JP2997967B2 - めっき装置の制御方法 - Google Patents
めっき装置の制御方法Info
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- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
- Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、めっき装置の制御方法
に係り、特に、ファジィ理論を用いてめっきを制御する
方法に関する。
に係り、特に、ファジィ理論を用いてめっきを制御する
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＩＣ，ＬＳＩなどの半導体装置用リ−ド
フレ−ムは、ダイボンディングやワイヤボンディングを
良好に行うために、インナーリードの先端部分あるいは
半導体素子あるいは半導体素子搭載部に金または銀等の
貴金属めっきが施されている。リードフレームへのめっ
きに際しては、形成されるめっき層の品質の向上のため
に、下地材料の表面を洗浄し、活性化する必要がある。
このため、めっき装置は脱脂槽、酸洗槽、水洗槽等の前
処理槽と、めっき槽との複数の槽からなり、帯状あるい
は短尺状のリードフレームが順次搬送されて、所望のめ
っきがなされるようになっている。
フレ−ムは、ダイボンディングやワイヤボンディングを
良好に行うために、インナーリードの先端部分あるいは
半導体素子あるいは半導体素子搭載部に金または銀等の
貴金属めっきが施されている。リードフレームへのめっ
きに際しては、形成されるめっき層の品質の向上のため
に、下地材料の表面を洗浄し、活性化する必要がある。
このため、めっき装置は脱脂槽、酸洗槽、水洗槽等の前
処理槽と、めっき槽との複数の槽からなり、帯状あるい
は短尺状のリードフレームが順次搬送されて、所望のめ
っきがなされるようになっている。
【０００３】所望のめっき層を形成するためには、温
度、電流値、めっき時間、めっき液濃度、めっき厚、め
っき面積等の条件を加味し、条件を設定する必要があ
る。そしてめっき液濃度などの条件は、めっきの進行に
伴い変化するため、従来は、所定の時間毎にめっき液濃
度等のめっき液の状態を監視し、さらにめっき後のリー
ドフレームのめっき状態を検査したり分析したりしなが
ら、電流値やめっき液濃度を最適値に調整しなければな
らず、長時間の無人運転は不可能であり、諸条件の設定
変更のある場合には新しい最適条件の設定に相当の時間
を費やさねばならないという問題があった。
度、電流値、めっき時間、めっき液濃度、めっき厚、め
っき面積等の条件を加味し、条件を設定する必要があ
る。そしてめっき液濃度などの条件は、めっきの進行に
伴い変化するため、従来は、所定の時間毎にめっき液濃
度等のめっき液の状態を監視し、さらにめっき後のリー
ドフレームのめっき状態を検査したり分析したりしなが
ら、電流値やめっき液濃度を最適値に調整しなければな
らず、長時間の無人運転は不可能であり、諸条件の設定
変更のある場合には新しい最適条件の設定に相当の時間
を費やさねばならないという問題があった。
【０００４】また、装置の小形化、薄型化、高集積化が
進み、これに用いられるリードフレームについてもリー
ド幅、リード間隔、板厚ともに小さくなる一方、用途に
応じて、異なる品種のリードフレーム設計がなされ、い
わゆる少量多品種の時代に入ってきており、めっきに際
してもその製品に応じた条件設定が必要となる。
進み、これに用いられるリードフレームについてもリー
ド幅、リード間隔、板厚ともに小さくなる一方、用途に
応じて、異なる品種のリードフレーム設計がなされ、い
わゆる少量多品種の時代に入ってきており、めっきに際
してもその製品に応じた条件設定が必要となる。
【０００５】このため、品種が変わるごとに新しい条件
設定をしなければならず、制御に多大な労力が必要であ
った。
設定をしなければならず、制御に多大な労力が必要であ
