三次元基板間接続部品、電子機器及び電子機器の製造方法
【課題】 低コストで高密度な三次元基板間の配線接続を実現する。
【解決手段】 予め長方形断面の角棒状に成型された液晶ポリマー等の絶縁体１の表面に導体配線２を形成する。導体配線２は、導体配線２１および２２からなり、絶縁体１の対向する両側面１３および１４それぞれを経由して絶縁体１の上面１１から下面１２に至るように設けられている。互いに平行なメイン基板およびサブ基板の間に三次元基板間接続部品３を配置し、導体配線２１および２２の上面１１の部分の上面電極２３および２４それぞれをサブ基板上の別々のパッドにはんだ付けして、下面１２の部分である下面電極２５および２６をメイン基板のパッドにはんだ付けする。これでサブ基板およびメイン基板間の三次元接続構造を実現する。
【解決手段】 予め長方形断面の角棒状に成型された液晶ポリマー等の絶縁体１の表面に導体配線２を形成する。導体配線２は、導体配線２１および２２からなり、絶縁体１の対向する両側面１３および１４それぞれを経由して絶縁体１の上面１１から下面１２に至るように設けられている。互いに平行なメイン基板およびサブ基板の間に三次元基板間接続部品３を配置し、導体配線２１および２２の上面１１の部分の上面電極２３および２４それぞれをサブ基板上の別々のパッドにはんだ付けして、下面１２の部分である下面電極２５および２６をメイン基板のパッドにはんだ付けする。これでサブ基板およびメイン基板間の三次元接続構造を実現する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つの基板の配線を接続するための基板間接続部品と、この基板間接続部品を備える電子機器及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
三次元的な基板間接続構造では、小面積、低コストで、且つ任意の回路で三次元基板間接続を実現することが重要な目的となっている。
【０００３】
この目的のために、従来は図１４に示すように、三次元的に接続する基板１０１および１０２の各々にスタッキングコネクタのプラグ１０３およびレセプタクル１０４を実装し、プラグ１０３およびレセプタクル１０４を互いに嵌合させるという接続構造が採用されていた。
【０００４】
図１４において、プラグ１０３は絶縁物のハウジング１０５およびリード１０８からなり、リード１０８が基板１０１のパッド（図示略）にはんだ付けされる。レセプタクル１０４は絶縁物のハウジング１０６およびリード１０９からなり、リード１０９が基板１０２のパッド（図示略）にはんだ付けされる。
【０００５】
しかしながらこの構造では、コネクタ同士を嵌合させる必要からコネクタ外形が大きくなってしまうという欠点がある。すなわち、レセプタクル１０４は、中央にプラグ１０３を嵌合させる嵌合部１１０を設けるとともに、嵌合部１１０の両側にプラグ１０３を挟み込むための壁１０７をハウジング１０６に設け、さらにその外側にリード１０９のはんだ付け部分を設けなければならない。また、これに加え、壁１０７の回りに沿ってリード１０９を曲げて取り付けることから、壁１０７の厚さにリード１０９の折り曲げしろを加えた幅１１１が必要となる。このため、実装占有面積が大きくなってしまうという問題がある。
【０００６】
また、三次元接続する基板１０１および１０２の各々にプラグ１０３およびレセプタクル１０４のコネクタを配置しなければならないため、少なくとも２つのコネクタを必要とすることとなり、コストの観点からも有効な手段とは言えない。
【０００７】
そこで、例えば特許文献１の実開平２−０９６７６６号公報には、図１５に示すように電子部品１２３のリード電極１２４を上下に引き出し、この電子部品１２３を２枚の基板１２１および１２２の間に配置し、リード電極１２４を基板１２１および１２２の各々に直接接続する構造が開示されている。
【０００８】
また、特許文献２の実開平５−５５５７５号公報には、図１６に示すように耐熱樹脂１３３の周囲に多数のコ字型の外部接続端子１３４を差し込んでリードアレイ１３５とし、リードアレイ１３５を２枚の基板１３１および１３２の間に配置し、外部接続端子１３４を基板１３１および１３２それぞれのランド電極１２７にはんだ１３６で接続する構造が開示されている。
【０００９】
ここで、図１７に従来のスタッキングコネクタ１３７を用いた電子機器におけるサブ基板１４４とメイン基板１４７との接続状態を示す。このスタッキングコネクタ１３７は、サブ基板１４４側とメイン基板１４７側の２つの部品からなり、各部品のはんだ付けリード１３９がはんだ付け部１３８により基板に固定される。従来のスタッキングコネクタ１３７を用いた接続では、図１７のごとくサブ基板１４４とメイン基板１４７を接続する際に、スタッキングコネクタ１３７の部品形状より、５ｍｍ程度の接続面積が必要となる。また、従来のスタッキングコネクタ１３７は２つの部品を嵌合させる必要があるため、１．５ｍｍ程度の取り付け高さが必要となっている。
【特許文献１】実開平２−９６７６６号公報
【特許文献２】実開平５−５５５７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１に示された三次元基板間接続構造は、コネクタを使用せずに基板間の三次元接続を行っているので、一見すると高密度実装化、およびコスト低減の効果を奏しているように思われる。
【００１１】
しかしながら本実装構造の場合、リード電極１２４付きの電子部品１２３を用いているため、ＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）やＳＯＰ（Ｓｍａｌｌ Ｏｕｔｌｉｎｅ Ｐａｃｋａｇｅ）といった大型のＬＳＩパッケージにのみ適用可能で、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）、ＱＦＮ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｎｏｎ−ｌｅａｄｅｄ ｐａｃｋａｇｅ）等のような小型のＬＳＩパッケージには適用できないという問題がある。
【００１２】
また、リード電極付きのＬＳＩパッケージは、部品の外形が大きく、リード電極１２４を設けた電子部品１２３は小さくすることができず、更なる高密度実装化において必ずしも有効な手段とは言えない。
【００１３】
また、基板１２１または１２２の一方に搭載された部品で電子部品１２３と回路的に接続されていないもの（以降「その他の部品」と称す）については、基板１２１または１２２の他方と回路的に接続される経路が無いという問題がある。つまり、電子部品１２３と回路的に接続されている部品にのみに三次元実装の適用が可能な構造手法であり、適用可能な電子回路は非常に限定されている。仮に、その他の部品にも三次元実装となる配線を施す場合は、他方の基板とコネクタやケーブル配線等を用いて接続しなければならず、従来技術を併用することになってしまうという問題がある。
【００１４】
更に、電子部品１２３は、リード電極１２４を上下に引き出すという特別な構造を用いるため、専用のリード電極の成型用金型や樹脂成形用金型などが必要となる他、部品収納トレーも専用になり、部品コストの大幅な上昇は必至である。
【００１５】
特許文献２に示された三次元基板間接続構造は、耐熱樹脂１３３に外部接続端子１３４を並べたものであり、あまり小さくできず、実装密度を充分に高くできないという問題がある。
【００１６】
そして、図１７に従来のスタッキングコネクタ１３７を用いた電子機器においては、コネクタ部分の接続面積及び取り付け高さの低減が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
請求項１に記載の発明では、三次元基板間接続部品において、絶縁体と、前記絶縁体の表面に形成され、該絶縁体の上部から側部を経由して下部に至る導体配線と、を備えたことを特徴とする。
【００１８】
また、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の三次元基板間接続部品において、前記絶縁体には、上面、下面および側面が形成され、前記導体配線は、前記絶縁体の前記上面から前記側面を経由して前記下面に至ることを特徴とする。
【００１９】
