JPH09327990A - カード型記憶装置 - Google Patents

カード型記憶装置

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JPH09327990A
JPH09327990A JP8149309A JP14930996A JPH09327990A JP H09327990 A JPH09327990 A JP H09327990A JP 8149309 A JP8149309 A JP 8149309A JP 14930996 A JP14930996 A JP 14930996A JP H09327990 A JPH09327990 A JP H09327990A
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card
semiconductor chip
metal frame
storage device
semiconductor package
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Hiroshi Iwasaki
博 岩崎
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 【解決手段】外部接続端子を有する不揮発性半導体メモ
リが形成された半導体チップ１１と、半導体チップ搭載
用のベッド部１２１と外部端子電極部１２２とが段差を
有するように形成され、半導体チップの外部接続端子と
電気的に接続されたメタルフレーム１２と、半導体チッ
プの少なくとも片面および外側周面を樹脂封止するとと
もにメタルフレームの少なくともメタルフレームの外部
端子電極部の電極面が樹脂封止面とほぼ同一平面位置に
露出するようにメタルフレームを樹脂封止した半導体パ
ッケージ１０と、半導体パッケージの電極面が外表面と
ほぼ同一平面位置に露出するように半導体パッケージを
凹部に埋め込んだカード型のベース基板２０とを具備す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータシス
テムなどの外部記憶装置に使用されるカード型記憶装置
およびその製造方法に係り、特に不揮発性半導体メモリ
が形成された半導体チップを収容したカード型記憶装置
の構造およびその組立て方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】コンピュータシステムの外部記憶装置に
は、接続対象となる機器本体に対して取り外しが可能な
ものがあり、その代表的なものとしてフロッピーディス
クがあり、最近は半導体メモリチップを内蔵したＩＣメ
モリカードが普及している。
【０００３】前記フロッピーディスクは、非常に安価で
あり、機器本体に対して外部からワンタッチで自由に抜
き差しでき、携帯性に優れているという利点があるが、
信頼性の面で不安であり、アクセス時間も遅く、小型化
を図ると記憶媒体の面積が狭くなるので記憶容量が小さ
くなり、装着可能な機器本体の小型化の下限が大きい。
【０００４】また、ＩＣメモリカードは、信頼性が高
く、アクセス時間も速いという利点があるが、装着対象
となる機器本体に対して抜き差し可能なツーピースコネ
クタを備えているので、機器本体に自由に取り外しする
には多少不便である。
【０００５】一方、文字や静止画像、音声データなどの
ようにデータ量が比較的小さなデータを取り扱ったり、
かつ、手軽に複数の機器間でデータをやりとりする場合
には、信頼性、記憶媒体として高速性に優れた半導体メ
モリチップを使用した外部記憶装置が望ましい。
【０００６】このような事情に鑑みて、本願出願人は、
記憶媒体として不揮発性メモリのチップを内蔵させ、メ
モリチップ以外のオーバーヘッドコストを極力抑え、低
コストで、かつ、機器本体に対して簡単に抜き差しで
き、携帯性に優れた新規なカード型の外部記憶装置を提
案し（特開平７−３７０４９号）、これをＳＳＦＤＣ
（Solid State Floppy Disk Card）として命名した。
【０００７】上記カード型の外部記憶装置は、図１０
（ａ）、（ｂ）に示すような外観、断面構造を有する。
