專利名稱：Sd/mmc卡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于諸如個(gè)人數(shù)字助理、數(shù)碼相機(jī)等的便攜式計(jì)算機(jī)設(shè)備的存儲和接口卡。更具體地說，它涉及安全數(shù)字(SD，securedigital)或多媒體存儲卡(MMC，multimedia memory card)類型的卡，該卡滿足現(xiàn)有尺寸標(biāo)準(zhǔn)，但具有增強(qiáng)的部件封裝密度。
背景技術(shù)：
計(jì)算機(jī)技術(shù)中部件小型化的發(fā)展現(xiàn)在允許非常小的可作為個(gè)人物品在例如公文包或衣服口袋中攜帶的便攜式單元。市場上可獲得各種這樣的設(shè)備。其中商業(yè)中公知的是PDA、個(gè)人PC、數(shù)碼相機(jī)、蜂窩電話、智能電話等。為了方便起見，下面將這些便攜式設(shè)備通稱為PDA。然而，該術(shù)語應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是指任何便攜式電子設(shè)備。
為了擴(kuò)展這些設(shè)備的功能容量，許多設(shè)備裝備有用于容納有源集成電路卡的插槽。在所謂的SD生產(chǎn)技術(shù)中，這些插槽被命名為安全數(shù)字或SD插槽，并且卡被命名為SD卡。當(dāng)一個(gè)單元具有I/O性能時(shí)，該卡被稱為SDIO卡。
一項(xiàng)競爭技術(shù)、MMC存儲技術(shù)使用與存儲介質(zhì)非常相似的卡。在下面的描述中，將使用通用術(shù)語“PDA卡”來指適用于這些技術(shù)和預(yù)期的新技術(shù)的卡。
在剛剛提到的兩種已建立的技術(shù)中，已建立了用于卡的形狀系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)。這允許便攜式設(shè)備的制造商對于便攜式單元中的插槽具有共同的尺寸和插針(contact pin)配置。
SD標(biāo)準(zhǔn)和MMC標(biāo)準(zhǔn)均規(guī)定了32×24mm的長×寬。SD卡的厚度標(biāo)準(zhǔn)是2.1mm。標(biāo)稱MMC卡厚度為1.4mm。
使用它們的PDA卡和便攜式單元的復(fù)雜性隨著添加更多功能而增加了。這些設(shè)備現(xiàn)在提供音頻、圖像、視頻和文件存儲能力。它們還使用SDIO接口卡與無線LAN連接。SDIO卡帶有RF集成電路。剛剛提到的其他應(yīng)用典型地通過大容量存儲電路支持。
這些電路在單個(gè)PDA卡上的組合對于PDA卡設(shè)計(jì)者提出了挑戰(zhàn)。最大長度×寬度對于PDA卡上的集成電路(IC)的設(shè)計(jì)設(shè)置了嚴(yán)格的限制。許多對于更有效部件封裝密度的工作集中在這些尺寸、即卡面積上。例如，美國專利申請第10/839,901號描述并請求保護(hù)PDA卡擴(kuò)展，其中該卡的一部分突出插槽之外。該部分具有無限制的厚度，并且可將各種IC結(jié)構(gòu)容納在該卡擴(kuò)展部分中。
然而，申請人已經(jīng)認(rèn)識到插槽內(nèi)的最大高度以及包含在該插槽內(nèi)的PDA卡部分的相應(yīng)最大厚度也是受到限制的。例如，最近的PDA應(yīng)用添加、即插即用網(wǎng)絡(luò)接口使用具有濾波器和振蕩器的卡，該濾波器和振蕩器為大部件，具有典型為0.8-1.2mm范圍的高度。認(rèn)識到，對于許多應(yīng)用來說期望有最多的PDA卡和PDAIC容納在插槽內(nèi)并滿足厚度標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)前PDA卡配置的許多版本不容納高度大于約0.8mm的IC部件。

發(fā)明內(nèi)容
申請人已經(jīng)設(shè)計(jì)出一種高密度PDA集成電路卡，它部分克服了對于PDA卡上的IC部件的高度限制。申請人通過在兩層上構(gòu)建印刷電路板平臺來實(shí)現(xiàn)。申請人認(rèn)識到卡的接觸焊盤端應(yīng)當(dāng)滿足最大厚度1.4mm，而剩余的卡部分僅被限制在最大厚度2.1mm。通過形成具有兩層的分層平臺而利用該差異。將大的IC部件置于兩層平臺的下層。將小的部件置于上層?？ǖ纳蠈硬糠直３衷?.4mm限制內(nèi)，而下層部分保持在2.1mm限制內(nèi)。所述層可以包括兩個(gè)印刷電路板(PCB)，或一個(gè)具有兩層的整體PCB組件(assembly)。