また、請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の三次元基板間接続部品において、前記絶縁体の側面は、互いに対向する第一の側面及び第二の側面を含み、前記導体配線は、前記上面から前記第一の側面を経由して前記下面に至る複数の第一の導体配線と、前記上面から前記第二の側面を経由して前記下面に至る複数の第二の導体配線と、を含むことを特徴とする。
【００２０】
また、請求項４に記載の発明では、請求項１から３のいずれか一項に記載の三次元基板間接続部品において、前記絶縁体の前記上面から前記下面まで貫通するスルーホールを備えたことを特徴とする。
【００２１】
また、請求項５に記載の発明では、三次元基板間接続部品において、円筒状に形成された絶縁体と、前記絶縁体の外周面に周方向へ延びる前記導体配線と、を備えたことを特徴とする。
【００２２】
また、請求項６に記載の発明では、請求項５に記載の三次元基板間接続部品において、前記絶縁体と前記導体配線を略面一に形成したことを特徴とする。
【００２３】
また、請求項７に記載の発明では、三次元基板間接続部品において、上部から下部まで貫通する複数のスルーホールが並設された絶縁体を備えたことを特徴とする。
【００２４】
また、請求項８に記載の発明では、請求項７に記載の三次元基板間接続部品において、前記各スルーホールは、前記絶縁体の側面に半分割形状で形成されることを特徴とする。
【００２５】
また、請求項９に記載の発明では、電子機器において、２つの基板の間に請求項１から６のいずれか一項に記載の三次元基板間接続部品を挟み、一方の前記基板に設けられた電極が前記導体配線の上端に接続されるとともに、他方の前記基板に設けられた電極が前記導体配線の下端に接続されることを特徴とする。
【００２６】
また、請求項１０に記載の発明では、電子機器において、２つの基板の間に請求項４、７または８に記載の三次元基板間接続部品を挟み、一方の前記基板に設けられた電極が前記スルーホールの上端に接続されるとともに、他方の前記基板に設けられた電極が前記スルーホールの下端に接続されることを特徴とする。
【００２７】
また、請求項１１に記載の発明では、請求項９または１０に記載の電子機器において、前記２つの基板のうち、一方の基板は部品を搭載するモジュール基板であることを特徴とする。
【００２８】
また、請求項１２に記載の発明では、電子機器の製造方法において、請求項１から８のいずれか一項に記載の三次元基板間接続部品により２つの基板が電気的に接続される電子機器の製造方法であって、前記三次元基板間接続部品の上下一側を、一方の前記基板に、はんだ付けにより接続し、前記三次元基板間接続部品の上下他側を、他方の前記基板に、はんだ付けにより接続することを特徴とする。
【００２９】
また、請求項１３に記載の発明では、請求項１２に記載の電子機器の製造方法において、前記２つの基板のうち、一方の基板は部品が搭載されるモジュール基板であり、前記一方の基板に、前記三次元基板間接続部品及び前記部品を接続した後に、前記他方の基板に、前記三次元基板間接続部品を接続することを特徴とする。
【００３０】
なお、便宜的に絶縁体の上面、下面及び側面と表現したが、電子機器等における絶縁体の配置によっては、上面および下面が左右の面になり、側面が上下の面となったり、上面が下向きになり、下面が上向きになる場合をも含めている。上部および下部についても同様である。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の三次元基板間接続部品によれば、小面積、低コストで、且つ任意の回路で三次元的な基板間の配線接続を実現できる。すなわち、本発明の三次元基板間接続部品は、リード等を用いることなく、例えば、絶縁体またはプリント配線板にめっき等により導体配線を形成し、スルーホールを設けることにより、比較的狭いピッチで電極となる導体配線またはスルーホールを並設でき、高密度の三次元基板間の配線接続が可能となり、実装占有面積を非常に小さくできる効果がある。
【００３２】
また、本発明の電子機器によれば、三次元基板間接続部品を用いて２つの基板を接続したので、コネクタのようにプラグ側とレセプタクル側というような２つの部品を必要としないことから、コストの低減を図ることができる。さらに、基板の接続に要する取り付け高さを飛躍的に低減することができ、機器本体内のスペースを効率よく利用することができる。従って、電子機器の小型化を図ったり、機器本体内に他の部品を配して機能を充実させたりすることができる。例えば、携帯端末のように、筐体内のスペースが限定されている場合は、実用に際して極めて有利である。
【００３３】
また、本発明の電子機器の製造方法によれば、導体配線を接続相手側の基板の電極にはんだ付けする汎用の実装設備にて三次元基板間の接続が可能であるため、製造にあたって特殊な設備を要することはなく、コストの低減させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
次に、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００３５】
図１（ａ）は、本発明の第一の実施の形態の三次元基板間接続部品の斜視図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【００３６】
図１（ａ）に示すように、予め長方形断面の角棒状に成型された液晶ポリマー等の絶縁体１の表面に、めっきにより導体配線２を形成することにより三次元基板間接続部品３を形成する。
【００３７】
導体配線２は、図１（ｂ）に示すように第一の導体配線２１および第二の導体配線２２からなり、絶縁体１の対向する第一の側面１３および第二の側面１４それぞれを経由して絶縁体１の上面１１から下面１２に至るように設けられている。すなわち、導体配線２１は、側面１３を通って上面１１の部分の上面電極２３と下面１２の部分の下面電極２５とを導通させ、導体配線２２は、側面１４を通って上面１１の部分の上面電極２４と下面１２の部分の下面電極２６とを導通させている。導体配線２には、はんだ付け等の導電接続が可能な表面処理を施しておく。
【００３８】
図２に示すように、三次元基板間接続部品３を、上面電極２３および２４それぞれをサブ基板４上の別々のパッド（図示せず）にはんだ付けして、他の部品５と共にサブ基板４上に表面実装し、モジュール６を形成する。すなわち、サブ基板４は他の部品５を搭載するモジュール基板である。この時、三次元基板間接続部品３の露出している下面電極２５および２６はモジュール６の外部電極となる。そして、下面電極２５および２６をメイン基板７の別々のパッド（図示せず）にはんだ付けし、モジュール６を外部電極としての下面電極２５および２６を介してメイン基板７に実装することにより、サブ基板４およびメイン基板７間の三次元接続構造を実現する。
【００３９】
このように、予めモジュール６として組み立てておくことにより、部品管理、製品製造および修理改造等における効率化を図ることができる。
【００４０】
もっとも、メイン基板７に三次元基板間接続部品３を搭載しておき、この後に三次元基板間接続部品３を除いたモジュール６を当該メイン基板７に既に搭載してある三次元基板間接続部品３に接続するようにもできる。
【００４１】
なお、サブ基板４とメイン基板７との間に配置される他の部品５の最大高さと同等以上に三次元基板間接続部品３の高さがなるように、予め絶縁体１および導体配線２を成型しておく必要がある。
【００４２】
また、サブ基板とメイン基板というような関係にない平行に配置された２つの基板間を接続するのに三次元基板間接続部品３を用いることもできる。さらに、２枚の基板を三次元基板間接続部品３で三次元接続し、２枚の基板のさらに上に他の三次元基板間接続部品３を用いて他の基板を重ねて接続するというように、３枚以上の基板を多段に重ねて実装する際に、各基板間の接続に三次元基板間接続部品３を用いることもできる。
【００４３】
本実施の形態の三次元基板間接続部品３では、樹脂モールドを金型により成型して絶縁体１を得た後に、絶縁体１にめっきプロセスを経て電極を形成するＭＩＤ（Ｍｏｌｄｅｄ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ Ｄｅｖｉｃｅ）工法を採用しているので、狭いピッチで細い導体配線２を形成することが可能である。また、電極リードが不要であることから三次元基板間接続部品３自体の小型化が可能であり、実装占有面積を小さくできるという効果がある。
【００４４】
更に、本実施形態の三次元基板間接続部品３は、従来の電子部品のように電子回路等を有さない部品（コネクタやケーブルと同様）であるため、任意の回路に適用可能である。
