(57)【要約】【課題】より高密度・高機能実装を可能にする三次元実装構造体を提供すること。【解決手段】第１のメイン配線基板１１と、第１のメイン配線基板１１と略平行に配置された第２のメイン配線基板１２と、第１のメイン配線基板１１および第２のメイン配線基板１２に対して略垂直に延びるコネクタ配線基板１５とを備えた三次元実装構造体１００である。コネクタ配線基板１５の表面には、配線パターンが形成されており、コネクタ配線基板１５の配線パターンと、第１のメイン配線基板１１が有する配線パターンとは互いに電気的に接続されており、かつ、コネクタ配線基板１５の配線パターンと、第２のメイン配線基板１２が有する配線パターンとは互いに電気的に接続されている。【選択図】図２
2005236089.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に配線パターンを有し、当該配線パターンの一部に電子部品が実装されている第１のメイン配線基板と、
前記第１のメイン配線基板と略平行に配置され、表面に配線パターンを有する第２のメイン配線基板と、
前記第１のメイン配線基板および第２のメイン配線基板に対して略垂直に延びる、コネクタ配線基板と
を備え、
前記コネクタ配線基板の表面には、配線パターンが形成されており、
前記コネクタ配線基板の前記配線パターンと、前記第１のメイン配線基板が有する前記配線パターンとは互いに電気的に接続されており、かつ、
前記コネクタ配線基板の前記配線パターンと、前記第２のメイン配線基板が有する前記配線パターンとは互いに電気的に接続されている、三次元実装構造体。
【請求項２】
前記コネクタ配線基板の前記配線パターンの一部には、電子部品が実装されている、請求項１に記載の三次元実装構造体。
【請求項３】
前記電子部品は、ノイズ対策部品である、請求項２に記載の三次元実装構造体。
【請求項４】
前記ノイズ対策部品は、バイパスコンデンサ、デカップリングコンデンサ、遅延用インダクタ、抵抗、バリスタからなる群から選択される少なくとも一種の電子部品である、請求項３に記載の三次元実装構造体。
【請求項５】
前記コネクタ基板には、電子回路が形成されており、
前記第１のメイン配線基板および第２のメイン配線基板の少なくとも一方の前記配線パターンよりも、前記コネクタ配線基板の前記配線パターンの方が高密度な配線となっている、請求項２に記載の三次元実装構造体。
【請求項６】
前記第１のメイン配線基板および前記第２のメイン配線基板の弾性率よりも、前記コネクタ配線基板の弾性率の方が低い、請求項１から５の何れか一つに記載の三次元実装構造体。
【請求項７】
前記第１のメイン配線基板および前記第２のメイン配線基板の前記弾性率が２０ＧＰａ以上４０ＧＰａ以下の範囲にある場合に、前記コネクタ配線基板の弾性率は、５ＧＰａ以上から２０ＧＰａ未満である、請求項６に記載の三次元実装構造体。
【請求項８】
前記第１のメイン配線基板および前記第２のメイン配線基板のそれぞれの厚さよりも、前記コネクタ配線基板の厚さの方が薄い、請求項１または６に記載の三次元実装構造体。
【請求項９】
前記コネクタ配線基板には、前記第１のメイン配線基板を通すための第１の開口部と、前記第２のメイン配線基板を通すための第２の開口部とが形成されており、
前記第１のメイン配線基板は、前記コネクタ配線基板の前記第１の開口部に差し込まれており、
前記第２のメイン配線基板は、前記コネクタ配線基板の前記第２の開口部に差し込まれている、請求項１から８の何れか一つに記載の三次元実装構造体。
【請求項１０】
前記第１の開口部の周囲には、半田が形成されており、それによって、前記第１のメイン配線基板の前記配線パターンと、前記コネクタ配線基板の前記配線パターンとが互いに電気的に接続されており、そして、
前記第２の開口部の周囲にも、半田が形成されており、それによって、前記第２のメイン配線基板の前記配線パターンと、前記コネクタ配線基板の前記配線パターンとが互いに電気的に接続されている、請求項９に記載の三次元実装構造体。
【請求項１１】
前記第１の開口部および前記第２の開口部の少なくとも一方には、導電性材料からなる断面コの字型の接続用部材が挿入されており、
前記接続用部材に、前記第１のメイン配線基板または前記第２のメイン配線基板が挿入されている、請求項９に記載の三次元実装構造体。
【請求項１２】
前記第１の開口部および前記第２の開口部は、それぞれ、貫通孔である、請求項９から１１の何れか一つに記載の三次元実装構造体。
【請求項１３】
前記第１のメイン配線基板および前記２のメイン配線基板には、それぞれ、前記コネクタ配線基板を通すための開口部が形成されており、
前記第１のメイン配線基板の前記開口部および前記第２のメイン配線基板の前記開口部に、前記コネクタ配線基板は差し込まれている、請求項１から８の何れか一つに記載の三次元実装構造体。
【請求項１４】
前記第１のメイン配線基板の前記開口部の周囲には、半田が形成されており、それによって、前記第１のメイン配線基板の前記配線パターンと、前記コネクタ配線基板の前記配線パターンとが互いに電気的に接続されており、そして、
前記第２のメイン配線基板の前記開口部の周囲にも、半田が形成されており、それによって、前記第２のメイン配線基板の前記配線パターンと、前記コネクタ配線基板の前記配線パターンとが互いに電気的に接続されている、請求項１３に記載の三次元実装構造体。
【請求項１５】
前記第１のメイン配線基板の前記開口部および前記第２のメイン配線基板の前記開口部の少なくとも一方には、導電性材料からなる断面コの字型の接続用部材が挿入されており、
前記接続用部材に、前記コネクタ配線基板が挿入されている、請求項１３に記載の三次元実装構造体。
【請求項１６】
前記第１のメイン配線基板の前記開口部および前記第２のメイン配線基板の前記開口部は、それぞれ、貫通孔である、請求項１３から１５の何れか一つに記載の三次元実装構造体。
【請求項１７】
表面に配線パターンを有し、当該配線パターンの一部に電子部品が実装されている第１のメイン配線基板と、
前記第１のメイン配線基板と略平行に配置され、表面に配線パターンを有する第２のメイン配線基板と、
前記第１のメイン配線基板および第２のメイン配線基板に対して略垂直に配置された、コネクタ配線基板と
を備え、
前記コネクタ配線基板の表面には、配線パターンが形成されており、さらに、
前記コネクタ配線基板には、
当該コネクタ配線基板の前記配線パターンと電気的に接続し、前記第１のメイン配線基板と嵌合・脱着可能な第１のコネクタと、
当該コネクタ配線基板の前記配線パターンと電気的に接続し、前記第２のメイン配線基板と嵌合・脱着可能な第２のコネクタと
が設けられており、
前記第１のメイン配線基板は、前記第１のコネクタに挿入されて、それによって、前記第１のメイン配線基板と前記コネクタ配線基板とは互いに電気的に接続されており、
前記第２のメイン配線基板は、前記第２のコネクタに挿入されて、それによって、前記第２のメイン配線基板と前記コネクタ配線基板とは互いに電気的に接続されている、三次元実装構造体。
【請求項１８】
表面に配線パターンを有し、当該配線パターンの一部に電子部品が実装されている第１のメイン配線基板と、
前記第１のメイン配線基板と略平行に配置され、表面に配線パターンを有する第２のメイン配線基板と、
前記第１のメイン配線基板および第２のメイン配線基板に対して略垂直に配置された、コネクタ配線基板と
を備え、
前記コネクタ配線基板の表面には、配線パターンが形成されており、
前記第１のメイン配線基板には、当該第１のメイン配線基板の前記配線パターンと電気的に接続し、前記コネクタ配線基板と嵌合・脱着可能なコネクタが設けられており、
前記第２のメイン配線基板には、当該第２のメイン配線基板の前記配線パターンと電気的に接続し、前記コネクタ配線基板と嵌合・脱着可能なコネクタが設けられており、
前記コネクタ配線基板は、前記第１のメイン配線基板に設けられた前記コネクタと、前記第２のメイン配線基板に設けられた前記コネクタとに挿入されている、三次元実装構造体。
【請求項１９】
さらに、前記第１および第２のメイン配線基板と略平行に配置され、表面に配線パターンを有する第３のメイン配線基板を備えており、
前記第３のメイン配線基板の前記配線パターンと、前記コネクタ配線基板の前記配線パターンとは互いに電気的に接続されている、請求項１から１８の何れか一つに記載の三次元実装構造体。
【請求項２０】
前記第１のメイン配線基板と前記第２のメイン配線基板との間には、電磁波を遮蔽するシールド部材が配置されている、請求項１から１９の何れか一つに記載の三次元実装構造体。
