JP2006221501A - アンテナ内蔵半導体メモリモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】ＳＤメモリカードのような決められた寸法の中に収容でき、接触接続機能および非接触通信機能を備えたアンテナ内蔵半導体メモリモジュールを提供する。
【解決手段】半導体記憶素子３４と、制御用半導体素子３２と、半導体記憶素子３４および制御用半導体素子３２と接続する接続端子、外部機器と接続するための外部接続端子３０、外周領域に形成されたループ状のアンテナ１６、アンテナ１６の形成面とは反対側の面に形成された磁性体層１８、および接続端子、外部接続端子３０およびアンテナ１６をそれぞれ接続する配線が形成された配線基板１２と、外装ケース３６とを有し、半導体記憶素子３４と制御用半導体素子３２とは配線基板１２に実装され、配線基板１２は外部接続端子３０が表面に露出する状態で外装ケース３６に収納され、半導体記憶素子３４および制御用半導体素子３２の少なくとも一方がアンテナ１６の内側に配設された構成からなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、メモリカードとして使用されるＳＤ（Ｓｅｃｕｒｅ Ｄｉｇｉｔａｌ）メモリカード等にアンテナ機能を内蔵させたアンテナ内蔵半導体メモリモジュールに関する。

近年、各種の大容量のメモリカードが普及してデジタルカメラ、携帯音楽プレーヤあるいは携帯情報端末等の携帯型デジタル機器に幅広く使用されているが、さらにメモリカードの応用範囲を広げるために無線通信機能を付加することも要望されている。

このような要望に対応するものとして、ＳＤメモリカードに無線インターフェース機能を付加したものも提案されている（例えば、特許文献１参照）。

図１３は、上記従来の無線インターフェース機能を備えた半導体メモリモジュールとしてのＳＤメモリカードの構成図を示し、図１４はその外観斜視図を示す。ＳＤメモリカード９００が主機能である記憶媒体としての機能部以外に無線制御部９０４を有しており、アンテナ９０８を備えたアンテナモジュール９０２は接続部９０６を介して無線制御部９０４と接続されている。そして、フラッシュメモリ９１０はＳＤメモリカード９００のメモリ用のフラッシュＲＯＭであるとともに無線通信機能を動作させるためのドライバプログラムを記憶している。これにより、このアンテナモジュール９０２と連結したＳＤメモリカード９００を携帯型デジタル機器等の電子機器に装着すると、特別な操作をしなくてもＳＤメモリカード９００の無線通信機能を介して外部の無線通信機器と通信を行うことができる。

また、同様にＳＤメモリカードに無線インターフェース機能を付加する別の構成も示されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００１−１９５５５３号公報 特開２００２−９１７０９号公報

上記の第１の例におけるＳＤメモリカードにアンテナモジュールを付加する構成は、ＳＤメモリカードの端部にアンテナモジュールを外付けにより接続している。このため、アンテナモジュール分だけＳＤメモリカードの外形寸法が大きくなる。この結果、携帯型デジタル機器等の電子機器に装着する場合、アンテナモジュール分だけのスペースを余分に設けなければならなくなり小型化に対する障害となるという課題があった。このため上記の第１の例では、ＳＤメモリカードの外部接続端子が設けられていない側の端面に沿ってアンテナを内蔵する案も示されている。しかし、このような構成は、この第１の例で示されている２．４ＧＨｚ帯を利用する場合には使用可能であるが、１３．５６ＭＨｚ帯等にするとアンテナ長を充分確保できなくなるという課題がある。

本発明は、このような従来のＳＤメモリカード等の小型のアンテナ内蔵半導体メモリモジュールの課題を解決するためになされたものであり、無線通信のためのアンテナを内蔵しながらコンパクト形状を有し、ＳＤメモリカードのような決められた寸法の中に収容でき、接触接続機能および非接触通信機能を備えたアンテナ内蔵半導体メモリモジュールを提供することを目的とする。

上述したような課題を解決するために、本発明のアンテナ内蔵半導体メモリモジュールは、半導体記憶素子と、半導体記憶素子および外部機器との情報の制御を行う制御用半導体素子と、半導体記憶素子および制御用半導体素子と接続する接続端子、外部機器と接続するための外部接続端子、外周領域に形成されたループ状のアンテナ、アンテナの形成面とは反対側の面に形成された磁性体層、および接続端子、外部接続端子およびアンテナをそれぞれ接続する配線が形成された配線基板と、外装ケースとを有し、半導体記憶素子と制御用半導体素子とは配線基板に実装され、配線基板は外部接続端子が表面に露出する状態で外装ケースに収納され、半導体記憶素子および制御用半導体素子の少なくとも一方がループ状のアンテナの内側に配設されている構成からなる。

このような構成とすることにより、配線基板の外周領域を有効に生かして大きな径のループ状のアンテナを直接形成できるので、アンテナを介した非接触による情報の伝達機能を設けても配線基板を大きくする必要がない。したがって、例えばＳＤメモリカードに非接触による情報の伝達機能を付加することができる。