った。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このように従来は、め
っきを制御するに際し、所定の時間毎にめっき液濃度等
を監視し、さらにめっき後のリードフレームのめっき状
態を検査したり分析したりしながら、電流値やめっき液
濃度等を調整しなければならず、長時間の無人運転は不
可能であり、また諸条件の設定変更のある場合には新し
い最適条件の設定に相当の時間を費やさねばならないと
いう問題があった。
っきを制御するに際し、所定の時間毎にめっき液濃度等
を監視し、さらにめっき後のリードフレームのめっき状
態を検査したり分析したりしながら、電流値やめっき液
濃度等を調整しなければならず、長時間の無人運転は不
可能であり、また諸条件の設定変更のある場合には新し
い最適条件の設定に相当の時間を費やさねばならないと
いう問題があった。
【０００７】本発明は、前記実情に鑑みてなされたもの
で、温度等の諸条件が変化しても安定した品質を得るこ
とができ、長時間の無人運転が可能なめっき装置の制御
方法を提供することを目的とする。
で、温度等の諸条件が変化しても安定した品質を得るこ
とができ、長時間の無人運転が可能なめっき装置の制御
方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、金属イオンを含むめっき液
を導体表面に供給する手段と、該めっき液と該導体との
間に直流電流を供給する直流電源とを具備し、前記導体
表面上に金属めっき層を形成するめっき装置において、
前記めっき液の温度を検出する温度検出手段と、前記め
っき液の濃度を検出する濃度検出手段と、実験により測
定した良品域から近似式を求め、該近似式を温度、濃度
およびパルスオン時間の３つの条件で分割し、該分割し
た近似式に前記温度検出手段が検出した温度と、前記濃
度検出手段が検出した濃度と、前記直流電源のパルスオ
ン時間とをあてはめて、ファジイ推論により前記直流電
流の最適値を推論する推論手段と、前記推論手段が推論
した最適値に基づいて、前記直流電源を制御する制御手
段とを具備することを特徴とする。
め、請求項１記載の発明は、金属イオンを含むめっき液
を導体表面に供給する手段と、該めっき液と該導体との
間に直流電流を供給する直流電源とを具備し、前記導体
表面上に金属めっき層を形成するめっき装置において、
前記めっき液の温度を検出する温度検出手段と、前記め
っき液の濃度を検出する濃度検出手段と、実験により測
定した良品域から近似式を求め、該近似式を温度、濃度
およびパルスオン時間の３つの条件で分割し、該分割し
た近似式に前記温度検出手段が検出した温度と、前記濃
度検出手段が検出した濃度と、前記直流電源のパルスオ
ン時間とをあてはめて、ファジイ推論により前記直流電
流の最適値を推論する推論手段と、前記推論手段が推論
した最適値に基づいて、前記直流電源を制御する制御手
段とを具備することを特徴とする。
【０００９】また、請求項２記載の発明は、金属イオン
を含むめっき液を導体表面に供給するとともに、該めっ
き液と該導体との間に直流電流を供給して、前記導体表
面上に金属めっき層を形成するめっき方法において、前
記金属めっき層の形成を開始する前に、実験により測定
した良品域から近似式を求め、該近似式を温度、濃度お
よびパルスオン時間の３つの条件で予め分割しておく工
程と、前記金属めっき層を形成する際に、前記めっき液
の温度および濃度を検出する工程と、前記検出した温度
および濃度と、前記直流電流のパルスオン時間とを前記
予め分割しておいた近似式にあてはめて、ファジイ推論
により前記直流電流の最適値を推論する工程とを具備
し、前記直流電流の供給は、前記推論した最適値に基づ
いて行うことを特徴とする。
を含むめっき液を導体表面に供給するとともに、該めっ
き液と該導体との間に直流電流を供給して、前記導体表
面上に金属めっき層を形成するめっき方法において、前
記金属めっき層の形成を開始する前に、実験により測定
した良品域から近似式を求め、該近似式を温度、濃度お
よびパルスオン時間の３つの条件で予め分割しておく工
