JP2020003875A - 半導体記憶装置 - Google Patents

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利忠 斎藤
英樹 川村
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英樹 川村
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Atsushi Kondo
敦志 近藤
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Katsuyoshi Watanabe
勝好 渡邊
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Taku Nishiyama
拓 西山
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Abstract

【課題】より不都合の少ない新規な構成の半導体記憶装置を得る。【解決手段】実施形態の半導体記憶装置は、ハウジングと、複数の端子と、信号端子と、コントローラと、信号配線と、メモリと、を備える。ハウジングは、第一面と、当該第一面の反対側に位置された第二面と、を有する。複数の端子は、第一面に露出され第一方向に延びるとともに第一方向と交差した第二方向に間隔をあけて配置される。複数の端子に含まれる信号端子は、第一方向の第一端部と、第一方向において第一端部とは反対側に位置され第一端部よりもソケットコンタクトとの接触位置に近い第二端部と、を有する。コントローラは、ハウジング内に位置される。信号配線は、ハウジング内で第一端部から延びて当該第一端部とコントローラとを電気的に接続する。メモリは、ハウジング内でコントローラと電気的に接続される。【選択図】図4

Description

実施形態は、半導体記憶装置に関する。
従来、ハウジングの表面に露出した複数の端子を備えた半導体記憶装置が知られている。
特開2009−259207号公報
例えば、より不都合の少ない新規な構成の半導体記憶装置が得られれば、有益である。
実施形態の半導体記憶装置は、ハウジングと、複数の端子と、信号端子と、コントローラと、信号配線と、メモリと、を備える。ハウジングは、第一面と、当該第一面の反対側に位置された第二面と、を有する。複数の端子は、第一面に露出され第一方向に延びるとともに第一方向と交差した第二方向に間隔をあけて配置される。複数の端子に含まれる信号端子は、第一方向の第一端部と、第一方向において第一端部とは反対側に位置され第一端部よりもホスト機器のコンタクトとの接触位置に近い第二端部と、を有する。コントローラは、ハウジング内に位置される。信号配線は、ハウジング内で第一端部から延びて当該第一端部とコントローラとを電気的に接続する。メモリは、ハウジング内でコントローラと電気的に接続される。
図1は、実施形態の半導体記憶装置の模式的かつ例示的な平面図である。 図2は、実施形態の半導体記憶装置の模式的かつ例示的な側面図である。 図3は、第1の実施形態の複数の端子に対する信号の割り当てを示す例示的な表である。 図4は、実施形態の半導体記憶装置のハウジング内の導体の一部を示す模式的かつ例示的な平面図である。 図5は、実施形態の半導体記憶装置の図4のV−V線における模式的かつ例示的な断面図である。 図6は、実施形態の半導体記憶装置の端子の一部および当該端子に対応した配線の一部を示す模式的かつ例示的な平面図である。 図7は、実施形態の半導体記憶装置の図6に示された端子に対応した配線の一部およびグラウンド層の一部を示す模式的かつ例示的な平面図である。 図8は、実施形態の半導体記憶装置の信号強度の周波数特性の一例を示す模式的なグラフである。 図9は、第2実施形態の半導体記憶装置の模式的かつ例示的な平面図である。 図10は、第2実施形態の変形例の半導体記憶装置の模式的かつ例示的な平面図である。
以下に示される実施形態および変形例の構成や制御(技術的特徴)、および当該構成や制御によってもたらされる作用および結果(効果)は、一例である。また、以下に例示される実施形態および変形例には、同様の構成要素が含まれている。以下では、同様の構成要素には共通の符号が付与され、重複する説明は省略されることがある。また、本明細書において、序数は、単に信号や、値、構成要素等を区別するためだけに用いられており、優先順位や、順番を示すものではない。
また、本明細書では、説明の便宜上、方向が定められる。図中の矢印Xに沿う第一方向は、矩形状のメモリカード10の長手方向(以下、単に長手方向と称する)に沿い、図中の矢印Yに沿う第二方向は、メモリカード10の短手方向(以下、単に短手方向と称する)に沿っている。また、図中の矢印Zに沿う第三方向は、メモリカード10の厚さ方向(以下、単に厚さ方向と称する)に沿っている。第一方向、第二方向、および第三方向は、互いに直交している。また、以下では、矢印Xが向く方向を第一方向の前方、矢印Xが向く方向の反対方向を第一方向の後方と称し、矢印Yが向く方向を第二方向の前方、矢印Yが向く方向の反対方向を第二方向の後方と称し、矢印Zが向く方向を第三方向の前方、矢印Zが向く方向の反対方向を第三方向の後方と称することがある。なお、短手方向は、幅方向とも称されうる。
[第1実施形態]
図1は、本実施形態のメモリカード10の平面図、図2は、メモリカード10の側面図である。メモリカード10は、半導体記憶装置の一例であり、リムーバブルメディアやリムーバブルメモリカードと称されうる。
図1に示されるように、メモリカード10は、ハウジング11と、基板12と、フラッシュメモリ13と、カードコントローラ14と、保護シート15とを備えている。
図1,2に示されるように、ハウジング11は、例えば、略長方形状(四角形状)かつ板状の形状を有している。また、ハウジング11は、略一定の厚さを有している。すなわち、ハウジング11は、第三方向(Z方向)に薄い扁平な直方体状の形状を有している。