また、本発明のアンテナ内蔵半導体メモリモジュールは、半導体記憶素子と、半導体記憶素子および外部機器との情報の制御を行う制御用半導体素子と、外部機器と接続するための外部接続端子および基板接続用電極が形成された端子基板と、半導体記憶素子および制御用半導体素子と接続する接続端子、端子基板の基板接続用電極と接続するための接続電極、外周領域に形成されたループ状のアンテナ、アンテナの形成面とは反対側の面に形成された磁性体層、および接続端子、接続電極およびアンテナをそれぞれ接続する配線が形成された配線基板と、外装ケースとを有し、半導体記憶素子と制御用半導体素子とは配線基板に実装され、かつ半導体記憶素子および制御用半導体素子の少なくとも一方が配線基板のループ状のアンテナの内側に配設されており、配線基板の接続電極と端子基板の基板接続電極とを接続して一体化した状態で外装ケースに収納され、かつ外部接続端子が外装ケースから露出している構成を有する。

このような構成とすることにより、外部機器と接続することで外部から押圧力と摩擦を受ける外部接続端子を硬質の端子基板上に設け、半導体記憶素子や制御用半導体素子が実装され、かつアンテナ等が形成される配線基板として薄いフィルム状の樹脂基板を用いて作製することができる。このため、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の安価な樹脂基板を用い、銀（Ａｇ）ペースト等による低温硬化型の導体ペーストを用いて配線を形成する作製方法が可能となり、配線基板をより薄く、かつ低コストとすることができる。なお、端子基板としては、例えばガラスエポキシ樹脂基板を用い、外部接続電極は銅箔を用いれば、耐擦性に優れ、かつ安価にできる。

また、上記構成において、可撓性を有するシート状基板の一方の面の外周領域にループ状のアンテナが形成されたアンテナモジュールをさらに有し、アンテナモジュールのアンテナと配線基板のアンテナとが直列あるいは並列に接続されている構成としてもよい。この場合に、上記アンテナモジュールはシート状基板のアンテナが形成された面とは反対側の面に磁性体層が形成されていてもよい。

このような構成とすることにより、アンテナモジュールのアンテナと配線基板のアンテナとを直列に接続することも、並列に接続することもできる。直列に接続すればアンテナ長を長くできるので低い周波数の電波でも情報の伝達が可能となる。また、並列に接続すればアンテナの感度を向上することができる。しかも、アンテナモジュールは可撓性を有する薄いシート状基板上に銀（Ａｇ）ペースト等により印刷でアンテナを形成すれば、全体として柔軟性を有し、かつ１００μｍ以下の厚みとすることができる。したがって、半導体記憶素子や制御用半導体素子が実装された配線基板と外装ケースとの隙間にも容易に配置することができる。

また、上記構成において、半導体記憶素子はメモリ実装基板上に複数個実装されてメモリモジュールを構成しており、このメモリモジュールが配線基板上に実装されている構成としてもよい。

このような構成とすることにより、メモリ容量が大きくでき、かつ制御用半導体素子も大きな形状のものを実装できるので、非接触方式による外部機器との情報の伝達等において、さらに守秘性を高めるような機能等も付加することも可能となる。この結果、さらに幅広い用途に対応可能とすることができる。

本発明のアンテナ内蔵半導体メモリモジュールは、従来と同様に接触方式による情報の伝達機能に加えて、アンテナを介した無線通信による情報の伝達機能も有しているので、接触方式および非接触方式の両方を用いた種々の応用が可能なメモリモジュールを実現できるという大きな効果を奏する。

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。なお、以下では、アンテナ内蔵半導体メモリモジュールとしてＳＤメモリカードに適用した場合について説明する。また、構成を判り易くするために、各図面は厚さ方向の寸法を拡大して表わしている。さらに、同じ要素については同じ符号を付しているので説明を省略する場合がある。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態にかかるアンテナ内蔵半導体メモリモジュールの一例としてのＳＤメモリカード１０の断面図であり、図２は制御用半導体素子３２と半導体記憶素子３４とが実装された配線基板１２の斜視図である。

図１に示すように、本実施の形態によるＳＤメモリカード１０は、配線基板１２の一方の面に制御用半導体素子３２と半導体記憶素子３４とがフリップチップ方式により実装されている。また、同じ面上の外周部にループ状のアンテナ１６が形成されている。さらに、他方の面には磁性体層１８が形成されており、この磁性体層１８によりアンテナ１６の感度を高めることができる。配線基板１２には外部接続端子３０が設けられており、この外部接続端子３０は外装ケース３６から露出している。ＳＤメモリカード１０が外部機器に挿入されたとき、この外部接続端子３０により外部機器との電気的接続を行う。

