JP5029605B2 - アンテナ内蔵半導体メモリモジュール - Google Patents

Description

本発明は、メモリカードとして使用されるＳＤ（Ｓｅｃｕｒｅ Ｄｉｇｉｔａｌ）メモリカードなど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の普及により、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などの携帯型デジタル機器に幅広く使用されている。最近では、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。

そこで、無線インターフェイス機能を付加したＳＤメモリカードが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このＳＤメモリカードは、記憶媒体としての機能部と無線制御部を有し、アンテナを備えたアンテナモジュールを接続部を介して無線制御部と接続した構成を有する。このとき、内蔵されたフラッシュメモリは、ＳＤメモリカード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。この構成により、アンテナモジュールと連結したＳＤメモリカードを携帯型デジタル機器などの電子機器に装着して、外部の無線通信機器と通信や制御を行うことができる。

また、データ送受信用のコイル状のアンテナの特性を改善するために、アンテナが形成された配線基板やＩＣカードの絶縁性外装層を成す基材の少なくとも一方に磁性体を担持させた構成のＩＣカードの薄型モジュールが提案されている（例えば、特許文献２参照）。

以下に、特許文献２のＩＣカードの薄型モジュールについて図１０を用いて説明する。図１０は、従来のＩＣカードの薄型モジュールの構成を示す分解斜視図である。図１０に示すように、配線基板１（長さ８５ｍｍ、幅５２ｍｍ）には、ガラスエポキシ樹脂などからなる絶縁基板の主面に所要の配線パターンが形成され、その外周領域にアンテナ用のコイルパターン２が形成されている。また、配線基板１の主面の所定の位置には、情報の記憶や制御を行うマイコンチップ３、基準発振信号発生用のチップ部品４、電源用の電池５などが搭載され、配線パターンやアンテナ用のコイルパターン２と電気的に接続されている。そして、配線基板１は、配線基板１と同形の樹脂製フレーム６と予め基材の両面に磁性体層を形成した絶縁性外装層７とが積層された状態で、接着剤により一体的に形成されている。同様に、もう一方の絶縁性外装層７も同様に配線基板１と接着剤により一体化されている。

特許文献２のＩＣカードの薄型モジュールによれば、磁性体層を設けることにより、外部からの電磁波の信号を検出するコイルパターン２のアンテナ機能を向上することができる。例えば、薄型モジュールのコイルパターン２の巻数が少ない場合でも、磁性体層により、インダクタンスを大きくして、電磁波の信号を増幅することができる。

しかしながら、特許文献１におけるＳＤメモリカードでは、ＳＤメモリカードの端部にアンテナモジュールを外付けするため、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。

また、特許文献２におけるＩＣカードの薄型モジュールでは、アンテナの機能を向上できるが、ＩＣカードをＳＤメモリカードのように規格化された大きさに小型化する具体的な内容は記載されていない。

さらに、ＳＤメモリカードなどの規格化された空間内に非接触通信用アンテナ、半導体素子と磁性体層を内蔵する場合、その配置を最適化しないと、半導体素子から反射する電磁波がアンテナに入射して誤動作を生じるという課題がある。
特開２００１−１９５５５３号公報 特開平６−３４４６９２号公報

本発明のアンテナ内蔵半導体メモリモジュールは、制御用半導体素子に接続され外装ケース表面に露出する位置に配設された接続端子、および制御用半導体素子に接続され外装ケース内部に配設されたアンテナ接続用端子電極を有する配線基板と、配線基板の一方の面に実装された半導体記憶素子と、配線基板の他方の面の外周近傍に沿って形成されたループ状のアンテナとアンテナ端子電極とを備え、配線基板は少なくとも一層の磁性体層を含み、アンテナ接続用端子電極とアンテナ端子電極とを接続した構成を有する。

この構成により、配線基板を大きくすることなく、そ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設けることができる。そして、磁性体層を介して配線基板を挟んでアンテナと半導体記憶素子を対向して配置することにより、半導体記憶素子からの電磁波の反射を防止し、アンテナに入射する信号の品質を維持して誤動作を未然に防ぐことができる。

さらに、大容量の情報の伝送あるいは秘密性を保持する必要がある情報など、その重要度に応じて、接触および非接触を選択できるアンテナ内蔵半導体メモリモジュールを実現できる。

また、本発明のアンテナ内蔵半導体メモリモジュールは、制御用半導体素子に接続され外装ケース表面に露出する位置に配設された接続端子、および制御用半導体素子に接続され外装ケース内部に配設されたアンテナ接続用端子電極を有する配線基板と、配線基板に実装された半導体記憶素子および制御用半導体素子とで構成される実装モジュールと、樹脂からなるシート状基板の一方の面の外周近傍に沿って形成されたループ状のアンテナ、および一方の面または他方の面上に形成されたアンテナ端子電極とで構成されるアンテナモジュールとを備え、少なくとも一層の磁性体層を含む配線基板の一方の面に半導体記憶素子が実装された実装モジュールは、配線基板の他方の面がアンテナモジュールと重ねて配設され、アンテナ接続用端子電極とアンテナ端子電極とを接合した構成を有する。

