JP2008528331A - 射出成形によりメモリカードを製造する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】集積回路と他の電子コンポーネントを収容するメモリカードを製造する方法を提供する。
【解決手段】「集積回路」と他の電子コンポーネントを収容する「メモリカード」（１０）は、射出成形によって製造される。例えば、ポリカーボネート、合成紙、又はＰＶＣのような外面を使用して、射出成形段階の前に「メモリカード」（１０）又は同様の装置を収容する。熱硬化性材料が射出成形された後に、「メモリカード」（１０）は、２つの型半割部から除去されてトリミングされる。
【選択図】図６

Description

近年、デジタルカメラ、携帯情報端末（ＰＤＡ）、スマートフォン、デジタルオーディオ及びビデオレコーダのような、いわゆるコンシューマ電子装置は、着脱式データ記憶コンポーネントに対する力強い市場需要を牽引している。電子機器業界は、一般的に「メモリカード」として公知である製品でこの需要に応えてきた。メモリカードは、通常、様々な製造業者からの異なる装置と共に使用することを可能にする寸法を有する業界標準ハウジング内に１つ又はそれよりも多くの半導体メモリチップを収容している。また、メモリカードは、一般的に、コンシューマ電子装置の回路への電気接続を可能にするコネクタを外面上に有する。メモリカードの種類の例としては、「ＰＣカード」、「「ＭｕｌｔｉＭｅｄｉａ」カード」、「ＣｏｍｐａｃｔＦｌａｓｈカード」、及び「セキュアデジタルカード」がある。これらの装置は、「パーソナルコンピュータメモリカード国際協会（ＰＣＭＣＩＡ）」及び「「ＭｕｌｔｉＭｅｄｉａ」カード協会（ＭＭＣＡ）」のような事業者団体によって制定された規格に従って製造されている。

例示的なメモリカード、すなわち、「「ＭｕｌｔｉＭｅｄｉａ」カード（ＭＭＣ）」１０をそれぞれ図１から図３において上面図、断面側面図、及び底面図で示している。図示のＭＭＣは、３２ｍｍ長、２４ｍｍ幅、１．４ｍｍ厚という標準化された寸法を有し、一般的に、メモリの２及び２５６メガバイト（ＭＢ）の間のメモリ容量を含み、これは、例えば、標準的なシリアルポートインタフェース（ＳＰＩ）のインタフェースを使用してＭＭＣの底面に位置する７つの接点１１を通じてアクセスされる。ＭＭＣの１つのコーナの単純な面取り部１２により、ホスト装置内のコネクタへの間違ったＭＭＣの挿入が防止される。

図１から図３に示す例示的な従来技術のＭＭＣは、プリント回路基板（ＰＣＢ）のような矩形基板１３と、例えば、それぞれ、粘着層１５と従来のワイヤボンド１６とを用いてプリント回路基板上に装着されかつそれに電気接続した１つ又はそれよりも多くの半導体メモリダイ１４又は「チップ」とを含む。また、表面装着受動コンポーネント、例えば、抵抗器も、基板１３上に装着してかつそれに接続することができる。接点１１は、基板１３を通じて上述のコンポーネントによって形成されたメモリ回路に接続され、カード１０の入出力端子の役目をする。

コンポーネントが基板１３に装着され、かつそれに接続した時、従来技術の方法は、チップ１４が「グロブ−トッピング」処理によって保護的に封入される段階を含んでいた。この段階は、その後の段階で発生するであろう熱可塑性材料の高圧、高温注入のために必要であった。高圧注入及び高温により、マイクロチップ及び他の小形電子コンポーネント、特に、ワイヤボンドが損傷する可能性がある。グロブ−トッピング段階においては、粘性封入剤の小滴が、チップ上面上に分配され、チップ側面の上を基板表面まで自然に流される。封入剤は、硬化して、チップを覆う保護外被１８を形成する。薄いシートメタル又はプラスチックの外部カバー又はハウジング１９（図１では点線による輪郭で示す）は、基板１３アセンブリを覆って、アセンブリの上面をハウジング１９に収容された接着剤のベッドに埋め込むことによって設置される。

従来技術のメモリカード製造方法は、メモリカードの内側に電子コンポーネント、モジュール、又はアセンブリを適正に位置決めして固定することに大いに関係がある。この問題は、電子コンポーネントが適正に固定されなかった場合、それらがカード形成空洞内に熱可塑性材料を注入中にランダムな位置に移動することによるものである。これは、従来技術の処理では、かなり高い圧力の影響を受けて注入が行われるために特に問題である。従来技術のメモリカード作成方法には、熱可塑性材料注入中に電子コンポーネントを所定の位置に保持するための堅く鋭利に形成された本体を有する比較的大きな機械式保持装置の使用が含まれる。このような保持装置の使用により、メモリカード内での電子コンポーネントの位置決め選択肢が制限される可能性がある。また、位置決めに関する制限により、このようなメモリカード内に設置することができる電子コンポーネントの小型化又は少数化が行われる場合がある。この制限は、次に、ＭＭＣに入れることができるメモリ量を制限する。

更に、このようなカードの他の要素の膨張係数に対する上述の比較的大きな保持装置の製造に使用される材料の膨張係数の差異のために、このような電子コンポーネント保持装置を収容するカード完成品の外面上に変形が現れることが多い。すなわち、表面の変形は、カード本体がその製造中に異なる温度及び圧力を受けるために、このような保持部材が単にカード本体に存在することから生じる可能性がある。このような変形は、良くても不体裁であり、最悪の場合には、それらは、ある一定のカード読取機械においてカード受け容器にカードが完全に平坦に置かれることを妨げる場合がある。