配線基板１２は、略四角形状で、厚みが約１００μｍ程度の樹脂基材１４の一方の面の外周近傍に沿ってループ状のアンテナ１６が、例えば銀（Ａｇ）ペーストを用いて印刷により形成されている。さらに、その内側には制御用半導体素子３２および半導体記憶素子３４が実装されている。アンテナ１６の両端部は、配線基板１２に設けられた貫通電極２２により裏面まで引き回され、所定の配線が形成されている配線形成部２０を介して制御用半導体素子３２に接続されている。なお、制御用半導体素子３２と半導体記憶素子３４とは、配線基板１２上に設けられた接続端子（図示せず）にそれぞれ実装されている。これらの接続端子は、それぞれ貫通電極２４、２６を介して裏面に設けられた配線形成部２０により相互に接続されている。さらに、制御用半導体素子３２の所定の端子が、貫通電極２４と配線形成部２０とを介して外部接続端子３０に接続されている。

制御用半導体素子３２は、半導体記憶素子３４の制御および外部接続端子３０を介して外部機器との情報の伝達を行うだけでなく、アンテナ１６を介した無線通信により他の外部機器との情報の伝達も行う。なお、アンテナ１６の表面には、絶縁保護層２８が設けられている。この絶縁保護層２８は必須ではなく、組み立て中にアンテナ１６の配線パターンを損傷しないように設けたものであり、損傷のおそれがなければ特に設けなくてもよい。なお、図２においては、説明の都合上示していない。

一方、配線基板１２の他方の面には、配線形成部２０を含めて全体を覆うように、例えばフェライト粉とエポキシ樹脂等を混合した磁性体ペーストを印刷して形成した磁性体層１８が設けられている。この磁性体層１８は、例えば３０〜５０μｍの厚さに形成される。なお、磁性体層１８は、配線形成部２０を除く領域にのみ設けてもよい。

配線基板１２の外部接続端子３０が外装ケース３６の所定の位置から表面に露出するように配置し、外装ケース３６により封止すれば、本実施の形態のＳＤメモリカード１０が作製される。

このような構成とすることで、本実施の形態のＳＤメモリカード１０は内蔵したアンテナ１６により非接触で外部機器との情報の伝達を行える。また、従来のＳＤメモリカードと同様に、外部接続端子３０を介して接触方式により外部機器との情報の伝達もできる。このように、本実施の形態のＳＤメモリカード１０は、従来のＳＤメモリカードとの互換性を有しながら、かつ非接触で他の外部機器との情報の伝達も行うことができるので、ＳＤメモリカードの用途をさらに広げることができる。

なお、配線基板１２に用いる樹脂基材１４としては、例えばガラスエポキシ材料を用いることが望ましいが、これに限定されることはない。ポリイミドやポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の樹脂材料を用いてもよい。このような樹脂材料を用いる場合、外部接続端子３０の領域部のみ、例えばガラスエポキシ等の樹脂材料を貼り付ける等により強度を確保することが望ましい。

また、制御用半導体素子３２および半導体記憶素子３４は、チップサイズパッケージ（ＣＳＰ）のようなパッケージタイプを用いてもよいし、ベアチップを直接実装する構成としてもよい。

（第２の実施の形態）
図３は、本発明の第２の実施の形態にかかるアンテナ内蔵半導体メモリモジュールの一例としてのＳＤメモリカード４０の断面図である。本実施の形態のＳＤメモリカード４０は、制御用半導体素子３２と半導体記憶素子３４とが実装され、アンテナ１６および磁性体層１８が形成された配線基板４２と、外部接続端子５０が形成された端子基板４４とを別々に設けた構成としたことが特徴である。すなわち、配線基板４２の接続電極３８と端子基板４４の基板接続用電極４８とを、例えば導電性接着剤５２により接着接合した後、外装ケース３６により封止することで、本実施の形態のＳＤメモリカード４０が作製される。なお、外形は第１の実施の形態のＳＤメモリカード１０と全く同じである。

端子基板４４は、ガラスエポキシ樹脂等の比較的硬質の樹脂基材４６を用い、一方の面に基板接続用電極４８が設けられている。また、他方の面には外部接続端子５０が設けられており、この外部接続端子５０は基板接続用電極４８に接続されている。

配線基板４２の接続電極３８と端子基板４４の基板接続用電極４８とを、例えば導電性接着剤５２により接合して一体化した後、外部接続端子５０が外装ケース３６の所定の個所で露出するように配置すれば、本実施の形態のＳＤメモリカード４０が作製される。

図４は、制御用半導体素子３２と半導体記憶素子３４とが実装された配線基板４２の断面図である。本実施の形態では、配線基板４２は、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム等を樹脂基材１４１として用いることができる。このような樹脂基材１４１の一方の面上の外周近傍に沿ってループ状のアンテナ１６が、例えば銀（Ａｇ）ペーストを印刷して形成されている。さらに、その内側には制御用半導体素子３２および半導体記憶素子３４がフリップチップ方式により実装されている。