【請求項２１】
前記第１のメイン配線基板と前記第２のメイン配線基板との間には、電磁波を遮蔽するシールド壁が形成されており、
前記第１のメイン配線基板と、前記第２のメイン配線基板と、前記シールド壁とによって、略閉空間が形成されている、請求項１から１９の何れか一つに記載の三次元実装構造体。
【請求項２２】
前記コネクタ配線基板は、基板内に電子部品を内蔵した部品内蔵基板である、請求項１から２１の何れか一つに記載の三次元実装構造体。
【請求項２３】
前記第１のメイン配線基板および前記第２のメイン配線基板の少なくとも一方は、基板内に電子部品を内蔵した部品内蔵基板である、請求項１から２２の何れか一つに記載の三次元実装構造体。
【請求項２４】
請求項１から２３の何れか一つに記載の三次元実装構造体と、
前記三次元実装構造体を収納する筐体と
を備えた携帯用電子機器。
【請求項２５】
表面に配線パターンを有し、当該配線パターンの一部に電子部品が実装された第１のメイン配線基板を用意する工程と、
前記第１のメイン配線基板に対して略垂直となるように、表面に配線パターンを有し、当該配線パターンの一部に電子部品が実装されたコネクタ配線基板を配置する工程と、
前記第１のメイン配線基板に対して略平行に、かつ、前記コネクタ配線基板に対して略垂直になるように、表面に配線パターンを有し、当該配線パターンの一部に電子部品が実装された第２のメイン配線基板を配置する工程と、
前記第１のメイン配線基板の前記配線パターンと前記コネクタ配線基板の前記配線パターンとの両者を互いに電気的に接続する工程と、
前記第２のメイン配線基板の前記配線パターンと前記コネクタ配線基板の前記配線パターンとの両者を互いに電気的に接続する工程と
を包含する、三次元実装構造体の製造方法。
【請求項２６】
表面に配線パターンを有し、当該配線パターンの一部に電子部品が実装された第１のメイン配線基板を用意する工程と、
前記第１のメイン配線基板に対して略平行となるように、表面に配線パターンを有し、当該配線パターンの一部に電子部品が実装された第２のメイン配線基板を配置する工程と、
前記第１のメイン配線基板および前記第２のメイン配線基板に対して略垂直になるように、表面に配線パターンを有し、当該配線パターンの一部に電子部品が実装されたコネクタ配線基板を配置する工程と、
前記第１のメイン配線基板の前記配線パターンと前記コネクタ配線基板の前記配線パターンとの両者を互いに電気的に接続する工程と、
前記第２のメイン配線基板の前記配線パターンと前記コネクタ配線基板の前記配線パターンとの両者を互いに電気的に接続する工程と
を包含する、三次元実装構造体の製造方法。
【請求項２７】
前記第１のメイン配線基板上に、当該第１のメイン配線基板の法線方向から見て略ロの字形状を有し、半田付け可能な磁性材料からなるシールド部材を配置し、そして、前記第２のメイン配線基板を配置した際に、前記第１のメイン配線基板と前記第２のメイン配線基板と前記シールド部材とによって、略閉空間を形成する工程を更に実行する、請求項２５または２６に記載の三次元実装構造体の製造方法。
【請求項２８】
前記第１のメイン配線基板の前記配線パターンと前記コネクタ配線基板の前記配線パターンとの両者を互いに電気的に接続する工程、および、前記第２のメイン配線基板の前記配線パターンと前記コネクタ配線基板の前記配線パターンとの両者を互いに電気的に接続する工程は、同一工程で実行される、請求項２５から２７の何れか一つに記載の三次元実装構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三次元実装構造体、三次元実装構造体を備えた携帯用電子機器、および、三次元実装構造体の製造方法に関する。本発明は、特に、複数の配線基板を三次元的に組み合わせたモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のエレクトロニクス機器の小型化、高機能化に伴って、プリント基板に実装される電子部品の高密度実装化、および、電子部品が実装された回路基板の高機能化への要求が益々強くなっている。このような状況の中、１チップの半導体デバイスに数多くの機能を搭載させたシステムＬＳＩを用いて、高密度・高機能実装を実現するシステム・オン・チップ（ＳＯＣ）技術や、一つ以上の半導体チップと複数の能動部品や受動部品とによって一つのパッケージ品を構成して、高密度・高機能実装を実現するシステム・オン・パッケージ（ＳＩＰ）技術が盛んに研究・開発されている。
【０００３】
また、高密度・高機能実装を実現するために、通常の平面的な配置する二次元実装から、部品を積み重ねて実装を行った三次元実装も注目されている。三次元実装としては、ベアチップを積層した三次元パッケージ（例えば、スタック型ＣＳＰ）を用いたものや、半導体チップを独立単体の仮パッケージとした後にこれを複数重ね合わせて三次元化を図ったパッケージ積層三次元モジュールを用いたもの等が挙げられる。さらには、電子部品（半導体チップ、受動部品など）を実装した配線基板を多段化することにより、高密度・高機能実装を実現する技術もあり、これらは例えば特許文献１〜５に開示されている。
【特許文献１】特開２０００−３１６１７号公報
【特許文献２】特開平８−２６４９１８号公報
【特許文献３】特開平６−１１１８６９号公報
【特許文献４】特開平５−２１８６１３号公報
【特許文献５】特開平４−３６６５６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＳＯＣ技術によれば、電子システムにおける必要な部品の全て又はほとんどを１チップの半導体デバイスに搭載するため、いわゆる究極の高密度・高機能実装を行うことが可能となる一方で、コストや設計開発の時間等の観点からみるとデメリットも大きい。すなわち、必要な部品をすべて半導体集積回路として形成する必然性がない場合もあり、加えて、製品のバージョンアップ等に応じて、その都度、設計開発を行うとすると開発コストの増大や製品の納期の遅延が生じやすくなる。また、コストの面で製品に実装できない場合も生じる。一方で、ＳＩＰ技術によれば、ＳＯＣ技術と比べると、ある程度の実装面積は必要になるものの、個々の完成したデバイスを利用できるため、コストや設計開発の時間等においてメリットが大きい。
【０００５】
スタック型ＣＳＰや、パッケージ積層三次元モジュールを用いると同一部品（例えば、メモリ）について実装面積を比較的節約できて、高密度化を図ることができる一方で、これらの技術を一つのシステム全体の範囲まで広げて適用するには、ＳＩＰ技術と同様の問題が生じてくるおそれがある。電子部品が実装された配線基板を多段化して用いる技術は、一つのシステム全体の考慮した設計・開発を行うことができるという可能性を残している。特許文献１〜５に開示された技術では、各配線基板間をスルーホールやコネクタ（接続端子）で接続することによって、実装面積の増大を図ることが可能となっている。
【０００６】
しかしながら、各配線基板間をスルーホールによって接続する方法では、配線基板間を積層した状態でしか検査ができず、完成後に不具合を修理することができない。また、コネクタで接続する場合は修理交換が可能である反面、コネクタおよびその実装スペースは大きく、それゆえ、実装面積の増大による不利益を考えると、あまり大きな効果は得られない。さらに、上記特許文献１〜５に開示された技術においてはシステム全体まで考慮するような記載はなく、各基板間を接続する部材は、ただ単純に電気的な導通を行う機能を果たしているだけであり、この点、まだ改良する余地が残されていると本願発明者は着目した。
【０００７】
本発明はかかる諸点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、より効果的な高密度・高機能実装を可能にする三次元実装構造体を提供することにある。本発明の更なる目的は、三次元実装構造体を構成する各要素の検査および修理交換が容易であり、しかも実装面積を制限されない三次元実装構造体を提供することにある。また、本発明の他の目的は、そのような三次元実装構造体を備えた携帯用電子機器、および、三次元実装構造体の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の三次元実装構造体は、表面に配線パターンを有し、当該配線パターンの一部に電子部品が実装されている第１のメイン配線基板と、前記第１のメイン配線基板と略平行に配置され、表面に配線パターンを有する第２のメイン配線基板と、前記第１のメイン配線基板および第２のメイン配線基板に対して略垂直に延びる、コネクタ配線基板とを備え、前記コネクタ配線基板の表面には、配線パターンが形成されており、前記コネクタ配線基板の前記配線パターンと、前記第１のメイン配線基板が有する前記配線パターンとは互いに電気的に接続されており、かつ、前記コネクタ配線基板の前記配線パターンと、前記第２のメイン配線基板が有する前記配線パターンとは互いに電気的に接続されている。