一部のメモリカード製造業者は、このような保持装置を小型化することにより、又は熱可塑性材料注入工程中に接着剤を使用して電子コンポーネントをカード形成空洞に確実に位置決めすることによってこの問題に対処している。しかし、電子コンポーネント固定に接着剤を使用すると、別の組の問題が発生する。これらの問題は、このような電子コンポーネントを所定の位置に固定するのに使用される殆どの市販の高速硬化接着剤が多くの場合に高度の収縮によって特徴付けられることによるものである。更に、電子コンポーネントを固定するには、比較的多量の接着剤が必要である。高収縮接着剤が比較的多量に使用されると、このような接着剤が付加されているプラスチックシート又は層の領域に皺が発生し、そうでなければ変形する傾向がある。この皺発生は、メモリカードの薄い本体を通して伝達し、カード外面に局所的な波状の特徴を取らせる可能性がある。ある一定の公差を超えると、これらの波状の曲げは、変形したメモリカードが、ある一定の装置で作動不能になることになるので、メモリカード業界では容認できないものである。

先に触れたが、従来技術のメモリカードの製造における１つの付加的な制限は、それらが、一般的に、成形型内への充填エポキシ樹脂の注入又は高温高圧熱可塑性材注入を伴う従来技術工程で生成されるという点である。また、高圧高温注入した材料によってカードの電子コンポーネントに応力が発生するか又は損傷する場合があるということに加えて、型内で硬化して冷却するのに比較的長時間も掛かる。エポキシ樹脂は、注入後にメモリカードの電子コンポーネントを損傷する可能性がある化学反応を受ける。必要とされるのは、急速な硬化時間及び急速な製造サイクル時間により、かつメモリカード電子機器を損傷する可能性がある内部保持手段を使用することなく、メモリダイアセンブリのための「グロブ−トップ」を設けることを必要としないメモリカードを生成する方法である。

従って、本発明の目的は、確実に封入された「集積回路」及び／又は他の電子機器（例えば、抵抗器）を収容する約０．７６ｍｍ（従来のクレジットカードの厚み）から約５．０ｍｍまでの範囲にある厚みと、最先端のグラフィックを印刷することができる高品質外面とを有する「メモリカード」又は同様の装置を提供することである。「メモリカード」の底面は、他の装置との電子通信のための外部接点を含まなければならない。更に、本発明の目的は、電子機器を「グロブ−トッピング」する必要性を除外するために、低圧低温処理を用いて電子機器をメモリカードに確実に封入することである。グロブ−トッピング工程を排除すると、メモリカード処理において時間が節約され、かつ付加的なメモリ又は他の電子コンポーネントのためのメモリカードの内側の貴重な空間が更に得られることになる。更に、本発明の目的は、製造効率を改善する低温処理で製造サイクル時間を短縮することである。低温処理により、より少ないエネルギでメモリカードを製造することができ、かつ製造サイクル時間を大幅に短縮することができ、その結果、製造出力が改善する。

本発明の上記及び他の目的は、多層「メモリカード」に、「Ｔｅｓｌｉｎ（登録商標）」又は他の合成紙又は適切な材料（例えば、ＰＶＣ、ＰＣ）のような材料の外層と、「集積回路」（例えば、「ＭｕｌｔｉＭｅｄｉａ」カードダイアセンブリ）を確実に封入し、かつ「Ｔｅｓｌｉｎ（登録商標）」又は他の適切な材料の外側層に確実に接合する注入ポリマー材料のコア層とを設けることによって達成される。

装置の下部層よりも上方に電子コンポーネントを載置するために低収縮接着剤を使用すると、注入ポリマー材料による電子機器の均一な流れ及び完全な封入が容易になる。装置の下部層上に低収縮接着剤盛り部を位置決めすると、約０．１から０．１５ｍｍの空隙空間が作成かつ維持され、注入ポリマーにこの空隙空間を埋めさせ、かつ下部層の上面と上部層の底面を覆わせ、空隙又は窪みがなく、かつ電子機器よりも下方又は上方にある空隙空間内にポリマー材料が均一かつ完全に分配される。代替的に、電子コンポーネントは、下部層を使用することなく、直接に下部型上に置くことができる。このようにして、電子コンポーネントの下部は、装置の底面を含む。

「Ｔｅｓｌｉｎ（登録商標）」、ＰＶＣ、又は他の適切な材料のインレーシート設計の目的は、シート当たりに複数のインレーを用いて電子コンポーネントであるインレーの製造を可能にすることである。例えば、図６は、インレーの１６ｘ１０アレイ（合計１６０枚の「メモリカード」）を示している。

インレーは、単一の連続シート上に生成され、これは、次に、「メモリカード」周囲を注入ポリマーによって覆わせる形態に機械工具によって切断される。

図４（ａ）と図４（ｂ）は、「メモリカード」を製造する従来技術の方法に関わる問題を示している。図４（ａ）は、切取り断面図において、上面４１と底面４２とを有するプラスチック材料４０（例えば、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン）のシート又は層を示している。このようなシートは、一般的に、約０．０７５ｍｍから約０．２５ｍｍまでの範囲にある厚み４３を有することになる。液体又は半液体の高収縮接着剤４４の盛り部、液滴、又は少量が、図４（ａ）に示すプラスチックシート４０の上面４１上に既に分配されているのが示されている。図４（ａ）に示す既に分配された接着剤４４の盛り部は、初期幅Ｗ₁を有するように示されている。図４（ｂ）は、図４（ｂ）に示す接着剤４４の盛り部を硬化接着剤４４’のより小さな盛り部に硬化させた結果を（誇張された形で）示している。図４（ｂ）に示す硬化接着剤４４’の盛り部の幅Ｗ₂は、図４（ｂ）の新しい静置された液体又は半液体接着剤４４の盛り部の幅Ｗ₁をかなり下回る。簡潔さを期すために、新たに分配された高収縮接着剤の盛り部の元の幅Ｗ₁からＷ₂への減少又は収縮（すなわち、ΔＷ）は、図４（Ｂ）においては、硬化接着剤４４’の盛り部の左側に寸法「１／２ΔＷ」、硬化接着剤４４’の上述の盛り部の右側に対応する「１／２ΔＷ」によって表されている。また、このような硬化は、接着剤４４の元の盛り部の容積の減少によって示されている。例えば、容積のこの減少は、多くの高収縮接着剤においては、２０％から３０％ほどの多さとすることができる。