図１１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、前記半導体パッケー
ジの外観、断面構造、裏面を示す。
【０００８】図１０（ａ）、（ｂ）において、１１０は
半導体パッケージ、１２０はカード型のベース基板であ
る。前記半導体パッケージ１１０は、スルーホール型の
両面プリント基板１１１上にメモリチップ１１２が搭載
され、メモリチップ１１２のパッドと両面プリント基板
のチップ搭載面のプリントパターン１１３とがワイヤー
ボンディング１１４により電気的に接続されている。そ
して、前記メモリチップ１１２およびワイヤーボンディ
ング１１４を覆うように両面プリント基板の表面側（チ
ップ搭載面側）が樹脂１１５で封止されており、プリン
ト基板の裏面側のプリントパターン１１６が外部接続用
の平面端子電極として使用される。
【０００９】前記カード型のベース基板１２０は、カー
ド型の絶縁樹脂の片面に前記半導体パッケージ１１０を
収容可能な凹部が形成されており、前記凹部には前記半
導体パッケージ１１０の電極面がベース基板外表面とほ
ぼ同一平面位置に露出するように埋め込まれている。
【００１０】この場合、メモリチップ１１２として、記
憶容量が１６Ｍビットの不揮発性メモリのチップ（例え
ばＮＡＮＤ型の一括消去型のＥＥＰＲＯＭのチップ）を
用いれば、２Ｍバイトの記憶容量を実現でき、フロッピ
ーディスクの代表的な記憶容量である１．４Ｍバイトを
越えることができる。ところで、従来のカード型外部記
憶装置に内蔵されている半導体パッケージの構造および
製造工程をより簡単化することが望ましい。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の事情に
鑑みてなされたもので、内蔵される半導体パッケージの
構造および製造工程をより簡単化し、一層の低コスト化
を図り得るカード型記憶装置およびその製造方法を提供
することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明のカード型記憶装
置は、外部接続端子を有する不揮発性半導体メモリが形
成された半導体チップと、前記半導体チップ搭載用のベ
ッド部と外部端子電極部とが段差を有するように形成さ
れ、前記半導体チップの外部接続端子と電気的に接続さ
れたメタルフレームと、前記半導体チップの少なくとも
片面および外側周面を樹脂封止するとともに前記メタル
フレームの少なくとも前記メタルフレームの外部端子電
極部の電極面が樹脂封止面とほぼ同一平面位置に露出す
るように前記メタルフレームを樹脂封止してなる半導体
パッケージと、前記半導体パッケージの前記電極面が外
表面とほぼ同一平面位置に露出するように前記半導体パ
ッケージを凹部に埋め込んだカード型のベース基板とを
具備することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実
施の形態に係るカード型記憶装置１の外観を概略的に示
している。
【００１４】図２は、図１中のII−II線に沿う断面構造
の一例を概略的に示している。図３（ａ）および（ｂ）
は、図１中の半導体パッケージを取り出してその一例の
外観および断面構造を概略的に示している。
【００１５】図４は、図１中のカード型ベース基板を取
り出してその一例の外観を概略的に示している。図１乃
至図３において、１０は例えば縦１７．２７ｍｍ、横２
８．２４ｍｍ、厚さ０．６６５ｍｍの半導体パッケー
ジ、２０はほぼ切手サイズ（例えば縦３７ｍｍ、横４５
ｍｍ、厚さ０．７６ｍｍ）を有するカード型のベース基
板である。
【００１６】前記半導体パッケージ１０は、外部接続端
子を有する不揮発性半導体メモリが形成された半導体チ
ップ１１と、前記半導体チップの外部接続端子と電気的
に接続されたメタルフレーム１２と、前記半導体チップ
１１およびメタルフレーム１２の少なくとも一部を封止
して固定した樹脂パッケージ１３とを具備する。
【００１７】この場合、前記メタルフレーム１２は、前
記半導体チップ搭載用のベッド部１２１と外部端子電極
部１２２とを有し、例えば１２５μｍの厚さを有する金
属板が前記半導体チップ搭載用のベッド部１２１と外部
端子電極部１２２との間に例えば１８０〜２５０μｍ程
度の段差を有するように成型されてなる。