【０００９】
ある好適な実施の形態において、前記コネクタ配線基板の前記配線パターンの一部には、電子部品が実装されている。
【００１０】
ある好適な実施の形態において、前記電子部品は、ノイズ対策部品である。
【００１１】
ある好適な実施の形態において、前記ノイズ対策部品は、バイパスコンデンサ、デカップリングコンデンサ、遅延用インダクタ、抵抗、バリスタからなる群から選択される少なくとも一種の電子部品である。
【００１２】
ある好適な実施の形態において、前記コネクタ基板には、電子回路が形成されており、前記第１のメイン配線基板および第２のメイン配線基板の少なくとも一方の前記配線パターンよりも、前記コネクタ配線基板の前記配線パターンの方が高密度な配線となっている。
【００１３】
ある好適な実施の形態において、前記第１のメイン配線基板および前記第２のメイン配線基板の弾性率よりも、前記コネクタ配線基板の弾性率の方が低い。
【００１４】
ある好適な実施の形態において、前記第１のメイン配線基板および前記第２のメイン配線基板の前記弾性率が２０ＧＰａ以上４０ＧＰａ以下の範囲にある場合に、前記コネクタ配線基板の弾性率は、５ＧＰａ以上から２０ＧＰａ未満である。
【００１５】
ある好適な実施の形態において、前記第１のメイン配線基板および前記第２のメイン配線基板のそれぞれの厚さよりも、前記コネクタ配線基板の厚さの方が薄い。
【００１６】
ある好適な実施の形態において、前記コネクタ配線基板には、前記第１のメイン配線基板を通すための第１の開口部と、前記第２のメイン配線基板を通すための第２の開口部とが形成されており、前記第１のメイン配線基板は、前記コネクタ配線基板の前記第１の開口部に差し込まれており、前記第２のメイン配線基板は、前記コネクタ配線基板の前記第２の開口部に差し込まれている。
【００１７】
ある好適な実施の形態において、前記第１の開口部の周囲には、半田が形成されており、それによって、前記第１のメイン配線基板の前記配線パターンと、前記コネクタ配線基板の前記配線パターンとが互いに電気的に接続されており、そして、前記第２の開口部の周囲にも、半田が形成されており、それによって、前記第２のメイン配線基板の前記配線パターンと、前記コネクタ配線基板の前記配線パターンとが互いに電気的に接続されている。
【００１８】
ある好適な実施の形態において、前記第１の開口部および前記第２の開口部の少なくとも一方には、導電性材料からなる断面コの字型の接続用部材が挿入されており、前記接続用部材に、前記第１のメイン配線基板または前記第２のメイン配線基板が挿入されている。
【００１９】
ある好適な実施の形態において、前記第１の開口部および前記第２の開口部は、それぞれ、貫通孔である。
【００２０】
ある好適な実施の形態において、前記第１のメイン配線基板および前記２のメイン配線基板には、それぞれ、前記コネクタ配線基板を通すための開口部が形成されており、前記第１のメイン配線基板の前記開口部および前記第２のメイン配線基板の前記開口部に、前記コネクタ配線基板は差し込まれている。
【００２１】
ある好適な実施の形態において、前記第１のメイン配線基板の前記開口部の周囲には、半田が形成されており、それによって、前記第１のメイン配線基板の前記配線パターンと、前記コネクタ配線基板の前記配線パターンとが互いに電気的に接続されており、そして前記第２のメイン配線基板の前記開口部の周囲にも、半田が形成されており、それによって、前記第２のメイン配線基板の前記配線パターンと、前記コネクタ配線基板の前記配線パターンとが互いに電気的に接続されている。
【００２２】
ある好適な実施の形態において、前記第１のメイン配線基板の前記開口部および前記第２のメイン配線基板の前記開口部の少なくとも一方には、導電性材料からなる断面コの字型の接続用部材が挿入されており、前記接続用部材に、前記コネクタ配線基板が挿入されている。
【００２３】
ある好適な実施の形態において、前記第１のメイン配線基板の前記開口部および前記第２のメイン配線基板の前記開口部は、それぞれ、貫通孔である。
【００２４】
本発明の他の三次元実装構造体は、表面に配線パターンを有し、当該配線パターンの一部に電子部品が実装されている第１のメイン配線基板と、前記第１のメイン配線基板と略平行に配置され、表面に配線パターンを有する第２のメイン配線基板と、前記第１のメイン配線基板および第２のメイン配線基板に対して略垂直に配置された、コネクタ配線基板とを備え、前記コネクタ配線基板の表面には、配線パターンが形成されており、さらに、前記コネクタ配線基板には、当該コネクタ配線基板の前記配線パターンと電気的に接続し、前記第１のメイン配線基板と嵌合・脱着可能な第１のコネクタと、当該コネクタ配線基板の前記配線パターンと電気的に接続し、前記第２のメイン配線基板と嵌合・脱着可能な第２のコネクタとが設けられており、前記第１のメイン配線基板は、前記第１のコネクタに挿入されて、それによって、前記第１のメイン配線基板と前記コネクタ配線基板とは互いに電気的に接続されており、前記第２のメイン配線基板は、前記第２のコネクタに挿入されて、それによって、前記第２のメイン配線基板と前記コネクタ配線基板とは互いに電気的に接続されている。
【００２５】
本発明の更に他の三次元実装構造体は、表面に配線パターンを有し、当該配線パターンの一部に電子部品が実装されている第１のメイン配線基板と、前記第１のメイン配線基板と略平行に配置され、表面に配線パターンを有する第２のメイン配線基板と、前記第１のメイン配線基板および第２のメイン配線基板に対して略垂直に配置された、コネクタ配線基板とを備え、前記コネクタ配線基板の表面には、配線パターンが形成されており、前記第１のメイン配線基板には、当該第１のメイン配線基板の前記配線パターンと電気的に接続し、前記コネクタ配線基板と嵌合・脱着可能なコネクタが設けられており、前記第２のメイン配線基板には、当該第２のメイン配線基板の前記配線パターンと電気的に接続し、前記コネクタ配線基板と嵌合・脱着可能なコネクタが設けられており、前記コネクタ配線基板は、前記第１のメイン配線基板に設けられた前記コネクタと、前記第２のメイン配線基板に設けられた前記コネクタとに挿入されている。
【００２６】
ある好適な実施の形態では、さらに、前記第１および第２のメイン配線基板と略平行に配置され、表面に配線パターンを有する第３のメイン配線基板を備えており、前記第３のメイン配線基板の前記配線パターンと、前記コネクタ配線基板の前記配線パターンとは互いに電気的に接続されている。
【００２７】
ある好適な実施の形態において、前記第１のメイン配線基板と前記第２のメイン配線基板との間には、電磁波を遮蔽するシールド部材が配置されている。
【００２８】
ある好適な実施の形態において、前記第１のメイン配線基板と前記第２のメイン配線基板との間には、電磁波を遮蔽するシールド壁が形成されており、前記第１のメイン配線基板と、前記第２のメイン配線基板と、前記シールド壁とによって、略閉空間が形成されている。
【００２９】
前記コネクタ配線基板は、基板内に電子部品を内蔵した部品内蔵基板であってもよい。
【００３０】
前記第１のメイン配線基板および前記第２のメイン配線基板の少なくとも一方は、基板内に電子部品を内蔵した部品内蔵基板であってもよい。
【００３１】
本発明の携帯用電子機器は、上記三次元実装構造体と、前記三次元実装構造体を収納する筐体とを備えている。
【００３２】
本発明の三次元実装構造体の製造方法は、表面に配線パターンを有し、当該配線パターンの一部に電子部品が実装された第１のメイン配線基板を用意する工程と、前記第１のメイン配線基板に対して略垂直となるように、表面に配線パターンを有し、当該配線パターンの一部に電子部品が実装されたコネクタ配線基板を配置する工程と、前記第１のメイン配線基板に対して略平行に、かつ、前記コネクタ配線基板に対して略垂直になるように、表面に配線パターンを有し、当該配線パターンの一部に電子部品が実装された第２のメイン配線基板を配置する工程と、前記第１のメイン配線基板の前記配線パターンと前記コネクタ配線基板の前記配線パターンとの両者を互いに電気的に接続する工程と、前記第２のメイン配線基板の前記配線パターンと前記コネクタ配線基板の前記配線パターンとの両者を互いに電気的に接続する工程とを包含する。