この構成により、実装モジュールとアンテナモジュールを個別に形成できるため、生産性よくアンテナ内蔵半導体メモリモジュールを実現できる。

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。以下の図面においては、構成をわかりやすくするために厚さ方向の寸法は拡大して示している。さらに、同じ要素については同じ符号を付し説明を省略する場合がある。なお、以下の実施の形態においては、アンテナ内蔵半導体メモリモジュールとして、ＳＤメモリカードに応用した例で説明する。したがって、以下ではアンテナ内蔵半導体メモリモジュールをＳＤメモリカードと記す場合がある。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるＳＤメモリカード１０を示す断面図である。また、図２Ａは配線基板１１の一方の面から見た概略平面図で、図２Ｂは配線基板１１の他方の面から見た概略平面図である。すなわち、図２Ａは半導体記憶素子１２が実装された面から見た配線基板１１の上の部品の概略構成図で、図２Ｂはアンテナ１３が形成された面から見た配線基板１１の上の部品の概略構成図を示している。

図１に示すように、本実施の形態のＳＤメモリカード１０は、内部に少なくとも一層の磁性体層１４を備えた多層構成からなる配線基板１１が外装ケース１５に収納された構成を有する。そして、配線基板１１は、その一方の面に半導体記憶素子１２、制御用半導体素子１６とチップコンデンサ２４などが実装され、他方の面にアンテナ端子電極２０を有するアンテナ１３が形成されている。さらに、配線基板１１の他方の面には、外装ケース１５から露出する位置に接続端子１７が形成されている。このとき、制御用半導体素子１６は、配線基板１１に形成された接続端子１７およびアンテナ接続用端子電極１８と配線（図示せず）を介して接続されている。また、アンテナ接続用端子電極１８は、配線基板１１を貫通するビア導体１９を介してループ状のアンテナ１３のアンテナ端子電極２０と接続されている。なお、配線基板１１の接続端子１７は、例えば外部機器（図示せず）にＳＤメモリカード１０を挿入したときに、外部機器の端子（図示せず）と電気的に接続するために用いられる。

また、配線基板１１は、内部に少なくとも一層の磁性体層１４を備えているため、両面に実装された半導体記憶素子１２とアンテナ１３とは、磁性体層１４を挟んで対向して配置される。このとき、図１に示すように制御用半導体素子１６およびチップコンデンサ２４も同様に磁性体層１４を挟んでアンテナ１３と対向して配置される。これにより、ＳＤメモリカード１０が非接触で外部の機器と電磁波により信号の送受信を行う場合、半導体記憶素子１２などの電極部分などの導電体により信号の反射を生じないため、アンテナ１３の受信感度が低下しない。その結果、アンテナ側から入射する電磁波の信号は、磁性体層１４で半導体記憶素子への入射が遮断されるため、半導体記憶素子などの渦電流により発生する電磁波（反磁界を有する）の反射がない。そのため、アンテナ１３で外部機器からの電磁波の信号を感度よく受信できるＳＤメモリカード１０が実現される。

なお、配線基板１１は、内部に少なくとも一層の磁性体層１４を備えた、例えば厚みが１００μｍ程度のガラスエポキシ樹脂基板などが用いられる。また、磁性体層１４は、例えばフェライト粉などの磁性体粉末とエポキシ樹脂などの樹脂材料を混合した磁性体ペーストの印刷により、１０〜５０μｍの厚みに形成され、樹脂基板と積層される。このとき、フェライト粉などの磁性体粉末をセラミックシートに貼り付け、磁性体層として用いてもよい。

そして、配線基板１１の一方の面に、図２Ａに示すように、例えば厚みが５０〜１００μｍの半導体記憶素子１２、制御用半導体素子１６およびノイズ防止用のチップコンデンサ２４が実装されている。また、図２Ｂに示すように、配線基板１１の他方の面の一端部には、外装ケース１５から露出する所定数の接続端子１７と、アンテナ１３が配設されている。さらに、図２Ａと図２Ｂに示すように、配線基板１１の一方の面に設けられたアンテナ接続用端子電極１８、２２と、配線基板１１の他方の面で、その外周近傍に沿って形成されたループ状のアンテナ１３のアンテナ端子電極２０、２１が、ビア導体１９を介して接続されている。ここで、ループ状のアンテナ１３は、例えば銀ペーストなどにより約１０μｍ程度の厚みで印刷法などを用いて、配線基板１１の上に形成される。このとき、アンテナ１３の表面には、厚さ１０μｍ程度の絶縁保護層２３が印刷などで形成されている。これにより、アンテナ１３の導体パターンが機械的に保護されるが、アンテナ１３を損傷しないように実装できる場合には、特に必要ではない。

