JP4179087B2 - カード機器ならびにこれを用いた高周波装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＳＤカードに代表される段付基板とこれを用いたカード機器ならびに高周波装置に関するものである。

以下、従来の段付基板について図面を用いて説明する。図８は、従来の段付基板を用いたカード機器の断面図である。

図８において、まず１はプリント基板である。このプリント基板１は、多層基板であり、このプリント基板１の面１ａ側には、電子部品２とプリント基板３とが装着されることによって段付基板８を得ている。

４は、プリント基板３の下面３ａ側に形成された接触接続導体である。この接触接続導体４は、このようなカード機器を外部機器へ挿入したときに、外部機器の接触端子（図示せず）と接触し、外部機器とデジタルデータのやり取りが行われるものである。

そして、プリント基板３の端部側面に設けられた電極は、プリント基板１の面１ａ上に電極と対応する位置用に設けられたランドとはんだ５によって接続され、プリント基板１上の電気回路が接触接続導体と電気的に接続されている。

次に６は、プリント基板１の上面１ａ側を覆う上ケースである。一方７は、プリント基板１の下面１ｂ側を覆う下ケースであり、この下ケース７の底面７ａにプリント基板１の下面１ｂが接着されて固定されている。そして、この下ケース７に接触接続導体４と対向して開口部７ｂが設けられることで、この接触接続導体４が外部機器の接続端子と接触する構造となっている。

そして、上ケース６で、プリント基板１の上面１ａを覆っている。なお、上ケース６の端部６ａと下ケース７の端部７ｃとが接着されることでカード機器を得ていた。

次にこのようなカード機器に対して用いられる段付基板８の製造方法について詳細に説明する。まず、プリント基板１上にクリームはんだが印刷される。そして電子部品２が装着され、リフロー炉によって加熱されて電子部品２がプリント基板１へはんだ付けされる。

そして、この電子部品２がはんだ付けされたプリント基板１上へのプリント基板３の接続は、治具などによって予め互いの位置を決めておいた状態で、これらのプリント基板１とプリント基板３とを手はんだ付けしていた。これによって、第２のプリント基板の下面３ａに設けられる接触接続導体４を開口部７ｂより露出する。つまり、プリント基板３はプリント基板１の端部１ｃから突出して装着されなければならないので、第１のプリント基板１の第２のプリント基板３への装着は治具で規制した状態において手で装着していた。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開平６−４５７２０号公報

しかしながらこのような従来の段付基板を用いたカード機器では、プリント基板１の厚みが薄いので、プリント基板１へ電子部品２をはんだ付け時にプリント基板１にソリが生じ、プリント基板３とプリント基板１とのはんだ付け時に治具などによって規制した状態ではんだ付けしなければならないという問題があった。

そこで本発明は、この問題を解決したもので、プリント基板１へプリント基板３を装着、はんだ付け時に特別な治具などを不要とした段付基板を提供することを目的としたものである。

この目的を達成するために本発明のカード機器は、第１のプリント基板と、この第１のプリント基板の一方の面に装着された複数の電子部品と、この電子部品と同じ面側に装着された第２のプリント基板と、この第２のプリント基板と前記第１のプリント基板とが収納されるケースと、前記第１のプリント基板上に形成された第１のランドと、前記第２のプリント基板に設けられるとともに前記第１のランドに対応する位置に形成された第２のランドと、前記第１のプリント基板の一方の面に設けられた接続ランドと、この接続ランドに接続されるとともに前記第２のプリント基板に設けられたスルーホールと、このスルーホールに接続されるとともに、金めっきが施された接触接続導体と、この接触接続導体と対向するとともに前記ケースに設けられた開口部と、前記第１のランドと前記第２のランドとが接続されるはんだとから成り、このはんだはリフローはんだ付けによって接続されるカード機器において、前記第２のランドは前記接触接続導体の反対面側に設けるとともにグランドへ接続され、前記リフローはんだ付け時に前記第２のプリントは、前記はんだの粘着力によって装着時の位置が維持されるとともに、溶融した前記はんだの表面張力によって第２のプリント基板の自重に抗して前記第２のプリント基板の位置が補正されるカード機器であり、これにより第１のプリント基板へ第３のプリント基板を装着・はんだ付け時に特別な治具などを不要とすることができる。また、接触接続導体の位置精度の良好なカード機器を実現することができる。