また、上述のように、「高収縮」接着剤と「低収縮」接着剤の概念は、新たに静置された状態の硬化接着剤の容積に対するその接着剤の容積によって説明することができる。

高収縮接着剤に付随する硬化処理のために、図４（ａ）に示す接着剤４４の盛り部は、初期幅Ｗ₁（接着剤盛り部は、半液体又は粘り状態である）を有すると考えることができる初期サイズから最終幅Ｗ₂（硬化接着剤４４’は、実質的に固体状態である）に収縮し、しかも、この大幅な収縮（例えば、約１５％をよりも大きく、２０％から３０％にもなることが多い）のために、プラスチック材料の層又はシートの上面４１は、「皺状態になる」か又はそうでなければ変形し、例えば、図４（ｂ）においては、皺４５になる。このような変形作用により、プラスチック材料４０の比較的薄い層（例えば、０．０７５ｍｍ厚から０．２５ｍｍ厚）内に力が生じる。これらの力は、プラスチック材料４０のその層の底面４２に伝達される。これらの伝達された力により、プラスチック層４０の底面４２に変形４６（曲線、曲り、波状、波紋、皺など）が発生する。平坦な滑らかな面からのあらゆるこのような逸脱は、「メモリカード」業界によって非常に望ましくない変形と見なされ、従って、極力、最小にしなければならない。このような波状、曲り、皺、又は他の不完全状態のない「メモリカード」表面の達成は、本特許の開示の方法の主な目的の１つである。

図５は、本特許の開示の教示に従って製造された「メモリカード」５０の切取り側面図を示している。その完成品の形においては、このような「メモリカード」５０は、上部層５１と、下部層５２と、「メモリカード」の電子コンポーネント（例えば、基板５５及び接触パッド５６などを含む「ＭｕｌｔｉＭｅｄｉａ」ダイアセンブリ５４）が、硬化すると完成「メモリカード」５０の中心又はコア層５３を成す熱硬化性ポリマー材料５７（例えば、初期は液体又は半液体熱硬化性樹脂）内に組み込まれた中心又はコア層５３とから構成されることになる。最終的に「メモリカード」５０のコア層５３になる熱硬化性ポリマー材料５７は、上部層５１と下部層５２の間の空隙空間内に注入される。

空隙空間は、高さ５８を有し、かつカードの一方の側から他方の側に延びる。本明細書で上述したように、「メモリカード」を製造する従来技術の方法は、化学反応して固化し、「メモリカード」の本体を形成するエポキシ樹脂の注入を備えたものであった。これらの反応は、マイクロプロセッサのような影響を受けやすい電子コンポーネントに潜在的に危険なものである。代替的に、従来技術の方法は、高温熱可塑性材料の高圧注入を備えた従来技術によるものであった。従来技術の方法の高圧又は高温も、電子コンポーネントには危険なものであり、この理由で、電子コンポーネントを保護するための「グロブ−トッピング」が、従来技術の方法を用いた時の一般的な慣行である。保護「グロブ−トップ」を含まない図５に示す電子コンポーネントの構成は、エポキシ樹脂又は高圧注入高温熱可塑性材料と共に使用することはできないであろう。最後に、型内に注入された時のエポキシ樹脂も高温熱可塑性材料も、硬化するのにかなりの時間を消費する。高温熱可塑性材料及び高圧注入を用いた時に必要とされる長い硬化及び冷却時間により、装置を生成する工程が時間を消費するものになる。

上述の理由から、注入されたポリマー材料５７は、本出願人の方法において採用される比較的低温、低圧形成条件下で注入されることにより、有意な利点を提供する。

いずれの場合でも、このような熱硬化性ポリマー材料は、注入されると、上部層５１内面５９と下部層５２内面６０の間に形成された空隙空間５８を埋めることになる。硬化すると、コア層５３のポリマー材料５７は、上部層５１内面５９と下部層５２内面６０の両方に接合するか、又はそうでなければ接着して統合「メモリカード」本体を生成するはずである。このような接着は、上部層及び下部層の内面５９及び６０をいくつかの方法のいずれか１つで処理することによって助けることができる。例えば、この技術分野に公知である結合剤（例えば、クロロポリオレフィン）を採用して、コア層形成熱硬化性材料と、上部及び下部層が生成される材料（例えば、Ｔｅｓｌｉｎ、ＰＶＣ）の間の接合を高めることができる。一例としてのみであるが、「Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ Ｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ

Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ」の基本下塗剤製品「４４７５ ＲＴＭ」は、特に、上部層又は下部層の材料がＰＶＣである時にこの接合を高める目的で使用することができる。上部層及び／又は下部層の内面に適用することができる他の処理としては、プラズマコロナ処理及び酸エッチングを含むことができる。

「メモリカード」の厚み６１は、本特許の開示の低温低圧形成工程の一部として熱硬化性材料が空隙空間５８内に注入される時の型面（図５では図示せず）の設置によって形成される。実際には、上部及び下部層の間の空隙空間５８への熱硬化性材料の注入により、そうでなければ電子コンポーネントにより又は電子コンポーネントが設けられた低収縮接着剤６２盛り部によって占有されないその空隙空間５８のあらゆる部分が満たされる。