また、半導体記憶素子１２と制御用半導体素子１６とは、配線電極（図示せず）により接続されている。そして、配線基板１１の一方の面で、半導体記憶素子１２などが接続されている配線電極と、他方の面で接続端子１７などと接続されている配線電極とは、ビア導体（図示せず）などで接続されている。ここで、これらの接続端子１７や配線電極およびビア導体などは銅などの金属箔や導電性樹脂を用いて、所定のパターン形状に加工して形成される。また、半導体記憶素子１２や制御用半導体素子１６は、配線基板１１に、例えばハンダバンプによる接合、金バンプによる接合、導電体接着剤を用いた方法など、様々の公知の方法を用いて実装される。

なお、制御用半導体素子１６は、半導体記憶素子１２および接続端子１７やアンテナ１３を介して接触または非接触で送受信される外部機器（図示せず）からの情報を制御する。

以下、本発明の第１の実施の形態におけるＳＤメモリカード１０の実装および組立方法について、図１を用いて説明する。

まず、図１に示すように、配線基板１１の一方の面に配線電極を形成し、他方の面の外周近傍に大きな径のループ状のアンテナ１３や接続端子１７などの配線電極を形成する。

つぎに、ビア導体などを形成して配線基板１１の一方の面と他方の面との配線電極間などを接続する。

つぎに、配線基板１１の一方の面に半導体記憶素子１２、制御用半導体素子１６およびチップコンデンサ２４などの部品を実装し、外装ケース１５に装着する。このとき、接続端子１７は、外装ケース１５の所定の位置から露出させて配置する。以上の方法により、ＳＤメモリカード１０が作製される。

本実施の形態のＳＤメモリカード１０によれば、２４ｍｍ×３２ｍｍ×２．１ｍｍの規格化されている大きさに収納できるＳＤメモリカード１０を実現できる。さらに、アンテナや接続端子を介して、接触方式と非接触方式の両方式を選択して、外部機器との情報の交換が可能となるため、従来に比べて非常に高機能なＳＤメモリカード１０を実現できる。また、配線基板１１に設けた磁性体層１４により、半導体記憶素子１２とアンテナ１３とは、配線基板１１を挟んで対向して配置される。その結果、アンテナ側から入射する電磁波の信号が、半導体記憶素子１２などの電極部分で反射するのを未然に防止し、アンテナ１３により、外部機器からの電磁波の信号を高感度で送受信できるＳＤメモリカードを実現できる。

なお、半導体記憶素子１２や制御用半導体素子１６として、パッケージタイプやベアチップタイプなどを用いることができる。さらに、後述するベアチップタイプの半導体記憶素子を実装したサブ基板の構成で用いてもよい。

以下、本発明の第１の実施の形態におけるＳＤメモリカードの第１の例について、図３を用いて説明する。

図３は、本発明の第１の実施の形態におけるＳＤメモリカードの第１の例を説明する断面図である。図３に示すように、ＳＤメモリカード２８は、記憶容量の大きい、すなわちチップ面積の大きい半導体記憶素子１２を搭載した点で、図１のＳＤメモリカード１０とは異なる。そのため、半導体記憶素子１２を配線基板１１の一方の面に実装し、制御用半導体素子１６を他方の面に形成したループ状のアンテナ１３のループの中に実装している。

本実施の形態によれば、記憶容量の増加によりチップサイズの大きな半導体記憶素子１２を搭載したＳＤメモリカード２８を実現できる。つまり、配線基板１１の一方の面上に、図１に示すように形状の大きな半導体記憶素子１２と、制御用半導体素子１６およびチップコンデンサ２４などを全て実装することが困難な場合、大きな効果を発揮する。

また、以下に本発明の第１の実施の形態におけるＳＤメモリカードの第２の例について、図４を用いて説明する。なお、図４では、外装ケースを省略して状態で示している。

図４は、本発明の第１の実施の形態におけるＳＤメモリカードの第２の例を説明する断面図である。すなわち、図４に示すように、配線基板１１の磁性体層１４の上に、さらに磁性体層２７、２９を設けた点で、図１のＳＤメモリカードとは異なる。つまり、アンテナ１３が配置される配線基板１１の面から見て、半導体記憶素子１２、制御用半導体素子１６およびチップコンデンサ２４などが配置されている領域よりも大きい面積で、パターニングされた磁性体層２７、２９が配線基板１１に挿入された構成を有する。このとき、磁性体層２７、２９は、配線基板１１を貫通しているビア導体１９と電気的に接続しないように、例えば独立して形成することが好ましい。しかし、磁性体層が非導電性である場合には、この限りではない。