【００４５】
図３は、第一の実施の形態の三次元基板間接続部品３を用いて、電子機器としての携帯電話端末のプリント配線基板８上にモジュール６を搭載した場合の斜視図である。このプリント配線基板８が前述のメイン基板７に相当する。
【００４６】
図３に示すように、この電子機器は、２つの基板の間に三次元基板間接続部品３を挟み、一方の基板（サブ基板４）に設けられた電極が導体配線２の上端に接続されるとともに、他方の基板（プリント配線基板８）に設けられた電極が導体配線２の下端に接続される。尚、サブ基板４とプリント配線基板８は、電子機器内部のレイアウト等により上下逆さとなってもよい。
【００４７】
このように、本実施形態の三次元基板間接続部品３を用いたことにより、従来よりもサブ基板４をプリント配線基板８側に近接させて配置することができる。この電子機器は、２つの基板が三次元基板間接続部品３により電気的に接続され、三次元基板間接続部品３の上側をサブ基板４にはんだ付けにより接続し、三次元基板間接続部品３の下側をプリント配線基板８にはんだ付けにより接続することにより製造される。すなわち、三次元基板間接続部品３及び他の部品５をサブ基板４に接続した後に、プリント配線基板８に三次元基板間接続部品３を接続する。
【００４８】
この電子機器では、例えば、従来のスタッキングコネクタを用いた接続で５ｍｍ程度の接続面積が必要であったものについて、図４のごとく１ｍｍ程度の接続幅での接続が可能となった。また、接続時の取り付け高さにおいても、従来のスタッキングコネクタは１．５ｍｍ程度の取り付け高さが必要であったが、１ｍｍ程度の取り付け高さが実現されている。
【００４９】
このように、本実施の形態の電子機器によれば、三次元基板間接続部品３を用いて２つの基板を接続したので、コネクタのようにプラグ側とレセプタクル側というような２つの部品を必要としないことから、コストの低減を図ることができる。さらに、基板の接続に要する取り付け高さを飛躍的に低減することができ、機器本体内のスペースを効率よく利用することができる。従って、電子機器の小型化を図ったり、機器本体内に他の部品を配して機能を充実させたりすることができる。例えば、携帯端末のように、筐体内のスペースが限定されている場合は、実用に際して極めて有利である。
【００５０】
また、本実施の形態の電子機器の製造方法によれば、導体配線２を接続相手側の基板の電極にはんだ付けする汎用の実装設備にて三次元基板間の接続が可能であるため、製造にあたって特殊な設備を要することはなく、コストの低減させることが可能となる。
【００５１】
なお、本実施の形態の三次元基板間接続部品３において、絶縁体１の材質として樹脂モールドではなくセラミック材料を使用し、焼成プロセスを経て銀ペースト等の導体配線２を形成しても良い。
【００５２】
図５は、本発明の第二の実施の形態の三次元基板間接続部品の斜視図である。
【００５３】
本実施の形態の三次元基板間接続部品２９は、円筒状の絶縁体３０の外周面に１周するように周方向へ延びる比較的細い導体配線３１を複数本、軸方向に並べて設けたものである。図５に示すように、絶縁体３０と導体配線３１は略面一に形成されている。
【００５４】
本実施の形態による接続構造は、図示していないが第一の基板の上に平行に第二の基板を配置し、第一および第二の基板の間に三次元基板間接続部品２９を軸方向が横となるよう配置し、導体配線３１の下側の部分を第一の基板に設けられたパッドにはんだ付けし、上側の部分を第二の基板に設けられたパッドにはんだ付けする。
【００５５】
本実施の形態によれば、導体配線３１とパッドとの間に大きなはんだフィレットが形成され、第一および第二の基板とのはんだ付け強度が大きくなる効果がある。
【００５６】
図６は、本発明の第三の実施の形態の三次元基板間接続部品の断面図である。
【００５７】
本実施の形態の三次元基板間接続部品は、上面および下面が平面で両側が半円筒状の棒状、すなわち断面形状が両側の半円および中央部分の上下の直線で囲まれた長円形である絶縁体３２を有し、絶縁体３２の表面に導体配線３３を設けたものである。導体配線３３は、絶縁体３２の上面の側部から側面を経由して底面の側部に至るように、絶縁体３２の両側部それぞれに別々に並べて設けられ、図５に示す三次元基板間接続部品２９よりも多くの導体配線３３を設けることができる。
【００５８】
図７は、本発明の第四の実施の形態の三次元基板間接続部品の断面図である。
【００５９】
本実施の形態の三次元基板間接続部品は、上面、下面が平面で、両側面が凸状に屈曲した２つの斜面からなる断面が六角形となっている棒状の絶縁体３４を有し、絶縁体３４の表面に導体配線３５を設けたものである。導体配線３５は、絶縁体３４の上面の側部から側面を経由して底面の側部に至るように、絶縁体３４の両側部それぞれに別々に並べて設けられている。
【００６０】
図８は、本発明の第五の実施の形態の三次元基板間接続部品の断面図である。
【００６１】
本実施の形態の三次元基板間接続部品は、断面が長方形の角棒の各稜に面取りを施し、斜面３８を設けた絶縁体３６の表面に導体配線３７を設けたものである。導体配線３７は、絶縁体３６の上面の側部から側面を経由して底面の側部に至るように、絶縁体３６の両側部それぞれに別々に並べて設けられている。なお、斜面３８の替わりに絶縁体となる角棒の稜に丸みを設けてもよい。
【００６２】
図６〜図８に示す三次元基板間接続部品も図５に示す三次元基板間接続部品と同様に、接続する基板との間のはんだフィレットを大きくし、はんだ付け強度が大きくすることができる。また、必要に応じて図８に示す絶縁体３６の一部の角にのみ面取りを施すようにしてもよい。同様に図６に示す絶縁体３２の片側のみを半円筒状にしたり、図７に示す絶縁体３４の片側のみを凸屈曲面として断面が五角形の棒状としてもよい。
【００６３】
また、図６〜図８において、絶縁体３２、３４または３６の片側のみに導体配線３３、３５または３７を設けるようにしてもよいし、絶縁体３２、３４または３６の外周を１周するように導体配線を設けるようにしてもよい。要するに、絶縁体の上部から側部を経由した下部に至る導体配線が形成されていればよい。
【００６４】
図９（ａ）は、本発明の第六の実施の形態の三次元基板間接続部品の斜視図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）におけるＢ−Ｂ線に沿った断面図である。尚、図９は説明のために模式的に図示している。
【００６５】
図９において、絶縁体としての両面プリント配線板４１に、所望のピッチで上部から下部まで貫通するスルーホール４３を並設し、両面のスルーホール電極４２をスルーホール４３で導通させる。この時、スルーホール４３内に充填材料を入れ、蓋めっきを施してスルーホール４３を塞いでも良い。
【００６６】
図９に示す三次元基板間接続部品による接続構造は、例えば図２に示すものと同様に、プリント配線板４１の上面のスルーホール電極４２をサブ基板４のパッドにはんだ付けし、下面のスルーホール電極４２をメイン基板７のパッドにはんだ付けして構成する。
【００６７】
以上のように形成された三次元基板間接続部品は、プリント配線板の製造プロセスで製造が可能であるため、モールド成型用の金型が不要であり、図１に示す実施の形態よりも、更に低コストで実現が可能である。
【００６８】
また、上記各実施例の図では電極配列が２列となっているが、本実施例の場合は電極配列を３列以上にしても良い。
【００６９】
図１０は、本発明の第七の実施の形態の三次元基板間接続部品の斜視図である。
【００７０】
本実施の形態では、プリント配線板に２列にスルーホールを並設し、各列のスルーホールの中心を通る面でプリント配線板を切断し、両側面に半分割形状の半分割スルーホール５２を並べたプリント配線板５１を形成し、これを三次元基板間接続部品としている。
【００７１】
本実施の形態では、プリント配線板をスルーホールの中央で切断することにより、図９に示す実施の形態と比べ半分以下の幅で三次元基板間接続部品を実現し、更なる高密度実装化が可能となる。また、半分割スルーホール５２の配列を両側面で互いに半ピッチずつずらすようにしてもよい。
【００７２】
また、最外列のもののみを図１０のようなプリント配線板の側面に並べられた半分割のスルーホールとし、その他のものは図９のような完全な形状のスルーホールとする３列以上に並べられた配列としても良い。また、半分割スルーホールは、プリント基板の１側面にのみ設けるようにしてもよい。