【００１８】また、前記半導体チップ１１は、外部接続
端子としてパッドを有し、チップ表面側（パッド形成面
側）の一部が前記メタルフレームのベッド部１２１の下
面側に貼り付けられている。
【００１９】そして、前記パッドおよび前記メタルフレ
ーム１２は、金属細線１４の両端がボンディング接続さ
れ、電気的に接続されている。この場合、ループ状の金
属細線１４の高さは、メタルフレームの外部端子電極部
１２２の高さよりも３０〜５０μｍ程度低く設定されて
いる。
【００２０】また、前記樹脂パッケージ１３は、半導体
チップ１１の片面（本例ではパッド形成面側）および外
側周面を封止するとともに前記メタルフレームをその外
部端子電極部１２２の電極面１２２ａが樹脂封止面とほ
ぼ同一平面位置に露出するように封止している。
【００２１】前記カード型のベース基板２０は、図４に
示すように、例えば縦３７ｍｍ、横４５ｍｍ、高さ０．
７６ｍｍのカード型の絶縁樹脂の片面に前記半導体パッ
ケージ１０を収容可能な凹部２０１が形成されている。
そして、前記凹部２０１に、半導体パッケージ１０の電
極面１２２ａがベース基板外表面とほぼ同一平面位置に
露出するように埋め込まれている。
【００２２】ここで、ベース基板２０の凹部２０１への
半導体パッケージ１０の貼り付けは、少なくとも凹部２
０１の内部周辺と樹脂パッケージ１３の周辺とに互いに
噛み合うように段差を設け、この段差部分に接着剤（図
示せず）を付けて貼り付けるようにする。なお、凹部２
０１の内部中央部分に接着剤を付けて貼り付けを行って
もよい。
【００２３】次に、上記した図１のカード型記憶装置の
製造方法の一例を説明する。まず、半導体チップ搭載用
ベッド部１２１と外部端子電極部１２２とが段差を有す
るように一体的に形成されたメタルフレーム１２および
不揮発性半導体メモリが形成されるとともに外部接続端
子用のパッドが形成された半導体チップ１１を用意す
る。
【００２４】次に、前記半導体チップ１１の片面を前記
半導体チップ搭載用ベッド部１２１に貼り付けた後、前
記半導体チップのパッドおよび前記メタルフレーム１２
に金属細線１４をボンディング接続する。
【００２５】次に、前記金属細線１４の全部、前記半導
体チップ１１のパッド形成面および外側周面並びに前記
メタルフレーム１２の一部を樹脂封止し、かつ、前記メ
タルフレームの外部端子電極部１２２の電極面が樹脂封
止面とほぼ同一平面位置に露出するように樹脂封止して
半導体パッケージ１０を形成する。
【００２６】この場合、メタルフレームの外部端子電極
部１２２の電極面が金型内面に接するように金型で覆
い、金型内に樹脂を注入して成形する。次に、前記半導
体パッケージ１０を収容可能な凹部２０１が片面に形成
されたカード型の樹脂製ベース基板２０を用意してお
き、前記半導体パッケージ１０の電極面が前記ベース基
板２０の外表面とほぼ同一平面位置に露出するように、
前記凹部２０１内に半導体パッケージ１０を埋め込むよ
うに貼り付ける。
【００２７】図５乃至図８は、それぞれ図３の半導体パ
ッケージ１０の変形例の断面構造を概略的に示してい
る。図５の半導体パッケージ１０ａは、図３に示した半
導体パッケージ１０の構造と比べて、メモリチップ１１
の裏面側も樹脂で覆うように形成されている点が異な
り、その他は同じであるので図３中と同一符号を付して
いる。
【００２８】このようにメモリチップ１１の裏面側も樹
脂で覆う構造は、ベースカード２０の厚さと半導体パッ
ケージ１０ａの厚さとの間に余裕がある場合に採用する
ことができる。
【００２９】このようにすることで、半導体パッケージ
１０ａの強度を上げることができ、また、メモリチップ
１１の裏面側の電気的な接触保護が図れる。図６の半導
体パッケージ１０ｂは、図３に示した半導体パッケージ
１０の構造と比べて、メモリチップ１１の裏面側（パッ
ド形成面とは反対側）が前記メタルフレームのベッド部
１２１上に貼り付けられている点が異なり、その他は同
じであるので図３中と同一符号を付している。
【００３０】このように半導体パッケージ１０ｂをメタ
ルフレームのベッド部１２１上に貼り付ける構造は、図
３に示した半導体パッケージ１０の構造と比べて、金属
細線１４のループ高さとメタルフレームの外部端子電極
部１２２の高さとの余裕が少なくなるので、低いループ