また、樹脂基材１４１の他方の面には、磁性体ペーストを印刷して形成された磁性体層１８が配線形成部２０の表面上を含めて設けられている。なお、配線基板４２には、端子基板４４の基板接続用電極４８と接続するための接続電極３８が設けられている。また、その全体形状は、第１の実施の形態の配線基板１２に比べて端子基板４４の大きさ程度小さい。しかし、アンテナ１６や磁性体層１８の構成等については、第１の実施の形態の配線基板１２と同じである。

本実施の形態のＳＤメモリカード４０は上記構成としたことにより、以下のような効果が得られる。すなわち、端子基板４４は比較的硬質の樹脂基材４６を用い、かつ外部接続端子５０として銅箔等を用いることができるので、摺動回数が増加しても外部接続端子５０が磨耗することなく長期間安定して使用できる。

一方、制御用半導体素子３２と半導体記憶素子３４とを実装し、アンテナ１６と磁性体層１８を形成するための樹脂基材１４１としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のフィルム状の材料を用いることができる。このようなフィルム状の樹脂基材１４１に、例えば銀（Ａｇ）ペーストによりアンテナ１６や電極端子等の配線パターンを形成すれば、配線基板４２の製造が低温ででき、かつ工程を簡略化することもできる。この結果、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のような比較的安価な樹脂材料を用いることで、ＳＤメモリカード４０を低コストにすることができる。

なお、制御用半導体素子３２および半導体記憶素子３４は、チップサイズパッケージ（ＣＳＰ）のようなパッケージタイプを用いてもよいし、ベアチップを直接実装する構成としてもよい。

（第３の実施の形態）
図５は、本発明の第３の実施の形態にかかるアンテナ内蔵半導体メモリモジュールの一例としてのＳＤメモリカード６０の断面図である。本実施の形態のＳＤメモリカード６０は、第１の実施の形態のＳＤメモリカード１０の配線基板１２に対して、さらに可撓性を有する薄いシート状のアンテナモジュール６２を実装し、配線基板５６のアンテナ１６とアンテナモジュール６２のアンテナ６６とを直列接続した構成を特徴とする。なお、アンテナモジュール６２のアンテナ６６の表面には絶縁保護層７０を設けているが、取扱い等でアンテナ６６の配線パターンを損傷しなければ特に設けなくてもよい。

図６は、配線基板５６に形成されているアンテナ１６とアンテナモジュール６２のアンテナ６６とを直列に接続する方法を説明するための分解斜視図である。

最初に、配線基板５６の構成について説明する。アンテナ１６の両端部の一方が配線形成部２０のうちの配線２０１により制御用半導体素子３２に接続され、他方は配線基板５６の電極端子５４まで延在されている。なお、電極端子５４は一対設けられており、一方は上記したようにアンテナ１６の他方と接続されているが、他方は貫通電極２２、配線形成部２０のうちの配線２０２および貫通電極２４を介して制御用半導体素子３２に接続されている。なお、配線基板５６の樹脂基材１４２は、第１の実施の形態と同様な樹脂材料を用いることができる。

一方、アンテナモジュール６２のアンテナ６６は配線基板５６のアンテナ１６と巻回方向が同じになるように形成されている。このアンテナモジュール６２は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の薄いシート状基板６４を用い、配線基板５６に形成されたアンテナ１６や磁性体層１８と同様な材料および製造方法によりアンテナ６６および磁性体層６８が形成されている。アンテナ６６の両端部は貫通電極７２と磁性体層６８側に設けられた配線とを介して電極端子７４まで延在されている。この電極端子７４は、配線基板５６側の電極端子５４と対応する位置に設けられている。

このように構成された配線基板５６の電極端子５４とアンテナモジュール６２の電極端子７４とを位置合せして、矢印で示すように、例えば導電性接着剤５２により接着接続すると２つのアンテナ１６、６６が直列に接続される。このように接続した後、外装ケース３６の所定の位置で外部接続端子３０が露出するようにして収納すれば、本実施の形態のＳＤメモリカード６０が作製される。

本実施の形態のＳＤメモリカード６０では、ループ状のアンテナのアンテナ長を長くすることができるので、薄型構成を保持しながら低い周波数においても対応可能とすることができる。

図７は、本実施の形態の変形例のＳＤメモリカードのアンテナの構成を説明するための斜視図である。この変形例のＳＤメモリカードは、配線基板５６のアンテナ１６とアンテナモジュール６２のアンテナ６６とを並列に接続した構成としている。このために、アンテナモジュール６２のアンテナ６６の巻回形状を同じとし、かつそれらの両端部同士がそれぞれ接続されて制御用半導体素子３２に接続されている。

