JP3839274B2 - メモリカード - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体素子に関し、より詳しくは、デジタル機器でデータの貯蔵及び再生に使用される超小型のメモリカードに関する。
【0002】
【従来の技術】
最近、MP3ホン、MP3プレーヤ又はデジタルカメラ等の各種デジタル機器が開発され、幅広く使用されている。これらのデジタル機器は、データを貯蔵し再生するため、メモリカードを使用している。通常メモリカードは、新たな記憶媒体として登場したフラッシュメモリチップを採用している。
【0003】
図1及び図2は、従来のメモリカード10を示す。メモリカード10では、半導体パッケージ20がベースカードと呼ばれるプラスチックカード胴体30内に収容されている。半導体パッケージ20は、COB(Chip on board)パッケージである。半導体パッケージ20は、両面接着テープ32によりカード胴体30に物理的に取り付けられている。
【0004】
メモリカード10はデジタル機器(図示せず)内に挿入されている。メモリカード10の表面に露出した複数の外部接触パッド26はデジタル機器に接続され、メモリチップ10とデジタル機器間の電気的接続を提供する。外部接触パッド26は、メモリカード10の外側に露出するため、実際の使用時、ダストや異物により汚染されやすい。従って、メモリカード10は、使用者が掴むことができる把持部12を必要とする。しかしながら、これはメモリカード10のサイズの増加を引き起こす。外部接触パッド26は、把持部12上に形成されていない。
【0005】
メモリカード10は、外部接触パッドの全体寸法の約2倍である。例えば、従来のメモリカード10のサイズは、約37mm×45mmである。このようなメモリカードのサイズは、メモリカード10を用いたデジタル機器の小型化を阻害し、さらにはハンドヘルド(hand-held)コンピューターや携帯電話等の携帯用電子製品の開発に悪影響を及ぼす。
【0006】
従来のメモリカード10は、厚み約0.76mmと非常に薄型である。このため、半導体パッケージ20の内部にメモリチップを実装することが難しい。また、反りに対する強度が弱く、半導体パッケージ20内に実装されたメモリチップが損傷しやすい。さらに、デジタル機器へのメモリカード10の挿脱が煩雑であり、メモリカード10の耐熱性が悪いため、使用に制約がある。
【0007】
一方、従来のメモリカード10は、図2に示したモルディング樹脂層24を形成するのに不都合がある。特に、図3に示すように、COBパッケージの半導体パッケージ20を形成するには、メモリチップ28が基板22上に実装されてモルディング樹脂24により封止される。一般に、メモリチップ28を気密に封止して保護するモルディング樹脂層24は、図3に示す金型40を用いたモルディング方法により形成される。つまり、メモリチップ28付きの基板22を金型40内に装着する。その後、金型40内に液状のモルディング樹脂を注入し、硬化する。そうすると、図4に示すようにモルディング樹脂層24が形成される。その後、ゲート44のモルディング樹脂残渣46を除去する。しかしながら、モルディング樹脂42と基板22間の結合力が強いため、モルディング樹脂残渣46を完全に除去することは容易でない。
【0008】
上述した従来の問題を解決するため、米国特許第5780933号及び米国特許6022763号に開示された発明には、図5に示すように、基板22上の所定の領域にメッキ層48が形成されている。この方法は、メッキ層48を使用するので、従来の方法に比べてモルディング樹脂残渣46を基板22から容易に除去することができる。しかしながら、この方法でも、モルディング樹脂残渣46は依然として残存する。残存のモルディング樹脂残渣46は、カード胴体30とパッケージ20間の結合を妨害する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
従って、上記問題を解決するための新たなメモリカード及び半導体パッケージ構造とその製造方法が必要になる。
本発明の目的は、デジタル機器の小型化に適する小型のメモリカードを提供することにある。
【0010】
本発明の他の目的は、汚染を防止するための新たな形態の外部接触パッドを有するメモリカードを提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、取り扱いが簡便で、且つ信頼性に優れたメモリカードを提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、モルディング樹脂残渣がカード胴体とパッケージ間の結合に影響しないモルディング樹脂層を形成したメモリカードを提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明によるメモリカードは、カード胴体と、半導体パッケージとを備えるメモリカードであって、カード胴体は第1面及び第2面を有し、第1面にはキャビティが形成され、半導体パッケージは、内面に回路配線が形成されている基板と、基板の外面に形成され回路配線に電気的に連結される複数の外部接触パッドと、基板の内面に実装され回路配線に電気的に連結される少なくとも1つのメモリチップと、メモリチップを封止するためのモルディング樹脂層とを含み、また半導体パッケージは外部接触パッドが露出するようにキャビティ内に実装され、外部接触パッドはメモリカードの一端に一列に配置されていることを特徴とする。