の金属細線を用いることが望ましい。
【００３１】このようにすることで、半導体パッケージ
１０ｂの強度を上げることができ、また、メモリチップ
１１のマウントの安定性を向上させることができ、工程
が容易でコストの低減を図ることができる。
【００３２】図７の半導体パッケージ１０ｃは、図６に
示した半導体パッケージ１０の構造と比べて、メタルフ
レームのベッド部１２１の位置を外部端子電極部１２２
の金属細線ボンディング部より低下させ、ベッド部１２
１と外部端子電極部１２２の電極面との段差をより高く
している点が異なり、その他は同じであるので図６中と
同一符号を付している。
【００３３】このようにメタルフレームのベッド部１２
１の位置をより低下させた構造は、金属細線１４のルー
プ高さを低下させることが可能になる。図８の半導体パ
ッケージ１０ｄは、図３に示した半導体パッケージ１０
の構造と比べて、メモリチップ１１ａとメタルフレーム
１２との接続構造が異なり、その他は同じであるので図
３中と同一符号を付している。
【００３４】この場合、メモリチップ１１ａは外部接続
端子用のバンプ電極１１２を有し、バンプ電極形成面が
前記メタルフレームのベッド部１２１上にフェイスダウ
ン接続され、メモリチップ１１ａのパッドとメタルフレ
ームのベッド部１２１とが例えば金、金錫あるいは半田
からなるバンプを介して接続（フリップチップ接続）さ
れている。
【００３５】このようなフェイスダウン接続構造は、図
３に示した半導体パッケージ１０の構造と比べて、金属
細線１４のループ高さ分だけパッケージ１０ｄを薄く形
成することができる。
【００３６】次に、上記した図８のカード型記憶装置の
製造方法の一例を説明する。まず、半導体チップ搭載用
ベッド部１２１と外部端子電極部１２２とが段差を有す
るように一体的に形成されたメタルフレーム１２および
不揮発性半導体メモリが形成されるとともに外部接続端
子用のバンプ１１２が形成された半導体チップ１０ｄを
用意する。
【００３７】次に、前記半導体チップ１１ａのバンプ形
成面を前記半導体チップ搭載用ベッド部１２１にフェイ
スダウン接続する。次に、前記半導体チップ１１ａの少
なくともバンプ形成面および外側周面並びに前記メタル
フレーム１２の一部を樹脂封止し、かつ、前記メタルフ
レームの外部端子電極部１２２の電極面が樹脂封止面と
ほぼ同一平面位置に露出するように樹脂封止して半導体
パッケージ１０ｄを形成する。
【００３８】次に、図４に示したように半導体パッケー
ジ１０ｄを収容可能な凹部２０１が片面に形成されたカ
ード型ベース基板２０を用意しておき、前記半導体パッ
ケージ１０ｄの前記電極面が前記ベース基板２０の外表
面とほぼ同一平面位置に露出するように前記凹部２０１
内に半導体パッケージ１０ｄを埋め込む。
【００３９】図９（ａ）および（ｂ）は、本発明の外部
記憶装置の一応用例として、パーソナルコンピュータ
（パソコン）などのＩＣメモリカードスロットに装着可
能な構造を有するＩＣメモリカード型外部記憶装置を示
している。
【００４０】図９（ａ）において、９０はカード型のア
ダプター（アダプターカード）であり、その形状寸法は
例えばＪＥＩＤＡあるいはＰＣＭＣＩＡの規格に準じる
６８ピンのツーピースピンコネクションを有し、かつ、
タイプIIと称される縦８５．６ｍｍ、横５４．０ｍｍ、
厚さ５．０ｍｍであり、パソコンのＩＣメモリカードス
ロットなどに標準的に直接に装着が可能な構造を有す
る。
【００４１】上記アダプターカード９０は、図１に示し
たようなＳＳＦＤＣ１をアダプターカード内部に出し入
れ自在なカード収納部を有する。このカード収納部は、
ＳＳＦＤＣ１をカード収納部に取り込んだ状態におい
て、図９（ｂ）に示すように、ＳＳＦＤＣ１の外部端子
電極部の電極面１２２ａと接触して電気的に接続可能な
コネクター９２、アダプターカード使用機器（パソコン
など）とのインターフェース機能を有するインターフェ
ース部９３、カード収納部のカード出入り口付近に設け
られ、外部からのワンタッチ操作によりＳＳＦＤＣ１を
カード収納部から取り出すように取り出し機構（図示せ
ず）を駆動するための押しボタン９４などを具備する。
【００４２】上記したようにＪＥＩＤＡあるいはＰＣＭ
ＣＩＡに準拠したアダプターカード９０の内部にＳＳＦ