ここで、磁性体層２７、２９として、例えばＦｅ、ＮｉやＣｏから選択された１種または、例えばＦｅＮｉやＦｅＣｏなどの２種以上の材料を用いることができる。

本実施の形態によれば、アンテナ側から入射する電磁波の信号が、半導体記憶素子の導電体に入射するのを磁性体層１４および磁性体層２７、２９で、２重３重に防止できる。その結果、アンテナは、受信感度などの低下を抑制し、さらに精度よく電磁波の信号をアンテナ１３を介して受信することができる。

なお、磁性体層２７、２９は、磁性体層１４の両方に挿入することが好ましいが、磁性体層２７または磁性体層２９のどちらか一方を挿入する構成でもよく、アンテナで受信する信号のＳ／Ｎ比を改善できる。

（第２の実施の形態）
図５Ａは、本発明の第２の実施の形態におけるＳＤメモリカード３０を示す断面図である。詳しくは、図５Ａは、配線基板３２の一方の面上に半導体記憶素子１２および制御用半導体素子１６が実装されたＳＤメモリカード３０の断面図を示している。そして、配線基板３２の一方の面に直接アンテナを形成しない点で、第１の実施の形態のＳＤメモリカードとは異なる。具体的には、アンテナモジュール３３を、配線基板３２の半導体記憶素子１２が実装された面と異なる面に密着させて積層するものである。

つまり、図５Ａに示すように、ＳＤメモリカード３０は、内部に少なくとも一層の磁性体層３５を備える多層構成からなる配線基板３２の一方の面に半導体記憶素子１２および制御用半導体素子１６を実装した実装モジュール２５と、配線基板３２の他方の面にアンテナモジュール３３を積層し、外装ケース１５に装着した構成を有する。

このとき、アンテナモジュール３３は、シート状基板３６の一方の面に形成されたループ状のアンテナ３７とアンテナ３７を保護するための絶縁保護層３８と、他方の面に形成されたアンテナ３７と、貫通電極４０により接続されるアンテナ端子電極３９とで構成される。そして、アンテナモジュール３３は、例えば絶縁性接着剤４１により実装モジュール２５の配線基板３２に積層される。

ここで、シート状基板３６は、厚み５０〜１００μｍの、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの樹脂シートからなり、その一端部には、図５Ａに示すようにアンテナ端子電極３９を配設するための突出部４２が設けられている。また、シート状基板３６の一方の面には、大きな径のループ状のアンテナ３７が、外周近傍に沿って、例えば銀ペーストの印刷により約１０μｍ程度の厚みで形成されている。そして、アンテナ３７の端部は、シート状基板３６に設けられた貫通電極４０を介して突出部４２に配設されたアンテナ端子電極３９と接続されている。なお、アンテナ３７、アンテナ端子電極３９および貫通電極４０は、同じ銀ペーストなどの導電性ペーストを用いて形成してもよいし、異なる材料を用いて形成してもよい。

さらに、実装モジュール２５の配線基板３２とアンテナモジュール３３とは積層され、配線基板３２のアンテナ接続端子４３とシート状基板３６のアンテナ端子電極３９とは、例えば導電性接着剤４５により接続される。なお、この接続は、半田付けなどで行ってもよい。これにより、アンテナ３７で受信した情報は制御用半導体素子１６に入力され、一方、制御用半導体素子１６から出された情報はアンテナ３７を介して外部機器に送信される。

本実施の形態によれば、配線基板３２のアンテナモジュール３３が積層される面に、回路配線などを形成できるため、配線基板３２の両面を有効に利用して回路設計の自由度を増やすことができる。その結果、さらに高機能化したＳＤメモリカード３０を実現できる。

以下に、本発明の第２の実施の形態におけるＳＤメモリカードの別の例について、図５Ｂを用いて説明する。

図５Ｂは、本発明の第２の実施の形態におけるＳＤメモリカードの別の例を示す断面図である。すなわち、図５Ｂに示すように、ＳＤメモリカード３１は、内部（内層）に少なくとも一層の磁性体層３５を備えた配線基板３２の一方の面に半導体記憶素子１２を実装した実装モジュール２６と、配線基板３２の他方の面にアンテナモジュール３４を積層し、外装ケース１５に装着した構成を有する。そして、アンテナモジュール３４のループ状のアンテナ３７の内側に開口部４４を設け、開口部４４を介して制御用半導体素子１６を実装モジュール２６の配線基板３２に実装する点で、図５Ａとは異なる。他の構成は、図５ＡのＳＤメモリカード３０と同様であるので、説明は省略する。