配線基板５６のアンテナ１６の両端部は、第１の実施の形態と同様に貫通電極２２、配線形成部２０および貫通電極２４を介して制御用半導体素子３２に接続されている。さらに、これらの両端部は、図７に示すように磁性体層１８側の配線形成部２０の一部である配線２０３、２０４により電極端子５４にも接続されている。

一方、アンテナモジュール６２のアンテナ６６の両端部は貫通電極７２と磁性体層６８側に設けられた配線とを介して電極端子７４まで延在されている。

このように構成された配線基板５６の電極端子５４とアンテナモジュール６２の電極端子７４とを位置合せして、矢印で示すように、例えば導電性接着剤５２により接着接続すると、２つのアンテナ１６、６６が並列に接続される。このように接続した後、外装ケース３６の所定の位置で外部接続端子３０が露出するようにして収納すれば、本変形例のＳＤメモリカードが作製される。

このような接続構成とすることで、アンテナの感度をさらに向上できる。また、アンテナの抵抗が比較的大きい場合に、全体として抵抗値を下げることもできる。

以上のように本実施の形態によれば、配線基板５６に設けられたアンテナ１６に加えて、アンテナモジュール６２に形成されたアンテナ６６を直列あるいは並列に接続することができる。したがって、例えば直列に接続すれば、アンテナ長を長くでき、低い周波数の電波に対して対応できる。一方、並列に接続すれば、アンテナの感度を約２倍に向上させることができ、微弱な電波に対しても高感度で情報を伝達することができる。

なお、配線基板５６のアンテナ１６とアンテナモジュール６２のアンテナ６６の巻回数や線幅等については同じである必要はなく、全体として必要なアンテナ長や抵抗値が得られるように設定すればよい。

図８は、本実施の形態のさらに別の変形例のＳＤメモリカード８０の断面図である。この変形例のＳＤメモリカード８０は、アンテナモジュール８８が本実施の形態のＳＤメモリカード６０とは反対側に配置されていることが特徴である。

すなわち、この変形例のＳＤメモリカード８０では、配線基板８２の制御用半導体素子３２と半導体記憶素子３４とが実装されていない面側にアンテナモジュール８８が配置され、外部接続端子３０とは反対側で配線基板８２のアンテナ１６の電極端子８４とアンテナモジュール８８の電極端子８６とが接続されている。配線基板８２のアンテナ１６の両端部は、貫通電極２２および配線形成部２０を介して電極端子８４に接続されている。さらに、配線形成部２０と貫通電極２４とを介して制御用半導体素子３２にも接続されている。

一方、アンテナモジュール８８のアンテナ６６の両端部から延在された電極端子８６は、配線基板８２の電極端子８４と対応する位置に設けられている。なお、このアンテナ６６の両端部の少なくとも一方は、図示しない貫通電極と配線とを介して電極端子８６に接続されている。なお、配線基板８２は第１の実施の形態と同様な樹脂基材１４３を用いて形成されている。

アンテナモジュール８８を配線基板８２の磁性体層１８側に配置した後、配線基板８２の電極端子８４とアンテナモジュール８８の電極端子８６とを、例えば導電性接着剤５２により接着接続する。このように接続した後、外装ケース３６に収納すれば本変形例のＳＤメモリカード８０を作製することができる。

この場合にも、図６に示すような直列接続あるいは図７に示すような並列接続のどちらの構成であっても、配線基板８２とアンテナモジュール８８の配線構成を一部変更すれば容易に作製できる。

なお、制御用半導体素子３２および半導体記憶素子３４は、チップサイズパッケージ（ＣＳＰ）のようなパッケージタイプを用いてもよいし、ベアチップを直接実装する構成としてもよい。

（第４の実施の形態）
図９は、本発明の第４の実施の形態にかかるアンテナ内蔵半導体メモリモジュールの一例としてのＳＤメモリカード１００の断面図である。本実施の形態のＳＤメモリカード１００は、第３の実施の形態のＳＤメモリカード６０とほとんど同様な構成であるが、以下の点が異なる。すなわち、配線基板５６１は端子基板４４と同じ形状分だけ図５に示す配線基板５６より小さい。また、樹脂基材１４４の磁性体層１８の側に接続電極３８が設けられている。そして、この接続電極３８が端子基板４４の基板接続用電極４８に接続される。このような点が異なるが、それ以外についてはＳＤメモリカード６０と同じである。配線基板５６１の接続電極３８と端子基板４４の基板接続用電極４８とは、例えば導電性接着剤５２により接着接続される。これにより、本実施の形態のＳＤメモリカード１００が得られる。

このような構成とすることによって、本実施の形態のＳＤメモリカード１００は、第３の実施の形態のＳＤメモリカード６０の場合と同様に、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のフィルムからなる樹脂基材１４４を用いて、簡単な製造工程により配線基板５６１を製造することができる。また、配線基板５６１のアンテナ１６とアンテナモジュール６２のアンテナ６６とを直列接続または並列接続することも容易にできる。したがって、周波数の低い電波に対応できる。また、アンテナを高感度にすることもできる。