ハウジング11は、第一面21と、第二面22と、外縁30と、を有している。第一面21および第二面22は、それぞれ、略長方形状(四角形状)の形状を有している。第一面21および第二面22は、第三方向と交差している(略直交している)。
外縁30は、第一縁31と、第二縁32と、第三縁33と、第四縁34と、第一角部35と、第二角部36と、第三角部37と、第四角部38とを有している。
第一縁31および第三縁33は、第一方向(X方向)に延びており、互いに略平行である。第二縁32および第四縁34は、第二方向(Y方向)に延びており、互いに略平行である。第一縁31の長さおよび第三縁33の長さは、第二縁32の長さおよび第四縁34の長さよりも長い。第一縁31および第三縁33は長辺と称され、第二縁32および第四縁34は短辺と称されうる。
第一角部35は、第一縁31と第四縁34との間に位置し、第二角部36は、第一縁31と第二縁32との間に位置し、第三角部37は、第二縁32と第三縁33との間に位置し、第四角部38は、第三縁33と第四縁34との間に位置している。
第一角部35は、C面取り形状を有している。言い換えると、第一角部35には、C面取り形状の切欠が設けられている。図1の平面視において、第一角部35の縁は第一縁31および第四縁34と45°の角度で交差している。また、図1の平面視では、第一角部35において切り欠かれた二点鎖線で示される直角二等辺三角形は、例えば、90°の頂角と1.1mmの二つの斜辺とを有している。なお、第一角部35の切欠の形状は、C面取り形状には限定されない。
第二角部36、第三角部37、および第四角部38は、それぞれR丸め形状(R面取り形状)を有している。言い換えると、第二角部36、第三角部37、および第四角部38には、それぞれ、R面取り形状の切欠が設けられている。図1の平面視では、第二角部36、第三角部37、および第四角部38のそれぞれの曲率半径は、例えば、0.2mmである。すなわち、第二角部36、第三角部37、および第四角部38には、それぞれ、第一角部35よりも小さい切欠が設けられている。
メモリカード10、ハウジング11、第一面21、および第二面22の、第一方向の長さは、例えば、約18±0.1mmに設定され、第二方向の長さは、例えば、約14±0.1mmに設定される。なお、メモリカード10、ハウジング11、第一面21、および第二面22の形状や寸法は、この例には限定されない。
また、図2に示されるように、ハウジング11は、第一面21と第四縁34との間の角部(境界部分)において、傾斜部39を備えている。図2の側面視において、傾斜部39は、第一面21と第四縁34との間で、面取り形状の切欠を構成している。
図1に示されるように、基板12、フラッシュメモリ13、およびカードコントローラ14は、ハウジング11の内部に設けられている。基板12、フラッシュメモリ13、およびカードコントローラ14は、ハウジング11に埋め込まれても良いし、ハウジング11を構成するケース内に収容されても良い。
基板12は、例えば、プリント配線基板(PWB)である。なお、基板12は、例えば、フレキシブルプリント配線板(FPC)のような他の種類の基板であっても良い。フラッシュメモリ13およびカードコントローラ14は、基板12に実装されている。フラッシュメモリ13およびカードコントローラ14は、電子部品(電気部品、部品)の一例である。基板12には、フラッシュメモリ13およびカードコントローラ14以外の電子部品(電気部品、部品)が実装されてもよい。基板12は、第一方向および第二方向に沿って延びるとともに、第三方向と交差している(略直交している)。第一方向は、基板12の長手方向でもあり、第二方向は、基板12の短手方向でもあり、第三方向は、基板12の厚さ方向でもある。
フラッシュメモリ13は、データを書き換え可能な不揮発性のメモリであり、例えば、NAND型フラッシュメモリである。なお、フラッシュメモリ13は、NOR型のような他のフラッシュメモリであっても良い。また、メモリカード10は、例えば、複数のフラッシュメモリ13を有しても良いし、それら複数のフラッシュメモリ13は互いに積層されてもよい。フラッシュメモリ13は、メモリの一例である。
カードコントローラ14およびフラッシュメモリ13は、基板12に設けられた配線(図1,2には不図示)を介して電気的に接続されている。カードコントローラ14は、フラッシュメモリ13の作動、および当該フラッシュメモリ13を含むメモリカード10の全体の作動を制御可能である。例えば、カードコントローラ14は、フラッシュメモリ13からのデータのリード、フラッシュメモリ13へのデータのライト、およびカードコントローラ14と外部デバイスとの間でのデータの通信を、制御することができる。データの通信制御には、peripheral component interconnect express(PCIe)の規格に準拠したプロトコル制御が含まれる。なお、カードコントローラ14は、フラッシュメモリ13を制御する他の電子部品を介して、フラッシュメモリ13を間接的に制御しても良い。カードコントローラ14は、コントローラの一例である。
保護シート15は、第一面21上に貼り付けられる。保護シート15は、例えば、第一面21に露出するテスト用の端子(不図示)を覆う。なお、保護シート15はこの例には限定されない。
メモリカード10は、複数の端子400(401〜426)を備えている。端子400は、それぞれ四角形状であり、本実施形態では、第一方向(X方向)に長い長方形状の形状を有している。すなわち、第一方向は、端子400の長手方向でもあり、第二方向(Y方向)は、端子400の短手方向(幅方向)でもある。なお、第三方向(Z方向)は、端子400の厚さ方向でもある。
端子400の数は、本実施形態では、一例として、26である。なお、端子400の数はこれには限定されず、26より少なくてもよいし、26より多くてもよい。複数の端子400は、例えば、基板12に設けられている。
端子400は、それぞれ、第一面21に設けられた開口21aから露出されている。すなわち、端子400は、それぞれ、第一面21において、ハウジング11外に露出されている。第二面22には端子400は設けられず、当該第二面22は、例えば、放熱面として機能することができるとともに、印刷面(表示面)として利用されうるが、第二面22に端子400が設けられ、当該端子400がハウジング11外に露出されてもよい。