これにより、半導体記憶素子１２に記憶容量が大きく、大形状のチップを使用し、配線基板３２の一方の面に容易に実装することができる。

なお、ＳＤメモリカード３１は、第１の実施の形態と同様に、後述するような多くの半導体記憶素子を実装したサブ基板を用いることもできる。これにより、規格化された空間に記憶容量の大きな半導体記憶素子を効率的に内蔵したＳＤメモリカードを実現できる。

本実施の形態によれば、第１の実施の形態のＳＤメモリカードと同様な効果が得られるとともに、実装モジュールとアンテナモジュールを個別に形成できるため、生産性に優れ、低コストのＳＤメモリカードを実現できる。

なお、配線基板３２として、第１の実施の形態で示した図４の複数の磁性体層を備えた配線基板を用いてもよい。

（第３の実施の形態）
図６Ａは本発明の第３の実施の形態におけるＳＤメモリカード５０の構成を示す断面図で、図６ＢはＳＤメモリカード５０のアンテナモジュール５１の構成を示す概略断面図である。

図６Ａと図６Ｂに示すように、ＳＤメモリカード５０は、アンテナモジュール５１の構成が、第２の実施の形態のＳＤメモリカード３０とは異なる。すなわち、本実施の形態のＳＤメモリカード５０では、アンテナモジュール５１が第１アンテナモジュール５２と第２アンテナモジュール５３とを積層した構成を有する。なお、配線基板１１は、第１の実施の形態と同様に、内部（内層）に少なくとも一層の磁性体層１４を備えた多層構成を有する基板である。

以下では、第１アンテナモジュール５２の第１アンテナ５４と、第２アンテナモジュール５３の第２アンテナ５５とを直列に接続して配線基板１１のアンテナ接続端子５６に接続する場合を例に具体的に説明する。

まず、図６Ａに示すように、第１アンテナモジュール５２は、第１シート状基板５７の一方の面の外周近傍に沿ってループ状に形成された第１アンテナ５４と、その表面に形成された絶縁保護層５８を有している。また、第２の実施の形態と同様にアンテナモジュール５１には、第１シート状基板５７の一部に突出部５９が設けられ、この突出部５９の一方の面に配線基板１１のアンテナ接続端子５６と接続するための共通アンテナ端子電極（以下、共通端子とよぶ）６０が設けられている。一方、第１シート状基板５７の他方の面には、第２アンテナモジュール５３の第２アンテナ端子電極６１と接続するための第１接続電極６２が設けられている。

また、図６Ｂに示すように、第２アンテナモジュール５３は、第１アンテナモジュール５２と基本的には同じ形状で、第２シート状基板６３の一方の面に接着層６４、他方の面にループ状の第２アンテナ５５が形成され、その表面には絶縁保護層６５が形成された構成を有している。

そして、第１アンテナモジュール５２と第２アンテナモジュール５３とを、第２アンテナモジュール５３の接着層６４を挟むように配置して接着する。これにより、アンテナモジュール５１が作製される。このとき、第１アンテナモジュール５２の第１接続電極６２と、第２アンテナモジュール５３の第２アンテナ端子電極６１とが、例えば導電性接着剤６６により接続される。

さらに、第１アンテナモジュール５２の第１アンテナ５４の一方の端部は、共通端子６０の一方に接続され、他方の端部は貫通電極６７を介して第１シート状基板５７の他方の面まで延在して第２アンテナモジュール５３の第２アンテナ５５の一方の端部と接続されている。

同様に、第２アンテナ５５は、第２シート状基板６３の突出部６８または貫通電極６９を介して第２シート状基板６３の一方の面まで延在され、第１シート状基板５７の他方の面に設けた第１接続電極６２と接続されている。このとき、第２アンテナ５５は、第１アンテナ５４と同一の巻回方向にループ状のパターンで形成されている。そして、第１接続電極６２は貫通電極７０を介して第１シート状基板５７の一方の面まで引き出され、共通端子６０の他方と接続されている。

これにより、第１アンテナ５４と第２アンテナ５５とが直列に接続され、その端部が共通端子６０に接続されたアンテナモジュール５１が得られる。

そして、アンテナモジュール５１を、第１アンテナモジュール５２の接着シート層７１を介して実装モジュール２５に密着させて積層する。このとき、実装モジュール２５のアンテナ接続端子５６とアンテナモジュール５１の共通端子６０とは、例えば導電性接着剤６６により接続される。

その後、実装モジュール２５の接続端子１７を外装ケース１５の所定の位置から露出させた状態で、外装ケース１５中に実装モジュール２５とアンテナモジュール５１とを収納する。これにより、本実施の形態のＳＤメモリカード５０が作製される。

本実施の形態のＳＤメモリカード５０は、予め第１アンテナモジュール５２の第１アンテナ５４と第２アンテナモジュール５３の第２アンテナとを直列に接続し一体化したアンテナモジュール５１を、実装モジュール２５と接続する構成を有する。その結果、直列に接続した第１アンテナ５４と第２アンテナ５５により、アンテナ長を長くできるとともに、ループのターン数を増すことができるため、アンテナ感度を高めることができる。

