＣ（ポリカーボネート），ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等であり、損傷等に強い合成樹脂である。

本実施の形態では、板厚の寸法が０．１ｍｍ以下のものの使用が可能である。この成形構成を示したのが図８及び図９である。この図は枠体が射出成形される前の状態を示している。この形態では、予め所定寸法に切断された薄板材３を射出成形金型の固定金型９に公知の真空吸着等の手段（図示せず）で吸着させ配置する。この後、可動金型１０を固定金型９に移動させて薄板材３を加圧（プレス）して図９に示すように、薄板材３を可動金型１０の金型形状に沿って角部がＲ形状になるように変形させる。プレス成形方法についての技術は公知であるので、詳細説明は省略する。

枠体を形成するために、射出成形機のノズル先端からスプールに溶融樹脂が射出され（図示せず）、ランナー１１、ゲート１２を通って、枠体を構成する金型のキャビティ１３に合成樹脂が充填される。この充填によって、薄板材３は金型形状に沿って密着した状態となり、薄板材３と枠体が一体となった筐体２が成形される。もし薄板材３が枠体の一体部分からはみ出たら、そのはみ出た薄板材３は後で除去すればよい。

図９の形態は、筐体２の完成品に近い形状に予めトリミングした薄板材３を可動金型１０にプレスでインサートした後、この薄板材３に枠体を成形する状態を示している。薄板材３の周縁部は金型の枠体のキャビティ１３内のＲ部で若干まくれ上がる形状になっている。しかし、薄板材３と枠体の関係は、図４に示すように薄板材３の端部が金型のＲ部に達せず、カバーのＲ部は枠体の一部として滑らかに射出成形される。又、図５に示す構成は、薄板材３が枠体側に張出しカバーのＲ部は薄板材３の端部で構成し枠体と一体化され滑らかに成形される。この場合は前述のように、薄板材３の切断部にバリも発生するが、射出成形のとき枠体と共に金型形状に沿って溶融して一体化する。

この実施の形態の場合は、筐体完成後に枠体周縁部に張出した薄板材３を除去するための仕上は必要ない。このように熱融着させる合成樹脂は、薄板材３と枠体が同一の樹脂材料であることが好ましい。熱融着がスムースに行なえる。このような射出成形は、生産性向上の観点から複数の製品に対して同時に行なうので、実際は複数のキャビティ１３に１つのランナー１１から溶融された合成樹脂が射出されることになる。

枠体は図に示すように、接合部が段差部６ａ，７ｂ、即ち、第１カバー用枠体６の段差部６ａ、第２カバー用枠体７の段差部７ｂとして構成されている。この段差部６ａ，７ｂが相手カバー用枠体と相互に接合し重ね合わせられ一体化する。段差部６ａ，７ｂを構成したことによりこの接合部は、接合強度が高められ、又位置合わせも容易になる。筐体２はこのようにして成形されるが、前述したようにこの筐体２は２つのカバー用枠体６，７が個別に１つの薄板材３に設けられた構成である。筐体２としては以上の工程で完成するが、この構成は、メモリーカード１を作る過程において、次の工程を施す上に有効な形態となっている。即ち、この筐体２は折り曲げ重ね合わせることでメモリーカード１のケースとして完成させることができるのである。

一方の第１カバー用枠体６内に電子回路基板８を装入してから他方の第２カバー用枠体７部分を第１カバー用枠体６との間の折り曲げ薄板材部分３ａを中心に矢印の方向に折り曲げる。この折り曲げ過程を示したのが図５である。この折り曲げ薄板材部分３ａは屈曲可能であるから自由に折り曲げることができる。生産性を向上させるためには、この折り曲げ工程は、専用の治具を作成し機械的に自動化するのが好ましい。折り曲げられた後は２つのカバーを接着することになるが、これを超音波溶着で行なう。次にこの超音波溶着の方法を説明する。

図１０は、超音波溶着する場合の断面図である。折り曲げられた一方の第１カバー４をホルダ１４（固定治具）の所定位置に位置決めし、他方の第２カバー５を折り曲げ、第１カバー用枠体６と第２カバー用枠体７とを被せ重ね合わせた後、超音波溶着装置の超音波発振器（図示せず）により駆動される固定ホーン１５の先端に固定された工具ホーン１６が下降し、枠体部分の接合部が加圧される。この加圧のとき接合部は、超音波振動を与えられて摩擦熱で溶着される。図の構成は、理解を容易にするため２つのカバーを離した状態になっているが、実際は重ね合わせた状態で溶着される。

