(57)【要約】少なくとも２枚の基板を絶縁部材を介して貼り合わせることにより貼合せ基板を形成し、前記貼合せ基板にスルーホールを形成し、前記貼合せ基板の一方の面に第１の電子部品を搭載し、前記貼合せ基板の他方の面に第２の電子部品を搭載し、前記第１の電子部品と前記第２の電子部品とを、前記スルーホールを介して電気的に接続する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２枚の基板を絶縁部材を介して貼り合わせることにより貼合せ基板を形成し、前記貼合せ基板にスルーホールを形成し、前記貼合せ基板の一方の面に第１の電子部品を搭載し、前記貼合せ基板の他方の面に第２の電子部品を搭載し、前記第１の電子部品と前記第２の電子部品とを、前記スルーホールを介して電気的に接続する基板実装方法。
【請求項２】
前記貼合せ基板を別の基板に略平行に搭載し、前記別の基板に開口又は切り込みを形成し、前記貼合せ基板における前記別の基板と対向する側の面に前記第２の電子部品を搭載し、前記第２の電子部品を前記別の基板の前記開口又は前記切り込み内に挿入する請求項１に記載の基板実装方法。
【請求項３】
前記貼合せ基板を別の基板に略平行に搭載し、前記別の基板に開口又は切り込みを形成し、前記貼合せ基板における前記別の基板と対向する側の面に前記第１の電子部品を搭載し、前記第１の電子部品に冷却部品を搭載し、少なくとも前記冷却部品を前記開口又は前記切り込み内に挿入する請求項１に記載の基板実装方法。
【請求項４】
前記貼合せ基板を別の基板に略直角に搭載する請求項１に記載の基板実装方法。
【請求項５】
少なくとも２枚の基板が絶縁部材を介して貼り合わせられた貼合せ基板と、前記貼合せ基板に形成されたスルーホールと、前記貼合せ基板の一方の面に搭載された第１の電子部品と、前記貼合せ基板の他方の面に搭載され前記スルーホールを介して前記第１の電子部品に電気的に接続された第２の電子部品と、を備えた基板実装構造。
【請求項６】
前記貼合せ基板が略平行に搭載された別の基板と、前記別の基板に形成された開口又は切り込みとを備え、前記貼合せ基板における前記別の基板と対向する側の面に前記第２の電子部品が搭載され、前記第２の電子部品が前記別の基板に形成された前記開口又は前記切り込み内に挿入されている請求項５に記載の基板実装構造。
【請求項７】
前記貼合せ基板が略平行に搭載された別の基板と、前記別の基板に形成された開口又は切り込みと、前記第１の電子部品に搭載された冷却部品とを備え、前記貼合せ基板における前記第１の電子部品が搭載された側の面が、前記別の基板と対向するように配置され、少なくとも前記冷却部品が前記別の基板の前記開口又は前記切り込み内に挿入されている請求項５に記載の基板実装構造。
【請求項８】
前記貼合せ基板が略直角に搭載された別の基板を有する請求項５に記載の基板実装構造。
【請求項９】
前記貼合せ基板がコネクタを介して前記別の基板に搭載されている請求項５から８の何れかに記載の基板実装構造。
【請求項１０】
前記貼合せ基板、前記第１の電子部品及び前記第２の電子部品がモジュール化されている請求項５から９の何れかに記載の基板実装構造。
【請求項１１】
前記第２の電子部品は、前記第１の電子部品に供給される電圧を制御する電圧変換部品である請求項５から１０の何れかに記載の基板実装構造。
【請求項１２】
前記記第１の電子部品はＬＳＩであり、前記第２の電子部品はＤＤコンバータである請求項５から１１の何れかに記載の基板実装構造。
【請求項１３】
前記冷却部品はヒートシンク又は液体冷却装置である請求項７に記載の基板実装構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、電子計算機、通信機などに好適な基板実装方法及び実装構造に関する。