図１０は、本実施の形態の変形例のＳＤメモリカード１１０の断面図である。この変形例のＳＤメモリカード１１０は、第３の実施の形態の変形例のＳＤメモリカード８０とほとんど同様な構成であるが、以下の点が異なる。すなわち、配線基板８２１は端子基板４４と同じ形状分だけ図８に示す配線基板８２より小さい。また、樹脂基材１４５の磁性体層１８側に接続電極３８が設けられている。この接続電極３８が端子基板４４の基板接続用電極４８に接続される。このような点が異なるが、それ以外についてはＳＤメモリカード８０と同じである。配線基板８２１の接続電極３８と端子基板４４の基板接続用電極４８とは、例えば導電性接着剤５２により接着接続される。これにより、本変形例のＳＤメモリカード１１０が得られる。

このような構成とすることによって、本実施の形態のＳＤメモリカード１１０は、第３の実施の形態の変形例のＳＤメモリカード８０の場合と同様に、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のフィルムからなる樹脂基材１４５を用いて、簡単な製造工程により配線基板８２１を製造することができる。また、配線基板８２１のアンテナ１６とアンテナモジュール８８のアンテナ６６とを直列接続または並列接続することも容易にできる。したがって、周波数の低い電波に対応できる。また、アンテナを高感度にすることもできる。

（第５の実施の形態）
図１１は、本発明の第５の実施の形態にかかるアンテナ内蔵半導体メモリモジュールの一例としてのＳＤメモリカード１２０の断面図である。本実施の形態のＳＤメモリカード１２０は、以下の構成に特徴を有する。第１は、配線基板１３２に対して制御用半導体素子１３０と半導体記憶素子１２６とがそれぞれ異なる面上に実装されていることである。第２は、半導体記憶素子１２６がメモリ実装基板１２４の両面に実装されたメモリモジュール１２２が複数積層して配線基板１３２上に実装されていることである。

第３は、このような構成とするために配線基板１３２は多層配線構成からなり、その一方の表面の外周領域にループ形状のアンテナ１３６が形成され、その他方の表面の制御用半導体素子１３０が実装される領域を除いて磁性体層１４８が形成されていることである。

なお、配線基板１３２には、アンテナ１３６の両端部と制御用半導体素子１３０との接続、メモリモジュール１２２と制御用半導体素子１３０との接続、および制御用半導体素子１３０と配線基板１３２の外部接続端子１５０との接続のために、複数の貫通電極１３８、１４０、１４２と配線形成部１４４が樹脂基材１３４に形成されている。これらは、さらに樹脂基材１３４の内部に設けられている内層配線（図示せず）等によっても接続されている。

以上のような構成により、本実施の形態のＳＤメモリカード１２０は、大記憶容量を有し、かつ制御用半導体素子１３０も大きなサイズを実装できる。したがって、より高機能の制御用半導体素子１３０を実装すれば、接触方式による情報の伝達と非接触方式による情報の伝達に関する機能をより高度に、かつ複雑にすることができる。

以下、このＳＤメモリカード１２０について、その構成を説明する。

配線基板１３２は、ガラスエポキシ樹脂等からなる樹脂基材１３４を用い、この樹脂基材１３４の一方の面の外周領域にループ状のアンテナ１３６が形成されている。ループ状のアンテナ１３６の内周部にはメモリモジュール１２２を実装するための接続端子と制御用半導体素子１３０に接続するための配線（図示せず）が形成されている。樹脂基材１３４の他方の面には配線形成部１４４と磁性体層１４８とが形成されている。ただし、磁性体層１４８は、制御用半導体素子１３０が実装される領域部には形成されていない。一方、配線形成部１４４の一部である接続端子は、制御用半導体素子１３０と接続するためにこの領域部内にも形成されている。また、アンテナ１３６の表面には絶縁保護層１４６が形成されているが、これは組み立て等においてアンテナ１３６の配線パターンが損傷されるのを防ぐためであり、損傷等のおそれがなければ特に設けなくてもよい。

なお、上記したように、配線基板１３２には、アンテナ１３６の両端部と制御用半導体素子１３０との接続、メモリモジュール１２２と制御用半導体素子１３０との接続、および制御用半導体素子１３０と配線基板１３２の外部接続端子１５０との接続のために、複数の貫通電極１３８、１４０、１４２と配線形成部１４４が樹脂基材１３４に形成されている。これらは、さらに樹脂基材１３４の内部に設けられている内層配線（図示せず）等にも接続されている。

上記構成の配線基板１３２の磁性体層１４８が形成されている面側の中央部に制御用半導体素子１３０が実装されている。一方、配線基板１３２のアンテナ１３６が形成されている面上にはメモリモジュール１２２が、例えばハンダボールあるいは金ボール等の接合部材１２８を用いて接合されている。なお、これら接合部材１２８により直接接合する方式だけでなく、これらと導電性接着剤とを用いて接着接合してもよい。