次に、「メモリカード」の電子コンポーネント（例えば、「ＭｕｌｔｉＭｅｄｉａ」ダイアセンブリ基板５５、「メモリ」チップ５４など）は、本出願人の低収縮接着剤６２の１つ又はそれよりも多くの液滴又は少量を用いて下部層５２の内面６０より上方に位置決めされることが好ましいことに注意すべきである。本明細書で上述したように、「メモリカード」を製造する従来技術の方法は、接着剤を採用して「メモリカード」の電子コンポーネントを載置するものではなかった。これは、従来技術の方法は、エポキシ樹脂又は高圧高温熱可塑性材料の注入を備えたものであり、エポキシ樹脂又は高圧高温熱可塑性材料の両方とも接着剤を損傷すると考えられることによるものである。また、かつより重要なことに、従来技術の方法は、エポキシ樹脂又は高圧高温熱硬化性材料の注入を備えたものであるために、電子コンポーネントは、「グロブ−トッピング」されなければならず、従って、電子機器を載置することは不要である。

本出願人の方法においては、電子コンポーネントは、流れ込む液体又は半液体ポリマー材料がこのような電子コンポーネントの下に流れ、並びに上から及び側面からこれらのコンポーネントを浸漬させるように、図５で全体的に提案するように、２つ又はそれよりも多くの接着剤６２のような盛り部上に設置することが最も好ましい。すなわち、本発明のより好ましい実施形態では、接着剤６２盛り部は、電子コンポーネントの下側が下部層５２上面６０に直接に接触せず、流れ込む熱可塑性材料５７内に浸漬されるように電子コンポーネントが設けられる１つ又はそれよりも多くの「台」の役目をすることになる。この設計により、これらの電子コンポーネントは、主要外面のいずれか又は４つの外側縁面のいずれかで「メモリカード」が受ける場合があるあらゆる屈曲及び／又は捩れ力に更に良く抵抗することができる。本発明のより好ましい一部の実施形態においては、これらの電子コンポーネント（例えば、メモリチップ５４）は、下部層５２の内面６０より上方に約０．０７５ｍｍから約０．１３ｍｍの距離６３を隔てて接着剤によって位置決めされることになる。

図６と図７は、「メモリカード」と同様の装置を生成する本出願人の方法の第１の好ましい実施形態を示すために対照させたものである。すなわち、図６は、本発明の特に好ましい実施形態を示すものであり、本特許の開示の教示に従って低温低圧形成される前の「Ｔｅｓｌｉｎ（登録商標）」のような合成紙又はＰＶＣのようなプラスチック材料５１の平坦な上部層又はシート５１を示している。換言すると、図６は、ポリマー材料の注入直前の金型設定を示すものであり、上部型６４「メモリカード」形成空洞に初期に設けられている平坦な上部層５１（例えば、ＰＶＣの平坦なシート）を示し、かつ下部型６５を覆うように設けられた時の下部層５２（例えば、ＰＶＣの別の平坦なシート）を示している。しかし、ここでもまた、好適性は劣るがそれでも実行可能である本出願人の方法の一部の実施形態では、上部層５１は、上部型６４の「メモリカード」形成空洞の全体的な輪郭に沿って予備成形するか、又は好ましくは少なくとも部分的に予備成形することができる。

比較すると、下部型６５には、上部型６４の空洞に比する空洞がない。図７は、上部層５１と下部層５２の間の空隙空間内に熱硬化性ポリマー材料５７を注入する影響を示している。従って、図７は、上部型６４内の「メモリカード」形成空洞６６内に熱硬化性ポリマー材料が注入された後の上部層５１を示している。図６を参照すると、液体又は半液体熱可塑性材料又は熱硬化性ポリマー材料５７を注入するノズル６７は、上部層５１内面５９と下部層５２内面６０の間に形成された空隙空間に至るオリフィス６８に挿入されるように示されている。上部層５１上面６９と下部層５２底面７０の間の距離は、距離７８によって示されている。空隙空間は、オリフィス６８から並列の上部層５１と下部層５２の反対端まで延びるように示されている。換言すると、図６においては、上部層５１の外面６９の一部は、依然として上部型６４の「メモリカード」形成空洞６６の内面７２には接触していない。これとは対照的に、下部層５２の外面７０は、下部型６５の内面７４と当接して実質的に平坦に接触しているように示されている。

図６と図７の両方においては、「メモリカード」の電子コンポーネント（例えば、基板５５、メモリチップ５４など）は、下部層５２の内面６０より上方に位置決めされているように示されている。一例としてのみであるが、このような電子コンポーネントは、本出願人の低収縮接着剤を滴下してできた２つの台の上に置いた状態で示してある。これらの接着剤の台は、流れ込む熱硬化性ポリマー材料５７が、電子コンポーネントより上方の領域だけでなく、電子コンポーネントの下方の領域７５にも流れ込むように、下部層５２の内面６０より上方に十分に離れて（例えば、約０．０７５ｍｍから約０．１３ｍｍ）電子コンポーネントを保持する。ここでもまた、このような接着剤台構成は、電子コンポーネントの下にある熱硬化性ポリマー材料の存在が、外面（すなわち、「メモリカード」の下部層外面及び／又は上面の外側）によって受け止められる場合がある力又は衝撃に対してこのような電子コンポーネントの保護を増大する傾向があるために好ましいものである。

図６においては、上部型６４は、注入時に形成される「メモリカード」の上部の表面輪郭を形成する空洞６６を有するように示めされている。このために、液体又は半液体熱硬化性ポリマー材料５７の注入は、上部層５１が、上部型６４の空洞６６内に低温低圧形成されるような圧力及び温度条件下であるべきである。図７は、本特許の開示の本発明の低温低圧形成処理により、上部層５１の上面６９が、上部型６４の「メモリカード」形成空洞の構成に実際に適合する方法を示している。ここでもまた、下部層５２の底面７０は、図７においては、下部型６５の実質的に平坦な内面７４に対して成形されるように示されている。これは、特に、本特許の開示の「メモリカード」を製造する好ましい配置である。