以上のように本発明によれば、第１のプリント基板と、この第１のプリント基板の一方の面に装着された複数の電子部品と、この電子部品と同じ面側に装着された第２のプリント基板と、この第２のプリント基板と前記第１のプリント基板とが収納されるケースと、前記第１のプリント基板上に形成された第１のランドと、前記第２のプリント基板に設けられるとともに前記第１のランドに対応する位置に形成された第２のランドと、前記第１のプリント基板の一方の面に設けられた接続ランドと、この接続ランドに接続されるとともに前記第２のプリント基板に設けられたスルーホールと、このスルーホールに接続されるとともに、金めっきが施された接触接続導体と、この接触接続導体と対向するとともに前記ケースに設けられた開口部と、前記第１のランドと前記第２のランドとが接続されるはんだとから成り、このはんだはリフローはんだ付けによって接続されるカード機器において、前記第２のランドは前記接触接続導体の反対面側に設けるとともにグランドへ接続され、前記リフローはんだ付け時に前記第２のプリントは、前記はんだの粘着力によって装着時の位置が維持されるとともに、溶融した前記はんだの表面張力によって第２のプリント基板の自重に抗して前記第２のプリント基板の位置が補正されるものである。

これによりはんだ付け時に第２のプリント基板ははんだの粘着力によって位置が維持されるので、特に治具などを用いなくても装着でき、接触接続導体の位置精度の良好なカード機器を実現することができる。

なおこれによって、汎用の部品装着機を用いて容易に装着することも可能になるので、段付基板の生産性は格段に向上する。また、第２のプリント基板は電子部品と同時にリフローはんだ付けすることが可能となるので、さらに生産性が良くなる。

さらにまた、接触接続導体に対して妨害は発生し難くできるとともに、カード機器と接続される外部機器で発生する種々のノイズ（クロックノイズなど）も遮断することができる。

（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１について図面を用いて説明する。なお、本実施の形態１においてはＳＤカード規格の仕様に基づくカード機器を例にとって説明する。図１は、本実施の形態１におけるカード機器の断面図であり、図２は、本実施の形態１におけるカード機器の要部拡大断面図である。

まず図１、図２において、１１はプリント基板（第１のプリント基板の一例として用いた）である。このプリント基板１１は厚みが０．４ｍｍの４層基板である。このプリント基板１１の一方の面１１ａに電子部品１２がリフローはんだ付けによって装着され、高周波回路を形成している。そしてこの高周波回路と接続された接続ランド１３が、プリント基板１１の一方の面１１ａ上に一列に並んで形成されている。

１４は、電子部品１２と同じプリント基板１１の一方の面１１ａ上に装着された両面基板（第２のプリント基板の一例として用いた）であり、その厚さは０．８ｍｍである。そして図２に示されるように、この両面基板１４の一方の端部１４ａには半円形状の銅スルーホール１５が設けられており、この銅スルーホール１５と接続ランド１３とがはんだ１６によって接続される。なお、接続ランド１３とスルーホール１５とは、夫々対応する位置に形成されている。

１７は、樹脂製の上ケース（第２のケースの一例として用いた）であり、その厚みは０．２ｍｍと非常に薄くしている。そしてこの上ケース１７の内面には、プリント基板１１の他方の面１１ｂが両面テープ１８（図２に示す。なお、これは接着剤の一例として用いた）によって貼り付けられている。一方、プリント基板１１の電子部品１２装着側は、樹脂製の下ケース１９（第１のケースの一例として用いた）によって覆われている。また、プリント基板１１の他方の面１１ｂの全面が、両面テープ１８によって上ケース１７の内面に貼り合わされて、プリント基板１１と上ケース１７とが一体化されることとなっており、曲げ強度の大きいカード機器を実現することができる。

また、これらの上ケース１７と下ケース１９の外周の夫々には、上外周壁２０、下外周壁２１を有している。そして、これらの外周壁２０，２１の夫々の先端に設けられた上固定部２２と下固定部２３とが溶着されることによって、上ケース１７と下ケース１９とが固定されることとなる。なお、この下ケース１９の厚みも上ケース１７と同様に０．２ｍｍの非常に薄い厚みとしているが、部品高さの凹凸に合せ下ケース１９の厚みを部分的に厚くする事で、下ケースの強度を高めることができる。

次に、２４は接触接続導体であり、この接触接続導体２４は、外部機器（図示せず。例えばパソコンなど）に準備されたカード用スロットへ本実施の形態１に示されるカード機器へ挿入した場合に、外部機器に設けられたコネクタ（図示せず）端子と接触し、外部機器とデータ信号のやり取りを行うものである。そして、この接触接続導体２４には、外部機器との高い接触接続の信頼性を得るために金めっきを施している。

２５は当接部であり、この当接部２５の先端は、両面基板１４の接触接続導体２４の形成面１４ａに当接させている。これによって、プリント基板１１と両面基板１４は、上ケース１７と当接部２５との間に挟み込まれて保持されることとなるので、プリント基板１１と両面基板１４とは確りと保持される。