【背景技術】  モジュール基板にＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＤＤ（ＤＣ−ＤＣ）コンバータを搭載したＣＰＵモジュールがある。図１３は、従来のＣＰＵモジュール１０を示す。このＣＰＵモジュール１０は、モジュール基板１１の片面にＣＰＵ１２（図１５参照）、ＤＤコンバータ１３が搭載されている。ＣＰＵ１２には、ヒートシンク１４が直接搭載されている，
このＣＰＵモジュール１０は、図１４に示すように、マザーボード１５に搭載される。マザーボード１５には、ＲＡＭ１６，Ｉ／Ｏコネクタ１７も搭載されている。
ＣＰＵモジュール１０は、図１５に示すように、そのモジュール基板１１がマザーボード１５と略平行に配置される。そして、このモジュール１１が、モジュール側コネクタ１８及びマザーボード側コネクタ１９を介して、マザーボード１５に接続される。
なお、上記のＣＰＵモジュール１０は、図１６に示すように、コネクタ２０を介してマザーボード１５に略直角に搭載することもできる。
【特許文献１】    特開２００１−１５９７０号公報
【特許文献２】    特開平６−２３２１９９号公報
しかしながら、従来のように、モジュール基板１１をマザーボード１５と平行に搭載する場合（図１５参照）には、ＤＤコンバータ１３がモジュール基板１１のマザーボード１５と反対側の面に搭載されるので、ＤＤコンバータ１３とマザーボード１５との距離が長くなる。
従って、従来は、電圧の負荷変動に対してＤＤコンバータ１３のレスポンスが遅くなるという問題があった。
ＤＤコンバータ１３のレスポンスが遅くなると、電解コンデンサーなどを搭載する必要があり、コストアップになるという問題があった。
また、ヒートシンク１４の外側にＤＤコンバータ１３が搭載されるため、ＣＰＵ１２とＤＤコンバータ１３との距離が長くなり、レスポンスが遅くなるという問題があった。
また、この場合は、ＣＰＵ１２のできるだけ近くにＤＤコンバータ１３を搭載する必要性から、ＣＰＵ１２に大型のヒートシンク１４を搭載するスペースを確保できないという問題があった。
そのため、高発熱のＣＰＵ１２を使用する場合に、十分な冷却能力を有する大型のヒートシンク１４を搭載するのが困難になるという問題があった。
更に、上記の問題を解決すべくモジュール基板１１のマザーボード１５と対向する側の面に、ＤＤコンバータ１３を搭載しようとすると、高背型のスタックコネクタを使用したり、モジュール基板１１とマザーボード１５間にライザーカード（図示せず）のような介在物を挟む必要がある。
この場合には、モジュール基板１１とマザーボード１５間の信号伝送距離が長くなり、レスポンスが遅くなるという問題が発生する。
また、モジュール基板１１をマザーボード１５に略直角に搭載する場合には（図１６参照）、上記と同様にヒートシンク１４の外側にＤＤコンバータ１３が搭載されるので、ＣＰＵ１２とＤＤコンバータ１３との距離が長くなり、レスポンスが遅くなるという問題があった。また、ＣＰＵ１２に大型のヒートシンク１４を搭載できないという問題があった。
【発明の開示】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、電子部品同士又は電子部品と基板間の距離を短くでき、これによりレスポンスが遅くなるのを防止できると共に、電子部品を冷却するためこの電子部品に大型の冷却部品を搭載できる基板実装方法及び実装構造の提供を課題とする。
本発明は、前記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
すなわち、本発明は、少なくとも２枚の基板を絶縁部材を介して貼り合わせることにより貼合せ基板を形成し、前記貼合せ基板にスルーホールを形成し、前記貼合せ基板の一方の面に第１の電子部品を搭載し、前記貼合せ基板の他方の面に第２の電子部品を搭載し、前記第１の電子部品と前記第２の電子部品とを、前記スルーホールを介して電気的に接続することを特徴とする。
本発明によれば、互いに絶縁された少なくとも２枚の基板によって形成された貼合せ基板の両面に、第１の電子部品と第２の電子部品を搭載し、これらの第１及び第２の電子部品をスルーホールで接続するので、これらの第１及び第２の電子部品を基板の一方の面にのみ搭載した場合に比べて、電子部品間の距離を短くできる。