【００７３】
図１１は、本発明の第八の実施の形態の三次元基板間接続部品の斜視図である。
【００７４】
本実施の形態は、平面形状が一定幅のＬ字型であるプリント配線板６０にスルーホール４３を列設したものである。
【００７５】
図１２は、本発明の第九の実施の形態の三次元基板間接続部品の斜視図である。
【００７６】
本実施の形態は、平面形状が一定幅のＴ字型であるプリント配線板６１にスルーホール４３を列設したものである。
【００７７】
図１３は、本発明の第十の実施の形態の三次元基板間接続部品の斜視図である。
【００７８】
本実施の形態は、平面形状が一定幅の口字型であるプリント配線板６２にスルーホール４３を列設したものである。
【００７９】
図１１〜図１３に示すように、本発明の三次元基板間接続部品は任意の平面形状に成形可能であり、接続すべき基板上のパッドの配置に合わせてスルーホールを配置し、この配置に合わせた平面形状にプリント配線板を形成することができる。従って、１つの三次元基板間接続部品でも様々な配置の多くのパッドすなわち電極を接続可能である。
【００８０】
なお、本発明の第一ないし第五の実施の形態の三次元基板間接続部品でも平面形状をＬ字型、Ｔ字型、口字型等の様々な形状にすることが可能である。
【００８１】
なお、図１に示すような導体配線２が形成された絶縁体１を樹脂モールドによることなく、プリント配線板等を細長く切断することにより製作することも可能である。また、樹脂モールド等により成型した板にスルーホールや半分割スルーホールを設けて図９や図１０に示すような三次元基板間接続部品としてもよい。
【００８２】
さらに、図１に示すような樹脂モールドによる絶縁材の側部に導体配線２を設けるほかに、中央部にスルーホールを設けることもできるし、図９に示すようなプリント配線板４１においてスルーホール４３のほかに側部に導体配線を設けることもできる。
【００８３】
また、図１１ないし図１３に示すような様々な平面形状の絶縁体に導体配線、スルーホールまたは半分割スルーホールを併設することもできる。
【００８４】
また、第二〜第十の実施の形態についても、第一の実施の形態と同様に電子機器における２つの基板の接続に用いると効果的である。さらに、絶縁体等の形状は基板の配置、使用等に応じて変更可能であるし、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】（ａ）は、本発明の第一の実施の形態の三次元基板間接続部品の斜視図である。（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図２】三次元基板間接続部品を用いた三次元基板間接続構造を示す側面図である。
【図３】三次元基板間接続部品を用いてプリント配線基板上にモジュール部品を載せた携帯電話端末の内部構造の斜視図である。
【図４】三次元基板間接続部品を用いてメイン基板とサブ基板を接続した携帯電話端末の内部構造の断面図である。
【図５】本発明の第二の実施の形態の三次元基板間接続部品の斜視図である。
【図６】本発明の第三の実施の形態の三次元基板間接続部品の断面図である。
【図７】本発明の第四の実施の形態の三次元基板間接続部品の断面図である。
【図８】本発明の第五の実施の形態の三次元基板間接続部品の断面図である。
【図９】（ａ）は、本発明の第六の実施の形態の三次元基板間接続部品の斜視図である。（ｂ）は、（ａ）におけるＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図１０】本発明の第七の実施の形態の三次元基板間接続部品の斜視図である。
【図１１】本発明の第八の実施の形態の三次元基板間接続部品の斜視図である。
【図１２】本発明の第九の実施の形態の三次元基板間接続部品の斜視図である。
【図１３】本発明の第十の実施の形態の三次元基板間接続部品の斜視図である。
【図１４】従来の三次元基板間接続構造に用いるコネクタのレセプタクルおよびプラグを示す断面図である。
【図１５】特許文献１に開示された三次元基板間接続構造を示す断面図である。
【図１６】特許文献２に開示された三次元基板間接続構造を示す断面図である。
【図１７】従来の基板間接続に用いるスタッキングコネクタを使用してメイン基板とサブ基板を接続した電子機器の内部構造の断面図である。
【符号の説明】
【００８６】
１ 絶縁体
２ 導体配線
３ 三次元基板間接続部品
４ サブ基板
５ 他の部品
６ モジュール
７ メイン基板
１１ 上面
１２ 下面
１３ 第一の側面
１４ 第二の側面
２１ 第一の導体配線
２２ 第二の導体配線
２３ 上面電極
２４ 上面電極
２５ 下面電極
２６ 下面電極
２９ 三次元基板間接続部品
３０ 絶縁体
３１ 導体配線
３２ 絶縁体
３３ 導体配線
３４ 絶縁体
３５ 導体配線
３６ 絶縁体
３７ 導体配線
３８ 斜面
４１ プリント配線板
４２ スルーホール電極
４３ スルーホール
５１ プリント配線板
５２ 半分割スルーホール
６０ プリント配線板
６１ プリント配線板
６２ プリント配線板
１０１ 基板
１０２ 基板
１０３ プラグ
１０４ レセプタクル
１０５ ハウジング
１０６ ハウジング
１０７ 壁
１０８ リード
１０９ リード
１１０ 嵌合部
１１１ 幅
１２１ 基板
１２２ 基板
１２３ 電子部品
１２４ リード電極
１２７ ランド電極
１３１ 基板
１３２ 基板
１３３ 耐熱樹脂
１３４ 外部接続端子
１３５ リードアレイ
１３６ はんだ
１３７ スタッキングコネクタ
１３８ はんだ付け部
１３９ はんだ付けリード
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つの基板の配線を接続するための基板間接続部品と、この基板間接続部品を備える電子機器及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
三次元的な基板間接続構造では、小面積、低コストで、且つ任意の回路で三次元基板間接続を実現することが重要な目的となっている。
【０００３】
この目的のために、従来は図１４に示すように、三次元的に接続する基板１０１および１０２の各々にスタッキングコネクタのプラグ１０３およびレセプタクル１０４を実装し、プラグ１０３およびレセプタクル１０４を互いに嵌合させるという接続構造が採用されていた。
【０００４】
図１４において、プラグ１０３は絶縁物のハウジング１０５およびリード１０８からなり、リード１０８が基板１０１のパッド（図示略）にはんだ付けされる。レセプタクル１０４は絶縁物のハウジング１０６およびリード１０９からなり、リード１０９が基板１０２のパッド（図示略）にはんだ付けされる。
【０００５】
しかしながらこの構造では、コネクタ同士を嵌合させる必要からコネクタ外形が大きくなってしまうという欠点がある。すなわち、レセプタクル１０４は、中央にプラグ１０３を嵌合させる嵌合部１１０を設けるとともに、嵌合部１１０の両側にプラグ１０３を挟み込むための壁１０７をハウジング１０６に設け、さらにその外側にリード１０９のはんだ付け部分を設けなければならない。また、これに加え、壁１０７の回りに沿ってリード１０９を曲げて取り付けることから、壁１０７の厚さにリード１０９の折り曲げしろを加えた幅１１１が必要となる。このため、実装占有面積が大きくなってしまうという問題がある。
【０００６】
また、三次元接続する基板１０１および１０２の各々にプラグ１０３およびレセプタクル１０４のコネクタを配置しなければならないため、少なくとも２つのコネクタを必要とすることとなり、コストの観点からも有効な手段とは言えない。
【０００７】
そこで、例えば特許文献１の実開平２−０９６７６６号公報には、図１５に示すように電子部品１２３のリード電極１２４を上下に引き出し、この電子部品１２３を２枚の基板１２１および１２２の間に配置し、リード電極１２４を基板１２１および１２２の各々に直接接続する構造が開示されている。
【０００８】
また、特許文献２の実開平５−５５５７５号公報には、図１６に示すように耐熱樹脂１３３の周囲に多数のコ字型の外部接続端子１３４を差し込んでリードアレイ１３５とし、リードアレイ１３５を２枚の基板１３１および１３２の間に配置し、外部接続端子１３４を基板１３１および１３２それぞれのランド電極１２７にはんだ１３６で接続する構造が開示されている。
【０００９】