なお、この当接部２５は、スルーホール１５と接触接続導体２４の間に当接するような位置に設けている。つまりこれは、当接部２５をスルーホール１５と接続ランド１３とが接続された箇所の近傍に設けておくことによって、プリント基板１１と両面基板１４と下ケース１９とは確実にこの箇所で固定されるので、はんだ１６へ加わるストレスを小さくすることができる。

そして、２６は下ケース１９に設けられた開口部である。この開口部２６から接触接続導体２４が露出し、外部機器のコネクタと接続されることとなる。

次に図２において、２７はプリント基板１１の一方の面１１ａに形成された位置補正ランド（本実施の形態１において第１のランドの一例として用いた）である。２８は、両面基板１４の接触接続導体２４の反対面であって、位置補正ランド２７と対向する位置に設けられた位置補正ランド（第２のランドの一例として用いた）である。そしてこれらの位置補正ランド２７，２８とは、はんだ２９によって接続されている。これによって、プリント基板１１と両面基板１４との間の接続強度を大きくすることができる。

従って、カード機器の折り曲げなどによって、プリント基板１１と両面基板１４との接続部へ応力が加わるが、はんだ１６が破壊することは少なくなる。さらに、カード機器をパソコンなどの外部機器へ繰り返し挿入することによって生じる繰り返し応力などに対しても、はんだ１６を破壊し難くすることができる。

なお、本実施の形態１における位置補正ランド２７，２８は、共に長円形状であり、その大きさは幅が３．６ｍｍで長さが５．５ｍｍとしている。さらに、プリント基板１１と、両面基板１４には、夫々３箇所ずつの位置補正ランド２７，２８が一列に並んで形成されている。

また、本実施の形態１においては、第１のランドとして位置補正ランド２７、第２のランドとして位置補正ランド２８を用いたが、両面基板１４が小さく自重が小さいような場合には、接続ランド１３とスルーホール１５とをそれぞれ第１のランド、第２のランドとして用いても良い。

このような場合、はんだ付け工程において両面基板１４の側面にはんだ１６の表面張力が生じ、両面基板１４が立つ現象（マンハッタン現象）を起こさないようにすることが必要である。そのためには、スルーホール１５に接続された銅箔を両面基板１４とプリント基板１１とが対向する面まで導出し、この銅箔と接続ランド１３とを対向させてはんだ付けすることが必要である。

次に本実施の形態１におけるカード機器の製造方法について以下図面を用いて説明する。まず、印刷工程によって、プリント基板１１の一方の面１１ａ上にクリームはんだをスクリーン印刷する。そして、この印刷工程の下流に設けられた装着工程では、汎用の自動実装機を用い、印刷工程で印刷されたクリームはんだ上に電子部品１２や両面基板１４を装着する。

次に、装着工程の後には、プリント基板１１へ印刷したクリームはんだを溶融し、はんだ付けするリフロー工程が設けられている。図３は、本実施の形態１におけるカード機器に収納する段付基板のリフロー工程における要部側面図である。なおこのリフロー工程では、プリント基板１１上へ装着された電子部品１２や両面基板１４は、リフロー炉によって同時にはんだ付けされる。

リフロー工程において、最初に予備加熱が行われる。この予備加熱工程では、プリント基板１１を約１５０℃程度の温度にまで加熱するが、これは予備加熱によってクリームはんだ１６，２９中の有機溶剤（イソプロピル・アルコールなど）を蒸発させるためと、クリームはんだ１６，２９中の活性剤を活性化させはんだ付けを行うスルーホール１５、接続ランド１３や位置補正ランド２７，２８の表面を清浄化させるためである。

このプリント基板１１の厚みは０．４ｍｍと非常に薄いために、予備加熱工程で基板１１は軟化し、ソリが発生する。これによって、両面基板１４は、その自重によってソリの方向に沿った方向（図３Ａ方向）へ滑り落ちようとする力が発生し、両面基板１４が装着位置からずれることがある。そこで、本実施の形態１においては、プリント基板１１と両面基板１４との双方に対向する位置補正ランド２７，２８を設け、これら補正ランド２７，２８の間に約８０μｍのクリームはんだを印刷する。これによって、このクリームはんだの有する粘着力が、自重による両面基板１４のＡ方向への移動を防ぐ。