また、本実施の形態によれば、第１の実施の形態のＳＤメモリカードと同様な効果が得られるとともに、第２の実施の形態と同様に、実装モジュールとアンテナモジュールを個別に形成できるため、生産性に優れ、低コストのＳＤメモリカードを実現できる。

なお、本実施の形態では、第１アンテナ５４と第２アンテナ５５とを直列に接続して配線基板１１のアンテナ接続端子５６に接続した例で説明したが、これに限られない。例えば、第１アンテナ５４と第２アンテナ５５とを並列に接続してもよい。この場合、アンテナモジュール５１の共通端子６０として、例えば第１アンテナ５４から２本、第２アンテナ５５から２本の計４本を形成し、これに対応して形成された配線基板１１のアンテナ接続端子５６と接続してもよい。また、第１シート状基板５７の突出部５９と第２シート状基板６３の突出部６８において、例えば予め貫通電極により第１アンテナ５４と第２アンテナ５５とを並列に接続し、配線基板１１のアンテナ接続端子５６と２箇所のみで接続する構成としてもよい。これにより、比較的抵抗の高い導電性樹脂ペーストを用いても、アンテナの抵抗を低くしてアンテナ感度を高めることができる。

また、ＳＤメモリカードとして規格化されている２４ｍｍ×３２ｍｍ×２．１ｍｍの空間内に収納できる範囲であれば、アンテナモジュールのアンテナの構成は、本実施の形態で示した以外の構成でもよく、任意に設計することができる。

また、第２の実施の形態と同様に、アンテナモジュールのループ状のアンテナの内側に開口部を設けて制御用半導体素子を配置する構成としてもよい。これにより、さらに大きい記憶容量の半導体記憶素子を配置できるため、高容量のＳＤメモリカードを実現できる。

なお、第１の実施の形態から第３の実施の形態において、アンテナの絶縁保護層、シート状基板および接着層などに、例えばフェライト粉などの磁性体粉末を混合させてもよい。これにより、ループ状のアンテナのループ内部に磁束を収束させて、アンテナの感度をさらに高めることができる。

（第４の実施の形態）
図７Ａは本発明の第４の実施の形態におけるＳＤメモリカード７５の構成を示す断面図で、図７ＢはＳＤメモリカード７５の記憶部７７を説明する断面図である。すなわち、図７Ｂに示すように、本実施の形態のＳＤメモリカード７５は、半導体記憶素子７６を積層した大容量の記憶部７７を備えた点で、上記各実施の形態のＳＤメモリカードとは異なる。ここで、図７Ｂに示すように、記憶部７７は、半導体記憶素子７６を積層した回路基板７８と、回路基板７８間を接続する導電性接続体７９とから構成されている。他の構成は、第１の実施の形態と同様である。

そして、図７Ａに示すように、ＳＤメモリカード７５は、配線基板１１の一方の面に記憶部７７、他方の面にアンテナ１３や制御用半導体素子１６が実装され、外装ケース１５に収納された構成を有する。このとき、制御用半導体素子１６は、配線基板１１の接続端子１７とアンテナ接続用端子電極１８とに接続されている。そして、アンテナ接続用端子電極１８は、配線基板１１を貫通するビア導体１９を介してループ状のアンテナ１３が接続されたアンテナ端子電極２０と接続されている。

本実施の形態のＳＤメモリカード７５によれば、記憶部により記憶容量を増大できるとともに、接触あるいは非接触で外部機器との情報の伝達ができるため、さらに幅広い用途に応用可能なＳＤメモリカードを実現できる。

以下に、本発明の第４の実施の形態におけるＳＤメモリカードの別の例について説明する。

図８Ａは本発明の第４の実施の形態におけるＳＤメモリカードの別の例の構成を示す断面図で、図８Ｂは同実施の形態のＳＤメモリカードの記憶部となるサブ基板の構成を示す断面図である。すなわち、図８Ａに示すように、本実施の形態のＳＤメモリカード８０は、半導体記憶素子８２が補助配線基板８３の両面に実装されたサブ基板８１を配線基板１１の一方の面に積層して記憶部とした点で、図７Ｂとは異なる。他の構成は同様であり、同じ構成要素には同じ符号を付して説明する。

図８Ａに示すように、ＳＤメモリカード８０は、配線基板１１の一方の面にサブ基板８１、他方の面にアンテナ１３や制御用半導体素子１６が実装され、外装ケース１５に収納された構成を有する。そして、サブ基板８１は、補助配線基板８３の両面に半導体記憶素子８２が実装された構成を有する。なお、半導体記憶素子８２の電極端子（図示せず）と補助配線基板８３の電極端子（図示せず）とは、半田接合、導電性接着剤による接合、異方導電性樹脂を用いた接合など、公知の技術を用いて接続される。