複数の端子400は、第二方向(Y方向)に沿った第一ローR1に含まれる複数の端子400(401〜413)と、第二方向に沿った第二ローR2に含まれる複数の端子400(414〜426)と、を有している。第一ローR1に含まれる端子400は、互いに第二方向に離間するとともに、第二方向に並んでいる。また、第二ローR2に含まれる端子400は、互いに第二方向に離間するとともに、第二方向に並んでいる。第一ローR1と第二ローR2とは第一方向に離間している。第一ローR1は、第二ローR2よりも第四縁34の近くに位置されるとともに、当該第四縁34に沿って並んでいる。第二ローR2は、第一ローR1よりも第二縁32の近くに位置されるとともに、第二縁32と第四縁34との間の中間位置に位置されている。なお、複数の端子400のローの数は、1であってもよいし、3以上であってもよい。
第一ローR1において、端子401,404,407,410,413の形状は略同じであり、端子402,403,405,406,408,409,411,412の形状は略同じであり、端子401,404,407,410,413の形状と、端子402,403,405,406,408,409,411,412の形状とは、互いに異なっている。端子401,404,407,410,413の第一方向の長さは、端子402,403,405,406,408,409,411,412の第一方向の長さよりも長い。また、端子401〜413の第二方向の幅は、略同じである。このように、第一ローR1には、形状が異なる2種類の端子400が含まれている。なお、第一ローR1には、3種類以上の形状の異なる端子400が含まれてもよい。
また、第二ローR2において、端子414,417,418,419,421,424,425の形状は略同じであり、端子415,416,420,422,423,426の形状は略同じであり、端子414,417,418,419,421,424,425の形状と、端子415,416,420,422,423,426の形状とは、互いに異なっている。端子414,417,418,419,421,424,425の第一方向の長さは、端子415,416,420,422,423,426の第一方向の長さよりも長い。また、端子414〜426の第二方向の幅は、略同じである。このように、第二ローR2には、2種類の形状の端子400が含まれている。第一ローR1および第二ローR2には、同じ形状の端子400が含まれてもよいし、含まれなくてもよい。なお、第一ローR1に含まれる端子400の形状および第二ローR2に含まれる端子400の形状は、この例には限定されない。なお、第二ローR2には、3種類以上の形状の異なる端子400が含まれてもよい。
また、複数の端子400には、一つのインターフェース規格に準拠した通信に用いられる信号が割り当てられもよいし、複数のインターフェース規格に準拠した通信に用いられる信号が割り当てられても良い。
図3は、複数の端子400の信号割り当ての一例を示す例示的な表である。図3に示すように、本実施形態において、第一ローR1の複数の端子400には、PCIeのデータ通信に用いられる信号が割り当てられる。PCIeでは、データの通信に差動データ信号ペアを用いることができる。
第一ローR1において、端子401,404,407,410,413にはグラウンド電位(GND)が割り当てられる。端子401,404,407,410,413は、グラウンド端子の一例である。
端子402,403,405,406,408,409,411,412は、PCIeに準拠した差動データ信号を伝送し、双方向通信を可能とする。端子402,403,405,406,408,409,411,412は、周波数がGHz帯の差動データ信号を伝送する。端子402および端子403、端子405および端子406、端子408および端子409、ならびに端子411および端子412は、それぞれ差動データ信号(差動信号)のペアを伝送する。端子402,405,408,411は第一信号端子の一例であり、端子403,406,409,412は第二信号端子の一例である。
端子402,403,408,409には受信差動信号PERp0,PERn0,PERp1,PERn1が割り当てられる。端子405,406,411,412には送信差動信号PETp0,PETn0,PETp1,PETn1が割り当てられる。受信差動信号PERp0,PERn0,PERp1,PERn1および送信差動信号PETp0,PETn0,PETp1,PETn1は、差動信号および差動データ信号の一例である。端子402,403,405,406,408,409,411,412は、差動信号端子および差動データ信号端子の一例である。
図1に示されるように、受信差動信号PERp0,PERn0が割り当てられた端子402,403は、二つの端子401,404の間に位置している。送信差動信号PETp0,PETn0が割り当てられた端子405,406は、二つの端子404,407の間に位置している。
また、図1に示されるように、受信差動信号PERp1,PERn1が割り当てられた端子408,409は、二つの端子407,410の間に位置している。送信差動信号PETp1,PETn1が割り当てられた端子411,412は、二つの端子410,413の間に位置している。
PCIeのコード化には、8b/10bや128b/130bなどの方式が用いられる。また、PCIe3.0の場合の最大転送速度は1レーン当たり2Gバイト/秒(上り下りの合計)である。PCIeでは、一組の送信差動信号PETp0,PETn0および受信差動信号PERp0,PERn0で1レーンを構成することができる。また、PCIeでは、一組の送信差動信号PETp1,PETn1および受信差動信号PERp1,PERn1でさらに1レーンを構成することができる。第一ローR1を形成する複数の端子400に2レーンが割り当てられることにより、PCIeのレーン数を増大させることができ、データ転送速度を向上させることができる。