ここで、図１７に従来のスタッキングコネクタ１３７を用いた電子機器におけるサブ基板１４４とメイン基板１４７との接続状態を示す。このスタッキングコネクタ１３７は、サブ基板１４４側とメイン基板１４７側の２つの部品からなり、各部品のはんだ付けリード１３９がはんだ付け部１３８により基板に固定される。従来のスタッキングコネクタ１３７を用いた接続では、図１７のごとくサブ基板１４４とメイン基板１４７を接続する際に、スタッキングコネクタ１３７の部品形状より、５ｍｍ程度の接続面積が必要となる。また、従来のスタッキングコネクタ１３７は２つの部品を嵌合させる必要があるため、１．５ｍｍ程度の取り付け高さが必要となっている。
【特許文献１】実開平２−９６７６６号公報
【特許文献２】実開平５−５５５７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１に示された三次元基板間接続構造は、コネクタを使用せずに基板間の三次元接続を行っているので、一見すると高密度実装化、およびコスト低減の効果を奏しているように思われる。
【００１１】
しかしながら本実装構造の場合、リード電極１２４付きの電子部品１２３を用いているため、ＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）やＳＯＰ（Ｓｍａｌｌ Ｏｕｔｌｉｎｅ Ｐａｃｋａｇｅ）といった大型のＬＳＩパッケージにのみ適用可能で、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）、ＱＦＮ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｎｏｎ−ｌｅａｄｅｄ ｐａｃｋａｇｅ）等のような小型のＬＳＩパッケージには適用できないという問題がある。
【００１２】
また、リード電極付きのＬＳＩパッケージは、部品の外形が大きく、リード電極１２４を設けた電子部品１２３は小さくすることができず、更なる高密度実装化において必ずしも有効な手段とは言えない。
【００１３】
また、基板１２１または１２２の一方に搭載された部品で電子部品１２３と回路的に接続されていないもの（以降「その他の部品」と称す）については、基板１２１または１２２の他方と回路的に接続される経路が無いという問題がある。つまり、電子部品１２３と回路的に接続されている部品にのみに三次元実装の適用が可能な構造手法であり、適用可能な電子回路は非常に限定されている。仮に、その他の部品にも三次元実装となる配線を施す場合は、他方の基板とコネクタやケーブル配線等を用いて接続しなければならず、従来技術を併用することになってしまうという問題がある。
【００１４】
更に、電子部品１２３は、リード電極１２４を上下に引き出すという特別な構造を用いるため、専用のリード電極の成型用金型や樹脂成形用金型などが必要となる他、部品収納トレーも専用になり、部品コストの大幅な上昇は必至である。
【００１５】
特許文献２に示された三次元基板間接続構造は、耐熱樹脂１３３に外部接続端子１３４を並べたものであり、あまり小さくできず、実装密度を充分に高くできないという問題がある。
【００１６】
そして、図１７に従来のスタッキングコネクタ１３７を用いた電子機器においては、コネクタ部分の接続面積及び取り付け高さの低減が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
請求項１に記載の発明では、三次元基板間接続部品において、絶縁体と、前記絶縁体の表面に形成され、該絶縁体の上部から側部を経由して下部に至る導体配線と、を備えたことを特徴とする。
【００１８】
また、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の三次元基板間接続部品において、前記絶縁体には、上面、下面および側面が形成され、前記導体配線は、前記絶縁体の前記上面から前記側面を経由して前記下面に至ることを特徴とする。
【００１９】
また、請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の三次元基板間接続部品において、前記絶縁体の側面は、互いに対向する第一の側面及び第二の側面を含み、前記導体配線は、前記上面から前記第一の側面を経由して前記下面に至る複数の第一の導体配線と、前記上面から前記第二の側面を経由して前記下面に至る複数の第二の導体配線と、を含むことを特徴とする。
【００２０】
また、請求項４に記載の発明では、請求項１から３のいずれか一項に記載の三次元基板間接続部品において、前記絶縁体の前記上面から前記下面まで貫通するスルーホールを備えたことを特徴とする。
【００２１】
また、請求項５に記載の発明では、三次元基板間接続部品において、円筒状に形成された絶縁体と、前記絶縁体の外周面に周方向へ延びる前記導体配線と、を備えたことを特徴とする。
【００２２】
また、請求項６に記載の発明では、請求項５に記載の三次元基板間接続部品において、前記絶縁体と前記導体配線を略面一に形成したことを特徴とする。
【００２３】
また、請求項７に記載の発明では、三次元基板間接続部品において、上部から下部まで貫通する複数のスルーホールが並設された絶縁体を備えたことを特徴とする。
【００２４】
また、請求項８に記載の発明では、請求項７に記載の三次元基板間接続部品において、前記各スルーホールは、前記絶縁体の側面に半分割形状で形成されることを特徴とする。
【００２５】
また、請求項９に記載の発明では、電子機器において、２つの基板の間に請求項１から６のいずれか一項に記載の三次元基板間接続部品を挟み、一方の前記基板に設けられた電極が前記導体配線の上端に接続されるとともに、他方の前記基板に設けられた電極が前記導体配線の下端に接続されることを特徴とする。
【００２６】
また、請求項１０に記載の発明では、電子機器において、２つの基板の間に請求項４、７または８に記載の三次元基板間接続部品を挟み、一方の前記基板に設けられた電極が前記スルーホールの上端に接続されるとともに、他方の前記基板に設けられた電極が前記スルーホールの下端に接続されることを特徴とする。
【００２７】
また、請求項１１に記載の発明では、請求項９または１０に記載の電子機器において、前記２つの基板のうち、一方の基板は部品を搭載するモジュール基板であることを特徴とする。
【００２８】
また、請求項１２に記載の発明では、電子機器の製造方法において、請求項１から８のいずれか一項に記載の三次元基板間接続部品により２つの基板が電気的に接続される電子機器の製造方法であって、前記三次元基板間接続部品の上下一側を、一方の前記基板に、はんだ付けにより接続し、前記三次元基板間接続部品の上下他側を、他方の前記基板に、はんだ付けにより接続することを特徴とする。
【００２９】
また、請求項１３に記載の発明では、請求項１２に記載の電子機器の製造方法において、前記２つの基板のうち、一方の基板は部品が搭載されるモジュール基板であり、前記一方の基板に、前記三次元基板間接続部品及び前記部品を接続した後に、前記他方の基板に、前記三次元基板間接続部品を接続することを特徴とする。
【００３０】
なお、便宜的に絶縁体の上面、下面及び側面と表現したが、電子機器等における絶縁体の配置によっては、上面および下面が左右の面になり、側面が上下の面となったり、上面が下向きになり、下面が上向きになる場合をも含めている。上部および下部についても同様である。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の三次元基板間接続部品によれば、小面積、低コストで、且つ任意の回路で三次元的な基板間の配線接続を実現できる。すなわち、本発明の三次元基板間接続部品は、リード等を用いることなく、例えば、絶縁体またはプリント配線板にめっき等により導体配線を形成し、スルーホールを設けることにより、比較的狭いピッチで電極となる導体配線またはスルーホールを並設でき、高密度の三次元基板間の配線接続が可能となり、実装占有面積を非常に小さくできる効果がある。
【００３２】
また、本発明の電子機器によれば、三次元基板間接続部品を用いて２つの基板を接続したので、コネクタのようにプラグ側とレセプタクル側というような２つの部品を必要としないことから、コストの低減を図ることができる。さらに、基板の接続に要する取り付け高さを飛躍的に低減することができ、機器本体内のスペースを効率よく利用することができる。従って、電子機器の小型化を図ったり、機器本体内に他の部品を配して機能を充実させたりすることができる。例えば、携帯端末のように、筐体内のスペースが限定されている場合は、実用に際して極めて有利である。