【0012】
外部接触パッドは各々ほぼ棒形状である。カード胴体は、半導体パッケージのサイズとほぼ同じサイズを有する。
外部接触パッドの全体寸法は、メモリカードのサイズの約15%以下である。外部接触パッドは、各々幅が約0.85mmで、ピンピッチが約1.10mmである。
【0013】
メモリカードは、サイズが約22mm×30mmで、厚みが約1.2mmである。半導体パッケージは、サイズが約20mm×28mmである。カード胴体の第2面にはスロットが形成されている。
少なくとも1つのメモリチップは、NANDタイプ又はNORタイプのフラッシュメモリチップである。
【0014】
半導体パッケージは、液状接着剤によりキャビティに取り付けられている。少なくとも1つのメモリチップと回路配線とは、金属ワイヤ、TAB(Tape Automated Bonding)テープ又は異方性導電膜(anisotropic conductive film;ACF)により電気的に連結される。
【0015】
モルディング樹脂層は、半導体パッケージの外部接触パッドが形成された第2端部に対向する半導体パッケージの第1端部に偏るように非対称に形成されている。モルディング樹脂層は、切欠部を有し、この切欠部はモルディング樹脂層の端部から水平に且つモルディング樹脂層の上面から下向きにモルディング樹脂層内に凹設されている。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を添付の図面を参照して詳細に説明する。
図7、図8及び図9は、本発明の好ましい一実施例によるメモリカード50を示す。メモリカード50は、プラスチックのカード胴体70と、前記カード胴体70に挿入された半導体パッケージ60とを含む。カード胴体70は、第1面71と、ラベル80が取り付けられる第2面72とを有する。外部接触パッド66は、半導体パッケージ60を形成する基板62の外面に形成される。図7及び図8は、各々カード胴体70の第1面71及び第2面72を示す。図9は、メモリカード50の断面図である。
【0017】
図9を参照すると、半導体パッケージ60はカード胴体70の第1面71に取り付けられている。カード胴体70の第1面72には、半導体パッケージ60を収容するためのキャビティ74(図9)が形成される。半導体パッケージ60は、カード胴体70とほぼ同じサイズを有する。すなわち、メモリカード50のサイズは、半導体パッケージ60のサイズレベルに減少する。本実施例では、メモリカード50はサイズが約22mm×30mmで、厚みが約1.2mmである。半導体パッケージ60は、サイズが約20mm×28mmである。これを実現するため、従来の方法と異なる方法を用いて外部接触パッド66を形成する。外部接触パッド66は、メモリカード50の一端のみに配設される。また、外部接触パッド66は各々ほぼ棒形状である。
【0018】
図1の従来のメモリカード10において、外部接触パッド26は22個のピンを有し、一列に11個のピンを配置し二列で構成されている。外部接触パッド26は、幅が約2mmで、隣接する外部接触パッド26間のピッチが約2.5mmである。外部接触パッド26は半導体パッケージ20の表面に形成されている。従って、使用者の取り扱いにより外部接触パッド26が汚染されることを防止するため、メモリカード10は半導体パッケージ20のサイズの2倍にされ、外部接触パッド26の全体寸法は、メモリカード10のサイズの約50%にされている。
【0019】
これに対して、本実施例によると、図7の外部接触パッド66は、VccピンとVssピンを1つのピンにして全18個のピンを含む。外部接触パッド66は、各々幅が約0.85mmで、隣接する外部接触パッド26間のピッチが約1.10mmである。最も外側の外部接触パッド66aは長さが約0.5mmで、他の外部接触パッド66bは各々長さが約0.32mmである。従って、半導体パッケージ60の一端に外部接触パッド66を形成することができ、半導体パッケージ60内に使用者の取り扱いのための把持部52が得られる。これにより、本実施例のメモリカード50のサイズは半導体パッケージ60のサイズレベルに減少する。外部接触パッド66の全体寸法は、メモリカード50のサイズの15%以下である。最も外側の外部接触パッド66aは、外部接触バッド66bと整列形態が異なる。これは、メモリカード50をデジタル機器に挿脱する際、電圧印加の順序を変更することによりデータロスを防止するためである。
【0020】