リフロー工程において予備加熱の後に本加熱工程が設けられる。この本加熱工程は、クリームはんだを溶融させる工程であり、クリームはんだのはんだ粒子を完全に溶融させることが重要である。従って一般に本加熱工程におけるプリント基板１１の温度は、使用するはんだの融点より約２０℃以上高くしている。本実施の形態１におけるクリームはんだ１６，２９は、錫・鉛の共晶はんだであり、融点は１８３℃である。従って、本実施の形態１における本加熱工程のプリント基板１１のピーク温度は約２１０℃としている。

そしてこの本加熱工程においてプリント基板１１のソリはさらに大きくなるので、両面基板１４はさらにＡ方向へ移動しやすくなる。しかし、本実施の形態１においては、位置補正ランド２７，２８を対向して設け、この間にクリームはんだ２９を設けているので、この本加熱工程において溶融したクリームはんだ２９には、夫々の位置補正ランド２７，２８との界面に表面張力が発生する。そしてこの表面張力は、位置補正ランド２７と位置補正ランド２８とのズレを補正する方向へ働くので、両面基板１４に対しセルフアライメント効果が生じる。これによって、両面基板１４は所定の位置に精度良くはんだ付けされることとなる。

なお、本実施の形態１においてはクリームはんだ１６，２９に錫・鉛の共晶はんだを使用した。しかし、昨今の環境保護への対応として例えば錫・銀・銅系などの鉛フリーはんだを用いた場合、その融点は２００℃を超えるため、これらの予備加熱工程や本加熱工程の温度はさらに高くなり、予備加熱が約１６０℃で、本加熱工程は約２３０℃にもなる。

従って、本発明はそのような鉛フリーはんだの使用によるはんだ付け温度の上昇にも対応できるものである。つまり、はんだ付け温度の上昇に伴い、プリント基板１１のソリがさらに大きくなっても、プリント基板１１と両面基板１４との間に対向する位置補正ランド２７，２８を設けておくことで、両面基板１４の自重によるソリの方向（Ａ方向）への移動に抗して両面基板１４の位置を維持させることができる。

なおここで、はんだ２９の粘着力は、両面基板１４の自重に抗して移動しないように大きくすることが必要であり、一方はんだ２９が溶解したときに発生する表面張力は、両面基板１４がその自重に対向して移動できるように大きくする必要がある。そこで、本実施の形態１においては位置補正ランド２７，２８のサイズを幅３．６ｍｍ、長さ５．５ｍｍの長円形状としてあり、それぞれに３箇所づつ設けている。

また、はんだ２９をプリント基板１１上へ供給するためのスクリーンの厚みは約８０μｍを用い、リフローはんだ付けすることで約２０μｍの厚みのはんだ２９の層を得ている。これによって、両面基板１４に対し充分な粘着力と、表面張力とが生じ、予備加熱工程の以前では両面基板１４の装着位置を維持できるとともに、本加熱工程では両面基板１４に対しセルフアライメント効果が生じるので、両面基板１４の装着精度を良くすることができる。

そして、このようにしてはんだ付けされたプリント基板１１は、図１に示されるように、予めその内面に両面テープ１８が貼り付けられた上ケース１７の所定の位置に貼り付けられ、プリント基板１１の部品実装された一方の面１１ａ側を覆うように下ケース１９が嵌合され、上ケース１７と下ケース１９とが溶着される。

次に、嵌合された上ケース１７と、下ケース１９との溶着について詳細に説明する。図４は、上ケースと下ケースとの溶着工程における上固定部２２と下固定部２３の要部拡大断面図であり、図４（ａ）は上ケースと下ケースとが嵌合される前の状態を表し、図４（ｂ）は、上ケースと下ケースとの溶着が完了した状態を示している。

図４（ａ）において、上側固定部２２の厚みは１．７ｍｍであり、この厚み方向の略中央に、深さが約０．３５ｍｍで、幅が約０．６ｍｍの凹部４１が形成されている。一方、下側固定部２３の厚みも１．７ｍｍであり、この下側固定部２３には、凹部４１と嵌合するように凸部４２が設けられている。この凸部４２は、下側固定部２３の厚み方向の略中央に設けられ、その幅が約０．５ｍｍで高さが約１．０ｍｍとしている。

そしてこのような上固定部２２と下固定部２３とが超音波溶着されて完成する訳であるが、ここで、図４（ｂ）に示すように、上固定部２２と下固定部２３との間に隙間４３を設けておくことが重要である。これは、プリント基板１１を上ケース１７の内面に貼り付けるとともに当接部２５を両面基板１４に当接させているので、上ケース１７と下ケース１９との間の距離３１（図２に示す）は、プリント基板１１や両面基板１４の厚み精度や、はんだ２９の厚み精度によって変化するためである。つまり、上固定部２２と下固定部２３との間に隙間４３を設けておくことによって、この距離３１にばらつきがあっても当接部２５を両面基板１４に確実に当接させて溶着できることとなる。