圖1是舉例說明在卡的內(nèi)部高度不足以容納大的IC部件的問題的現(xiàn)有技術(shù)中PDA卡的一部分的示意圖；圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例容納大和小的IC部件的分層平臺的與圖1相似的圖；圖3是示出層之間的電相互連接的與圖2相似的圖；圖4是示出包括一整體結(jié)構(gòu)的分層平臺的與圖2相似的圖；以及圖5是另一分層PCB結(jié)構(gòu)的示意表示。
具體實(shí)施例方式
參考圖1，示出了PDA卡的一部分，具有印刷電路板(PCB)10、底部塑料覆蓋層(cover)11和頂部塑料覆蓋層12。PDA卡組件典型地模制在塑料包裝(通常為頂部和底部覆蓋層)內(nèi)，所述塑料包裝典型地為環(huán)氧樹脂或其它硬聚合物。這種包裝在本領(lǐng)域內(nèi)是公知的并被廣泛使用。在PCB上安裝數(shù)字部件和器件，諸如電容器、電感器、振蕩器、濾波器、IC芯片等。對于具有無線接口的器件、例如SDIO802.11b卡，該卡將具有相對大的RF IC和器件。
在圖1中，通過舉例方式示出了三個(gè)部件16、17和18。典型地，在PCB 10上存在許多其他部件，位于未示出的部分上?？梢杂酶鞣N方式安裝它們，例如，表面安裝、倒裝晶片球型網(wǎng)格陣列(BGA，ballgrid array)等。接觸片(contact finger)14被示出沿PDA卡的邊緣，如圖所示典型地在PCB的暴露部分上。接觸片具有標(biāo)準(zhǔn)的尺寸和配置以適合標(biāo)準(zhǔn)PDA插槽。
SD和MMC標(biāo)準(zhǔn)團(tuán)體已經(jīng)建立了用于PDA卡的標(biāo)準(zhǔn)尺寸。盡管在某些情況下這些尺寸不一致，但是圖1中的尺寸f典型地被標(biāo)準(zhǔn)化為1.4mm。尺寸e可以更大，典型地為2.1mm，如在SD相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中那樣。以下描述將假定SDA標(biāo)準(zhǔn)。
在典型的PDA卡中，對于滿足最大2.1mm的SDA的整體尺寸e，尺寸a、b、c和d為0.7mm、0.4mm、0.8mm和0.2mm。用于部件的空間具有c＝0.8mm的高度。這足以容納器件16和17，但器件18具有超過允許空間的高度，如19所示。
在一些PDA卡中，PCB的厚度可以小于0.4mm。這允許足夠的空間用于器件19。然而，由于PDA累積了越來越多的功能，所以PCB變得更復(fù)雜，并需要更厚的多層PCB。這增加了對于PDA卡中的尺寸c的限制。
根據(jù)本發(fā)明，為了克服這個(gè)問題，使用了新的PCB配置。這在圖2中示出，其中PCB被分層。接觸片所位于的1.4mm端部和其中SDA標(biāo)準(zhǔn)允許2.1mm厚度的剩余PDA卡部分之間的差異，允許構(gòu)建第二PCB層。在圖2中，PCB被示出具有在1.4mm部分中的第一層21以及在2.1mm部分中的第二層23。應(yīng)當(dāng)理解，附圖不一定按比例。在圖2所示的實(shí)施例中，示出兩個(gè)分離的PCB，并通過適當(dāng)?shù)恼澈蠈?、諸如結(jié)合層25將它們固定在一起。該重疊向分層PCB提供了強(qiáng)度。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，可用各種方法將PCB的分層連接在一起。
在圖2的實(shí)施例中，由PCB 21的厚度來確定凸緣(set-off)、即層1的表面和層2的表面之間的距離。如果期望使用不同的接合PCB的方法，則可以改變凸緣。如果端對端地接合PCB，則可以選擇任何值用于凸緣。如果期望大于圖2所示、即大于上面PCB的厚度的凸緣，則可以在接合點(diǎn)25處插入墊片。
PCB的各層如已示出的那樣被物理連接并且還電互連。同樣，可使用各種方法來進(jìn)行各層之間的電互連?？墒褂帽绢I(lǐng)域公知的電鍍通孔將PDB 21上的金屬化圖案互連到PCB 23上的接觸焊盤。認(rèn)識到PCB可以是多層的，直接將互連通道(runner)穿出PCB的兩面。該辦法在圖3中示出了，其中PCB 21為多層PCB，并且器件16在PCB 21的一層上被互連到PCB 23上的接觸焊盤26，并在另一層上互連到接觸焊盤27。器件17和PCB 23之間的電鍍通孔互連由28、29表示。這些互連方案僅被示出以說明一些適合的互連技術(shù)。在本發(fā)明的該實(shí)施例中，用于互連的接觸焊盤、即焊盤26、27和29也可用來連接PCB 21和23?？闪硗馐褂幂o助連接。另一方法(未示出)是橫跨PCB 21的邊緣延伸導(dǎo)體條。