ＤＣ１を収納すれば、信頼性が高く、アクセス時間が速
く、構造が簡単で、かつ、簡単に取り外しが可能なＩＣ
メモリカード型外部記憶装置を容易に実現することがで
きる。
【００４３】即ち、従来のＩＣメモリカードは半固定的
な使用形態を前提として提供されているのに対して、本
発明によれば、完全にリムーバブルな構成を有するカー
ド型外部記憶装置は通常の半導体パッケージ技術を用い
て大量に生産でき、低コストで提供することができる。
【００４４】
【発明の効果】上述したように本発明のカード型記憶装
置およびその製造方法によれば、カード型記憶装置に内
蔵される半導体パッケージの構造および製造工程をより
簡単化し、一層の低コスト化を図ることができるので、
デジタルスチールカメラ、ボイスレコーダ、ゲーム機な
どに極めて好適な外部記憶装置として採用でき、ま
た、、パソコンなどに採用されているＩＣメモリカード
と同様の外形を有するＩＣメモリカード型記憶装置を実
現することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るカード型記憶
装置の外観を示す斜視図。
【図２】図１中のII−II線に沿う断面構造の一例を概略
的に示す断面図。
【図３】図１中の半導体パッケージを取り出してその一
例の外観および断面構造を概略的に示す平面図および断
面図。
【図４】図１中のカード型ベース基板を取り出してその
一例の外観を示す斜視図。
【図５】図３の半導体パッケージの変形例の断面構造を
概略的に示す断面図。
【図６】図３の半導体パッケージの変形例の断面構造を
概略的に示す断面図。
【図７】図３の半導体パッケージの変形例の断面構造を
概略的に示す断面図。
【図８】図３の半導体パッケージの変形例の断面構造を
概略的に示す断面図。
【図９】本発明のカード型外部記憶装置の一応用例とし
てパソコンのＩＣメモリカードスロットに装着可能な構
造を有するＩＣメモリカード型記憶装置を分解して概略
的に示す斜視図。
【図１０】従来のカード型外部記憶装置の外観、断面構
造を概略的に示す図。
【図１１】図１０中の半導体パッケージの外観、断面構
造、裏面を示す図。
【符号の説明】
１…カード型記憶装置、 １０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ…半導体パッケ
ージ、 １１、１１ａ…半導体チップ（メモリチップ）、 １１２…外部接続端子用のバンプ、 １２…メタルフレーム、 １２１…半導体チップ搭載用のベッド部、 １２２…外部端子電極部、 １３…樹脂パッケージ、 １４…金属細線（ボンディングワイヤ）、 ２０…カード型のベース基板、 ２０１…凹部、 ９０…カード型のアダプター（アダプターカード）、 ９２…コネクター、 ９３…インターフェース部、 ９４…押しボタン。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 外部接続端子を有する不揮発性半導体メ
    モリが形成された半導体チップと、 前記半導体チップ搭載用のベッド部と外部端子電極部と
    が段差を有するように形成され、前記半導体チップの外
    部接続端子と電気的に接続されたメタルフレームと、 前記半導体チップの少なくとも片面および外側周面を樹
    脂封止するとともに前記メタルフレームの少なくとも前
    記メタルフレームの外部端子電極部の電極面が樹脂封止
    面とほぼ同一平面位置に露出するように前記メタルフレ
    ームを樹脂封止した半導体パッケージと、 前記半導体パッケージの前記電極面が外表面とほぼ同一
    平面位置に露出するように前記半導体パッケージを凹部
    に埋め込んだカード型のベース基板とを具備することを
    特徴とするカード型記憶装置。
  2. 【請求項２】 前記半導体チップは、外部接続端子用の
    パッドを有し、パッド形成面側の一部が前記メタルフレ
    ームに貼り付けられており、 前記パッドおよび前記メタルフレームに金属細線がボン
    ディング接続されていることを特徴とする請求項１記載
    のカード型記憶装置。
  3. 【請求項３】 前記半導体チップは、外部接続端子用の
    パッドを有し、パッド形成面側とは反対面側が前記メタ