以上のような構成により、両面基板１４は当接部２５に当接されて固定されるので、下ケース１９の外面１９ａから当接部２５の先端までの寸法精度のみを管理すれば良く、容易に接触接続導体２４の下ケース１９の外面１９ａからの高さ寸法３０（図２）の寸法ばらつきを小さくすることができる。従って、外部機器の接続端子との接続を確実に行えるカード機器が実現できる。

次に、本実施の形態１におけるカード機器に収納される電気回路について図面を用いて説明する。本実施の形態１において、カード機器内に収納された電気回路は、例えば高周波送受信機（高周波装置の一例として用いた）であり、ブルーツースなどのように高周波信号を送受信するものである。

図５は、本実施の形態１におけるカード機器を用いた高周波送受信機のブロック図である。５１はＳＤカード規格に適合する寸法のケース５２内に収納された高周波送受信機である。本実施の形態１におけるケース５２の外周のサイズは、幅が２４ｍｍ、長さ５５ｍｍ、高さが２．１ｍｍである。

まずは、本実施の形態１における高周波送受信機５１において、高周波信号を受信する場合について説明する。５３は、２．４ＧＨｚのデジタル変調された高周波信号を受信するアンテナである。このアンテナ５３は、プリント基板１１（図１）上にプリントされたアンテナである。

５４は、アンテナ５３で受信した受信信号がその入出力端子５４ａに供給されるデュプレクサであり、アンテナ５３から入力される高周波信号を受信信号出力端子５４ｂへ出力するものである。

５５は、受信信号出力端子５４ｂから出力された受信信号が供給される高周波増幅器である。この高周波増幅器５５では、受信信号を規定のレベルへ増幅するものである。５６は、その一方の入力５６ａには高周波増幅器５５の出力が供給されるとともに、他方の入力５６ｂには局部発振器５７の出力が接続された混合器である。この混合器５６では、入力された受信信号を直接検波するダイレクトコンバージョンを行っている。そしてこの直接検波された信号が出力されることとなる。

５８は、信号処理回路であり、この信号処理回路５８は、前記直接検波された信号をデジタル信号へと変換し、ＳＤカード規格に合致したデジタル信号へ変換する回路である。そして、この信号処理回路５８の出力が接触接続導体２４へ出力され、この接触接続導体２４を介して接続される外部機器（図示せず）へデータが送出される。

次に外部機器からのデータを送信する場合について説明する。本実施の形態１のカード機器に接続された外部機器から入力される入力データは、接触接続導体２４を介して信号処理回路５８へ入力される。そしてこの信号処理回路５８では、受け取った入力データをマンチェスタ型のデジタル信号などへ変換する。

６１は、その一方の入力６１ａに信号処理回路５８で処理された入力データが供給されるとともに、他方の入力６１ｂには局部発振器５７の出力が接続された混合器である。この混合器６１では入力データを直接２．４ＧＨｚの高周波信号へと変換するとともに、変調を行うものである。

６２はパワーアンプであり、混合器６１の出力６１ｃとデュプレクサ５４の入力端子５４ｃとの間に挿入され、信号を送信できるレベルにまで増幅する。そして、デュプレクサ５４は、パワーアンプ６２で増幅された信号をアンテナ５３側に供給する。ここで、６３はＰＬＬ回路であり、局部発振器５７にループ接続されている。

なお、本実施の形態１においては、局部発振器５７はモジュールタイプのＶＣＯを用いているので、このモジュールを交換するだけで容易に各国の周波数に適合したブルーツース送受信機を実現することができる。

ただし、モジュールタイプのＶＣＯは、その高さは低くても１．２ｍｍ以上であるため、ＳＤカード（ケース外寸２．１ｍｍ）のような薄いカード機器にモジュールタイプのＶＣＯを使用するのは一般的に困難であった。しかしながら本実施の形態１における、カード機器の構造によれば、プリント基板１１（図１）の厚みを薄くしてやれば下ケース１９の内面１９ｂ（図１）との間の隙間を任意の値にまで容易に広げることができる。

これにより、高さの高いＶＣＯやＰＬＬ回路の基準信号として用いられる水晶発振器や、回路規模が大きくかつ集積度が高い信号処理回路などの部品が搭載された高周波送受信機を、２．１ｍｍという薄い厚みで実現することができる。

ここで本実施の形態１において、高周波増幅器５５、混合器５６、混合器６１とパワーアンプ６２とはひとつのパッケージに集積化されたＩＣとしている。そして、アンテナ５３の近傍にはデュプレクサ５４を配置している。一方信号処理回路５８は、アンテナ５３が形成された側と反対側であって、両面基板１４（図１）の近傍に配置される。