PCIeでは、初期化時に複数レーン構成を認識して、一つのデータを複数レーンで転送することができる。なお、ホスト機器が複数レーンに対応していない場合、メモリカード10は1レーンモードで動作可能である。
PCIeでの通信の制御に用いられる制御信号は、第二ローR2の複数の端子414〜426(400)に割り当てられる。第二ローR2において、端子414,417にはGNDが割り当てられ、端子415,416にはリファレンス差動クロック信号REFCLKp,REFCLKnが割り当てられ、端子418,419には第二電源電力PWR2(パワーレール)が割り当てられ、端子420にはリセット信号PERST#が割り当てられ、端子421には第一電源電力PWR1(パワーレール)が割り当てられ、端子422にはパワーマネジメント制御信号CLKREQ#が割り当てられ、端子423,426には制御信号CNTA,CNTBが割り当てられ、端子424,425には第三電源電力PWR3(パワーレール)が割り当てられる。
リファレンス差動クロック信号REFCLKp,REFCLKnは、差動クロック信号を構成する。ホスト機器から端子415,416に周波数がMHz帯のクロック信号が伝送されることにより、メモリカード10は、当該メモリカード10が装着されたホスト機器との同期を容易化することができる。ここで、端子415,416が伝送に用いられるクロック信号の周波数は、端子402,403,405,406,408,409,411,412が伝送に用いられる差動データ信号の周波数よりも低く設定されるとともに正弦波に近い波形に設定されている。これによりEMIの発生が抑制されうる。
端子415,416,420,422,423,426は、信号端子の一例である。端子415,416は、差動信号端子および差動クロック信号端子の一例である。端子420,422,423,426は、シングルエンド信号端子の一例である。端子420,422は、サイドバンド信号端子の一例である。端子418,419,421,424,425は、電源端子の一例である。端子418,419は、第二電源端子の一例である。421は、第一電源端子の一例である。端子424,425は、第三電源端子の一例である。このように電源端子として複数の端子400が設けられることにより、電流が分散し、一つの端子当たりに流れる電流が小さくなり、電源回路から電源端子までの間に存在する抵抗成分によるドロップ電圧を小さくすることができる。
ホスト機器は、例えば、パーソナルコンピュータのような情報処理装置、携帯電話、デジタルカメラ、撮像装置、タブレットコンピュータやスマートフォンのような携帯端末、ゲーム機器、カーナビゲーションシステムのような車載端末、または他の装置である。ホスト機器は、電子機器とも称されうる。
メモリカード10は、受信したリファレンス差動クロックをPLL発振回路で逓倍してビットクロックを生成する。データはビットクロックに同期して、送信差動信号PETp0,PETn0,PETp1,PETn1から出力される。受信差動信号PERp0,PERn0,PERp1,PERn1から読み込まれたデータは、ビットクロックに同期して一つのデータとして揃えられる。つまりコードから生成した受信クロックにより一旦受信したデータをリファレンス差動クロックに再同期することが可能となる。
リセット信号PERST#は、PCIeでの通信に用いられるバスをホスト機器がリセットするために用いることができる。PCIeのリセット解除のタイミング規定によりPCIe差動レーンの初期化開始タイミングが規定される。このリセット信号PERST#は、エラー発生時などにホスト機器がメモリカード10の再初期化を行う時に用いることができる。
パワーマネジメント制御信号CLKREQ#は、パワーセービングモードから復帰するためのクロックとして用いることができる。パワーセービングモードでは、データ転送に用いられる高周波ビットクロックを停止させることで、消費電力を低減することができる。
制御信号CNTA,CNTBは、種々の機能を制御するため用いられうる。例えば後述するように、PCIeの初期化に第三電源電力PWR3が必要か、第二電源電力PWR2が必要か、第一電源電力PWR1だけで動作可能かを判別できるようにするため、制御信号CNTBを用いることができる。
リセット信号PERST#、パワーマネジメント制御信号CLKREQ#、および制御信号CNTA,CNTBは、シングルエンド信号である。また、リセット信号PERST#およびパワーマネジメント制御信号CLKREQ#は、PCIeのサイドバンド信号である。
メモリカード10がPCIeでの通信をサポートすることにより、PCIeの標準的な物理層を用いることができる。これにより、メモリカード10のデータの転送速度を上げるための設計の容易化と開発コストの低減を図ることができる。
さらに、メモリカード10がPCIeでの通信をサポートすることにより、PCIeのデータリンク層にnon volatile memory express(NVMe)を採用することができる。これにより、データ転送時のオーバーヘッドを低減させることができ、データ転送効率を向上させることができる。
ホスト機器は、端子421に、第一電源電力PWR1を供給することができる。第一電源電力PWR1は、本実施形態において、3.3Vに設定される。電源電力表記は中央値を示し、ある程度の電圧変動幅は許容されている。第一電源電力PWR1は、例えば、2.5V以上3.3V以下の範囲に設定されうるが、この例には限定されない。
ホスト機器は、端子418,419に、第二電源としての第二電源電力PWR2を供給することができる。第二電源電力PWR2は、第二電源電力の一例である。第二電源電力PWR2は、本実施形態において、1.8Vに設定される。すなわち、第二電源電力PWR2は、第一電源電力PWR1以下である。第二電源電力PWR2は、例えば、1.2V以上1.8V以下の範囲に設定されうるが、この例には限定されない。
ホスト機器は、端子424,425に、第三電源としての第三電源電力PWR3を供給することができる。第三電源電力PWR3は、第一電源電力の一例である。第三電源電力PWR3は、本実施形態において、1.2Vに設定される。すなわち、第三電源電力PWR3は、第二電源電力PWR2以下である。第三電源電力PWR3は、この例には限定されない。