ここで、前記貼合せ基板を別の基板に略平行に搭載し、前記別の基板に開口又は切り込みを形成し、前記貼合せ基板における前記別の基板と対向する側の面に前記第２の電子部品を配置し、前記第２の電子部品を前記別の基板の前記開口又は前記切り込み内に挿入できる。
この場合は、貼合せ基板に搭載された第２の電子部品の高さが高い場合でも、第２の電子部品が別の基板に干渉するのを防止できる。
また、第１の電子部品と第２の電子部品を貼合せ基板の異なる面に搭載するので、これらの第１の電子部品及び第２電子部品を第１基板の一方の面にのみ搭載する場合に比べて、電子部品の周囲に大きなスペースを確保できる。
更に、前記貼合せ基板を別の基板に略平行に搭載し、前記別の基板に開口又は切り込みを形成し、前記貼合せ基板における前記別の基板と対向する側の面に前記第１の電子部品を配置し、前記第１の電子部品に冷却部品を搭載し、少なくとも前記冷却部品を前記開口又は前記切り込み内に挿入することができる。
この場合は、第１の電子部品に大型の冷却部品を搭載した場合でも、この冷却部品が別の基板に干渉するのを防止できる。
前記貼合せ基板は、別の基板に略直角に搭載することもできる。
本発明は、少なくとも２枚の基板が絶縁部材を介して貼り合わせられた貼合せ基板と、前記貼合せ基板に形成されたスルーホールと、前記貼合せ基板の一方の面に搭載された第１の電子部品と、前記貼合せ基板の他方の面に搭載され前記スルーホールを介して前記第１の電子部品に電気的に接続された第２の電子部品と、を備えたことを特徴とする。
ここで、前記貼合せ基板が略平行に搭載された別の基板と、前記別の基板に形成された開口又は切り込みとを備え、前記貼合せ基板における前記別の基板と対向する側の面に前記第２の電子部品を搭載し、前記第２の電子部品が前記別の基板に形成された前記開口又は前記切り込み内に挿入できる。
また、前記貼合せ基板が略平行に搭載された別の基板と、前記別の基板に形成された開口又は切り込みと、前記第１の電子部品に搭載された冷却部品とを備え、前記貼合せ基板における前記第１の電子部品が搭載された側の面を、前記別の基板と対向するように配置し、少なくとも前記冷却部品が前記別の基板の前記開口又は前記切り込み内に挿入できる。
前記貼合せ基板が略直角に搭載された別の基板を備えることができる。
前記貼合せ基板はコネクタを介して前記別の基板に搭載できる。
また、前記貼合せ基板、前記第１の電子部品及び前記第２の電子部品をモジュール化できる。
更に、前記第２の電子部品としては、前記第１の電子部品に供給される電圧を制御する電圧変換部品を例示できる。
この場合は、第１の電子部品に供給する電圧の負荷変動に対する電源供給レスポンスが良くなる。
また、前記第１の電子部品としてＬＳＩ（大規模集積回路）を例示でき、前記第２の電子部品としてはＤＤコンバータを例示できる。
また、前記冷却部品としてはヒートシンク又は液体冷却装置を例示できる。
なお、以上述べた各構成要素は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。
【図面の簡単な説明】  図１は本発明に係る第１実施形態の基板実装構造を示す断面図であり、
図２は本発明に係る第１実施形態の貼合せ基板を示す断面図であり、
図３は本発明に係る第１実施形態の貼合せ基板における一方の面及びＣＰＵを示す図であり、
図４は本発明に係る第１実施形態の貼合せ基板における他方の面及びＤＤコンバータを示す図であり、
図５は本発明に係る第１実施形態の別の基板の開口を示す図であり、
図６は本発明に係る第１実施形態の別の基板の切り込みを示す図であり、
図７は本発明に係る第２実施形態の基板実装構造を示す断面図であり、
図８は本発明に係る第３実施形態の基板実装構造を示す断面図であり、
図９は本発明に係る第４実施形態の基板実装構造を示す断面図であり、
図１０は本発明に係る第５実施形態の基板実装構造を示す断面図であり、