これによって、本実施の形態１におけるカード機器を外部機器へ装着時に、アンテナ５３は外部機器の外側へ突出して装着されることとなり、外部機器への装着によって受信できなくなるようなことは生じ難くなる。一方、信号処理回路５８側は、外部機器内に完全に収納されるとともに、外部機器側のグランドとも近い距離で接続されることとなるので、高周波信号による妨害は発生し難くなる。

さらに本実施の形態１においては、接触接続導体２４の裏面に設けられた位置補正ランド２８はグランドに接続してある。これによってさらに接触接続導体２４に対して高周波信号による妨害は発生し難くできるとともに、カード機器と接続される外部機器で発生する種々のノイズ（クロックノイズなど）も遮断することができる。

なお、本実施の形態１においてプリント基板１１のサイズは、上ケース１７の内周に対し約０．５ｍｍの隙間を有するサイズとしてある。従って、カード機器のスペースを有効に利用し回路構成させることができるので、カード機器を小型化することができる。

また、両面基板１４の全面がプリント基板１１上に搭載された状態となるので、プリント基板１１と両面基板１４との接続強度を大きくすることができる。

さらに、両面基板１４の全面がプリント基板１１に搭載されるように装着されるので、両面基板１４は自動実装機などで容易にプリント基板１１へ装着することができる。

さらにまた、本実施の形態１において、プリント基板１１には金めっきが施されず、両面基板１４にのみ金めっきが施されている。一般に金分子は、はんだ溶融時にはんだ内に拡散しやすい。しかしながら、はんだ内に約２％以上の金が拡散されると、はんだの強度が脆くなることは良く知られている。

そこで、本実施の形態１においては、プリント基板１１には金めっきが施されていない構成としているので、スルーホール１５と接続ランド１３との間を接続するはんだ１６に対し、金めっきの拡散現象によるはんだ付け部の強度低下を小さく出来る。もちろんプリント基板１１には金めっきを施していないので、プリント基板１１は安価になり、カード機器の低価格化を実現することができる。

あるいは逆に、プリント基板１１にも金めっきを施すことも可能である。この場合、ベアチップ実装などの高密度部品実装を信頼性高く実装することができる。また、両面基板１４とプリント基板１１の金めっきの厚みを容易に変える事も出来る。例えば、両面基板１４は厚めっきとし、プリント基板１１は薄めっき（フラッシュめっき）にする事が出来るので、低価格なカード機器を実現する事が出来ると共に、金めっき量を最小にとどめる事が可能となる。

また、本実施の形態１においてはプリント基板１１にのみ４層基板を用い、接触接続導体２４を形成する基板は両面基板を用いている。これは、ＳＤカード規格においては接触接続導体２４は９個でよい為、両面基板１４とプリント基板１１との接続も９箇所だけである。従って、接触接続導体２４を形成する基板は両面基板でも充分であり、低価格なカード機器を実現することができる。

さらにまた、本実施の形態１においては第２のプリント基板として両面基板を用いているが、これは第２のプリント基板を多層基板としても良い。この場合さらに小型なカード機器を実現することができる。

なお、信号処理回路５８は両面基板１４上に設けても良い。この場合さらに小型なカード機器を実現することができる。また、信号処理回路５８を第２のプリント基板内に内蔵してやれば、部分的な箇所にのみ高密度に回路を形成することができ、そして高価な部品内蔵基板は部分的に用いることとなる。これにより、さらにカード機器を小型化することができるとともに、低価格に実現することができる。なお、この場合には、信号処理回路５８はひとつのベアチップ上に集積化されたＩＣとし、このベアチップＩＣを第２のプリント基板内にボンディングなどによって接続してやることによって、カード機器の小型化を実現することができる。

そしてこの場合特に、位置補正ランド２７，２８をグランドへ接続すれば、プリント基板１１上に形成された高周波回路の信号が、信号処理回路へ妨害を与えることを少なく出来る。

（実施の形態２）
以下本実施の形態２について図面を用いて説明する。図６は本実施の形態２におけるカード機器の断面図である。なお、図６において図１と同じものについては同じ番号を付し、その説明は簡略化する。

図６において、プリント基板１１の一方の面１１ａには電子部品１２と両面基板１４が装着される。この両面基板１４は、その端部に形成されたスルーホール１５によって、プリント基板１１上の接続ランド１３とはんだ１６によって接続され、プリント基板１１上に形成された電気回路と電気的に接続される。