【００３３】
本発明の他の三次元実装構造体の製造方法は、表面に配線パターンを有し、当該配線パターンの一部に電子部品が実装された第１のメイン配線基板を用意する工程と、前記第１のメイン配線基板に対して略平行となるように、表面に配線パターンを有し、当該配線パターンの一部に電子部品が実装された第２のメイン配線基板を配置する工程と、前記第１のメイン配線基板および前記第２のメイン配線基板に対して略垂直になるように、表面に配線パターンを有し、当該配線パターンの一部に電子部品が実装されたコネクタ配線基板を配置する工程と、前記第１のメイン配線基板の前記配線パターンと前記コネクタ配線基板の前記配線パターンとの両者を互いに電気的に接続する工程と、前記第２のメイン配線基板の前記配線パターンと前記コネクタ配線基板の前記配線パターンとの両者を互いに電気的に接続する工程とを包含する。
【００３４】
ある好適な実施の形態において、前記第１のメイン配線基板上に、当該第１のメイン配線基板の法線方向から見て略ロの字形状を有し、半田付け可能な磁性材料からなるシールド部材を配置し、そして、前記第２のメイン配線基板を配置した際に、前記第１のメイン配線基板と前記第２のメイン配線基板と前記シールド部材とによって、略閉空間を形成する工程を更に実行する。
【００３５】
ある好適な実施の形態において、前記第１のメイン配線基板の前記配線パターンと前記コネクタ配線基板の前記配線パターンとの両者を互いに電気的に接続する工程、および、前記第２のメイン配線基板の前記配線パターンと前記コネクタ配線基板の前記配線パターンとの両者を互いに電気的に接続する工程は、同一工程で実行される。
【発明の効果】
【００３６】
本発明の三次元実装構造体は、第１のメイン配線基板と、第１のメイン配線基板と略平行に配置された第２のメイン配線基板と、前記第１のメイン配線基板および第２のメイン配線基板に対して略垂直に延びるコネクタ配線基板とを備えているので、より効果的な高密度・高機能実装が可能である。また、本発明によれば、三次元実装構造体を構成する各要素（第１のメイン配線基板、第２のメイン配線基板、コネクタ配線基板）の検査および修理交換が容易であり、しかも実装面積を制限されない三次元実装構造体を得ることができる。さらに、コネクタ配線基板の表面には配線パターンが形成されているので、コネクタ配線基板及び当該配線パターンを利用した三次元実装構造体を実現することができる。
【００３７】
コネクタ配線基板には、電子部品（例えば、ノイズ対策部品）を実装することが可能である。コネクタ配線基板にノイズ対策部品を実装した場合、ノイズに強いモジュールを構築することができるとともに、第１のメイン配線基板および第２のメイン配線基板にはノイズ対策部品を設けた場合と比較して、第１のメイン配線基板および第２のメイン配線基板の実装面積をより有効活用でき、また、第１のメイン配線基板および第２のメイン配線基板の設計自由度を上げることができる。
【００３８】
さらに、第１のメイン配線基板および第２のメイン配線基板の弾性率よりも、コネクタ配線基板の弾性率の方が低くなるように構成した場合、三次元実装構造体にかかる応力・歪みをコネクタ配線基板で吸収・緩和することができ、その結果、例えば落下時のショック等に対する信頼性に優れた三次元実装構造体を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
本願発明者は、高密度・高機能実装を可能にする三次元実装構造体の開発にあたり、まず、図１（ａ）および（ｂ）に示した構造を有する三次元実装構造体１０００について検討を行った。
【００４０】
図１（ａ）に示した三次元実装構造体１０００は、マザーボード１５００上に、ＣＳＰ（チップ・サイズ・パッケージ）の半導体素子１２００が実装されており、半導体チップ１２００の上方に配線基板１４００が配置されている。ＣＳＰ１２００は、半田ボール１２１０を介してマザーボード１５００に接続されており、配線基板１４００は、接続端子１３００によって支持されており、かつ、マザーボード１５００に接続されている。配線基板１４００の上面には、ベアチップの半導体素子１４１０およびチップ部品１４２０が実装されている。一方、図１（ｂ）に示した三次元実装構造体１００は、図１（ａ）に示した構造とほぼ同じであり、配線基板１４００の下面には、ベアチップの半導体素子１４１０およびチップ部品１４２０が実装されて点が異なる。
【００４１】
図１（ａ）および図１（ｂ）に示した三次元実装構造体１０００とも、ＣＳＰ１２００の上方の領域に、部品１４１０および１４２０を配置することができ、その結果、実装面積の増大を図ることができ、また、複数の部品を実装できるので、高密度実装および高機能実装を比較的容易に実現することができる。
【００４２】
現時点の技術レベルにおいて、図１（ａ）および（ｂ）に示した三次元実装構造体１０００に特に目立った問題点は存在しないが、本願発明者は、次のような状況を想定して検討を行った。
【００４３】
携帯電話の分野においては、モデルチェンジのスピードが非常に早く、それゆえ、非常に短い設計期間・開発期間で次モデルを製造することが各メーカーに要求されている。通常、モデルチェンジが行われることが決定すれば、その機能および構造に合わせて、各種システムないし回路を実現にするための回路基板の設計・開発が行われ、その回路基板が作製される。携帯電話においては、他の電子機器（または他の携帯用電子機器）と比較しても、実装面積が極めて制限されており、それゆえに、多少の変更でも、携帯電話の筐体内に適切に配置させる上で、一から回路基板の設計を要求されることが多い。したがって、図１（ａ）および（ｂ）に示した三次元実装構造体１０００があるモデルに適切なものであっても、次モデルにおいては、現行モデルで如何に適切な構造・配置であったかどうかにかかわらず、変更を余儀なくされることが多い。
【００４４】
一方で、携帯電話を機能や回路的に見た場合、新モデルに対応して変更しなければならない箇所がある一方、現行モデルの機能および回路をそのまま流用できる箇所も多い。そう考えると、実装面積の制限に応じて回路基板の構成を一から行わなくて済むような構造（あるいは、少しの変更に対して、大幅な回路基板の変更を行わなくて済むような構造）を有する三次元実装構造体が存在すると、非常にメリットが大きい。従来の三次元実装構造体においては、そのような観点は欠けており、ただ単に、実装面積をより有効に利用する構造の提示にとどまっている。
【００４５】
上記検討の下、モデルチェンジ時の多少の変更において、大幅な回路基板の設計変更（例えば、一からの回路基板の設計）を行わなくても済むような、従来とは異なる三次元実装構造体を提供できれば、モデルチェンジのスピードが早くて、短い設計期間・開発期間で次モデルを製造しなければならない携帯電話の用途において、非常に大きなメリットが得られるのではないかと本願発明者は考え、そのような三次元実装構造体の開発に挑んだ。
【００４６】
また、本来モジュール化の目的ないし思想は、回路ブロックの機能を一体化し完結した機能を発揮させることで種々の機能を共用化させることにあるので、本願発明者はこの本来の目的にも着目した。これにより、電子機器に利用するモジュールとして標準化が図れ、機種変更、機能追加などが容易となり、ひいては開発期間の短縮化、開発コストの低減を図ることができるということを達成し得る。また、機能モジュール化により、モジュール間の電気接続端子数が減少でき、モジュールが実装されるマザーボードも低コストな基板を用いることができるという効果も得られる。さらに、機能を一体化し、モジュール単位でノイズ対策を施すことにより、電子機器セットとしてのノイズ対策を簡略化することが可能となる。このことによっても、近年、高速・高周波化が進展している電子機器の開発期間の短縮化が図れる。したがって、モジュールの発展形態といえる三次元実装構造体も上記効果を奏するものであることが望ましい。そして、三次元実装構造体においても、どれくらい機能を一体化できるか、換言すれば、どのような部品でも搭載でき、ノイズ対策が可能かどうか重要なポイントとなり得る。
【００４７】