メモリモジュール１２２は、メモリ実装基板１２４の両面に半導体記憶素子１２６が複数個、例えばハンダバンプ実装等により実装されている。実装する半導体記憶素子１２６は、シリコン基板を研磨してベアチップ状態で実装してもよいし、あるいは研磨後にパッケージしてチップサイズパッケージ（ＣＳＰ）としてから実装してもよい。半導体記憶素子１２６を約１００μｍ程度まで研磨し、メモリ実装基板１２４も１００μｍ程度の厚みを使用すると、メモリモジュール１２２の厚みを３００〜４００μｍ程度にすることができる。このような構成のメモリモジュール１２２を配線基板１３２上に２個積層しても、その厚みは６００〜８００μｍ程度にできる。したがって、要求される厚みで、かつ大容量のメモリを収納することが可能になる。

上記構成の本実施の形態のＳＤメモリカード１２０は、メモリ容量が大きくでき、かつ制御用半導体素子１３０も大きな形状のものを実装できる。これにより、非接触方式による外部機器との情報の伝達等において、さらに守秘性を高めるような機能等も付加することも容易にできるので幅広い用途に対応できる。

なお、本実施の形態によるＳＤメモリカード１２０においても、アンテナモジュールをさらに設けて、配線基板１３２のアンテナ１３６と直列あるいは並列に接続することも可能である。

また、第１の実施の形態から第５の実施の形態までにおいてはＳＤメモリカードを例として説明したが、本発明はこれに限定されない。制御用半導体素子が実装されている半導体メモリモジュールであれば同様に適用可能である。さらに、半導体記憶素子としては、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＦＥＲＡＭ等、いずれの構成であってもよい。

なお、第１の実施の形態から第５の実施の形態では、アンテナを保護するために絶縁保護層を形成しているが、この絶縁保護層の代わりに絶縁性の磁性体層を形成してもよい。このように磁性体層を形成するとアンテナの感度をさらに向上させることができる。

また、第１の実施の形態から第５の実施の形態までにおいては、配線基板は樹脂基材を用いた場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図１２に示すような配線基板を用いた構成としてもよい。

図１２は、絶縁性の磁性材料からなる基材を用いた配線基板１６２により構成したＳＤメモリカード１６０の断面図である。このＳＤメモリカード１６０の場合には、磁性基材１６４の両面に配線形成部１６８を設け、これらを貫通電極１７０により接続している。さらに、磁性基材１６４の外周領域にループ状のアンテナ１６６が設けられている。なお、制御用半導体素子１７８と半導体記憶素子１７６とが実装された面側については、配線形成部は図示していない。外部接続端子１７４は磁性基材１６４上に形成されており、外装ケース３６から露出するように配置されている。また、アンテナ１６６と、このアンテナ１６６側の配線形成部１６８とを含むように絶縁保護層１７２も形成されている。

配線形成部１６８とアンテナ１６６とは、例えば銀（Ａｇ）ペーストを印刷して硬化させて同時に形成することで作製可能である。また、磁性基材１６４としては、例えばフェライト等の粉末をエポキシ樹脂と混合してシート状にして硬化させたものを用いることができる。

このような構成とすることで、構造が簡単で製造工程も簡略化することができる。なお、図１２ではアンテナ１６６を制御用半導体素子１７８と半導体記憶素子１７６とが実装された面とは反対側の面に形成したが、制御用半導体素子１７８と半導体記憶素子１７６とが形成されている面側の外周領域に形成してもよい。

さらに、図１１に示す第５の実施の形態のＳＤメモリカード１２０のようにメモリモジュール１２２を用いて積層する構成としてもよい。

本発明のアンテナ内蔵半導体メモリモジュールは、従来の接触方式による外部機器との接続機能に加え、アンテナを介した無線通信機能も備えており、しかもＳＤメモリカードのような規格化された形状とすることができるので、デジタルカメラや携帯音楽プレーヤ等の用途だけでなく、さらに幅広い用途に展開できる。