圖4示出了本發(fā)明的另一實(shí)施例，其中，分層PCB 40是具有上層41和下層42的整體結(jié)構(gòu)。該P(yáng)CB結(jié)構(gòu)具有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。它可以用聚合物樹脂模制為一個(gè)整體，因此具有優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度。它還可以是多層的，消除了如圖3所示的PCB 21和23之間的互連需要。這里使用的整體是用于描述被整體模制的主體、通常為聚合物主體的術(shù)語。圖3的PCB結(jié)構(gòu)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是凸緣、即層1的表面和層2的表面之間的距離可獨(dú)立于上PCB的厚度。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)，各層應(yīng)當(dāng)具有明顯的分離，即高度差。在本領(lǐng)域目前狀態(tài)下的尺寸環(huán)境中，通過將PCB的下層下降至少0.1mm，可獲得重要優(yōu)點(diǎn)。另外，當(dāng)下層上的部件的高度超過可用高度、即尺寸c時(shí)，實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。這也將是安裝在下層上的至少一個(gè)部件的厚度超過上層上的所有部件的厚度的情況。
本發(fā)明的PDA卡可被設(shè)計(jì)為完全包含在PDA設(shè)備的插槽中，或可具有未決專利申請第10/839,901號中所描述的類型的擴(kuò)展，其中該申請被包括在此作為參考。在普通商業(yè)PDA卡設(shè)計(jì)中，卡長于PDA插槽，卡的一部分延伸在PDA外殼之外。PDA卡的延伸便于插入和拔出卡的操作。在設(shè)計(jì)具有無線LAN接口的卡中，卡的延伸部分可包含封閉式RF電路和RF天線。
盡管標(biāo)準(zhǔn)PCB是環(huán)氧樹脂，例如FR-4，但是也可以使用其它PCB類型?？梢允褂萌嵝跃酆衔颬CB，其在一些情況下可以被彎曲以提供如圖4所示的兩層結(jié)構(gòu)。或者，它可以是陶瓷或硅互連襯底。一般地，這些在這里被稱為PCB。
圖5示出了本發(fā)明的特別有用的實(shí)施例。為了簡單，圖5僅示出了分層PCB結(jié)構(gòu)。元件51是相對硬的襯底，有利地是PDA卡的底部覆蓋層(例如，圖4中的11)。連接到襯底的是薄的柔性印刷電路片52，在該片的頂部和底部分別具有導(dǎo)體圖案53和55。
上述PDA卡典型地包括一個(gè)或多個(gè)具有有源器件、例如RF芯片或存儲器芯片的IC芯片。它還典型地具有無源部件和/或一個(gè)或多個(gè)集成無源器件(IPD)。有源IC芯片和無源器件被通稱為部件。
根據(jù)上述描述，明顯的是，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，PDA卡包括第一PCB部分和第二PCB部分，其中第一PCB部分具有厚度為a1的底部塑料覆蓋層、厚度為b1的PCB、厚度為c1的部件空間以及厚度為d1的頂部覆蓋層，其中a1+b1+c1+d1＝e1，而且第二PCB部分具有厚度為a2的底部塑料覆蓋層、厚度為b2的PCB、厚度為c2的部件空間以及厚度為d2的頂部覆蓋層，其中a2+b2+c2+d2＝e2，并且其中e1大于e2，并使e1和e2符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。也期望a1+b1+c1+d1中的至少一個(gè)不同于a2+b2+c2+d2中的相應(yīng)項(xiàng)，而其它項(xiàng)相同。
也可以依據(jù)兩層PCB所容納的部件的高度來描述本發(fā)明。這將通過具有兩層的印刷電路板(PCB)來描述，第一層在一個(gè)層面，而第二層在不同層面，覆蓋PCB的覆蓋層在第一層上方形成高度為c1的第一空間并在第二層上方形成高度為c2的第二空間，其中，c1大于c2，至少一個(gè)部件在第一空間中連接到PCB，該部件具有高度h1，至少一個(gè)部件在第二空間中連接到PCB，該部件具有高度h2，其中h1＞h2。
對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，將出現(xiàn)各種附加修改。通過其使技術(shù)得以前進(jìn)的、與基本上依賴于本發(fā)明原理的本說明書的特定教導(dǎo)不同的所有修改和它們的等效含義，被適當(dāng)?shù)卣J(rèn)為在描述和請求保護(hù)的本
權(quán)利要求