図１（ａ）および（ｂ）に示した構成は、上方に配置されている配線基板１４００とＣＳＰ１２００は、直接電気接続することはできないものであり、そのため、マザーボード１５００を介して電気接続されている。上記で述べたように、機能を一体化するという本来のモジュール思想からすれば、図１（ａ）および（ｂ）に示した構成は効果的なモジュールとは言えない。すなわち、当該構成は、回路として関連性を持たない部品同士を２階建てにしたにすぎず、マザーボードの低コスト化には効果はない。
【００４８】
上記検討を踏まえて、本願発明者が図１（ａ）および（ｂ）の構造をさらに検討したところ、この構造では接続端子１３００は適切に機能しているものの、接続端子１３００の技術常識にとらわれずに、そこに新たなアイデアを盛り込めば、新たな三次元実装構造体を実現できると想到し、本発明に至った。
【００４９】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面においては、説明の簡潔化のため、実質的に同一の機能を有する構成要素を同一の参照符号で示す。なお、本発明は以下の実施の形態に限定されない。
【００５０】
（実施の形態１）
図２を参照しながら、本発明の実施の形態１に係る三次元実装構造体１００について説明する。
【００５１】
図２に示した三次元実装構造体１００は、第１のメイン配線基板１１と、第１のメイン配線基板と略平行に配置された第２のメイン配線基板１２と、第１のメイン配線基板１１および第２のメイン配線基板１２に対して略垂直に延びるコネクタ配線基板１５とから構成されている。第１のメイン配線基板１１は、表面に配線パターンを有しており、当該配線パターンの一部には、電子部品２０が実装されている。第１のメイン配線基板１１と同様に、第２のメイン配線基板１２も、表面に配線パターンを有しており、第２のメイン配線基板１２の配線パターンの一部にも、電子部品２０が実装されている。そして、コネクタ配線基板１５の表面にも、配線パターンが形成されている。コネクタ配線基板１５が有する配線パターンは、複数の配線から構成され、第１のメイン配線基板１１と第２のメイン配線基板１２との間を電気的に接続するための配線パターンである。コネクタ配線基板１５の配線パターンには、例えば２００μｍピッチ（線幅１００μｍ、線間１００μｍ）の配線が形成されている。後述するように、場合によっては、当該配線パターンに電子部品を実装することができ、例えば、配線間の一部に、コンデンサ、インダクタ、バリスタといったノイズ部品が搭載されている。
【００５２】
三次元実装構造体１００では、コネクタ配線基板１５の配線パターンと、第１のメイン配線基板１１の配線パターンとは互いに電気的に接続されている。そして、コネクタ配線基板１５の配線パターンと、第２のメイン配線基板１２の配線パターンも互いに電気的に接続されている。本実施の形態において、三次元実装構造体１００は、配線基板（例えば、マザーボード）１０の上に配置されており、図２に示した例では、コネクタ配線基板１５の配線パターンと、配線基板１０の表面に形成された配線パターンとは互いに電気的に接続されている。また、図２に示すように、配線基板１０の上に電子部品２１が載置されていてもよく、そして、電子部品２１は、三次元実装構造体１００の下方領域（例えば、第１のメイン配線基板１１の下方領域）に位置していてもよい。電子部品２０（または２１）は、例えば、半導体素子（ＣＳＰ、ベアチップなど）、チップ部品（チップインダクタ、チップコンデンサ、チップ抵抗など）である。
【００５３】
本実施の形態の三次元実装構造体１００が携帯電話に搭載される場合、第１のメイン配線基板１１および第２のメイン配線基板１２は、各種回路部（例えば、高周波回路部、ベースバンド部、パワーマネージメント部、ディスプレイ部、イメージセンサー部など）に対応し得る。あるいは、三次元実装構造体１００が一つの回路部（例えば、高周波回路部）に対応し、第１のメイン配線基板１１および第２のメイン配線基板１２は、その回路部を構成する要素であってもよい。なお、図２においては、第１のメイン配線基板１１および第２のメイン配線基板１２の２枚のメイン配線基板を示しているが、２枚に限定されず、３枚以上にしても良い。すなわち、第１および第２のメイン配線基板（１１，１２）と略平行に配置され、表面に配線パターンを有する第３のメイン配線基板をさらに備えていても良い。
【００５４】
本実施の形態の構成によれば、第１のメイン配線基板１１と第２のメイン配線基板１２とコネクタ配線基板１５とによって三次元実装構造体１００を構成しているので、第１のメイン配線基板１１と第２のメイン配線基板１２との立体配置関係により、高密度実装が可能である。さらに、第１のメイン配線基板１１および第２のメイン配線基板１２のそれぞれに別々の機能を持たせることができ、あるいは、第１のメイン配線基板１１および第２のメイン配線基板１２をそれぞれ、或る回路における個々の要素として構築することができ、その結果、高機能実装を行うこともできる。
【００５５】
また、第１のメイン配線基板１１および第２のメイン配線基板１２を、コネクタ配線基板１２を介して電気的に接続する構成を採用しているので、第１のメイン配線基板１１および第２のメイン配線基板１２のそれぞれを独立に製造し、そして検査した後に、三次元実装構造体１００の組み立てを行うことができるので、第１、第２のメイン配線基板１１、１２によって実現されている各回路の信頼性を高めることができるとともに、製造コストを低下させることも可能となる。さらには、モデルチェンジ等によって改良が必要となった場合において、第１、第２のメイン配線基板１１、１２によって実現されている各回路のうち、例えば第１のメイン配線基板１１のみの改良でよく、第２のメイン配線基板１２に改良が必要なければ、第１のメイン配線基板１１のみ設計変更を行えばよいため、設計・開発期間の大幅な短縮なるとともに、第２のメイン配線基板１２の信頼性を確保したまま、次モデルの設計・製造を行うことができる。
【００５６】
加えて、本実施の形態の三次元実装構造体１００においては、コネクタ配線基板１５の回路パターンにさらに電子部品を実装することも可能である。コネクタ配線基板１５に電子部品を実装（垂直実装または側面実装）することによって、更なる高密度実装を実現することができる。コネクタ配線基板１５に実装する電子部品として、ノイズ対策部品（例えば、コンデンサ、バリスタ、インダクタなど）を用いれば、三次元実装構造体１００のノイズ対策を行うことができる。また、コネクタ配線基板１５にノイズ対策部品を実装した場合、第１または第２のメイン配線基板１１，１２にノイズ対策部品を実装した場合と比較して、第１または第２のメイン配線基板１１，１２の実装面積をより有効活用できるとともに、第１または第２のメイン配線基板１１，１２の設計自由度を上げることができる。なお、本明細書において「ノイズ対策部品」とは、ノイズに特化した低減部品のことをいう。ノイズ対策部品は、例えば、バイパスコンデンサ、デカップリングコンデンサ、遅延用インダクタ、抵抗、バリスタなどから選択することができる。
【００５７】
さらに、コネクタ配線基板１５の弾性率を、第１または第２のメイン配線基板１１，１２の弾性率よりも低くした場合、三次元実装構造体１００の構造に新たな機能を付加することも可能である。
【００５８】
すなわち、第１のメイン配線基板１１および第２のメイン配線基板１２よりも、コネクタ配線基板１５の方が低弾性率となるように構成した場合、換言すると、コネクタ配線基板１５に相対的に可撓性を持たせた場合、三次元実装構造体１００にかかる応力・歪みをコネクタ配線基板１５で吸収・緩和することができる。このようにすれば、例えば落下時のショック等に対する信頼性を良好にすることができる。さらに説明すると、携帯用電子機器等は、持ち運びができて便利な反面、誤って落下させてしまうことがあり、その際に通常の基板に通常のコネクタ接続を行っただけの構造では、接続不良を起こし回路が動作しなくなる問題等があるのに対し、本構成では、三次元実装構造体１００にかかる応力・歪みをコネクタ配線基板１５で吸収・緩和することができるので、そのような落下による接続不良の問題を回避または緩和することが可能である。
【００５９】
また、第１のメイン配線基板１１および／または第２のメイン配線基板１２に、ＬＳＩのような半導体素子が実装されており、その半導体素子の発熱によって三次元実装構造体１００に熱応力が加わった状況になった場合でも、コネクタ配線基板１５の可撓性によって、その熱応力によって生じた歪みを吸収・緩和することが可能となる。
【００６０】