なお、本実施の形態では、サブ基板８１全体の厚みを薄くする必要がある。そのため、補助配線基板８３の厚みを薄く形成するとともに、例えばベアチップ構成の半導体記憶素子８２を用いる。さらに、半導体記憶素子８２は、必要に応じて、研磨加工などを行い、例えば３０μｍ程度に薄片化して用いることが好ましい。

また、サブ基板８１同士の接続や、サブ基板８１と配線基板１１との接続方法としては、例えば金ボール、半田ボールや導電性樹脂ボールなどの導電性接続体８４を用いて行うことができる。

本実施の形態のＳＤメモリカード８０によれば、サブ基板により記憶容量をさらに増大できるとともに、接触あるいは非接触で外部機器との情報の伝達ができるため、さらに幅広い用途に応用可能なＳＤメモリカードを実現できる。

（第５の実施の形態）
以下、本発明の第５の実施の形態におけるＳＤメモリカード９０について、図９Ａと図９Ｂを用いて説明する。図９Ａは本発明の第５の実施の形態におけるＳＤメモリカード９０を示す断面図で、図９Ｂは同実施の形態に用いられる配線基板８９を示す断面図である。

そして、図９Ｂに示すように、本発明の実施の形態のＳＤメモリカードは、配線基板８９を構成するコア基板として磁性体基板９１を用いた点で、第１の実施の形態とは異なる。他の構成は、第１の実施の形態と同様であり、同じ構成要素には同じ符号を付して説明する。

ここで、磁性体基板９１は、例えばＣｏＯ、Ｆｅ_２Ｏ_３などを含有した磁性体粉末などを焼成したセラミックや混合した樹脂材料から構成されている。このとき、磁性体基板９１は、磁性を帯びているので、磁性体層と同様に、電磁波の一部を吸収し遮蔽する効果を有している。

また、磁性体基板９１をコア基板とする配線基板８９の一方の面には半導体記憶素子などを実装する部品実装の電極９２やアンテナ接続用端子電極１８が形成され、他方の面にはアンテナ１３、アンテナ端子電極２０および接続端子１７が形成されている。

また、図９Ａに示すように、ＳＤメモリカード９０は、配線基板１１の一方の面に半導体記憶素子１２、制御用半導体素子１６やチップコンデンサ２４などが実装され、他方の面にアンテナ１３が形成され、外装ケース１５に収納された構成を有する。このとき、制御用半導体素子１６は、配線基板８９接続端子１７やアンテナ接続用端子電極１８と、配線基板８９に形成された配線（図示せず）を介して接続されている。そして、アンテナ接続用端子電極１８は、配線基板８９を貫通するビア導体１９を介してループ状のアンテナ１３が接続されたアンテナ端子電極２０に接続されている。

本実施の形態のＳＤメモリカード９０によれば、コア基板に磁性体基板を用いることにより、配線基板を薄型化できるため、規格化された空間内に効率よく半導体記憶素子を内蔵できる。その結果、簡単な構成で、記憶容量を高めたＳＤメモリカードを実現できる。また、磁性体基板により、電磁波を吸収し遮蔽できるため、半導体記憶素子などの導体部分からの電磁波の反射を未然に防止でき、アンテナの感度を低下することなく、精度よく情報などの信号を送受信できる。

なお、本実施の形態の配線基板を、上記第２の実施の形態から第４の実施の形態に用いてもよく、同様の効果が得られる。

なお、上記各実施の形態では、アンテナ内蔵半導体メモリモジュールとしてＳＤメモリカードを例に説明したが、これに限られず、他の各種構成のメモリモジュールにおいても同様に適用できる。

また、各実施の形態では、アンテナを保護するために絶縁保護膜を形成した例で説明したが、これに限られない。例えば、絶縁性の磁性体層を形成して保護層としてもよい。このとき、絶縁保護膜の表面に磁性体層を形成する構成でも、シート状基板に直接形成する構成でもよい。これにより、ループ状のアンテナのループ内に磁束を収束し、アンテナの感度を高めることができる。

本発明のアンテナ内蔵半導体メモリモジュールは、小型・薄型化が容易で、しかも接触方式や非接触方式での情報の伝達機能を備えている。そのため、規格化された形状を有するＳＤメモリカードに限らず、デジタルカメラや携帯音楽プレーヤ、携帯情報端末などの携帯型デジタル機器などの分野に使用するメモリモジュールとして有用である。