図１１は従来の電子機器を示す断面図であり、
図１２は従来の実装構造を示す断面図であり、
図１３は従来例に係るＣＰＵモジュールを示す斜視図であり、
図１４は従来例に係る基板実装構造を示す斜視図であり、
図１５は従来例に係る基板実装構造を示す断面図であり、
図１６は従来例に係る別の基板実装構造を示す断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、本発明の実施の形態を添付した図１から図１２に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明に係る第１実施形態の基板実装構造５を示す。この基板実装構造５は、貼合せ基板であるモジュール基板５１と、このモジュール基板５１が搭載された別の基板であるマザーボード５２と、このマザーボード５２に形成された開口５３とを備えている。
また、この基板実装構造５は、モジュール基板５１の一方の面５１ａに搭載された第１の電子部品であるＬＳＩ（大規模集積回路）、本例ではＣＰＵ５４と、モジュール基板５１の他方の面５１ｂに搭載され、マザーボード５２の開口５３内に挿入された第２の電子部品であるＤＤ（ＤＣ−ＤＣ）コンバータ５４と、上記のＣＰＵ５４に直接搭載された冷却部品であるヒートシンク５６とを備えている。
モジュール基板５１，ＣＰＵ５４，ＤＤコンバータ５５は、ＣＰＵモジュール５０としてパッケージ化されている。また、ＣＰＵ５４，ＤＤコンバータ５５及びヒートシンク５６は、ハンダ接合又はＬＧＡ（Ｌａｎｄ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）により、接合されている。
モジュール基板５１は、図２に示すように、二枚のプリント基板６０，６１を、接着剤兼絶縁部材として機能する貼合せ部材６２を介して貼り合わせることによって形成されている。
モジュール基板５１を形成する一方のプリント基板６０には、ＣＰＵ５４に入出力する信号用の回路が形成されている。この信号用の回路にＣＰＵ５４が接続されている。
また、他方のプリント基板６１には、ＣＰＵ５４に供給される電圧用の回路が形成されている。この電圧用の回路にＤＤコンバータ５５が接続されている。
これらの二枚のプリント基板６０，６１と貼合せ部材６２とを貫通して、スルーホール５９が形成されている。
なお、各プリント基板６０，６１には、ＳＶＨ（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｖｉａ  Ｈｏｌｅ）７１が形成されている。このＳＶＨ７１は、各プリント基板６０，６１の表面層と内面層との接続をする。
一方のプリント基板６０にＳＶＨ７１が形成されていても、他方のプリント基板６１にはその影響がない。従って、プリント基板６０には、他方のプリント基板６１とは別個に電子部品を搭載できる。これは、プリント基板６１についても同様である。
本例では、このモジュール基板５１の一方のプリント基板６０にＣＰＵ５４が搭載されている。また、他方のプリント基板６１にＤＤコンバータ５５が搭載されている。
なお、モジュール基板５１は、３個以上のプリント基板を貼り合わせて形成することもできる。
ＣＰＵ５４は、図３に示すように、モジュール基板５１の一方の面５１ａにおける略中央部に搭載されている。また、ＤＤコンバータ５５も、図４に示すように、モジュール基板５１の他方の面５１ｂにおける略中央部に搭載されている。
つまり、ＣＰＵ５４とＤＤコンバータ５５は、互いにモジュール基板５１の略正反対の位置に搭載されている。これによって、ＣＰＵ５４とＤＤコンバータ５５との距離が最短となる。
これらのＣＰＵ５４とＤＤコンバータ５５は、スルーホール５９を介して電気的に接続されている。なお、図３及び図４中の符号６６は部品ランドである。
図１に示すように、ＣＰＵモジュール５０は、モジュール側コネクタ５７及びマザーボード側コネクタ５８を介して、マザーボード５２に接続されている。モジュール基板５１は、そのＤＤコンバータ５５を搭載した面５１ｂが、マザーボード５２と対向する側に配置されている。