コネクタ配線基板１５に相対的に可撓性を持たせるには、コネクタ配線基板１５を構成する材料と、第１または第２のメイン配線基板１１，１２を構成する材料と異なるものにして、コネクタ配線基板１５が可撓性を有するようにすればよい。また、異なる材料にする場合に限らず、同じ材料であっても、第１のメイン配線基板１１および第２のメイン配線基板１２のそれぞれの厚さよりも、コネクタ配線基板１２の厚さの方を薄くすることによっても行うことができる。ただし、コネクタ配線基板１５をあまりにも軟らかくしてしまうと、第１および第２のメイン配線基板１１，１２を支持できなる場合や、応力を吸収・緩和できなくなる場合もあり得るので、適切なものにする望ましい。
【００６１】
例えば、第１のメイン配線基板１１および第２のメイン配線基板１２の弾性率が２０ＧＰａ以上４０ＧＰａ以下の範囲にあるときには、コネクタ配線基板の弾性率を５ＧＰａ以上から２０ＧＰａ未満（好ましくは、１０〜１５ＧＰａ）にコントロールするのが望ましい。本実施の形態においては、第１および第２のメイン配線基板１１，１２、コネクタ配線基板１５ともリジット基板を用いており、そして、第１および第２のメイン配線基板１１，１２は、ガラス不織布にエポキシ樹脂を含浸させた典型的なガラスエポキシから構成しているのに対し、コネクタ配線基板１５では、熱可塑性樹脂などのエラストマー系の材料をエポキシ樹脂に添加することによって、コネクタ配線基板１５の弾性率を下げるようにしている。なお、この手法は一例であり、これ以外には、例えば、コネクタ配線基板１５の弾性率を下げるには、補強材（ガラス織布や不織布など）を使用せずに、熱硬化樹脂と無機フィラーとを混合した基材を用いることによっても達成可能である。
【００６２】
第１のメイン配線基板１１と、第２のメイン配線基板１２との間隔Ｄは、例えば５ｍｍμｍ以下であり、特に問題が生じない限り、薄ければ薄いほど、三次元実装構造体１００の薄型化を達成することができる。高密度実装を行う上では、図２に示した電子部品２０として半導体チップを実装する場合には、ＣＳＰ型の半導体チップや、ベアチップを実装することが望ましい。三次元実装構造体１００の全体の高さＨを、例えば５ｍｍ以下にすると、薄型のモジュールとして、携帯電話等の筐体に比較的容易に配置することができる。三次元実装構造体１００が載置される配線基板１０は、リジッド基板でもよいし、フレキシブル基板（あるいは、フレックスリジッド基板）であってもよい。
【００６３】
第１のメイン配線基板１１または第２の配線基板１２の寸法を例示的に示すと次の通りである。例えば携帯電話の用途に用いる場合、第１のメイン配線基板１１（または、第２のメイン配線基板１２）の面積は、例えば１５００ｍｍ２以下（一例を挙げると、３０ｍｍ×５０ｍｍのサイズ以下）であり、第１のメイン配線基板１１（または、第２のメイン配線基板１２）の厚さは、例えば０．４ｍｍ以下である。第１のメイン配線基板１１（または、第２のメイン配線基板１２）の配線パターンは、例えば銅箔から構成されている。コネクタ配線基板１２の寸法を例示的に示すと、その面積は、例えば１８０ｍｍ２以下（一例を挙げると、３０ｍｍ×６ｍｍのサイズ以下）であり、その厚さは、例えば０．４ｍｍ以下（好適な一例を挙げると、０．１〜０．３ｍｍ）である。コネクタ配線基板１５の配線パターンは、例えば銅箔から構成されている。
【００６４】
また、第１のメイン配線基板１１および／または第２のメイン配線基板１２として、基板内に電子部品が内蔵された部品内蔵基板（例えば、特開平１１−２２０２６２号公報参照）を用いることもできる。部品内蔵基板を用いれば、部品の高密度実装化を促進することができる。第１のメイン配線基板１１および／または第２のメイン配線基板１２に部品内蔵基板を用いることにより、基板の面積を５０％程度減少させることも可能である。また、部品内蔵基板を用いると、接続距離を短くできること等の作用によって、基板の雑音の低減を図ることができる効果を達成できる可能性もある。一方、コネクタ配線基板１５に、部品内蔵基板（例えば、ＳＩＭＰＡＣＴＴＭ）を用いることも可能である。例えば、上述したノイズ対策部品をコネクタ配線基板１５内に内蔵させることも可能である。
【００６５】
本発明に係る実施の形態の構造を「三次元実装構造体」と称しているが、この用語について説明する。多くの電子機器は形態上、ほとんどが立体構造をしているので、広義にとらえると、電子機器は実質的に三次元の機器（換言すると、立体の組み立て機器）となり、実在する電子機器すべて三次元組み立て構造、すなわち、三次元実装を行っていることになる。しかし、本発明の分野に関する電子機器実装において、単なる立体構造を有する機器の組み立てについては、三次元実装とは呼ばない。それゆえ、本明細書でもそのようなものは三次元実装とは呼ばず、ここでは区別するために「三次元組み立て」又は「三次元組み立て体と称することとする。本明細書において「三次元組み立て体」には、デスクトップ型ＰＣ（パーソナルコンピュータ）等で見られる、プリント回路実装ドータボードをマザーボード上のソケットコネクタなどに挿入して棚状に並べて組み込み、三次元に組み立てた構造のものも含むものとする。「三次元組み立て体」のスケールが、例えば、１００ｍｍ×２５０ｍｍ程度のドータボードをコネクタに挿入し、ドータボード間の距離は２５ｍｍ程度のものである。これに対し、「三次元実装構造体」のスケールを述べると、例えば、上述したとおり、メイン配線基板１１，１２のサイズは、大きくても３０ｍｍ×５０ｍｍ程度であり、メイン配線基板１１，１２間の距離は２ｍｍ程度である。したがって、「三次元組み立て体」と「三次元実装構造体」との両者は大きく相違する。
【００６６】
また、三次元組み立て体においては、２つの基板を電気的に接続するとき、コネクタやフレキシブル基板を用いることとなるが、それでは、三次元実装構造体においては接続ライン数が不十分となることが多い。狭ピッチでの接続を行うには、狭ピッチで接続できるコネクタや、より多層化したフレキシブル基板などを用いることが生じるが、やはりコネクタでは狭ピッチにできる限界があり、また、フレキブル基板の多層化にも限界がある。そのような中、本実施の形態の三次元実装構造体１００では、狭ピッチ化への対応が容易であるので、技術的な意義が大きい。また、コネクタ部に新たな電子回路的な機能を持たせるためには、電子回路をコネクタ部に形成することが必要となるが、典型的なコネクタやフレキシブル基板を用いたものでは、電子回路をコネクタ部に形成することはできない。一方、本実施の形態の三次元実装構造体１００では、コネクタ配線基板１５にも電子回路を形成することができるので、その点でも技術的な意義を持っている。
【００６７】
コネクタ配線基板１５に電子回路を形成する場合、第１のメイン配線基板１１および第２のメイン配線基板１２の少なくとも一方の配線パターンよりも、コネクタ配線基板１５の配線パターンの方を高密度な配線（ファイン）にしてもよい。メイン配線基板１１および／または１２よりも、コネクタ配線基板１５の方をファインにした場合、コネクタ配線基板１５の電子回路を構成する電子部品自体も、メイン配線基板１１，１２に搭載している電子部品よりも小さいものを用いることが好ましい。あるいは、メイン配線基板１１と比較して、高密度に電子部品を実装し、それによって、高密度な電子回路を形成することもできる。
【００６８】
次に、図３および図４を参照しながら、本実施の形態の三次元実装構造体１００のより詳細な説明を行う。図３は、三次元実装構造体１００の第１構成例についての要部拡大断面図であり、図４は、三次元実装構造体１００の第２構成例についての要部拡大断面図である。
【００６９】
図３に示した三次元実装構造体１００は、コネクタ配線基板１５に開口部３１、３２が形成されており、開口部３１および３２にそれぞれ、第１のメイン配線基板（以下「メイン下基板」と称する。）１１および第２のメイン配線基板（以下「メイン上基板」と称する。）１２が差し込まれている。メイン下基板１１の表面には、配線パターン１１ａ、１１ｂが形成されており、同様に、メイン上基板１２の表面にも、配線パターン１２ａ、１２ｂが形成されている。そして、コネクタ配線基板１５の表面にも、配線パターン１５ａ、１５ｂが形成されている。なお、メイン下基板１１およびメイン上基板１２上に実装される電子部品（２０）は、省略している。
【００７０】
開口部３１、３２の周囲には、半田４０が形成されており、半田４０によって、メイン下基板１１またはメイン上基板１２と、コネクタ配線基板１５とは互いに電気的に接続されている。より詳細に述べると、メイン下基板１１の配線パターン１１ａ、１１ｂは、半田４０を介して、コネクタ配線基板１５の配線パターン１５ａに電気的に接続されており、そして、メイン上基板１２の配線パターン１２ａ、１２ｂは、半田４０を介して、コネクタ配線基板１５の配線パターン１５ａに電気的に接続されている。なお、配線パターン１１ａ、１１ｂ（あるいは、配線パターン１２ａ、１２ｂ）のいずれか一方を配線パターン１５ａに電気的に接続してもよいし、配線パターン１５ａでなく、配線パターン１５ｂの方に電気的に接続してもよい。