本発明の第１の実施の形態におけるアンテナ内蔵半導体メモリモジュールを示す断面図 本発明の第１の実施の形態におけるアンテナ内蔵半導体メモリモジュールの配線基板の一方の面から見た概略平面図 本発明の第１の実施の形態におけるアンテナ内蔵半導体メモリモジュールのアンテナが形成された面から見た概略平面図 本発明の第１の実施の形態におけるアンテナ内蔵半導体メモリモジュールの第１の例を説明する断面図 本発明の第１の実施の形態におけるアンテナ内蔵半導体メモリモジュールの第２の例を説明する断面図 本発明の第２の実施の形態におけるアンテナ内蔵半導体メモリモジュールを示す断面図 本発明の第２の実施の形態におけるアンテナ内蔵半導体メモリモジュールの別の例を示す断面図 本発明の第３の実施の形態におけるアンテナ内蔵半導体メモリモジュールの構成を示す断面図 本発明の第３の実施の形態におけるアンテナ内蔵半導体メモリモジュールのアンテナモジュールの構成を示す断面図 本発明の第４の実施の形態におけるアンテナ内蔵半導体メモリモジュールの構成を示す断面図 本発明の第４の実施の形態におけるアンテナ内蔵半導体メモリモジュールの記憶部を説明する断面図 本発明の第４の実施の形態におけるアンテナ内蔵半導体メモリモジュールの別の例の構成を示す断面図 本発明の第４の実施の形態におけるアンテナ内蔵半導体メモリモジュールの記憶部となるサブ基板の構成を示す断面図 本発明の第５の実施の形態におけるアンテナ内蔵半導体メモリモジュールを示す断面図 本発明の第５の実施の形態におけるアンテナ内蔵半導体メモリモジュールの配線基板を示す断面図 従来のＩＣカードの薄型モジュールの構成を示す分解斜視図

符号の説明

１，１１，３２，８９ 配線基板
２ コイルパターン
３ マイコンチップ
４ チップ部品
５ 電池
６ 樹脂製フレーム
７ 絶縁性外装層
１０，２８，３０，３１，５０，７５，８０，９０ ＳＤメモリカード（アンテナ内蔵半導体メモリモジュール）
１２，７６，８２ 半導体記憶素子
１３，３７ アンテナ
１４，２７，２９，３５ 磁性体層
１５ 外装ケース
１６ 制御用半導体素子
１７ 接続端子
１８，２２ アンテナ接続用端子電極
１９ ビア導体
２０，２１，３９ アンテナ端子電極
２３，３８，５８，６５ 絶縁保護層
２４ チップコンデンサ
２５，２６ 実装モジュール
３３，３４，５１ アンテナモジュール
３６ シート状基板
４０，６７，６９，７０ 貫通電極
４１ 絶縁性接着剤
４２，５９，６８ 突出部
４３，５６ アンテナ接続端子
４４ 開口部
４５，６６ 導電性接着剤
５２ 第１アンテナモジュール
５３ 第２アンテナモジュール
５４ 第１アンテナ
５５ 第２アンテナ
５７ 第１シート状基板
６０ 共通端子（共通アンテナ端子電極）
６１ 第２アンテナ端子電極
６２ 第１接続電極
６３ 第２シート状基板
６４ 接着層
７１ 接着シート層
７７ 記憶部
７８ 回路基板
７９，８４ 導電性接続体
８１ サブ基板
８３ 補助配線基板
９１ 磁性体基板
９２ 部品実装の電極

Claims (4)

1. 内層に積層された二層の磁性体層を含む配線基板と、
   前記配線基板の一方の面に実装された半導体記憶素子と、
   前記配線基板の一方の面に配設されたアンテナ接続用端子電極と、
   前記配線基板の一方の面に実装された制御用半導体素子と、
   前記配線基板の一方の面に配設され、前記半導体記憶素子と前記制御用半導体素子とを接続する配線電極と、
   前記配線基板の他方の面の外周近傍に沿って形成されたループ状のアンテナと、
   前記アンテナの端子であるアンテナ端子電極と、
   前記アンテナ接続用端子電極と前記アンテナ端子電極とを接続する前記配線基板を貫通するビア導体とからなり、
   前記積層された二層の磁性体層は、前記ビア導体と接続される非導電性の第１磁性体層と、前記ビア導体と接続されない導電性の第２磁性体層とからな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. 前記第１磁性体層は、前記半導体記憶素子と、前記アンテナ接続用端子電極と、前記制御用半導体素子と、前記配線電極と、前記ループ状のアンテナと、前記アンテナ端子電極とが配置された領域より大きい占有面積である請求項１記載のアンテナ内蔵半導体メモリモジュール。
3. 前記配線基板の一方の面に前記半導体記憶素子を積層した構成を有することを特徴とする請求項１または２に記載のアンテナ内蔵半導体メモリモジュール。
4. 前記配線基板の一方の面に前記半導体記憶素子を実装したサブ基板を積層した構成を有することを特徴とする請求項１または２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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