図６と図７においては、上部型６４の正面唇状領域７６と下部型６５の正面唇状領域７７は、距離７８’を隔てて互いに離間しているように示されており、この距離は、（上部層５１と下部層５２の厚みを考慮すると、）実際に、それぞれ、型６４と６５の唇状領域７６と７７で上部層５１と下部層５２の間の空隙空間の幅である距離を定めている。この距離は、熱硬化性ポリマー材料５７を「メモリカード」の全長にわたって空隙空間内に注入することができるようなものとすべきである。図６に示すシステムの右側の型装置設定の対応する距離５８は、左側の距離７８’と異なるであろう。いずれの場合にも、距離５８は、上部型６４の後部唇状部７９を通る上部層５１の内面５９と下部型６５の後部唇状部８０を通る下部層５２の内面６０との間に形成された距離５８’が、非常に短いがそれでも有限であるようなものとすべきである。すなわち、この非常に短い距離５８’は、それぞれ、上部層５１と下部層５２の間に本来存在していた（同じく図６を参照されたい）空隙空間内の気体８１（例えば、空気、ポリマー成分反応生成ガスなど）と余分なポリマー材料が上述の空隙空間から排出されることを可能にするのに十分な大きさであるが、それでも、熱硬化性ポリマー材料５７の注入に使用される注入圧力を保持するのに十分に小さいものであるべきである。この距離５８’は、液体ポリマー材料５７自体の薄い層でさえも空隙空間から「噴出」するか又は「勢いよく流れる」ことを可能にし、従って、空隙空間内に存在するか又は空隙空間で発生した全ての気体が上述の空隙空間から、実際には型システム自体から拭い取られることを可能にするのに十分な大きさにされることが好ましい。従って、全てのこのような気体８１は、流れ込む液体熱硬化性材料５７と完全に取って代わられる。この気体排出技術は、最終的に（すなわち、熱硬化性材料硬化時に）図７に示すようなコア層５３を形成する熱硬化性材料５７の本体内に気泡が形成されるのを防止する役目をする。

図８は、型システムから除去されている図７に示す形式の半完成又は前駆体「メモリカード」を示している。断面線８４と８６は、それぞれ、完成「メモリカード」の鋭い縁部と正確な寸法を作り出すために、前駆体「メモリカード」の左端部と右端部を切断又はトリミング除去することができる場所を示している。この場合、距離８２は、約３２ミリメートルである。

図９は、本特許の開示の好ましい実施形態の一部に従って実施される成形手順を示すものであり、約２４ｍｍｘ３２ｍｍの寸法を有する１６０枚の「メモリカード」５０が同時に成形される。

図１０は、電子コンポーネント（図１０においては、メモリダイアセンブリは、基板１２６と、メモリダイ１３４と、外部電気接点１３３と、付加的なコンポーネントから成る）が下部層として使用され、かつ付加的な下部層が不要である本発明の代替的な実施形態を用いて製造される完成「メモリカード」１２２を示している。

図１１と図１２は、「メモリカード」と同様の装置を生成する本出願人の方法のこの第２の実施形態を示している。すなわち、図１１は、本発明の特に好ましい実施形態を示すものであり、本特許の開示の教示に従って低温低圧形成される前の「Ｔｅｓｌｉｎ（登録商標）」のような合成紙又はＰＶＣのようなプラスチック材料１２４の平坦な上部層又はシート１２４を示している。換言すると、図１１は、ポリマー材料の注入直前の金型設定を示すものであり、上部型１４４の「メモリカード」形成空洞の下に初期に設けられた時の平坦な上部層１２４（例えば、ＰＶＣの平坦なシート）を示し、かつ下部型１４６を覆うように設けられた時の例えば基板１２６と、メモリダイ１３４と、外部接点１３３とで形成された電子コンポーネントを示している。しかし、ここでもまた、好適性は劣るがそれでも実行可能である本出願人の方法の一部の実施形態では、上部層１２４は、上部型１４４内の「メモリカード」形成空洞１６４の全体的な輪郭に沿って予備成形するか、又は好ましくは少なくとも部分的に予備成形することができる。

比較すると、下部型１４６には、上部型１４４の空洞に比する空洞がない。図１２は、上部層１２４と電子コンポーネントの間の空隙空間１３６内に熱硬化性ポリマー材料を注入する影響を示している。図１２は、上部型１４４において上部層１２４が「メモリカード」形成空洞１６４に成形された後の上部層１２４を示している。

液体又は半液体熱可塑性材料又は熱硬化性ポリマー材料１３４を投入するノズル１４８は、上部層１２４と電子コンポーネント内面の間に形成された空隙空間１３６に至るオリフィス１４９内に挿入されているように示されている。上部層１２４上面１５５と「メモリカード」底面１５８との間の距離は、距離１２５によって示されている。空隙空間１３６は、並列の上部層１２４と電子コンポーネントの左端部から右端部まで延びるように示されている。換言すると、図１１においては、上部層１２４外面１５５は、上部型１４４の「メモリカード」形成空洞１６４の内面１５６とはまだ接触していない。これとは対照的に、電子コンポーネントの外面１５８は、下部型１４６の内面１６０と当接して実質的に平坦に接触しているように示されている。

図１１においては、上部型１４４は、空洞１６４を有するように示されており、この空洞は、注入時に形成される「メモリカード」の上部の表面輪郭を形成する。このために、液体又は半液体熱硬化性ポリマー材料１３４の注入は、上部層１２４が上部型１４４の空洞１６４内に低温低圧形成されるような圧力及び温度条件下であるべきである。図１２は、本特許の開示の本発明の低温低圧形成処理により、上部層１２４の上面１５５が、上部型１４４の「メモリカード」形成空洞１６４の構成に実際に適合する方法を示している。ここでもまた、電子コンポーネントの底面１５８は、図７においては、下部型１４６の実質的に平坦な内面１６０に対して成形されるように示されている。