【００７１】
図３に示した構成において、メイン下基板１１とメイン上基板１２との間隔Ｄは、例えば２ｍｍ以下である。このような間隔Ｄを確保するべく、図３に示した構成例１では、開口部３１、３２にそれぞれメイン下基板１１、メイン上基板１２を挿入する構成を採用している。さらに説明を続けると、メイン下基板１１、メイン上基板１２の基板間接続技術として、今日使用されているメカニカルコネクタまたはソケットコネクタを用いた場合、そのメカニカルコネクタまたはソケットコネクタ自体の大きさによって、間隔Ｄの確保ができなくなってしまう。ここで、開口部３１、３２の幅Ｗは、例えば０．５ｍｍ以下（好適な一例を挙げると０．１５〜０．４５ｍｍ程度）である。なお、図３に示した三次元実装構造体１００では、メカニカルコネクタまたはソケットコネクタを用いていないが、メイン下基板１１またはメイン上基板１２と、コネクタ配線基板１５との連結以外の箇所（例えば、図２における三次元実装構造体１００と配線基板１０との連結）にそれらのコネクタを用いることは可能である。
【００７２】
また、図３に示した構成では、コネクタ配線基板１５を１つだけ示しているが、メイン下基板１１とメイン上基板１２との間隔Ｄを安定して維持させるために、コネクタ配線基板１５を２つ又はそれ以上用いることも好適である。図３に示した例では、開口部３１、３２は貫通孔であるが、メイン下基板１１またはメイン上基板１２と、コネクタ配線基板１５との連結できるのであれば、貫通孔に限らず、未貫通の開口部であってもよい。
【００７３】
図４に示した三次元実装構造体１００は、メイン下基板１１およびメイン上基板１２のそれぞれに開口部３０を形成し、開口部３０にコネクタ配線基板１５を通した構成を有している。図４に示すように、メイン下基板１１およびメイン上基板１２の方に開口部３０を形成しても、メイン下基板１１またはメイン上基板１２と、コネクタ配線基板１５との連結を実行することができる。図４に示した例では、開口部３０の周囲に半田４０が形成されており、半田４０によって、メイン下基板１１またはメイン上基板１２と、コネクタ配線基板１５とは互いに電気的に接続されている。図３に示した構成と同様に、図４に示した構成でも、間隔Ｄは、例えば２ｍｍ以下にすることができる。開口部３０の幅Ｗは、例えば０．５ｍｍ以下（好適な一例を挙げると０．１５〜０．４５ｍｍ程度）である。
【００７４】
なお、本実施の形態の三次元実装構造体１００では、メイン下基板１１とメイン上基板１２とは略平行に配置され、そして、メイン下基板１１およびメイン上基板１２に対してコネクタ配線基板１５は略垂直に配置されているが、この略平行および略垂直の配置は、それぞれ、典型的には、平行および垂直（直角）であるが、必ずしもそれに限定されず、三次元実装構造体１００の構造が比較的安定して維持できれば、平行からずれていても、また、垂直（直角）からずれていても許容される。例えば、コネクタ配線基板１５と、メイン下基板１１またはメイン上基板１２との成す角度は、典型的には９０°であるが、７０°〜１１０°（すなわち、９０°±２０°）の範囲にあってもよい。
【００７５】
次に、図５（ａ）から（ｂ）を参照しながら、本実施の形態の三次元実装構造体１００の製造方法を説明する。
【００７６】
まず、図５（ａ）に示すように、開口部３０を有するメイン下基板１１を用意し、そして、メイン下基板１１に対して略垂直となるようにコネクタ配線基板１５を配置する。略垂直に配置するために、コネクタ配線基板１５をメイン下基板１１の開口部３０に差し込む。また、メイン下基板１１の配線パターン（不図示）の周囲に、電子部品２０を配置する。なお、電子部品２０が実装されたメイン下基板１１を用意して工程を行う方が便利な場合が多い。
【００７７】
次に、図５（ｂ）に示すように、メイン下基板１１に対して略平行に、コネクタ配線基板１５に対して略垂直になるようにメイン上基板１２を配置する。この配置にするために、メイン上基板１２の開口部３０にコネクタ配線基板１５を差し込む。なお、この段階で、メイン下基板１１上に電子部品２０を実装することも可能である。
【００７８】
最後に、図５（ｃ）に示すように、メイン下基板１１およびメイン上基板１２の開口部３０の周囲に半田４０を形成して、メイン下基板１１とコネクタ配線基板１５、および、メイン上基板１２とコネクタ配線基板１５を電気的に接続する。この電気的な接続工程は、同一工程（例えば、リフロー工程）で実行することが可能であり、この工程を利用して、半田接合を用いた電子部品の実装を行うことも可能である。
【００７９】
以上のようにすれば、本実施の形態の三次元実装構造体１００を得ることができる。半田付けの工程は、メイン下基板１１およびメイン上基板１２との両方同時に行う場合に限らず、別々に行うことも可能である。また、電子部品の実装工程は、別途行っても良いし、上述したようにコネクタ配線基板１５のリフロー工程に合わせて行ってもよい。
【００８０】
図５（ａ）から（ｃ）では、メイン下基板１１およびメイン上基板１２に開口部３０が形成された構成（図４参照）の製造方法について説明したが、同様な手法によって、コネクタ配線基板１５に開口部３１，３２が形成された構成（図３参照）の製造方法も実行することが可能である。また、メイン下基板１１とメイン上基板１２とを先に略平行に配置してから、コネクタ配線基板１５を持ってきて、その後、電気的な接続（例えば、半田接合）を行うようにすること可能である。
【００８１】
上述したように、コネクタ配線基板１５の配線パターンにも、電子部品を実装することが可能であるので、所定の工程で電子部品をコネクタ配線基板１５に実装するか、あるいは、電子部品が実装されたコネクタ配線基板１５を用いて、図５（ａ）から（ｃ）の製造工程を実行することも可能である。図６に、コネクタ配線基板１５の配線パターン１５ｂ上に電子部品２０が実装された構成の三次元実装構造体１００を示す。図６に示した構成は、コネクタ配線基板１５に電子部品２０が実装されるので、より高密度実装を実現することができるものである。コネクタ配線基板１５に実装する電子部品２０として、ノイズ対策用部品を用いれば、コネクタ配線基板１５によってノイズ対策を行うことができるので、非常に都合が良い。
【００８２】
（実施の形態２）
次に、図７から図１２を参照しながら、本発明の実施の形態２に係る三次元実装構造体ついて説明する。本実施の形態の三次元実装構造体は、上記実施の形態１の構成の改変例ないし変形例である。説明の簡略化のため、上記実施の形態１と構成と同様の点については、省略する。
【００８３】
図７（ａ）および（ｂ）は、メイン下基板１１とメイン上基板１２との間に、電磁波を遮蔽するシールド壁５０が形成された三次元実装構造体２００の構成を模式的に示している。図７（ａ）は、三次元実装構造体２００の側面断面図であり、図７（ｂ）は、メイン下基板１１の上方（メイン下基板１１とメイン上基板１２との間）から見た三次元実装構造体２００の上面図である。なお、図７（ｂ）では、電子部品２０は省略している。
【００８４】
三次元実装構造体２００に設けられたシールド壁５０は、電磁波を遮蔽することができるので、シールド壁５０によってノイズ対策を講じることができる。シールド壁５０は、電波防止材料からなり、例えば、金属（Ｃｕ、Ａｌなど）、磁性材料（フェライトなど）、金属や磁性材料等を分散させた樹脂などから構成されている。本実施の形態では、シールド壁５０として、半田付け可能な磁性材料からなるシールド部材（「リフローシールド」とも称する。）を用いる。半田付け可能な磁性材料からなるシールド部材とは、例えば、磁性材料であるニッケル板を加工したものであり（例えば、図５（ｂ）に示すように加工）、コネクタ基板１５とメイン配線基板１１および／または１２とを半田接続する工程において、ニッケル板の一部に半田を同時に搭載することができ、それによって、三次元実装構造体での位置決めを行うことができるとともに、電気的、機械的な固定を行うことができる。
【００８５】