図8に示すように、カード胴体70の第2面72にラベル80が取り付けられ、第2面72の一端にスロットが形成される。本実施例によるメモリカード50は、従来のメモリカード10(図1)のサイズの約半分になる。このようにサイズが小さいため、デジタル機器へのメモリカード50の挿脱時に、使用者が不便を感じるという不都合がある。このような問題を解決しメモリカード50を容易に取り扱うため、スロット76が形成される。ラベル80は、製品名、メモリ容量等を示す。
【0021】
図9を参照すると、上述したように、カード胴体70の第1面71には、半導体パッケージ60を収容するためのキャビティ74が形成されている。半導体パッケージ60はキャビティ74内に実装され、液状接着剤82を用いてカード胴体70に取り付けられる。半導体パッケージ60はCOBパッケージであることが好ましい。COBパッケージでは、基板62上にメモりチップ68が実装され、メモリチップ68がモルディング樹脂64により封止される。メモリチップ68は、基板62上に設けられた回路配線(図示せず)に金属ワイヤ69により電気的に連結される。メモリチップ68、回路配線及び金属ワイヤ69は、モルディング樹脂64により封止され保護される。回路配線は、ビアホール(図示せず)により外部接触パッド66に電気的に連結される。
【0022】
カード胴体70は、耐熱性に優れるポリカーボネートよりなることが好ましく、半導体パッケージ60の基板62は、BT樹脂(Bismaleimide Triazine Resin)又はガラス−エポキシ樹脂等の絶縁材料よりなることが好ましい。モルディング樹脂層64は、エポキシモルディングコンパウンドよりなることが好ましい。回路配線及び外部接触パッド66は、ニッケル又は金がメッキされた銅パターンよりなることが好ましいが、他の適切な導電性材料を使用してもよい。メモリチップ68は、NANDタイプ又はNORタイプのフラッシュメモリチップであることが好ましい。1つの半導体パッケージ60内には、1つ又は2つのメモリチップ68が内蔵される。必要によって、キャパシタ又はコントローラ等の他の素子を搭載してもよい。
【0023】
半導体パッケージ60は、従来の両面接着テープ32(図2)を介してカード胴体70に取り付けられることができる。しかしながら、本実施例では、接着面積を増やして接着力を向上させるために、キャビティ内に液状接着剤82を供給する。メモリチップ68と基板62間の電気的接続は、金属ワイヤ69を利用したワイヤボンディング方法の代わりに、絶縁テープに銅配線が設けられたテープ配線基板を利用したTAB(Tape Automated Bonding)方法、又は樹脂内に導電性粒子を分散させたACF(An-Isotropic Conductive Film)を利用した方法を使用して行うことができる。
【0024】
一方、本実施例では、非対称モルディング(un-centered molding)方法を使用する。非対称モルディング方法では、モルディング樹脂層64は、基板62の中央に対して非対称に形成され、外部接触パッド66の反対方向に(図9の右側に)偏って形成される。この方法は、モルディング樹脂層64の形成が外部接触パッド66に影響しないという利点がある。この方法によると、製造工程の際、基板62の方向、すなわち上下左右を容易に認識することができ、これにより整列不良を防止することができる。
【0025】
図3から図6を参照して説明したように、従来の方法では、モルディング樹脂層24を形成した後、モルディング樹脂残渣46を除去することが困難である。このため、モルディング樹脂残渣46がカード胴体30と半導体パッケージ20間の結合に悪影響を及ぼす。このような問題を解決するため、図10に示すように、モルディング樹脂層64に切欠部84が形成される。モルディング樹脂層64に形成された切欠部84は、金型の注入口(図3のゲート44に相当)に該当し、モルディング樹脂層64の端部から水平に且つモルディング樹脂層64の上面から下向きに(垂直に)凹設される。切欠部84にはモルディング樹脂残渣86が形成される。従って、図11に示すように、モルディング樹脂残渣86を除去した後でも、モルディング樹脂層64にモルディング樹脂残渣86の一部86aが残存することになるが、図示したように、その一部86aは切欠部84内に残存する。従って、カード胴体と半導体パッケージ間の結合を妨害しない。図11の参照符号88は、基板62上に形成されたメッキ層を示す。
【0026】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、外部接触パッドの構成を変更することにより、メモリカードのサイズを半導体パッケージのサイズに減少することができる。これにより、デジタル機器の小型化を図ることができる。各外部接触パッドのサイズが非常に減少するので、使用者の取り扱いによるメモリカードの汚染を防止することができる。カード胴体の一面にスロットが形成されるので、小型のメモリカードを取り扱うことが容易である。また、メモリカードはメモリチップを実装するのに充分な厚みを有する。従って、メモリチップを含む半導体パッケージが容易に組み立てられる。そして、反りに対する強度ならびにメモリカードの信頼性が大きく向上する。
【0027】