図１１と図１２においては、上部型１４４の正面唇状領域１６６と下部型１４６の正面唇状領域１６８は、距離１７０を隔てて互いに離間しているように示されており、この距離は、（上部層１２４と電子コンポーネントの厚みを考慮すると、）実際は、それぞれ、２つの型１４４と１４６のこれらの唇状領域で上部層１２４と電子コンポーネントの間の空隙空間の幅である距離を定めている。この距離１７０は、熱硬化性ポリマー材料１３４を「メモリカード」の全長にわたって空隙空間１３６内に注入することができるようなものとすべきである。型システムの右側の型装置設定の対応する距離１７０’は、左側の距離１７０と異なるであろう。いずれの場合にも、距離１７０’は、上部型１４４の後部唇状部１６７を通る上部層１２４の内面１３８と、下部型１４６の後部唇状部１６９を通る電子コンポーネントの内面との間に形成された距離１３７が、非常に短いがそれでも有限であるようなものとすべきである。すなわち、この非常に短い距離１３７は、上部層１２４と電子コンポーネントの間に本来存在していた（同じく図１１を参照されたい）空隙空間内の気体１７２（例えば、空気、ポリマー成分反応生成ガスなど）と余分なポリマー材料が上述の空隙空間１３６から排出されることを可能にするのに十分な大きさであるが、それでも、熱硬化性ポリマー材料の注入に使用される注入圧力を保持するのに十分に小さいものであるべきである。距離１３７は、液体ポリマー材料１３４自体の薄い層でさえも空隙空間１３６から「噴出」するか又は「勢いよく流れる」ことを可能にし、従って、空隙空間１３６内に存在するか又は空隙空間１３６で発生した全ての気体が上述の空隙空間から、実際には型システム自体から拭い取られることを可能にするのに十分な大きさにされることが好ましい。従って、全てのこのような気体１７２は、流れ込む液体熱硬化性材料１３４と完全に取って代わられる。この気体排出技術は、最終的に（すなわち、熱硬化性材料硬化時に）コア層１２８（図１０）を形成する熱硬化性材料１３４の本体内に気泡が形成されるのを防止する役目をする。

図１３は、型システムから除去されている図１２に示す形式の半完成又は前駆体「メモリカード」を示している。断面線２８４と２８６は、それぞれ、完成「メモリカード」の鋭い縁部と正確な寸法を作り出すために、前駆体「メモリカード」の左端部と右端部を切断又はトリミング除去することができる方法を示している。この場合、距離２７４は、約３２ミリメートルである。

本発明を様々な特定の実施例と、特定の接着剤及び接着手順の使用の概念に係わる精神とに関して説明したが、本明細書で説明した本発明は、特許請求の範囲によってのみ範囲が限定されるべきであることは理解されるものとする。

従来技術の「メモリカード」の上面断面図である。 従来技術の「メモリカード」の側面断面図である。 従来技術の「メモリカード」の底面図である。 従来技術の「高収縮」接着剤の一滴が合成紙又はプラスチック材料の層上で自然硬化する前（図４（ａ））と後（図４（ｂ））を示す、合成紙（例えば、「Ｔｅｓｌｉｎ（登録商標）」）又は従来技術の「メモリカード」の製造に使用されるようなプラスチック材料（例えば、ＰＶＣ）の層又はシートの切取り側面図である。 本発明の開示の教示に従って製造された「メモリカード」の切取り側面図である。 液体ポリマー材料が「メモリカード」の上部及び下部層の間に注入される前のある一定の「メモリカード」コンポーネント（例えば、「ＭｕｌｔｉＭｅｄｉａ」カードダイアセンブリ）を示す、本特許の開示の「メモリカード」の第１の好ましい実施形態を製造するように設定された型の切取り側面図である。 ポリマー材料が上部及び下部層の間の空隙空間内に注入され、それによって上述の空隙空間がポリマー材料で満たされ、上部型の「メモリカード」形成空洞の輪郭に対して「メモリカード」の上部層が冷間形成された後のある一定の「メモリカード」コンポーネント（例えば、「ＭｕｌｔｉＭｅｄｉａ」カードダイアセンブリ）を示す、本特許の開示の「メモリカード」の第１の好ましい実施形態を製造するように設定された型の切取り側面図である。 図７に全体的に示すシステムによって形成された前駆体「メモリカード」本体から除去されている金型を示す切取り図である。 １６０枚の「メモリカード」（約２４ｍｍｘ３２ｍｍの寸法で）を同時に製造することができる金型システムを示す図である。 別の下部層なしに製造された「メモリカード」完成品の切取り側面図である。 ポリマー材料が上部層及び電子コンポーネントの間の空隙空間内に注入され、それによって空隙空間がポリマー材料で満たされ、上部型の「メモリカード」形成空洞の輪郭に対して「メモリカード」の上部層が冷間形成される、液体ポリマー材料が「メモリカード」上部層と電子コンポーネントの間に注入される前のある一定の「メモリカード」コンポーネント（例えば、「ＭｕｌｔｉＭｅｄｉａ」カードダイアセンブリ）を示す、本特許の開示の「メモリカード」の第１の好ましい実施形態を製造するように設定された金型の切取り側面図である。 ポリマー材料が上部層及び電子コンポーネントの間の空隙空間内に注入され、それによって空隙空間がポリマー材料で満たされ、上部型の「メモリカード」形成空洞の輪郭に対して「メモリカード」の上部層が冷間形成される、液体ポリマー材料が「メモリカード」上部層と電子コンポーネントの間に注入される前のある一定の「メモリカード」コンポーネント（例えば、「ＭｕｌｔｉＭｅｄｉａ」カードダイアセンブリ）を示す、本特許の開示の「メモリカード」の第１の好ましい実施形態を製造するように設定された金型の切取り側面図である。 図１２に全体的に示すシステムによって形成された前駆体「メモリカード」本体から除去されている金型を示す切取り図である。

符号の説明

５４ メモリチップ
５５ 基板
５７ 熱硬化性ポリマー材料
６４ 上部型
６５ 下部型
６６ 「メモリカード」形成空洞

Claims (43)