【００３３】
また、本発明の電子機器の製造方法によれば、導体配線を接続相手側の基板の電極にはんだ付けする汎用の実装設備にて三次元基板間の接続が可能であるため、製造にあたって特殊な設備を要することはなく、コストの低減させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
次に、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００３５】
図１（ａ）は、本発明の第一の実施の形態の三次元基板間接続部品の斜視図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【００３６】
図１（ａ）に示すように、予め長方形断面の角棒状に成型された液晶ポリマー等の絶縁体１の表面に、めっきにより導体配線２を形成することにより三次元基板間接続部品３を形成する。
【００３７】
導体配線２は、図１（ｂ）に示すように第一の導体配線２１および第二の導体配線２２からなり、絶縁体１の対向する第一の側面１３および第二の側面１４それぞれを経由して絶縁体１の上面１１から下面１２に至るように設けられている。すなわち、導体配線２１は、側面１３を通って上面１１の部分の上面電極２３と下面１２の部分の下面電極２５とを導通させ、導体配線２２は、側面１４を通って上面１１の部分の上面電極２４と下面１２の部分の下面電極２６とを導通させている。導体配線２には、はんだ付け等の導電接続が可能な表面処理を施しておく。
【００３８】
図２に示すように、三次元基板間接続部品３を、上面電極２３および２４それぞれをサブ基板４上の別々のパッド（図示せず）にはんだ付けして、他の部品５と共にサブ基板４上に表面実装し、モジュール６を形成する。すなわち、サブ基板４は他の部品５を搭載するモジュール基板である。この時、三次元基板間接続部品３の露出している下面電極２５および２６はモジュール６の外部電極となる。そして、下面電極２５および２６をメイン基板７の別々のパッド（図示せず）にはんだ付けし、モジュール６を外部電極としての下面電極２５および２６を介してメイン基板７に実装することにより、サブ基板４およびメイン基板７間の三次元接続構造を実現する。
【００３９】
このように、予めモジュール６として組み立てておくことにより、部品管理、製品製造および修理改造等における効率化を図ることができる。
【００４０】
もっとも、メイン基板７に三次元基板間接続部品３を搭載しておき、この後に三次元基板間接続部品３を除いたモジュール６を当該メイン基板７に既に搭載してある三次元基板間接続部品３に接続するようにもできる。
【００４１】
なお、サブ基板４とメイン基板７との間に配置される他の部品５の最大高さと同等以上に三次元基板間接続部品３の高さがなるように、予め絶縁体１および導体配線２を成型しておく必要がある。
【００４２】
また、サブ基板とメイン基板というような関係にない平行に配置された２つの基板間を接続するのに三次元基板間接続部品３を用いることもできる。さらに、２枚の基板を三次元基板間接続部品３で三次元接続し、２枚の基板のさらに上に他の三次元基板間接続部品３を用いて他の基板を重ねて接続するというように、３枚以上の基板を多段に重ねて実装する際に、各基板間の接続に三次元基板間接続部品３を用いることもできる。
【００４３】
本実施の形態の三次元基板間接続部品３では、樹脂モールドを金型により成型して絶縁体１を得た後に、絶縁体１にめっきプロセスを経て電極を形成するＭＩＤ（Ｍｏｌｄｅｄ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ Ｄｅｖｉｃｅ）工法を採用しているので、狭いピッチで細い導体配線２を形成することが可能である。また、電極リードが不要であることから三次元基板間接続部品３自体の小型化が可能であり、実装占有面積を小さくできるという効果がある。
【００４４】
更に、本実施形態の三次元基板間接続部品３は、従来の電子部品のように電子回路等を有さない部品（コネクタやケーブルと同様）であるため、任意の回路に適用可能である。
【００４５】
図３は、第一の実施の形態の三次元基板間接続部品３を用いて、電子機器としての携帯電話端末のプリント配線基板８上にモジュール６を搭載した場合の斜視図である。このプリント配線基板８が前述のメイン基板７に相当する。
【００４６】
図３に示すように、この電子機器は、２つの基板の間に三次元基板間接続部品３を挟み、一方の基板（サブ基板４）に設けられた電極が導体配線２の上端に接続されるとともに、他方の基板（プリント配線基板８）に設けられた電極が導体配線２の下端に接続される。尚、サブ基板４とプリント配線基板８は、電子機器内部のレイアウト等により上下逆さとなってもよい。
【００４７】
このように、本実施形態の三次元基板間接続部品３を用いたことにより、従来よりもサブ基板４をプリント配線基板８側に近接させて配置することができる。この電子機器は、２つの基板が三次元基板間接続部品３により電気的に接続され、三次元基板間接続部品３の上側をサブ基板４にはんだ付けにより接続し、三次元基板間接続部品３の下側をプリント配線基板８にはんだ付けにより接続することにより製造される。すなわち、三次元基板間接続部品３及び他の部品５をサブ基板４に接続した後に、プリント配線基板８に三次元基板間接続部品３を接続する。
【００４８】
この電子機器では、例えば、従来のスタッキングコネクタを用いた接続で５ｍｍ程度の接続面積が必要であったものについて、図４のごとく１ｍｍ程度の接続幅での接続が可能となった。また、接続時の取り付け高さにおいても、従来のスタッキングコネクタは１．５ｍｍ程度の取り付け高さが必要であったが、１ｍｍ程度の取り付け高さが実現されている。
【００４９】
このように、本実施の形態の電子機器によれば、三次元基板間接続部品３を用いて２つの基板を接続したので、コネクタのようにプラグ側とレセプタクル側というような２つの部品を必要としないことから、コストの低減を図ることができる。さらに、基板の接続に要する取り付け高さを飛躍的に低減することができ、機器本体内のスペースを効率よく利用することができる。従って、電子機器の小型化を図ったり、機器本体内に他の部品を配して機能を充実させたりすることができる。例えば、携帯端末のように、筐体内のスペースが限定されている場合は、実用に際して極めて有利である。
【００５０】
また、本実施の形態の電子機器の製造方法によれば、導体配線２を接続相手側の基板の電極にはんだ付けする汎用の実装設備にて三次元基板間の接続が可能であるため、製造にあたって特殊な設備を要することはなく、コストの低減させることが可能となる。
【００５１】
なお、本実施の形態の三次元基板間接続部品３において、絶縁体１の材質として樹脂モールドではなくセラミック材料を使用し、焼成プロセスを経て銀ペースト等の導体配線２を形成しても良い。
【００５２】
図５は、本発明の第二の実施の形態の三次元基板間接続部品の斜視図である。
【００５３】
本実施の形態の三次元基板間接続部品２９は、円筒状の絶縁体３０の外周面に１周するように周方向へ延びる比較的細い導体配線３１を複数本、軸方向に並べて設けたものである。図５に示すように、絶縁体３０と導体配線３１は略面一に形成されている。
【００５４】
本実施の形態による接続構造は、図示していないが第一の基板の上に平行に第二の基板を配置し、第一および第二の基板の間に三次元基板間接続部品２９を軸方向が横となるよう配置し、導体配線３１の下側の部分を第一の基板に設けられたパッドにはんだ付けし、上側の部分を第二の基板に設けられたパッドにはんだ付けする。
【００５５】
本実施の形態によれば、導体配線３１とパッドとの間に大きなはんだフィレットが形成され、第一および第二の基板とのはんだ付け強度が大きくなる効果がある。
【００５６】
図６は、本発明の第三の実施の形態の三次元基板間接続部品の断面図である。
【００５７】
本実施の形態の三次元基板間接続部品は、上面および下面が平面で両側が半円筒状の棒状、すなわち断面形状が両側の半円および中央部分の上下の直線で囲まれた長円形である絶縁体３２を有し、絶縁体３２の表面に導体配線３３を設けたものである。導体配線３３は、絶縁体３２の上面の側部から側面を経由して底面の側部に至るように、絶縁体３２の両側部それぞれに別々に並べて設けられ、図５に示す三次元基板間接続部品２９よりも多くの導体配線３３を設けることができる。