マザーボード５２の開口５３は、図５に示すように、マザーボード５２の略中央部分に形成されている。この開口５３は、略四角形に形成されている。マザーボード５２には、ＲＡＭ６３、Ｉ／Ｏコネクタ６４が搭載されている。
このように、本発明の基板実装構造５は、モジュール基板５１が２枚のプリント基板６０，６１の貼合せによって形成されている。そして、このモジュール基板５１の両面５１ａ，５１ｂに分かれて搭載されたＣＰＵ５４とＤＤコンバータ５５とが、スルーホール５９を介して電気的に接続されている。
従って、従来のように、基板の同一面にＣＰＵ５４及びＤＤコンバータ５５の両方を搭載した場合に比べて、ＣＰＵ５４とＤＤコンバータ５５との距離を短くできる。これによって、ＣＰＵ５４とＤＤコンバータ５５間のレスポンスが良くなる。
また、ＤＤコンバータ５５をモジュール基板５１のマザーボード５２と対向する側の面５１ｂに搭載し、このＤＤコンバータ５５をマザーボード５２の開口５３内に挿入したので、ＤＤコンバータ５５がマザーボード５２に干渉するのを防止できる。
従って、モジュール基板５１とマザーボード５２との間隔を小さくできるので、ＤＤコンバータ５５とマザーボード５２との距離も短くできる。これにより、マザーボード５２側で発生した電圧の負荷変動に対して、ＤＤコンバータ５５のレスポンスが遅くなるのを防止できる。
その結果、従来のようにＤＤコンバータ５５として電解コンデンサーなどを搭載する必要がなくなるので、コストアップになるのを防止できる。
また、ＣＰＵ５４の近傍にＤＤコンバータ５５が配置されないので、ＣＰＵ５４の周囲に大きなスペースを確保できる。これにより、高発熱のＣＰＵ５４を使用する場合には、このＣＰＵ５４に十分な冷却能力を有する大型のヒートシンク５６を搭載できる。
また、モジュール基板５１のマザーボード５２と対向する側の面５１ｂに、高さの高いＤＤコンバータ５５を使用しているするにも拘わらず、高背型のスタックコネクタを使用したり、モジュール基板５１とマザーボード５２間にライザーカードのような介在物を挟む必要がない。
従って、モジュール基板５１とマザーボード５２間の信号伝送距離を短くできる。また、基板実装構造５の全体構成を簡略化できると共に、コストダウンが可能になる。
なお、上記の実施例では、マザーボード５２に開口５３を形成し、この開口５３内にＤＤコンバータ５５を挿入したが、図６に示すように、マザーボード５２にその端部から連続する凹状の切り込み６５を形成し、この切り込み６５内にＤＤコンバータ５５を挿入しても良い。
（第２実施形態）
図７は、本発明に係る第２実施形態の基板実装構造６を示す。なお、図１の基板実装構造５と同一の部分には同一の符号を付けて詳細な説明を省略する。
この基板実装構造６は、上記のＣＰＵモジュール５０を反対向きにして、マザーボード５２に搭載したものである。
すなわち、モジュール基板５１のＣＰＵ５４が搭載された側の面５１ａが、マザーボード５２に対向して配置されている。そして、ＣＰＵ５４に搭載されたヒートシンク５６が、マザーボード５２の開口５３内に挿入されている。
この基板実装構造６も、上記と同様にモジュール基板５１とマザーボード５２との間隔を短くできる。従って、モジュール基板５１とマザーボード５２間の信号伝送距離が長くなるのを防止できる。更に、全体の構成を簡略化できると共に、コストダウンが可能になる。
なお、この基板実装構造６においても、マザーボード５２に切り込み６３（図６参照）を形成し、この切り込み６３内にヒートシンク５６を挿入できる。
（第３実施形態）
図８は、本発明に係る第３実施形態の基板実装構造７を示す。なお、図１の基板実装構造５と同一の部分には、同一の符号を付けて詳細な説明を省略した。
この基板実装構造７は、図１の基板実装構造５のヒートシンク５６に代えて、液体冷却装置６７をＣＰＵ５４に搭載したものである。液体冷却装置６７の両側には、液体を供給及び排出する配管６８が継手６９を介して接続されている。