1. 合成紙又は他の適切な材料の上部層と、合成紙又は他の適切な材料の下部層と、電子コンポーネントが静置されたコア層とを含む「メモリカード」又は同様の装置を製造する方法であって、
   （１）外部電気接点のための正確に位置決めされた開口部を有する下部層を構成する段階と、
   （２）低収縮接着剤の少なくとも１つの盛り部を前記下部層の内面上に配置する段階と、
   （３）前記下部層の前記開口部に整列して位置決めされた外部電気接点を有する電子コンポーネントを前記低収縮接着剤の少なくとも１つの盛り部上に装着し、それによって下部層アセンブリを形成する段階と、
   （４）前記低収縮接着剤の少なくとも１つの盛り部を部分的に硬化させ、前記電子コンポーネントを安定した位置に固定する段階と、
   （５）前記下部層アセンブリを下部型に位置決めする段階と、
   （６）前記上部層を上部型に位置決めする段階と、
   （７）前記上部層及び下部層の間に空隙空間を作成する方法で前記上部型を前記下部型まで閉鎖する段階と、
   （８）熱硬化性ポリマー材料を前記空隙空間内に、（ａ）前記電子コンポーネントが、前記部分的に硬化した接着剤により、該電子コンポーネント及び部分硬化接着剤が前記熱硬化性材料に浸漬されている間に定位置に固定され、（ｂ）気体及び余分なポリマー材料が、前記空隙空間から押し出され、（ｃ）前記電子コンポーネントが、前記部分硬化接着剤が完全に硬化する前に前記熱硬化性ポリマー材料に封入され、（ｄ）前記部分硬化接着剤のそれが完全に硬化した時の収縮が、前記外部電気接点の下面を前記下部層の底面と同一平面にし、かつ（ｅ）前記熱硬化性ポリマー材料が、前記上部層及び前記下部層の両方に結合して統合前駆体「メモリカード」本体を生成するような温度及び圧力条件で注入する段階と、
   （９）前記統合前駆体「メモリカード」本体を型装置から取り出す段階と、
   （１０）前記前駆体「メモリカード」又は同様の装置を望ましい寸法にトリミングして「メモリカード」を生成する段階と、
   を含むことを特徴とする方法。
2. 前記電子コンポーネントは、前記下部層と物理的に接触しないことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記電子コンポーネントは、前記下部層の上方少なくとも０．０１ｍｍに位置決めされていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 前記電子コンポーネントは、「集積回路」を前記下部層の上方少なくとも０．０１ｍｍに保持する接着剤の少なくとも２つの盛り部上に置かれた「集積回路」であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. 前記低収縮接着剤は、約５秒又はそれ未満で少なくとも部分的に硬化することができるシアノアクリレート接着剤型の接着剤であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
6. 前記低収縮接着剤は、約５秒又はそれ未満で少なくとも部分的に硬化することができるＵＶ硬化型の接着剤であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
7. 前記低収縮接着剤は、３秒又はそれ未満で１０％硬化することを特徴とする請求項１に記載の方法。
8. 前記低収縮接着剤は、それが前記熱硬化性材料に浸漬されている間に１０から９０パーセント硬化することを特徴とする請求項１に記載の方法。
9. 前記上部層の内面と前記下部層の内面は、該上部層と前記熱硬化性材料及び該下部層と該熱硬化性材料の間の強力な結合部の生成を促進するように処理されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
10. 前記上部層の内面と前記下部層の内面は、各々を結合剤で被覆することによって処理されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
11. 前記上部層の内面と前記下部層の内面は、コロナ放電処理によって処理されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
12. 前記熱硬化性材料は、周囲圧力と５００ｐｓｉの間の圧力で前記空隙空間内に注入されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
13. 前記熱硬化性材料は、８０と１２０ｐｓｉの間の圧力で前記空隙空間内に注入されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
14. 前記熱硬化性材料は、５６°Ｆと１２０°Ｆの間の温度で前記空隙空間内に注入されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
15. 前記熱硬化性材料は、６５°Ｆと７０°Ｆの間の温度で前記上部層と前記下部層との間の前記空隙空間内に注入されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
16. 英数字／グラフィック情報を担持するフィルムが、前記上部層の内面に付加されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
17. 混濁防止材料の層が、前記上部層の内面と前記下部層の内面に付加されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
18. 前記電子コンポーネントは、前記外部接点に電気的に接続された、
    （ａ）「ＭｕｌｔｉＭｅｄｉａカード」ダイアセンブリ、
    （ｂ）「セキュアデジタル」カードダイアセンブリ、又は
    （ｃ）別のメモリカードダイアセンブリ、
    であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
19. 前記上部層と前記下部層の各々は、ポリマー材料の平坦シートから形成されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
20. 前記上部層は、少なくとも１つの「メモリカード」形成空洞と共に予備成形されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
21. 前記上部層は、上部型の「メモリカード」形成空洞内に成形され、前記下部層は、下部型の実質的に平坦な表面に対して成形されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