図4は、ハウジング11内の導体の一部を第二面22側から見た平面図である。なお、わかりやすさのため、図4では、基板12およびハウジング11の絶縁層(絶縁体)は図示されていない。導体には、配線50およびグラウンド層60が含まれている。
上述したように、端子401,404,407はグラウンド端子の一例であり、端子402,403,405,406は信号端子の一例である。図4に示されるように、端子401,404,407は、それぞれ、配線50の一例である配線51を介して、グラウンド層60と電気的に接続されており、端子402,403,405,406は、それぞれ、配線50の一例である配線52を介して、カードコントローラ14(図1参照)と電気的に接続されている。配線51は、グラウンド配線の一例であり、配線52は、信号配線の一例である。
端子400、配線50、およびグラウンド層60は、基板12に設けられている。上述したように、基板12は、第一方向(X方向)および第二方向(Y方向)に略沿って延びるとともに、第三方向(Z方向)と交差している(略直交している)。端子400およびグラウンド層60は、第一方向および第二方向に沿って延びており、第三方向と交差している(略直交している)。また、配線51,52は、それぞれ、第三方向と交差する(略直交する)横区間51h,52hと、第三方向に沿って延びる縦区間51v,52vと、を有している。
端子400、配線50、およびグラウンド層60は、基板12の製造プロセスにおいて、構成することができる。具体的には、例えば、基板12は、導体層と絶縁層とが積層された多層基板であり、端子400、グラウンド層60、および配線51,52の横区間51h,52hは、第三方向と交差した導体層として構成されうる。また、配線51,52の縦区間51v,52vは、第三方向に延びたスタックトビアやスタガードビアのようなブラインドビアとして構成されてもよいし、スルーホールの内周に設けられたスルービアとして構成されてもよい。
端子400は、それぞれ、第一方向(X方向、端子400の長手方向)に沿った長辺と第二方向(Y方向、端子400の短手方向)に沿った短辺とを有した長方形状の形状を有している。各端子400は、第一方向前方(図4では上方)の端部400aと第一方向後方(図4では下方)の端部400bとを有している。端部400aは、第一端部の一例であり、端部400bは、第二端部の一例である。
グラウンド層60の一部である延部61は、二つのグラウンド端子、例えば端子401,404、または端子404,407と電気的に接続され、第一方向に延びている。また、配線52の横区間52hの一部である延部52h1は、端子402,403,405,406のそれぞれと電気的に接続され、第一方向に延びている。延部61は、第一部位の一例である。
図5は、図4のV−V線におけるメモリカード10の断面図である。図5に示されるように、端子402,403(400)と、延部61(グラウンド層60)と、延部52h1(横区間52h)とは、第三方向(Z方向)に互いに離間している。なお、延部52h1は、基板12の第二面12bに設けられた導体層の一部である。基板12の複数の導体層の間には、絶縁層12cが設けられている。第二面12bは、基板12の第一面12aとは反対側に位置されている。基板12の第一面12aおよび第二面12bは、ハウジング11の第一面21および第二面22と略平行である。第一面12aは、絶縁層11aで覆われ、第二面12bは、絶縁層11bで覆われている。
図6は、端子401〜404および当該端子401〜404に対応した配線51,52の一部を示した平面図である。図6でも、基板12およびハウジング11の絶縁層(絶縁体)は図示されていない。
端子401〜404は、基板12の第一面12aに設けられた導体層のうち、当該第一面12aを覆いハウジング11の第一面21を構成する絶縁層11a(図5参照)に設けられた開口21a(図1参照)から露出された部分である。
端子401,404の第一方向(X方向)の長さは、端子402,403の第一方向の長さよりも長く、端子401〜404の端部400bは、第二方向(Y方向)に並んでいる。よって、端子401,404の端部400aは、端子402,403の端部400aから第一方向の前方(図6では上方)に離れて位置されている。
このような端子401,404と端子402,403との長さの差異および端子401〜404の配置は、ホスト機器のソケットに挿入されるメモリカード10にあって、第一方向(X方向)がソケット(ホスト機器)に対する挿入方向(装着方向)となるように構成された場合に、有益である。ソケットにメモリカード10が挿入される際、グラウンド端子としての端子401,404が、信号端子としての端子402,403よりも先にホスト機器のコンタクトと電気的に接触することにより、端子402,403ひいては不図示のインターフェース回路において電位上昇のような不都合な事象が生じるのを抑制できるからである。
端子401,404の端部400aからは、第二方向に沿って互いに近付くように配線51の延部51h1が延びている。延部51h1は、端子402,403の端部400aから第一方向の前方に離れて位置されている。また、端子402,403の端部400aからは、第一方向の前方に配線52の延部52h2が突出している。延部52h2は、端子402,403の端部400aのうち互いに面した第二方向の端部から突出している。
配線51の延部51h1からは、第三方向(Z方向)に沿って基板12の第一面12aから離れるように縦区間51vが突出している。また、配線52の延部52h2からは、第三方向に沿って基板12の第一面12aから離れるように縦区間52vが突出している。
図7は、端子401〜404に対応した配線51,52およびグラウンド層60を示した平面図である。図7でも、基板12およびハウジング11の絶縁層(絶縁体)は図示されていない。
縦区間51vおよび縦区間52vは、第二方向に間隔をあけて並んでいる。第三方向における縦区間52vの長さは、第三方向における縦区間51vの長さよりも長い。