本発明の第１の実施の形態にかかるアンテナ内蔵半導体メモリモジュールの一例としてのＳＤメモリカードの断面図 同実施の形態のＳＤメモリカードにおいて、制御用半導体素子と半導体記憶素子とが実装された配線基板の斜視図 本発明の第２の実施の形態にかかるアンテナ内蔵半導体メモリモジュールの一例としてのＳＤメモリカードの断面図 同実施の形態のＳＤメモリカードにおいて、制御用半導体素子と半導体記憶素子とが実装された配線基板の断面図 本発明の第３の実施の形態にかかるアンテナ内蔵半導体メモリモジュールの一例としてのＳＤメモリカードの断面図 同実施の形態のＳＤメモリカードにおいて、配線基板に形成されているアンテナとアンテナモジュールのアンテナとを直列に接続する方法を説明するための分解斜視図 同実施の形態の変形例のＳＤメモリカードのアンテナの構成を説明するための斜視図 同実施の形態のさらに別の変形例のＳＤメモリカードの断面図 本発明の第４の実施の形態にかかるアンテナ内蔵半導体メモリモジュールの一例としてのＳＤメモリカードの断面図 同実施の形態の変形例のＳＤメモリカードの断面図 本発明の第５の実施の形態にかかるアンテナ内蔵半導体メモリモジュールの一例としてのＳＤメモリカードの断面図 第１の実施の形態から第５の実施の形態までと構成が異なり、絶縁性の磁性材料からなる基材を用いた配線基板により構成したＳＤメモリカードの断面図 従来の無線インターフェース機能を備えた半導体メモリモジュールとしてのＳＤメモリカードの構成図 従来のＳＤメモリカードの外観斜視図

符号の説明

１０，４０，６０，８０，１００，１１０，１２０，１６０，９００ ＳＤメモリカード
１２，４２，５６，８２，１３２，１６２，５６１，８２１ 配線基板
１４，４６，１３４，１４１，１４２，１４３，１４４，１４５ 樹脂基材
１６，６６，１３６，１６６，９０８ アンテナ
１８，６８，１４８ 磁性体層
２０，１４４，１６８ 配線形成部
２２，２４，２６，７２，１３８，１４０，１４２，１７０ 貫通電極
２８，７０，１４６，１７２ 絶縁保護層
３０，５０，１５０，１７４ 外部接続端子
３２，１３０，１７８ 制御用半導体素子
３４，１２６，１７６ 半導体記憶素子
３６ 外装ケース
３８ 接続電極
４４ 端子基板
４８ 基板接続用電極
５２ 導電性接着剤
５４，７４，８４，８６ 電極端子
６２，８８，９０２ アンテナモジュール
６４ シート状基板
１２２ メモリモジュール
１２４ メモリ実装基板
１２８ 接合部材
１６４ 磁性基材
２０１，２０２，２０３，２０４ 配線
９０４ 無線制御部
９０６ 接続部
９１０ フラッシュメモリ

Claims (5)

1. 半導体記憶素子と、
   前記半導体記憶素子および外部機器との情報の制御を行う制御用半導体素子と、
   前記半導体記憶素子および前記制御用半導体素子と接続する接続端子、前記外部機器と接続するための外部接続端子、外周領域に形成されたループ状のアンテナ、前記アンテナの形成面とは反対側の面に形成された磁性体層、および前記接続端子、前記外部接続端子および前記アンテナをそれぞれ接続する配線が形成された配線基板と、
   外装ケースとを有し、
   前記半導体記憶素子と前記制御用半導体素子とは前記配線基板に実装され、前記配線基板は前記外部接続端子が表面に露出する状態で前記外装ケースに収納され、
   前記半導体記憶素子および前記制御用半導体素子の少なくとも一方がループ状の前記アンテナの内側に配設されていることを特徴とするアンテナ内蔵半導体メモリモジュール。
2. 半導体記憶素子と、
   前記半導体記憶素子および外部機器との情報の制御を行う制御用半導体素子と、
   前記外部機器と接続するための外部接続端子および基板接続用電極が形成された端子基板と、
   前記半導体記憶素子および前記制御用半導体素子と接続する接続端子、前記端子基板の前記基板接続用電極と接続するための接続電極、外周領域に形成されたループ状のアンテナ、前記アンテナの形成面とは反対側の面に形成された磁性体層、および前記接続端子、前記接続電極および前記アンテナをそれぞれ接続する配線が形成された配線基板と、
   外装ケースとを有し、
   前記半導体記憶素子と前記制御用半導体素子とは前記配線基板に実装され、かつ前記半導体記憶素子および前記制御用半導体素子の少なくとも一方が前記配線基板のループ状の前記アンテナの内側に配設されており、
   前記配線基板の前記接続電極と前記端子基板の前記基板接続電極とを接続して一体化した状態で前記外装ケースに収納され、かつ前記外部接続端子が前記外装ケースから露出していることを特徴とするアンテナ内蔵半導体メモリモジュール。
3. 可撓性を有するシート状基板の一方の面の外周領域にループ状のアンテナが形成されたアンテナモジュールをさらに有し、前記アンテナモジュールのアンテナと前記配線基板のアンテナとが直列あるいは並列に接続されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアンテナ内蔵半導体メモリモジュール。
4. 前記アンテナモジュールは、前記シート状基板のアンテナが形成された面とは反対側の面に磁性体層が形成されたものであることを特徴とする請求項３に記載のアンテナ内蔵半導体メモリモジュール。
5. 前記半導体記憶素子は、メモリ実装基板上に複数個実装されてメモリモジュールを構成しており、前記メモリモジュールが前記配線基板上に実装されていることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかに記載のアンテナ内蔵半導体メモリモジュール。

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