この基板実装構造７は、ＣＰＵ５４の周囲に広いスペースを確保できる。従って、大型の液体冷却装置６７を搭載できる。
また、液体冷却装置６７の側方に配管６８が延びているにも拘わらず、この配管６８がＤＤコンバータ５５に干渉するのを防止できる。
（第４実施形態）
図９は、本発明に係る第４実施形態の基板実装構造８を示す。なお、図７の基板実装構造７と同一の部分には、同一の符号を付けて詳細な説明を省略した。
この基板実装構造８は、図７の基板実装構造７のヒートシンク５６に代えて、液体冷却装置６７を搭載したものである。
（第５実施形態）
図１０は、本発明に係る第５実施形態の基板実装構造９を示す。なお、図１の基板実装構造５と同一の部分には、同一の符号を付けてその詳細な説明を省略した。
この基板実装構造９は、ＣＰＵモジュール５０のモジュール基板５１が、コネクタ７０を介してマザーボード５２に略直角に搭載されている。マザーボード５２には開口５３が形成されていない。
この基板実装構造９も、ＣＰＵ５４とＤＤコンバータ５５との距離を短くできるので、ＣＰＵ５４とＤＤコンバータ５５間のレスポンスが良くなる。
なお、上記の各実施形態１〜５では、モジュール基板５１にＣＰＵ５４とＤＤコンバータ５５を搭載した場合について説明したが、ＣＰＵ５４又はＤＤコンバータ５５に代えて各種の電子部品を搭載できる。また、ＤＤコンバータ５５に代えて、各種の電圧変換部品を使用できる。
また、従来、図１１に示すように、マザーボード１０１に開口１０２が形成された電子機器１００が提案されている（特開２００１−１５０７０参照）。
この電子機器１００は、マザーボード１０１の両側にＭＰＵ１０３と冷却ファンモジュール１０４が配置され、これらのＭＰＵ１０３及び冷却ファンモジュール１０４が、開口１０２内で接続されている。
ＭＰＵ１０３は、基板１０５とこの基板１０５に搭載されたベアチップ１０６を有している。また、冷却ファンモジュール１０４は、基板１０７と冷却ファン１０８とを有している。なお、なお図１１中の符号１０９ａ，１０９ｂは、スタッキングコネクタである。
また、従来、図１２に示すように、マザーボード１１１に開口１１２が形成されたフリップチップＩＣの実装構造１１０が提案されている（特開平６−２３２１９９）。
この実装構造１１０は、ＩＡ実装基板１１３にフリップチップＩＣ１１４が搭載され、このフリップチップＩＣ１１４に放熱材１１５がハンダチップ１１６で接合されている。そして、フリップチップＩＣ１１４が開口１１２内に挿入されている。
しかしながら、従来の電子機器１００（図１１参照）は、ＭＰＵ１０３及び冷却ファンモジュール１０４の基板１０６，１０７の片面のみに、それぞれベアチップ１０８，冷却ファン１０９が搭載されている。
また、従来の実装構造１１０（図１２参照）も、ＩＡ実装基板１１３の片面のみにフリップチップＩＣ１１４が搭載されている。
すなわち、従来の電子機器１００及び実装構造１１０では、電気的に接続すべき電子部品が一枚の基板の同一面に搭載されるので、これらの電気的に接続すべき電子部品間の相互のレスポンスが遅くなる。
これに対して、本発明の基板実装構造５〜９は、電気的に接続すべき第１の電子部品と第２の電子部品、本例ではＣＰＵ５４とＤＤコンバータ５５とが、モジュール基板５１の両面５１ａ，５１ｂに分けて搭載されるので、ＣＰＵ５４とＤＤコンバータ５５間の距離が短くなり、互いのレスポンスが良くなる。
【産業上の利用可能性】  本発明は、電子計算機、通信機などに好適な基板実装方法及び実装構造に関する。
【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】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
2004112450.tif 000019
2004112450.tif 000020
2004112450.tif 000021
2004112450.tif 000022