図７（ｂ）に示すように、メイン下基板１１（またはメイン上基板１２）の周囲（縁部）は、シールド壁５０が配置されており、メイン下基板１１とメイン上基板１２とシールド壁５０とによって、略閉空間が形成されている。この略閉空間内はシールドされているので、半導体チップ（例えば、携帯電話のロジックや音源などを制御するシステムＬＳＩ、高周波用ＬＳＩなど）を配置するのに好適である。なお、図７に示した構成では、コネクタ配線基板１５は複数（３つ）用いられており、この例では、コネクタ配線基板１５の外周にシールド壁５０が配置されている。
【００８６】
次に、図８（ａ）から（ｃ）を参照しながら、三次元実装構造体２００の製造方法を説明する。なお、図８（ａ）から（ｃ）は、それぞれ、図５（ａ）から（ｃ）に対応するので、重複する説明は省略する。
【００８７】
まず、図８（ａ）に示すように、メイン下基板１１とコネクタ配線基板１５とを略垂直に配置するとともに、メイン下基板１１上にシールド壁５０を配置する。ここでは、シールド壁５０として、リフローシールドを用いる。
【００８８】
次に、図８（ｂ）に示すように、メイン下基板１１の開口部３０の周囲に半田４０を形成した後、メイン下基板１１と略平行に、シールド壁５０を挟むようにメイン上基板１２を配置する。その後、図８（ｃ）に示すように、メイン上基板１２の開口部３０の周囲に半田４０を形成して、三次元実装構造体２００を得る。
【００８９】
図９は、コネクタ配線基板１５に電子部品２０が実装された三次元実装構造体２００を示している。シールド壁５０が設けられている点以外は、図６に示した構成と同様である。
【００９０】
図７から図９では、シールド壁５０を使用したが、シールド壁５０に限らず、メイン下基板１１とメイン上基板１２との間に、電磁波を遮蔽するシールド部材が配置することによって、ノイズ対策を講じることが可能である。そのようなシールド部材としては、例えば  磁性材料粉末および／または電磁波吸収体粉末を分散させたシリコーン樹脂からなるシート材料を挙げることができる。
【００９１】
上記構成例では、開口部３０（あるいは開口部３１、３２）に挿入することによって、メイン下基板１１とメイン上基板１２とコネクタ配線基板１５とを連結していたが、図１０に示した三次元実装構造体３００のように、導電性材料からなる断面コの字型の接続用部材６０を開口部３０に挿入して、その接続用部材６０にコネクタ配線基板１５を差し込むようにしてもよい。接続用部材６０を使用することによって、半田接合以外の電気的な接続方法を選択することが可能となる。
【００９２】
また、接続用部材６０を備えていることによって、三次元実装構造体３００はリペアー性の機能を確保することができる。すなわち、半田接合と比較して、接続用部材６０の方がコネクタ配線基板１５の接続・離脱が容易なため、接続用部材６０を介してコネクタ配線基板１５と例えばメイン上基板１２との電気的接続を検査した後、検査の結果が不良であれば、リペアーを行うことが可能となり、製造歩留まりを向上させることできる。また、このリペアーを利用して、設計・開発の試作品を作製すれば、設計・開発のスピードを向上させることもできる。もちろん、接続用部材６０と半田４０との両方を併用することもできる。図１０に示した三次元実装構造体３００では、半田４０も使用している。なお、接続用部材６０は、図３における開口部３１、３２に挿入して使用しても良い。
【００９３】
さらには、図１１および図１２に示すように、専用のコネクタ７０を用いて、メイン下基板１１とメイン上基板１２とコネクタ配線基板１５とを連結することも可能である。
【００９４】
図１１に示した三次元実装構造体４００は、メイン下基板１１と嵌合・脱着可能なコネクタ７０と、メイン上基板１２と嵌合・脱着可能なコネクタ７０を備えており、各コネクタ７０は、コネクタ配線基板１５に電気的に接続されている。一方、図１２に示した三次元実装構造体４００は、コネクタ配線基板１５と嵌合・脱着可能なコネクタ７０を備えており、各コネクタ７０は、メイン下基板１１およびメイン上基板１２に電気的に接続されている。
【００９５】
図１１および図１２に示した三次元実装構造体４００とも、矢印７２の方向に動かすことによってコネクタ７０と基板を嵌合させることができ、その嵌合時に電気的な接続を確保することができる。そして、矢印７２と反対の方向に基板を引っ張ることで脱着させることができる。なお、コネクタ７０に基板の嵌合を解除する手段（例えば、嵌合を解除するための機構を作動するためのスイッチ）を設けておき、その手段を利用して、脱着させてもよい。三次元実装構造体４００ではコネクタ７０によって連結を行っているので、上述したリペアー性を確保することができる。また、基板（１１および１２、あるいは１５）に開口部（３１および３２、あるいは３０）を形成しなくてもよいというメリットがある。コネクタ７０は、メイン下基板１１やメイン上基板１２あるいはコネクタ配線基板１５に対応したものであるので、寸法は比較的小さいものとなる。一例を挙げると、図１１中の内部間隙ｄで、５００μｍ以下（または、１００〜３００μｍ程度）である。
【００９６】
本発明の実施の形態に係る三次元実装構造体１００、２００、３００、４００は、携帯用電子機器の筐体内に収納されて、携帯用電子機器の他の部品とともに携帯用電子機器を構築する。本発明の実施の形態に係る三次元実装構造体は、携帯用電子機器のうち、実装面積の厳しい制限がある携帯電話に好適に適用されるが、もちろん、他の携帯用電子機器（例えば、ＰＤＡなど）にも好適に用いることができる。
【００９７】
以上、本発明を好適な実施の形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、勿論、種々の改変が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明によれば、より高密度・高機能実装を可能にする三次元実装構造体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】（ａ）および（ｂ）は、三次元実装構造体１０００の構成を模式的に示す断面図
【図２】本発明の実施の形態１に係る三次元実装構造体１００の構成を模式的に示す断面図
【図３】本発明の実施の形態１に係る三次元実装構造体１００の構成を模式的に示す断面図（要部拡大図）
【図４】本発明の実施の形態１に係る三次元実装構造体１００の構成を模式的に示す断面図（要部拡大図）
【図５】（ａ）から（ｃ）は、本発明の実施の形態１に係る三次元実装構造体１００の製造方法を説明するための工程断面図
【図６】本発明の実施の形態１に係る三次元実装構造体１００の構成を模式的に示す断面図（要部拡大図）
【図７】（ａ）は、本発明の実施の形態２に係る三次元実装構造体２００の構成を模式的に示す断面図（要部拡大図）、（ｂ）は、本発明の実施の形態２に係る三次元実装構造体２００の構成を模式的に示す上面図
【図８】（ａ）から（ｃ）は、本発明の実施の形態２に係る三次元実装構造体２００の製造方法を説明するための工程断面図
【図９】本発明の実施の形態２に係る三次元実装構造体２００の構成を模式的に示す断面図（要部拡大図）
【図１０】本発明の実施の形態２に係る三次元実装構造体３００の構成を模式的に示す断面図（要部拡大図）
【図１１】本発明の実施の形態２に係る三次元実装構造体４００の構成を模式的に示す断面図（要部拡大図）
【図１２】本発明の実施の形態２に係る三次元実装構造体４００の構成を模式的に示す断面図（要部拡大図）
【符号の説明】
【０１００】
１０    配線基板（マザーボード）
１１    第１のメイン配線基板（メイン下基板）
１２    第２のメイン配線基板（メイン上基板）
１５    コネクタ配線基板
２０    電子部品
２１    電子部品
３０    開口部
３１，３２    開口部
４０    半田
５０    シールド壁
６０    接続用部材
７０    コネクタ
１００，２００，３００，４００    三次元実装構造体
１０００    三次元実装構造体
１２００    半導体チップ
１２１０    半田ボール
１３００    接続端子
１４００    配線基板
１４１０    ベアチップ
１４２０    チップ部品
１５００    マザーボード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2005236089.tif 000010
【図９】
2005236089.tif 000011
【図１０】
2005236089.tif 000012
【図１１】
2005236089.tif 000013
【図１２】
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