接合される接合部即ち段差部６ａ，７ｂには溶着部（リッジ）１７が形成されていて、超音波振動は、この溶着部（リッジ）１７に与えられ接合を施す。この溶着部（リッジ）１７を介して接合することは公知であり、溶着部（リッジ）１７を設けたことは接合部を強固にする上で有効である。この超音波溶着は、接合部の仕上がりがきれいで、溶着時間も短いので、能率的な固着方法である。このようにして１枚の薄片シートに形成された２つのカバーが折り曲げ重ね合わされることによってメモリーカードが容易に製造される。

実施の形態の図は、説明用に模式的に示されているが、実際のメモリーカード１は、極めて薄い製品である。筐体２のカバー部をシートにしたことで従来より一層薄くすることが可能である。このメモリーカード１は、筐体２のカバー部に成形前の薄板材３に予め印刷等も施すことができる。本発明の場合は、枠体のみの成形であり、成形上の簡素化を考慮すると、量産品に伴うコスト削減効果は極めて大きい。
なお、前述した熱成形は、真空成形であるので成形圧が１気圧以下であるが、２〜８気圧程度の圧縮空気を使用して成形する圧空成形（プレッシャ成形）であっても良い。枠体の接合部を２段の段差部としたが、３段以上であってもよい。また凹凸形状であってもよい。又、薄板材に対する射出成形は枠体のみでの説明であったが、カバーを補強するためのリブ状の成形体を内蔵される電子回路部品の形態に合わせ薄板材に設けてもよい。いずれにしろ、本発明は、以上説明した実施の形態に限定されないことはいうまでもない。

図１は、成形直後のメモリーカード１の筐体２を示す平面図である。 図２は、成形直後のメモリーカード１の筐体２を示す断面図である。 図３は、枠体を薄板材３に射出成形する金型構成の部分断面図である。 図４は、枠体を薄板材３に射出成形する金型構成の部分断面図で、図３の変形例である。 図５は、カバーを折り曲げる構成を示す説明図である。 図６は、メモリーカードの部分断面図で、筐体の折り曲げ部分の構成を示す。 図７は、メモリーカードの部分断面図で、電子回路基板のコンタクト部の部位の構成を示す。 図８は、薄板材を固定金型に取り付けプレス成形する前の構成を示す断面図である。 図９は、固定金型と可動金型が閉じ薄板材をプレス成形した金型の構成を示す断面図である。 図１０は、筐体を超音波溶着で接合する構成を示す断面図である。

符号の説明

１…メモリーカード
２…筐体
３…薄板材
４…第１カバー
５…第２カバー
６…第１カバー用枠体
７…第２カバー用枠体
８…電子回路基板
９…固定金型
１０…可動金型

Claims (6)

1. 所定形状に切断された屈曲可能な薄片シートと、
   金型にインサートされる前記薄片シートの所定位置に射出成形され、第１カバーを形成する合成樹脂の第１カバー用枠体と、
   前記薄片シートの所定位置に射出成形され、第２カバーを形成する合成樹脂の第２カバー用枠体とからなり、
   前記第１カバー用枠体及び前記第２カバー用枠体が射出成形された後、前記第１カバー内に電子回路基板を装入してから、前記第２カバーを前記第１カバーとの間で折り曲げ前記２つのカバー用枠体の重ね合わせが可能になるメモリーカードの筐体。
2. 請求項１に記載のメモリーカードの筐体において、
   前記薄片シートは合成樹脂のシートであることを特徴とするメモリーカードの筐体。
3. 請求項１に記載のメモリーカードの筐体において、
   前記第１カバー用枠体及び前記第２カバー用枠体の重ね合わせ部分は、相互に嵌め合いの可能な段差部又は凹凸部が設けられていることを特徴とするメモリーカードの筐体。
4. 請求項１に記載のメモリーカードの筐体において、
   前記第１カバー用枠体又は前記第２カバー用枠体に表裏貫通する窓穴が設けられていることを特徴とするメモリーカードの筐体。
5. 請求項１に記載のメモリーカードの筐体において、
   前記第１カバー用枠体及び前記第２カバー用枠体は前記薄片シートの周縁部に設けられていることを特徴とするメモリーカードの筐体。
6. 屈曲する薄片シートを所定形状に切断する工程と、
   切断された前記薄片シートを第１金型にインサートする工程と、
   前記薄片シートに第１カバーのための第１カバー用枠体と第２カバーのための第２カバー用枠体を形成するため前記第１金型に相対して第２金型を進退させ、金型内にキャビティを形成する工程と、
   前記第１金型と前記第２金型が閉じたときゲートを介し前記第１カバー用枠体及び前記第２カバー用枠体のキャビティに合成樹脂を射出する工程とからなり、
   前記第１カバー用枠体及び前記第２カバー用枠体の射出成形工程後前記第１カバー内に電子回路基板を装入してから、前記第２カバーを前記第１カバーとの間で折り曲げ前記２つのカバー用枠体の重ね合わせを可能とするメモリーカードの筐体の製造方法。
   
   

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