１７は、プリント基板の他方を覆うように設けられた上ケースであり、この上ケース１７には、当接部５１が設けられている。一方プリント基板１４の先端は、プリント基板１１より突出し、当接部５１が当接する露出部５２が形成されている。そして、当接部５１の先端５１ａが露出部５２に当接する。

これによって、上ケース１７の外周面１７ａと接触接続導体２４との距離５３の寸法精度は、プリント基板１１自身の厚みのばらつきや、プリント基板１１と両面基板１４との接続精度などのばらつきによって左右され難くなる。従って、外部機器と確実に接続できるカード機器を実現することができる。

なお、本実施の形態２においては、プリント基板１１と上ケース１７の内面１７ｂとの間の隙間５４を有するようにしてある。これによってプリント基板１１の厚みが厚くなっても、確実に当接部５１を両面基板１４に当接させることができる。

さらに、隙間５４にはスペーサ５５を挿入してあるので、プリント基板１１と上ケース１７との間でガタつきが生じる事はない。そしてそのスペーサ５５は、弾性を有した両面テープを用いているので、プリント基板１１に厚みなどのばらつきを吸収し、当接部５１を確実に両面基板１４に当接させることができる。

また、本実施の形態２においても実施の形態１と同様にプリント基板１１の一方の面１１ａを覆う下ケース１９には、両面基板１４の接触接続導体２４が設けられた面に当接する当接部２５を設けてある。

これにより、両面基板は当接部２５と当接部５１との間で挟まれて保持されることとなるので、スペーサ５５等を用いなくても両面基板１４にガタつき等が生じ難くなる。

５６はプリント基板１１上に設けられた位置補正ランドであり、５７は両面基板１４上の位置補正ランド５６と対向する位置に設けられた位置補正ランドである。そしてこれら位置補正ランド５６，５７の間は、はんだ５８によってリフローはんだ付けされている。なお、本実施の形態２において、位置補正ランド５６，５７とは同じ大きさとしてある。これによって、はんだ５８の粘着力あるいは表面張力は、プリント基板１１のはんだ付け工程において両面基板１４自身の自重によって生じる滑り力へ抗することができる。従って、両面基板１４は位置精度良くプリント基板１１へ装着される。

また、本実施の形態２において、両面基板１４の重心はプリント基板１１の先端部よりも外側にある。しかしながら、はんだ５８の粘着力とはんだの表面張力によって、両面基板１４がプリント基板１１から落ちるようなことは発生し難くなる。従って、両面基板１４のプリント基板１１の装着時にそれらを保持したり、位置を維持させておくような治具を用いる必要もない。

さらに、本実施の形態２において両面基板１４を汎用の部品装着機によって装着したとしても、はんだ５８の粘着力によって両面基板１４が保持されるので、プリント基板１１から落ちてしまうことはない。したがって、自動装着が可能となるので生産性が良く、低価格なカード機器を実現することができる。

（実施の形態３）
本実施の形態２においては第２のプリント基板に両面基板１４（図１）を用いて低価格かつ小型のカード機器を実現した。また、実施の形態１において、さらなる小型化のために両面基板１４に部品内蔵基板や多層基板を用いることでさらに高密度に回路形成を実現できることについて記載した。

そこで本実施の形態３における発明は、実施の形態１で用いた両面基板１４を用いることで低価格なカード機器を実現するとともに、さらなるカード機器の小型化を実現できるものである。

以下に本発明の実施の形態３について図面を用いて詳細に説明する。図７は本実施の形態３におけるカード機器の要部断面図である。図７において、図６と同じものについては同じ番号を付し、その説明は簡略化する。つまり、図７において、当接部５１の一部に切り欠き部７１を設けている。そして、この切り欠き部７１に対応する位置の両面基板１４上に電子部品７２が装着されている。

これによって、プリント基板１１への装着部品の一部を両面基板１４上へ取り込んで形成させることができるので、プリント基板１１を小型化でき、カード機器をさらに小型化できる。

なお、本実施の形態３における電子部品７２は、接触接続導体２４のデータ信号の送受信端子とグランド端子との間に挿入されている。これによりデータ信号の送受信端子に入力されるノイズや、静電気、さらには不要な高周波信号などを除去することができる。そして、この電子部品７２は、接触接続導体２４の裏面に装着されるので、例えばその間をスルーホールなどで直結することも出来る。従って、接触接続導体２４と電子部品さらにはグランド端子との間を短い距離で接続することができるので、この接触接続導体２４へ入ってくる不要な信号を確実に排除することができる。