縦区間51vにおける延部51h1とは反対側の端部51vaとグラウンド層60の延部61の端部400bよりも端部400aに近い端部61cとの間には、第三方向と交差した横区間51hの延部51h2が設けられている。また、縦区間52vにおける延部52h2とは反対側の端部52vaと延部52h1の端部400bよりも端部400aに近い端部52aとの間には、第三方向と交差した延部52h3が設けられている。
延部51h1,51h2は、配線51の横区間51hの一部であり、延部52h1,52h2(52h1a,52h1b),52h3は、配線52の横区間52hの一例である。
上記構成において、端子402,403とカードコントローラ14とは、延部52h2、縦区間52v、延部52h3、および延部52h1を含む配線52を介して、電気的に接続される。また、端子401,404と延部61を含むグラウンド層60とは、延部51h1、縦区間51v、および延部51h2を含む配線51を介して、電気的に接続される。
本実施形態では、図4に示されるように、メモリカード10がホスト機器にセットされた状態での端子402,403,405,406におけるホスト機器のコンタクトとの接触位置Pcは、端部400a(第一端部)よりも端部400b(第二端部)の近くに設定されている。また、上述したように、端子402,403,405,406とカードコントローラ14とを電気的に接続する配線52は、端部400a(第一端部)から延びている。ここで、仮に、配線52が端部400aよりも接触位置Pcに近い端部400bから延びている場合、端子400には、接触位置Pcと端部400aとの間において、開放端を持つ導体によるスタブ構造となる比較的大きな領域(以下、当該領域をスタブ領域と称する)が存在することになり、例えば特定の周波数において共振現象が発生し、信号の強度が低下するような信号の劣化が生じやすくなる。この点、本実施形態では、配線52が端部400bよりも接触位置Pcから遠い端部400aから延びている。よって、本実施形態によれば、例えば、端子400における共振現象を発生するような開放端を持つ導体の構造を持つスタブ領域をより小さくすることができ、特定の周波数において信号の強度が低下するような信号の劣化が生じ難くなる。
図8は、端子402,403により伝送される信号の強度の周波数特性の一例を示すグラフである。当該グラフ中、横軸は周波数、縦軸は信号強度(対数)であり、破線は、配線52が端部400bのみから延びている構造における周波数特性を示し、実線は、配線が端部400aから延びている構造、すなわち本実施形態の構造における周波数特性を示している。図8の破線に示されるように、配線52が端部400bのみから延びている場合、接触位置Pcと端部400aとの間に比較的大きなスタブ領域が生じるため、特定の周波数において信号強度が大きく落ち込んでいる。これに対し、図8の実線で示されるように、本実施形態によれば、破線の場合の信号強度の落ち込みの原因となるようなスタブ領域が存在しないため、より良好な周波数特性が得られている。
上述したようなスタブ領域を低減する効果は、ホスト機器のソケットに挿入されるメモリカード10にあっては、第一方向(X方向)がソケット(ホスト機器)に対する挿入方向(装着方向)となるように構成すればよい。すなわち、端子402,403とカードコントローラ14とを電気的に接続する配線52が、挿入方向の前方の端部400aから延びるよう構成すればよい。なお、ハートカム機構のようなワンウエイガイドを有したプッシュ−プッシュ型のソケットにあっては、端子402,403において、接触位置Pcと端部400bとの間に所定距離が必要となる。ハートカム機構は、例えば、メモリカード10と連動するスライダと、当該スライダの戻り不能段差を有したレールと、スライダを付勢するリターンスプリングと、を含む。所定距離は、メモリカード10の最大押し込み位置と保持位置(コンタクトが接触位置Pcにある位置)との間の第一方向における距離よりも僅かに長く設定される。
また、一方向への押し込み(挿入)によりメモリカード10が装着され他方向への引き抜き(抜去)によりメモリカード10が取り出されるプッシュ−プル型のソケットにあっては、端子402,403において、接触位置Pcと端部400bとの間の所定距離は、より小さく設定することができ、例えば、接触位置Pcを端部400bまたは端部400bの近傍に配置することができる。
また、本実施形態では、図5からわかるように、配線52(信号配線)の延部52h1は、複数の端子400と第三方向(Z方向)に離間するとともに、図4に示されるように、第三方向の視線で互いに第二方向に隣接した複数の端子402,403の間に位置されている。よって、本実施形態によれば、例えば、延部52h1がいずれかの端子400と第二方向または第三方向に重なる位置で第一方向に延びた構成に比べて、延部52h1と当該端子400とをより離間して配置することができるため、延部52h1で伝送される信号が劣化し難くなる。
また、本実施形態では、図4からわかるように、差動信号を伝送する端子402(第一信号端子)および端子403(第二信号端子)は、第二方向(Y方向)に隙間をあけて隣接している。そして、図7からわかるように、端子402と電気的に接続された延部52h1a(第一延部)および端子403と電気的に接続された延部52h1b(第二延部)は、第二方向に隙間をあけて隣接し、当該第二方向での一定間隔の隙間をあけて第一方向に延びている。よって、本実施形態によれば、例えば、互いに隙間をあけて隣接した端子402,403および延部52h1a,52h1bによって差動信号が伝送されることにより、信号の伝送によって生じる磁界が減殺され、ノイズが低減される。なお、端子402は、第一信号端子の一例であり、端子403は、第二信号端子の一例であり、端子402と電気的に接続された配線52は、第一信号配線の一例であり、端子403と電気的に接続された配線52は、第二信号配線の一例であり、延部52h1aは、第一延部の一例であり、延部52h1bは、第二延部の一例である。また、延部52h1a,52h1bは、それぞれグラウンド層60の延部61とともにマイクロストリップラインを構成している。