    ルフレームのベッド部上に貼り付けられており、 前記パッドおよび前記メタルフレームに金属細線がボン
    ディング接続されていることを特徴とする請求項１記載
    のカード型記憶装置。
  4. 【請求項４】 前記半導体チップは、外部接続端子用の
    バンプ電極を有し、バンプ電極形成面が前記メタルフレ
    ームのベッド部上にフェイスダウン接続されていること
    を特徴とする請求項１記載のカード型記憶装置。
  5. 【請求項５】 前記メタルフレームのベッド部と外部端
    子電極部とが切り離されており、前記外部端子電極部と
    前記半導体チップの外部接続端子とが電気的に接続され
    ていることを特徴とする請求項１記載のカード型記憶装
    置。
  6. 【請求項６】 前記メモリチップの全外面を覆うように
    樹脂封止されていることを特徴とする請求項２記載のカ
    ード型記憶装置。
  7. 【請求項７】 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の
    カード型記憶装置と、 前記カード型記憶装置を内部に出し入れ自在なカード収
    納部、前記カード型記憶装置を前記カード収納部に取り
    込んだ状態で前記カード型記憶装置の外部端子電極部の
    電極面と接触して電気的に接続可能なコネクター、接続
    対象機器とのインターフェース機能を有するインターフ
    ェース部および前記カード収納部のカード出入り口付近
    に設けられ、外部からのワンタッチ操作により前記カー
    ド型記憶装置を前記カード収納部から取り出すように取
    り出し機構を駆動するための押しボタンを備えたカード
    型のアダプターとを具備することを特徴とするカード型
    記憶装置。
  8. 【請求項８】 半導体チップ搭載用ベッド部と外部端子
    電極部とが段差を有するように形成されたメタルフレー
    ムおよび不揮発性半導体メモリが形成されるとともに外
    部接続端子用のパッドが形成された半導体チップを用意
    する工程と、 前記半導体チップの片面を前記半導体チップ搭載用ベッ
    ド部に貼り付ける工程と、 前記半導体チップのパッドおよび前記メタルフレームに
    金属細線をボンディング接続する工程と、 前記金属細線の全部、前記半導体チップの少なくともパ
    ッド形成面および外側周面並びに前記メタルフレームの
    一部を樹脂封止し、かつ、前記メタルフレームの外部端
    子電極部の電極面が樹脂封止面とほぼ同一平面位置に露
    出するように樹脂封止して半導体パッケージを形成する
    工程と、 前記半導体パッケージを収容可能な凹部が片面に形成さ
    れたカード型ベース基板の前記凹部内に、前記半導体パ
    ッケージの前記電極面が前記カード型ベース基板の外表
    面とほぼ同一平面位置に露出するように埋め込む工程と
    を具備することを特徴とするカード型記憶装置の製造方
    法。
  9. 【請求項９】 半導体チップ搭載用ベッド部と外部端子
    電極部とが段差を有するように形成されたメタルフレー
    ムおよび不揮発性半導体メモリが形成されるとともに外
    部接続端子用のバンプが形成された半導体チップを用意
    する工程と、 前記半導体チップのバンプ形成面を前記半導体チップ搭
    載用ベッド部にフェイスダウン接続する工程と、 前記半導体チップの少なくともバンプ形成面および外側
    周面並びに前記メタルフレームの一部を樹脂封止し、か
    つ、前記メタルフレームの外部端子電極部の電極面が樹
    脂封止面とほぼ同一平面位置に露出するように樹脂封止
    して半導体パッケージを形成する工程と、 前記半導体パッケージを収容可能な凹部が片面に形成さ
    れたカード型ベース基板の前記凹部内に、前記半導体パ
    ッケージの前記電極面が前記カード型ベース基板の外表
    面とほぼ同一平面位置に露出するように埋め込む工程と
    を具備することを特徴とするカード型記憶装置の製造方
    法。
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