本発明のメモリカードでは、モルディング樹脂層内に切欠部が形成された半導体パッケージを使用するので、モルディング樹脂層にモルディング樹脂残渣が残存するとしても、残りのモルディング樹脂残渣がカード胴体と半導体パッケージ間の結合を妨害しない。また、モルディング樹脂層の非対称的な構造は、外部接触パッドに影響せず、基板の方向を容易に感知することにより、整列不良を防止することができる。
【0028】
なお、本発明の実施は、本発明の技術的思想から逸脱することなく、他の種々の形態で実施することができる。前述の実施例は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのような具体例のみに限定して狭義に解釈されるべきものではなく、本発明の精神と特許請求の範囲内で、種々に変更して実施することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のメモリカードを示す斜視図である。
【図2】従来のメモリカードの分解斜視図である。
【図3】従来のメモリカードに使用されるCOBパッケージを示す断面図である。
【図4】従来のメモリカードに使用されるCOBパッケージを示す断面図である。
【図5】従来のメモリカードに使用されるCOBパッケージを示す断面図である。
【図6】従来のメモリカードに使用されるCOBパッケージを示す断面図である。
【図7】本発明の一実施例によるメモリカードを示す斜視図である。
【図8】本発明の一実施例によるメモリカードの天地を反転した状態を示す斜視図である。
【図9】本発明の一実施例によるメモリカードを示す断面図である。
【図10】本発明の一実施例によるメモリカードに使用されるCOBパッケージを示す斜視図である。
【図11】本発明の一実施例によるメモリカードに使用されるCOBパッケージを示す斜視図である。
【符号の説明】
50 メモリカード
60 半導体パッケージ
62 基板
64 モルディング樹脂層
66、66a、66b 外部接触パッド
68 メモリチップ
69 金属ワイヤ
70 カード胴体
71 第1面
72 第2面
74 キャビティ
76 スロット
80 ラベル
82 液状接着剤
86、86a モルディング樹脂残渣
88 メッキ層

Claims (12)

  1. カード胴体と、半導体パッケージとを備えるメモリカードであって、
    前記カード胴体は、第1面及び第2面を有し、前記第1面にはキャビティが形成され、
    前記半導体パッケージは、内面に回路配線が形成されている基板と、前記基板の外面に形成され前記回路配線に電気的に連結される複数の外部接触パッドと、前記基板の内面に実装され前記回路配線に電気的に連結される少なくとも1つのメモリチップと、前記メモリチップを封止しているモルディング樹脂層とを有し、
    前記半導体パッケージは、前記外部接触パッドが露出するように前記キャビティ内に実装され、
    前記外部接触パッドは、前記メモリカードの一端に一列に配置され
    前記モルディング樹脂層は、切欠部を有し、その切欠部は前記モルディング樹脂層の端部から水平に且つ前記モルディング樹脂層の上面から下向きに前記モルディング樹脂層内に凹設されていることを特徴とするメモリカード。
  2. 前記外部接触パッドは、各々ほぼ棒形状であることを特徴とする請求項1に記載のメモリカード。
  3. 前記カード胴体は、前記半導体パッケージのサイズとほぼ同じサイズを有することを特徴とする請求項1に記載のメモリカード。
  4. 前記外部接触パッドのサイズは、前記メモリカードのサイズの約15%以下であることを特徴とする請求項1に記載のメモリカード。
  5. 前記外部接触パッドは、各々幅が約0.85mmで、ピンピッチが約1.10mmであることを特徴とする請求項2に記載のメモリカード。
  6. サイズが約22mm×30mmで、厚みが約1.2mmであることを特徴とする請求項1に記載のメモリカード。
  7. 前記半導体パッケージは、サイズが約20mm×28mmであることを特徴とする請求項6に記載のメモリカード。
  8. 前記カード胴体の第2面にスロットが形成されていることを特徴とする請求項1に記載のメモリカード。
  9. 前記少なくとも1つのメモリチップは、NANDタイプ又はNORタイプのフラッシュメモリチップであることを特徴とする請求項1に記載のメモリカード。
  10. 前記半導体パッケージは、液状接着剤により前記キャビティに取り付けられていることを特徴とする請求項1に記載のメモリカード。
  11. 前記少なくとも1つのメモリチップと前記回路配線とは、金属ワイヤ、TABテープ又は異方性導電膜により電気的に連結されることを特徴とする請求項1に記載のメモリカード。
  12. 前記モルディング樹脂層は、前記半導体パッケージの前記外部接触パッドが形成された第2端部に対向する前記半導体パッケージの第1端部に偏るように非対称に形成されていることを特徴とする請求項1に記載のメモリカード。
    ことを特徴とする請求項1に記載のメモリカード
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