また、本実施形態では、図5からわかるように、延部52h1a(第一延部)および延部52h1b(第二延部)は、複数の端子400と第三方向(Z方向)に離間するとともに、図4に示されるように、第三方向の視線で互いに第二方向(Y方向)に隣接した複数の端子402,403の間に位置されている。よって、本実施形態によれば、例えば、延部52h1a,52h1bが端子402,403と第二方向または第三方向に重なる位置で第一方向に延びた構成に比べて、延部52h1a,52h1bと端子402,403とを互いにより離間して配置することができるため、延部52h1a,52h1bで伝送される差動信号が劣化し難くなる。また、第三方向に見て端子402,403間の隙間とは異なる隙間(端子402,403とは異なる端子400間の隙間)と重なる位置に配置された場合と比べて、端子402と延部52h1aとの間の導体の長さおよび端子403と延部52h1bとの間の導体の長さをより短くすることができるため、この点でも延部52h1a,52h1bで伝送される差動信号が劣化し難くなる。
また、本実施形態では、図4,5からわかるように、端子402から延部52h1aに至る配線52(第一信号配線)と、端子403から延部52h1bに至る配線52(第二信号配線)とは、端子402,403間の中央位置を通り第一方向(X方向)および第三方向(Z方向)に沿った仮想面Ps(基準面)について、面対称である。よって、本実施形態によれば、それらの配線52(第一信号配線および第二信号配線)が面対称でない場合と比較して、差動信号が劣化し難くなる。
また、本実施形態では、図5からわかるように、グラウンド層60の延部61は、端子402,403と延部52h1a,52h1b(52h1)との間に介在している。これにより、端子402,403と延部52h1との間に延部61が介在しない場合に比べて、延部52h1で伝送される信号が劣化し難くなる。
また、本実施形態では、図4,5からわかるように、延部61の第二方向(Y方向)の端部61a,61bは、端子402,403の第二方向に互いに面した端部402a,403aと、第三方向(Z方向)に重なっている。延部61の第二方向の幅がより狭く、端部402a,403aと重ならない場合、延部61による信号劣化の抑制の効果が低くなってしまう。逆に、延部61の幅がより広く、端子402,403との重なる範囲がより大きくなる場合、延部61と端子402,403との寄生容量の増大により信号が劣化しやすくなる。この点、本実施形態によれば、端部61a,61bと、端子402,403の第二方向に互いに面した端部402a,403aとが、第三方向に重なっているため、延部61の幅が狭すぎる場合や幅が広すぎる場合のような不都合が生じるのを回避でき、より良好な信号特性を得ることができる。端部402aは、第一縁部の一例であり、端部403aは、第二縁部の一例である。
以上の本実施形態では、複数の端子400に対応した導体の構造を、図4〜図7の例により説明したが、当該導体の構造は、他の複数の端子400にも適用されうる。すなわち、図4に示される複数の端子401〜407に対応した導体の構造は、複数の端子407〜413に対応した導体にも適用されうる。また、図5〜7に示される複数の端子401〜404に対応した導体および基板12の構造は、複数の端子404〜407、複数の端子407〜410、および複数の端子410〜413に対応した導体にも適用されうる。
[第2実施形態]
図9は、本実施形態のメモリカード10Aの平面図である。メモリカード10Aの寸法や形状等のスペックは、microSDカードに対応させることができる。
SDモードでの通信に用いられる信号は、第一ローR11の複数の端子431〜438(400)に割り当てられる。SDモードの通信では、シングルエンド信号が用いられうる。SDモードでは、端子433にはコマンドCMDが割り当てられ、端子434には電源電力VDDが割り当てられ、端子435にはクロックCLKが割り当てられ、端子436にはグラウンド電位VSSが割り当てられ、端子437,438,431,432にはデータDAT0〜3が割り当てられる。SDモードでは、default speed(DS)、high speed(HS)またはultra high speed - I(UHS−I)に準拠した通信が実行されうる。
PCIeでの通信に用いられる信号は、第二ローR21の複数の端子439〜448(400)に割り当てられる。PCIeの通信では、差動信号が用いられうる。PCIeでは、端子446,447には、受信差動信号RX0P,RX0Nが割り当てられ、端子443,444には、送信差動信号TX0P,TX0Nが割り当てられ、端子442,445,448には、グラウンド電位(GND)が割り当てられる。端子443および端子444、ならびに端子446および端子447は、それぞれ差動データ信号(差動信号)のペアを伝送する。端子443,446は、第一信号端子であり、端子444,447は、第二信号端子である。受信差動信号RX0P,RX0Nおよび送信差動信号TX0P,TX0Nは、差動信号および差動データ信号の一例である。端子443,444,446,447は、差動信号端子および差動データ信号端子の一例である。
受信差動信号RX0P,RX0Nが割り当てられた端子446,447は、グラウンド電位が割り当てられた二つの端子445,448の間に位置している。送信差動信号TX0P,TX0Nが割り当てられた端子443,444は、グラウンド電位が割り当てられた二つの端子442,445の間に位置している。
さらに、第二ローR21において、端子439には第三電源電力VDD3が割り当てられ、端子440には第二電源電力VDD2が割り当てられ、端子441には、SWIOが割り当てられる。SWIOは、near field communication(NFC)に用いることができる。