22. 前記熱硬化性材料は、ポリウレタンであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
23. 前記熱硬化性材料は、エポキシ樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
24. 前記熱硬化性材料は、不飽和ポリエステルであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
25. 前記空隙空間は、ゲートによって満たされ、該ゲートの幅は、該ゲートの作用を受けている前駆体「メモリカード」又は同様の装置の縁部の幅の少なくとも２５パーセントであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
26. 上部層と、電子コンポーネントが組み込まれたコア層と、下部層とを含む「メモリカード」又は同様の装置を製造する方法であって、
    （１）外部電気接点のための正確に位置決めされた開口部を有する下部層を構成する段階と、
    （２）０．１ｃｃ未満の容積を有する低収縮接着剤の少なくとも１つの盛り部を前記下部層の内面上に配置する段階と、
    （３）前記下部層の前記開口部に整列して位置決めされた外部電気接点を有する電子コンポーネントを前記低収縮接着剤の少なくとも１つの盛り部上に装着し、それによって下部層アセンブリを形成する段階と、
    （４）前記低収縮接着剤の盛り部を該接着剤が５秒未満の期間に受けることになる全体的硬化の１０％から９０％まで硬化させ、前記電子コンポーネントを安定した位置に固定する段階と、
    （５）前記下部層アセンブリを下部型に位置決めする段階と、
    （６）上部層を上部型に位置決めする段階と、
    （７）前記上部層及び下部層の間に空隙空間を作成する方法で前記上部型を前記下部型まで閉鎖する段階と、
    （８）熱硬化性材料を前記空隙空間内に、（ａ）前記電子コンポーネントが、前記部分的に硬化した接着剤の盛り部により、該電子コンポーネントと部分硬化接着剤の盛り部とが前記熱硬化性材料に浸漬されている間に定位置に保持され、（ｂ）気体及び余分なポリマー材料が、前記空隙空間から押し出され、（ｃ）前記電子コンポーネントが、前記部分硬化接着剤が完全に硬化する前に前記熱硬化性ポリマー材料に封入され、（ｄ）前記部分硬化接着剤のそれが完全に硬化した時の収縮が、前記外部電気接点の下面を前記下部層の底面と同一平面にし、かつ（ｅ）前記熱硬化性ポリマー材料が、前記上部層及び前記下部層の両方に結合して統合前駆体「メモリカード」本体を生成するような、６５°Ｆと７０°Ｆの間の温度と８０ｐｓｉと１２０ｐｓｉの間の圧力とで注入する段階と、
    （９）前記統合前駆体「メモリカード」又は同様の装置の本体を型装置から取り出す段階と、
    （１０）前記前駆体「メモリカード」を望ましい寸法にトリミングして「メモリカード」を生成する段階と、
    を含むことを特徴とする方法。
27. 合成紙又は他の適切な材料の上部層と電子コンポーネントが静置された下部層とを含む「メモリカード」又は同様の装置を製造する方法であって、
    （１）外部電気接点を有する電子コンポーネントを構成する段階と、
    （５）前記電子コンポーネントを下部型に位置決めする段階と、
    （６）前記上部層を上部型に位置決めする段階と、
    （７）前記上部層と電子コンポーネントの間に空隙空間を作成する方法で前記上部型を前記下部型まで閉鎖する段階と、
    （８）熱硬化性ポリマー材料を前記空隙空間内に、（ａ）前記露出した電子コンポーネントが、前記熱硬化性材料によって完全に覆われ、それによって前記下部層が形成され、（ｂ）気体と余分なポリマー材料とが前記空隙空間から押し出され、（ｃ）前記電子コンポーネントが、前記熱硬化性ポリマー材料に封入され、かつ（ｄ）前記熱硬化性ポリマー材料が、前記上部層と結合して統合前駆体「メモリカード」本体を生成するような温度及び圧力条件で注入する段階と、
    （９）前記統合前駆体「メモリカード」本体を型装置から取り出す段階と、
    （１０）前記前駆体「メモリカード」又は同様の装置を望ましい寸法にトリミングして「メモリカード」を生成する段階と、
    を含むことを特徴とする方法。
28. 前記上部層の内面は、該上部層と前記熱硬化性材料の間の強力な結合部の生成を促進するように処理されることを特徴とする請求項２７に記載の方法。
29. 前記上部層の内面は、それを結合剤で被覆することによって処理されることを特徴とする請求項２７に記載の方法。
30. 前記上部層の内面は、コロナ放電処理によって処理されることを特徴とする請求項２７に記載の方法。
31. 前記熱硬化性材料は、周囲圧力と５００ｐｓｉの間の圧力で前記空隙空間内に注入されることを特徴とする請求項２７に記載の方法。
32. 前記熱硬化性材料は、８０と１２０ｐｓｉの間の圧力で前記空隙空間内に注入されることを特徴とする請求項２７に記載の方法。
33. 前記熱硬化性材料は、５６°Ｆと１２０°Ｆの間の温度で前記空隙空間内に注入されることを特徴とする請求項２７に記載の方法。
34. 前記熱硬化性材料は、６５°Ｆと７０°Ｆの間の温度で前記上部層と前記電子コンポーネントとの間の前記空隙空間内に注入されることを特徴とする請求項２７に記載の方法。
35. 英数字／グラフィック情報を担持するフィルムが、前記上部層の内面に付加されることを特徴とする請求項２７に記載の方法。
36. 混濁防止材料の層が、前記上部層の内面に付加されることを特徴とする請求項２７に記載の方法。
37. 前記電子コンポーネントは、前記外部接点に電気的に接続された、
    （ａ）「ＭｕｌｔｉＭｅｄｉａカード」ダイアセンブリ、
    （ｂ）「セキュアデジタル」カードダイアセンブリ、又は
    （ｃ）別のメモリカードダイアセンブリ、
    であることを特徴とする請求項２７に記載の方法。
38. 前記上部層は、ポリマー材料の平坦シートから形成されることを特徴とする請求項２７に記載の方法。
39. 前記上部層は、少なくとも１つの「メモリカード」形成空洞と共に予備成形されることを特徴とする請求項２７に記載の方法。
40. 前記熱硬化性材料は、ポリウレタンであることを特徴とする請求項２７に記載の方法。
41. 前記熱硬化性材料は、エポキシ樹脂であることを特徴とする請求項２７に記載の方法。
42. 前記熱硬化性材料は、不飽和ポリエステルであることを特徴とする請求項２７に記載の方法。
43. 前記空隙空間は、ゲートによって満たされ、該ゲートの幅は、該ゲートの作用を受けている前駆体「メモリカード」又は同様の装置の縁部の幅の少なくとも２５パーセントであることを特徴とする請求項２７に記載の方法。

Images