【００５８】
図７は、本発明の第四の実施の形態の三次元基板間接続部品の断面図である。
【００５９】
本実施の形態の三次元基板間接続部品は、上面、下面が平面で、両側面が凸状に屈曲した２つの斜面からなる断面が六角形となっている棒状の絶縁体３４を有し、絶縁体３４の表面に導体配線３５を設けたものである。導体配線３５は、絶縁体３４の上面の側部から側面を経由して底面の側部に至るように、絶縁体３４の両側部それぞれに別々に並べて設けられている。
【００６０】
図８は、本発明の第五の実施の形態の三次元基板間接続部品の断面図である。
【００６１】
本実施の形態の三次元基板間接続部品は、断面が長方形の角棒の各稜に面取りを施し、斜面３８を設けた絶縁体３６の表面に導体配線３７を設けたものである。導体配線３７は、絶縁体３６の上面の側部から側面を経由して底面の側部に至るように、絶縁体３６の両側部それぞれに別々に並べて設けられている。なお、斜面３８の替わりに絶縁体となる角棒の稜に丸みを設けてもよい。
【００６２】
図６〜図８に示す三次元基板間接続部品も図５に示す三次元基板間接続部品と同様に、接続する基板との間のはんだフィレットを大きくし、はんだ付け強度が大きくすることができる。また、必要に応じて図８に示す絶縁体３６の一部の角にのみ面取りを施すようにしてもよい。同様に図６に示す絶縁体３２の片側のみを半円筒状にしたり、図７に示す絶縁体３４の片側のみを凸屈曲面として断面が五角形の棒状としてもよい。
【００６３】
また、図６〜図８において、絶縁体３２、３４または３６の片側のみに導体配線３３、３５または３７を設けるようにしてもよいし、絶縁体３２、３４または３６の外周を１周するように導体配線を設けるようにしてもよい。要するに、絶縁体の上部から側部を経由した下部に至る導体配線が形成されていればよい。
【００６４】
図９（ａ）は、本発明の第六の実施の形態の三次元基板間接続部品の斜視図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）におけるＢ−Ｂ線に沿った断面図である。尚、図９は説明のために模式的に図示している。
【００６５】
図９において、絶縁体としての両面プリント配線板４１に、所望のピッチで上部から下部まで貫通するスルーホール４３を並設し、両面のスルーホール電極４２をスルーホール４３で導通させる。この時、スルーホール４３内に充填材料を入れ、蓋めっきを施してスルーホール４３を塞いでも良い。
【００６６】
図９に示す三次元基板間接続部品による接続構造は、例えば図２に示すものと同様に、プリント配線板４１の上面のスルーホール電極４２をサブ基板４のパッドにはんだ付けし、下面のスルーホール電極４２をメイン基板７のパッドにはんだ付けして構成する。
【００６７】
以上のように形成された三次元基板間接続部品は、プリント配線板の製造プロセスで製造が可能であるため、モールド成型用の金型が不要であり、図１に示す実施の形態よりも、更に低コストで実現が可能である。
【００６８】
また、上記各実施例の図では電極配列が２列となっているが、本実施例の場合は電極配列を３列以上にしても良い。
【００６９】
図１０は、本発明の第七の実施の形態の三次元基板間接続部品の斜視図である。
【００７０】
本実施の形態では、プリント配線板に２列にスルーホールを並設し、各列のスルーホールの中心を通る面でプリント配線板を切断し、両側面に半分割形状の半分割スルーホール５２を並べたプリント配線板５１を形成し、これを三次元基板間接続部品としている。
【００７１】
本実施の形態では、プリント配線板をスルーホールの中央で切断することにより、図９に示す実施の形態と比べ半分以下の幅で三次元基板間接続部品を実現し、更なる高密度実装化が可能となる。また、半分割スルーホール５２の配列を両側面で互いに半ピッチずつずらすようにしてもよい。
【００７２】
また、最外列のもののみを図１０のようなプリント配線板の側面に並べられた半分割のスルーホールとし、その他のものは図９のような完全な形状のスルーホールとする３列以上に並べられた配列としても良い。また、半分割スルーホールは、プリント基板の１側面にのみ設けるようにしてもよい。
【００７３】
図１１は、本発明の第八の実施の形態の三次元基板間接続部品の斜視図である。
【００７４】
本実施の形態は、平面形状が一定幅のＬ字型であるプリント配線板６０にスルーホール４３を列設したものである。
【００７５】
図１２は、本発明の第九の実施の形態の三次元基板間接続部品の斜視図である。
【００７６】
本実施の形態は、平面形状が一定幅のＴ字型であるプリント配線板６１にスルーホール４３を列設したものである。
【００７７】
図１３は、本発明の第十の実施の形態の三次元基板間接続部品の斜視図である。
【００７８】
本実施の形態は、平面形状が一定幅の口字型であるプリント配線板６２にスルーホール４３を列設したものである。
【００７９】
図１１〜図１３に示すように、本発明の三次元基板間接続部品は任意の平面形状に成形可能であり、接続すべき基板上のパッドの配置に合わせてスルーホールを配置し、この配置に合わせた平面形状にプリント配線板を形成することができる。従って、１つの三次元基板間接続部品でも様々な配置の多くのパッドすなわち電極を接続可能である。
【００８０】
なお、本発明の第一ないし第五の実施の形態の三次元基板間接続部品でも平面形状をＬ字型、Ｔ字型、口字型等の様々な形状にすることが可能である。
【００８１】
なお、図１に示すような導体配線２が形成された絶縁体１を樹脂モールドによることなく、プリント配線板等を細長く切断することにより製作することも可能である。また、樹脂モールド等により成型した板にスルーホールや半分割スルーホールを設けて図９や図１０に示すような三次元基板間接続部品としてもよい。
【００８２】
さらに、図１に示すような樹脂モールドによる絶縁材の側部に導体配線２を設けるほかに、中央部にスルーホールを設けることもできるし、図９に示すようなプリント配線板４１においてスルーホール４３のほかに側部に導体配線を設けることもできる。
【００８３】
また、図１１ないし図１３に示すような様々な平面形状の絶縁体に導体配線、スルーホールまたは半分割スルーホールを併設することもできる。
【００８４】
また、第二〜第十の実施の形態についても、第一の実施の形態と同様に電子機器における２つの基板の接続に用いると効果的である。さらに、絶縁体等の形状は基板の配置、使用等に応じて変更可能であるし、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】（ａ）は、本発明の第一の実施の形態の三次元基板間接続部品の斜視図である。（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図２】三次元基板間接続部品を用いた三次元基板間接続構造を示す側面図である。
【図３】三次元基板間接続部品を用いてプリント配線基板上にモジュール部品を載せた携帯電話端末の内部構造の斜視図である。
【図４】三次元基板間接続部品を用いてメイン基板とサブ基板を接続した携帯電話端末の内部構造の断面図である。
【図５】本発明の第二の実施の形態の三次元基板間接続部品の斜視図である。
【図６】本発明の第三の実施の形態の三次元基板間接続部品の断面図である。
【図７】本発明の第四の実施の形態の三次元基板間接続部品の断面図である。
【図８】本発明の第五の実施の形態の三次元基板間接続部品の断面図である。
【図９】（ａ）は、本発明の第六の実施の形態の三次元基板間接続部品の斜視図である。（ｂ）は、（ａ）におけるＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図１０】本発明の第七の実施の形態の三次元基板間接続部品の斜視図である。
【図１１】本発明の第八の実施の形態の三次元基板間接続部品の斜視図である。
【図１２】本発明の第九の実施の形態の三次元基板間接続部品の斜視図である。
【図１３】本発明の第十の実施の形態の三次元基板間接続部品の斜視図である。
【図１４】従来の三次元基板間接続構造に用いるコネクタのレセプタクルおよびプラグを示す断面図である。
【図１５】特許文献１に開示された三次元基板間接続構造を示す断面図である。
【図１６】特許文献２に開示された三次元基板間接続構造を示す断面図である。
【図１７】従来の基板間接続に用いるスタッキングコネクタを使用してメイン基板とサブ基板を接続した電子機器の内部構造の断面図である。