PCIeでの通信の制御に用いられる制御信号は、第一ローR11の複数の端子431〜438(400)に割り当てられる。制御信号としては、リファレンス差動クロック信号REFCLKp/n、リセット信号PERST、およびパワーマネジメント制御信号CLKREQおよびウェークアップ信号PEWAKEが用いられる。これらの制御信号は、第一ローR11のコマンドCMDおよびデータDAT0〜3に替えて割り当てられる。
リファレンス差動クロック信号REFCLKp/nは、二つの信号により差動クロックを構成している。ホスト機器は、クロックを送ることにより、メモリカード10Aを同期させることができる。
本実施形態のメモリカード10Aにおいても、端子442〜448に対して、第1実施形態と同様の配線構造を採用することができる。
[第2実施形態の変形例]
図10は、本変形例のメモリカード10Bの平面図である。メモリカード10Bの寸法や形状のスペックは、microSDカードに対応させることができる。
メモリカード10Bは、第2実施形態と同様の第一ローR11および第二ローR21とは別に、第三ローR31および第四ローR41を備えている。
第三ローR31および第四ローR41の端子400の配置形状は、図10には限定されない。また、第三ローR31および第四ローR41の端子400の露出面積は、第一ローR11および第二ローR21の端子400の露出面積よりも小さいが、これには限定されない。
第三ローR31および第四ローR41の複数の端子400には、PCIeでの通信に用いられる信号が割り当てられる。第三ローR31の複数の端子400には、例えば、送信差動信号TX0P、TX0N、受信差動信号RX0P、RX0Nが割り当てられる。また、第四ローR41の複数の端子400には、送信差動信号TX1P、TX1N、受信差動信号RX1P、RX1Nが割り当てられる。
本実施形態のメモリカード10Bにおいても、上記第2実施形態と同様に、端子442〜448に対して、第1実施形態と同様の配線構造を採用することができる。
以上、本発明の実施形態を例示したが、上記実施形態は一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。実施形態は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、実施形態の構成や形状は、部分的に入れ替えて実施することも可能である。また、各構成や形状等のスペック(構造や、種類、方向、形式、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、角度、数、配置、位置、材質等)は、適宜に変更して実施することができる。
10,10A,10B…メモリカード(半導体記憶装置)、11…ハウジング、13…フラッシュメモリ(メモリ)、14…カードコントローラ(コントローラ)、21…第一面、22…第二面、52h1a…延部(第一延部)、52h1b…延部(第二延部)、52…配線(第一信号配線、第二信号配線)、60…グラウンド層、61…延部(第一部位)、400…端子、400a…端部(第一端部)、400b…端部(第二端部)、402,405,408,411…端子(第一信号端子、信号端子)、403,406,409,412…端子(第二信号端子、信号端子)、402a…端部(第一縁部)、403a…端部(第二縁部)、Pc…接触位置。

Claims (7)

  1. 第一面と、当該第一面の反対側に位置された第二面と、を有したハウジングと、
    前記第一面に露出され第一方向に延びるとともに前記第一方向と交差した第二方向に間隔をあけて配置された複数の端子と、
    前記複数の端子に含まれる信号端子であって、前記第一方向の第一端部と、前記第一方向において前記第一端部とは反対側に位置され前記第一端部よりもホスト機器のコンタクトとの接触位置に近い第二端部と、を有した信号端子と、
    前記ハウジング内のコントローラと、
    前記ハウジング内で前記第一端部から延びて当該第一端部と前記コントローラとを電気的に接続した信号配線と、
    前記ハウジング内で前記コントローラと電気的に接続されたメモリと、
    を備えた、半導体記憶装置。
  2. 前記信号配線は、前記複数の端子と前記第一方向および前記第二方向と交差した第三方向に離間するとともに前記第三方向の視線で互いに隣接した複数の端子の間となる位置で前記第一方向に延びた延部を有した、請求項1に記載の半導体記憶装置。
  3. 前記延部と前記信号端子との間に介在し前記第一方向に延びた第一部位を含むグラウンド層を備えた、請求項2に記載の半導体記憶装置。
  4. 前記信号端子としての第一信号端子と、
    前記第一信号端子と前記第二方向に隙間をあけて隣接し前記第一信号端子とともに差動信号を伝送する前記信号端子としての第二信号端子と、
    前記第一信号端子と前記コントローラとを電気的に接続する前記信号配線としての第一信号配線と、
    前記第二信号端子と前記コントローラとを電気的に接続する前記信号配線としての第二信号配線と、
    を備えた、請求項1〜3のうちいずれか一つに記載の半導体記憶装置。
  5. 前記第一信号配線は、前記第一信号端子および前記第二信号端子と前記第一方向および前記第二方向と交差した第三方向に離間するとともに前記第三方向の視線で前記第一信号端子と前記第二信号端子との間となる位置で前記第一方向に延びた第一延部を有し、
    前記第二信号配線は、前記第一信号端子および前記第二信号端子と前記第三方向に離間するとともに前記第三方向の視線で前記第一信号端子と前記第二信号端子との間となる位置で前記第一方向に前記第一延部と略平行に延びた第二延部を有した、請求項4に記載の半導体記憶装置。
  6. 前記第一延部と前記第一信号端子との間に介在するとともに前記第二延部と前記第二信号端子との間に介在し前記第一方向に延びた第一部位を含むグラウンド層を備えた、請求項5に記載の半導体記憶装置。
  7. 前記第一部位は、隙間を介して前記第二方向に互いに面した前記第一信号端子の第一縁部および前記第二信号端子の第二縁部と前記第三方向に重なっている、請求項6に記載の半導体記憶装置。
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