また、本実施の形態３においては、当接部２５と当接部５１とは、両面基板１４を介して対向する位置に設けてある。従って、両面基板１４は、当接部２５，５１間に確りと挟まれ、両面基板１４の面１４ｂと当接部５１の先端５１ａとを確実に当接させることができるので、距離５３の寸法精度の良いカード機器を実現できる。

その上、当接部２５と当接部５１とは、両面基板１４を介して対向する位置に設けておくことによって、両面基板１４は確りとケースに保持されるので、たとえ外部機器との接続時などに接触接続導体２４へストレスが加わっても、そのストレスがはんだ１６や、プリント基板１１へ加わり難くなる。これによりはんだ１６がストレスの繰り返しなどで破壊することは少なくなる。

本発明の段付基板は、組立てにおいて、特別な治具などを使用しなくても、汎用の部品装着機などを使用して組立てが可能となる効果を有したものであり、特にＳＤカードのような薄型のカード機器等に用いられる段付基板等に有用である。

本実施の形態１におけるカード機器の断面図 同、要部拡大断面図 同、段付基板の側面図 同、上ケースと下ケースとの接続部分の拡大断面図 本実施の形態１における高周波装置のブロック図 本実施の形態２におけるカード機器の断面図 本実施の形態３におけるカード機器の要部拡大図 従来のカード機器の断面図

符号の説明

１１ プリント基板
１２ 電子部品
１３ 接続ランド
１４ 両面基板
１５ スルーホール
１６ はんだ
２７ 位置補正ランド
２８ 位置補正ランド
２９ はんだ

Claims (12)

1. 第１のプリント基板と、この第１のプリント基板の一方の面に装着された複数の電子部品と、この電子部品と同じ面側に装着された第２のプリント基板と、この第２のプリント基板と前記第１のプリント基板とが収納されるケースと、前記第１のプリント基板上に形成された第１のランドと、前記第２のプリント基板に設けられるとともに前記第１のランドに対応する位置に形成された第２のランドと、前記第１のプリント基板の一方の面に設けられた接続ランドと、この接続ランドに接続されるとともに前記第２のプリント基板に設けられたスルーホールと、このスルーホールに接続されるとともに、金めっきが施された接触接続導体と、この接触接続導体と対向するとともに前記ケースに設けられた開口部と、前記第１のランドと前記第２のランドとが接続されるはんだとから成り、このはんだはリフローはんだ付けによって接続されるカード機器において、前記第２のランドは前記接触接続導体の反対面側に設けるとともにグランドへ接続され、前記リフローはんだ付け時に前記第２のプリントは、前記はんだの粘着力によって装着時の位置が維持されるとともに、溶融した前記はんだの表面張力によって第２のプリント基板の自重に抗して前記第２のプリント基板の位置が補正されるカード機器。
2. ケースには第２のプリント基板へ当接する当接部を設けた請求項１に記載のカード機器。
3. ケースは、第１のプリント基板の一方を覆う第１のケースと、他方を覆う第２のケースとからなり、この第２のケースに設けられた固定部と、前記第１のケースに設けられた固定部とは対向して設けられるとともに、隙間を有するように固定された請求項２に記載のカード機器。
4. ケースは、第１のプリント基板の一方の面を覆う第１のケースと、他方の面を覆う第２のケースとからなる請求項２に記載のカード機器。
5. 金めっきは、第２のプリント基板のみに施された請求項２に記載のカード機器。
6. 第１のプリント基板の厚みは、第２のプリント基板の厚みより薄くした請求項２に記載のカード機器。
7. 第２のプリント基板は両面基板とした請求項２に記載のカード機器。
8. 第２のプリント基板は多層基板とした請求項２に記載のカード機器。
9. 第２のプリント基板の内部には、電子部品を内蔵した請求項２に記載のカード機器。
10. 請求項１に記載のカード機器における第１のプリント基板上には、高周波回路が形成された高周波装置であって、前記高周波回路は高周波信号が入力されるアンテナと、このアンテナに入力された高周波信号がその一方の入力に供給されるとともに、他方の入力には局部発振回路の出力が供給される混合器と、この混合器の出力が供給される信号処理回路と、前記局部発振回路にループ接続されたＰＬＬ回路と、このＰＬＬ回路の入力に接続された基準発振器とを含み、前記信号処理回路は前記第２のプリント基板の近傍に配置されるとともに、前記アンテナは前記高周波装置が外部機器へ装着された状態において前記外部機器より突出するように配置された高周波装置。
11. 第２のプリント基板には信号処理回路が設けられた請求項１０に記載の高周波装置。
12. 信号処理回路はＩＣであるとともに、前記信号処理回路は第２のプリント基板内に内蔵された請求項１０に記載の高周波装置。

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