【符号の説明】
【００８６】
１ 絶縁体
２ 導体配線
３ 三次元基板間接続部品
４ サブ基板
５ 他の部品
６ モジュール
７ メイン基板
１１ 上面
１２ 下面
１３ 第一の側面
１４ 第二の側面
２１ 第一の導体配線
２２ 第二の導体配線
２３ 上面電極
２４ 上面電極
２５ 下面電極
２６ 下面電極
２９ 三次元基板間接続部品
３０ 絶縁体
３１ 導体配線
３２ 絶縁体
３３ 導体配線
３４ 絶縁体
３５ 導体配線
３６ 絶縁体
３７ 導体配線
３８ 斜面
４１ プリント配線板
４２ スルーホール電極
４３ スルーホール
５１ プリント配線板
５２ 半分割スルーホール
６０ プリント配線板
６１ プリント配線板
６２ プリント配線板
１０１ 基板
１０２ 基板
１０３ プラグ
１０４ レセプタクル
１０５ ハウジング
１０６ ハウジング
１０７ 壁
１０８ リード
１０９ リード
１１０ 嵌合部
１１１ 幅
１２１ 基板
１２２ 基板
１２３ 電子部品
１２４ リード電極
１２７ ランド電極
１３１ 基板
１３２ 基板
１３３ 耐熱樹脂
１３４ 外部接続端子
１３５ リードアレイ
１３６ はんだ
１３７ スタッキングコネクタ
１３８ はんだ付け部
１３９ はんだ付けリード
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁体と、
前記絶縁体の表面に形成され、該絶縁体の上部から側部を経由して下部に至る導体配線と、を備えたことを特徴とする三次元基板間接続部品。
【請求項２】
前記絶縁体には、上面、下面および側面が形成され、
前記導体配線は、前記絶縁体の前記上面から前記側面を経由して前記下面に至ることを特徴とする請求項１に記載の三次元基板間接続部品。
【請求項３】
前記絶縁体の側面は、互いに対向する第一の側面及び第二の側面を含み、
前記導体配線は、前記上面から前記第一の側面を経由して前記下面に至る複数の第一の導体配線と、前記上面から前記第二の側面を経由して前記下面に至る複数の第二の導体配線と、を含むことを特徴とする請求項２に記載の三次元基板間接続部品。
【請求項４】
前記絶縁体の前記上面から前記下面まで貫通するスルーホールを備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の三次元基板間接続部品。
【請求項５】
円筒状に形成された絶縁体と、
前記絶縁体の外周面に周方向へ延びる導体配線と、を備えたことを特徴とする三次元基板間接続部品。
【請求項６】
前記絶縁体と前記導体配線を略面一に形成したことを特徴とする請求項５に記載の三次元基板間接続部品。
【請求項７】
上部から下部まで貫通する複数のスルーホールが並設された絶縁体を備えたことを特徴とする三次元基板間接続部品。
【請求項８】
前記各スルーホールは、前記絶縁体の側面に半分割形状で形成されることを特徴とする請求項７に記載の三次元基板間接続部品。
【請求項９】
２つの基板の間に請求項１から６のいずれか一項に記載の三次元基板間接続部品を挟み、
一方の前記基板に設けられた電極が前記導体配線の上端に接続されるとともに、他方の前記基板に設けられた電極が前記導体配線の下端に接続されることを特徴とする電子機器。
【請求項１０】
２つの基板の間に請求項４、７または８に記載の三次元基板間接続部品を挟み、
一方の前記基板に設けられた電極が前記スルーホールの上端に接続されるとともに、他方の前記基板に設けられた電極が前記スルーホールの下端に接続されることを特徴とする電子機器。
【請求項１１】
前記２つの基板のうち、一方の基板は部品を搭載するモジュール基板であることを特徴とする請求項９または１０に記載の電子機器。
【請求項１２】
請求項１から８のいずれか一項に記載の三次元基板間接続部品により２つの基板が電気的に接続される電子機器の製造方法であって、
前記三次元基板間接続部品の上下一側を、一方の前記基板に、はんだ付けにより接続し、
前記三次元基板間接続部品の上下他側を、他方の前記基板に、はんだ付けにより接続することを特徴とする電子機器の製造方法。
【請求項１３】
前記２つの基板のうち、一方の基板は部品が搭載されるモジュール基板であり、
前記一方の基板に、前記三次元基板間接続部品及び前記部品を接続した後に、
前記他方の基板に、前記三次元基板間接続部品を接続することを特徴とする請求項１２に記載の電子機器の製造方法。
【請求項１】
絶縁体と、
前記絶縁体の表面に形成され、該絶縁体の上部から側部を経由して下部に至る導体配線と、を備えたことを特徴とする三次元基板間接続部品。
【請求項２】
前記絶縁体には、上面、下面および側面が形成され、
前記導体配線は、前記絶縁体の前記上面から前記側面を経由して前記下面に至ることを特徴とする請求項１に記載の三次元基板間接続部品。
【請求項３】
前記絶縁体の側面は、互いに対向する第一の側面及び第二の側面を含み、
前記導体配線は、前記上面から前記第一の側面を経由して前記下面に至る複数の第一の導体配線と、前記上面から前記第二の側面を経由して前記下面に至る複数の第二の導体配線と、を含むことを特徴とする請求項２に記載の三次元基板間接続部品。
【請求項４】
前記絶縁体の前記上面から前記下面まで貫通するスルーホールを備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の三次元基板間接続部品。
【請求項５】
円筒状に形成された絶縁体と、
前記絶縁体の外周面に周方向へ延びる導体配線と、を備えたことを特徴とする三次元基板間接続部品。
【請求項６】
前記絶縁体と前記導体配線を略面一に形成したことを特徴とする請求項５に記載の三次元基板間接続部品。
【請求項７】
上部から下部まで貫通する複数のスルーホールが並設された絶縁体を備えたことを特徴とする三次元基板間接続部品。
【請求項８】
前記各スルーホールは、前記絶縁体の側面に半分割形状で形成されることを特徴とする請求項７に記載の三次元基板間接続部品。
【請求項９】
２つの基板の間に請求項１から６のいずれか一項に記載の三次元基板間接続部品を挟み、
一方の前記基板に設けられた電極が前記導体配線の上端に接続されるとともに、他方の前記基板に設けられた電極が前記導体配線の下端に接続されることを特徴とする電子機器。
【請求項１０】
２つの基板の間に請求項４、７または８に記載の三次元基板間接続部品を挟み、
一方の前記基板に設けられた電極が前記スルーホールの上端に接続されるとともに、他方の前記基板に設けられた電極が前記スルーホールの下端に接続されることを特徴とする電子機器。
【請求項１１】
前記２つの基板のうち、一方の基板は部品を搭載するモジュール基板であることを特徴とする請求項９または１０に記載の電子機器。
【請求項１２】
請求項１から８のいずれか一項に記載の三次元基板間接続部品により２つの基板が電気的に接続される電子機器の製造方法であって、
前記三次元基板間接続部品の上下一側を、一方の前記基板に、はんだ付けにより接続し、
前記三次元基板間接続部品の上下他側を、他方の前記基板に、はんだ付けにより接続することを特徴とする電子機器の製造方法。
【請求項１３】
前記２つの基板のうち、一方の基板は部品が搭載されるモジュール基板であり、
前記一方の基板に、前記三次元基板間接続部品及び前記部品を接続した後に、
前記他方の基板に、前記三次元基板間接続部品を接続することを特徴とする請求項１２に記載の電子機器の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２００６−３０３２４８（Ｐ２００６−３０３２４８Ａ）
【公開日】平成１８年１１月２日（２００６．１１．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１２４０５８（Ｐ２００５−１２４０５８）
【出願日】平成１７年４月２１日（２００５．４．２１）
【出願人】（３９００１０１７９）埼玉日本電気株式会社 (1,228)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１１月２日（２００６．１１．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月２１日（２００５．４．２１）
【出願人】（３９００１０１７９）埼玉日本電気株式会社 (1,228)
【Ｆターム（参考）】
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