1.一種PDA卡，包括a.具有兩層的印刷電路板(PCB)，第一層處于一個(gè)層面，而第二層處于不同層面；b.覆蓋PCB的覆蓋層，在第一層上方形成高度為c1的第一空間并在第二層上方形成高度為c2的第二空間，其中，c1大于c2；c.在第一空間中連接到PCB的至少一個(gè)部件，該部件具有高度h1，d.在第二空間中連接到PCB的至少一個(gè)部件，該部件具有高度h2，其中，h2＞c2，e.互連第一空間中的部件和第二空間中的部件的至少一個(gè)電導(dǎo)體；f.封裝a.、b.、c.、d.和e.的密封材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的PDA卡，其中，c1大于(c2+0.1mm)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的PDA卡，其中，所述PCB構(gòu)成一個(gè)整體。
4.一種PDA卡，包括a.上層印刷電路板(PCB)，具有頂部表面、底部表面、寬度W1和長度L1，該上層印刷電路板安裝在第一層面上；b.下層PCB，具有頂部表面、底部表面、寬度W2和長度L2，該下層印刷電路板安裝在第二層面上，L1的一部分與L2的一部分重疊；c.覆蓋下層PCB和上層PCB的覆蓋層，在下層PCB上方形成高度為c1的第一空間并在上層PCB上方形成高度為c2的第二空間，其中，c1大于c2；d.連接到上層PCB的頂部表面的至少一個(gè)上層部件；e.連接到下層PCB的頂部表面的具有高度h的至少一個(gè)下層部件，其中，h大于c2；f.互連連接到上層PCB的頂部表面的部件和連接到下層PCB的頂部表面的部件的至少一個(gè)電導(dǎo)體；g.封裝上層PCB和下層PCB的密封材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的PDA卡，其中，在與L2的一部分重疊的L1部分，將上PCB連接到下PCB。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的PDA卡，其中，通過焊接將上PCB連接到下PCB。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的PDA卡，其中，上PCB具有大于0.1mm的厚度。
8.根據(jù)權(quán)利要求4的PDA卡，其中，h大于c1+0.1mm。
9.一種PDA卡，包括第一PCB部分和第二PCB部分，其中第一PCB部分具有厚度為a1的底部塑料覆蓋層、厚度為b1的PCB、厚度為c1的部件空間以及厚度為d1的頂部覆蓋層，其中a1+b1+c1+d1＝e1，并且第二PCB部分具有厚度為a2的底部塑料覆蓋層、厚度為b2的PCB、厚度為c2的部件空間以及厚度為d2的頂部覆蓋層，其中a2+b2+c2+d2＝e2，并且其中e1大于e2，并使e1和e2符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的PDA卡，其中，e2約為1.4mm。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的PDA卡，其中，e1約為2.1mm。
12.根據(jù)權(quán)利要求9的PDA卡，其中，第一PCB部分和第二PCB部分構(gòu)成一個(gè)整體。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的PDA卡，其中，所述整體是多層PCB。
14.根據(jù)權(quán)利要求12的PDA卡，其中，所述整體是環(huán)氧PCB模制的以具有兩層。
15.根據(jù)權(quán)利要求12的PDA卡，其中，所述底部塑料覆蓋層被模制具有兩層。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的PDA卡，其中，所述整體為符合兩層底部塑料覆蓋層的柔性印刷電路。
全文摘要
本說明書描述了PDA(SD/MMC)器件和PDA卡，其中，在其上安裝PDA部件的襯底包括兩層。具有高輪廓的部件安裝在下層上，并且具有正?；虻透叨鹊钠骷惭b在上層上。上層包含在符合例如1.4mm SDA標(biāo)準(zhǔn)厚度的卡部分中，而下層形成在允許更大厚度、例如SDA標(biāo)準(zhǔn)厚度2.1mm的卡部分中。
文檔編號G06K19/04GK1831852SQ20051009982
公開日2006年9月13日 申請日期2005年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月2日
發(fā)明者衛(wèi)平·周, 坤全·孫, 稼先·王, 彥冰·于, 蒙·趙 申請人:賽騎有限公司