程と、前記金属めっき層を形成する際に、前記めっき液
の温度および濃度を検出する工程と、前記検出した温度
および濃度と、前記直流電流のパルスオン時間とを前記
予め分割しておいた近似式にあてはめて、ファジイ推論
により前記直流電流の最適値を推論する工程とを具備
し、前記直流電流の供給は、前記推論した最適値に基づ
いて行うことを特徴とする。
【００１０】
【００１１】
【００１２】
【００１３】
【００１４】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しつつ詳細に説明する。
しつつ詳細に説明する。
【００１５】本発明実施例の方法で用いられるめっき装
置は、図１にブロック図を示すように、めっき槽１と、
このめっき槽１の液温を検出する液温検出器２と、めっ
き槽１のめっき液を加熱するヒータ３と、めっき液の銀
イオン濃度を検出する濃度検出器４と、めっき電流を供
給するめっき用電源５と、めっき液の液温、めっき時
間、めっき電流、パルスのオンオフ比等の所望のめっき
をおこなうのに必要な諸条件を入力し、これにもとづい
てめっき装置を起動し、さらに経時的に変化するめっき
液の状態を監視し、該めっき液の状態に応じて、ファジ
ィ推論により、めっき液の液温、めっき時間、めっき電
流、パルスのオンオフ比等の最適条件を算出し、これら
条件をヒータ３や電源５などにフィードバックするファ
ジィ演算装置６を具備したことを特徴とするもので、図
２に示すようなリードフレームに銀めっき層Ｍを形成す
る。１１はダイパッド、１２はインナーリード、１３は
サポートバー、１４はアウターリード、１５，１６はサ
イドバーである。
置は、図１にブロック図を示すように、めっき槽１と、
このめっき槽１の液温を検出する液温検出器２と、めっ
き槽１のめっき液を加熱するヒータ３と、めっき液の銀
イオン濃度を検出する濃度検出器４と、めっき電流を供
給するめっき用電源５と、めっき液の液温、めっき時
間、めっき電流、パルスのオンオフ比等の所望のめっき
をおこなうのに必要な諸条件を入力し、これにもとづい
てめっき装置を起動し、さらに経時的に変化するめっき
液の状態を監視し、該めっき液の状態に応じて、ファジ
ィ推論により、めっき液の液温、めっき時間、めっき電
流、パルスのオンオフ比等の最適条件を算出し、これら
条件をヒータ３や電源５などにフィードバックするファ
ジィ演算装置６を具備したことを特徴とするもので、図
２に示すようなリードフレームに銀めっき層Ｍを形成す
る。１１はダイパッド、１２はインナーリード、１３は
サポートバー、１４はアウターリード、１５，１６はサ
イドバーである。
【００１６】また、図３にこのめっき装置のフローチャ
ートを示す。
ートを示す。
【００１７】ここでファジィ演算装置６は、めっき面積
Ｓ（cm2 ）と、温度初期値Ｔ（℃）と、めっき厚ｄ（μ
m ）と、濃度初期値Ｃ（ｇ／ｌ）と、めっき時間ｔ（ｓ
ｅｃ）と、パルスＯＮ時間初期値τON(msec)と、パルス
１サイクルτ(msec)とからなる入力データから、電流値
とパルスオン時間とパルスオフ時間と、温度との最適諸
条件を出力するようになっている。
Ｓ（cm2 ）と、温度初期値Ｔ（℃）と、めっき厚ｄ（μ
m ）と、濃度初期値Ｃ（ｇ／ｌ）と、めっき時間ｔ（ｓ
ｅｃ）と、パルスＯＮ時間初期値τON(msec)と、パルス
１サイクルτ(msec)とからなる入力データから、電流値
とパルスオン時間とパルスオフ時間と、温度との最適諸
条件を出力するようになっている。
【００１８】駆動に先立ち、まず実験により良品域を測
定しておきこの測定結果から、代表となる４ポイントの
良品値（良品域の上限と下限の中間値）をとり、連立方
程式により係数を算出し近似式を算出する。そして温
度、濃度、パルスオン時間の３つの条件によって８分割
し、図４に示すように各部分でこの近似式のうち最も近
いものをあてはめる。あてはまらないときは式に重みを
つけて新しい式を作る。入力に際しては、各ルールの前
件部の重みの最小値をとり、後件部の各式の値に掛け算
する。そして８つのルールの後件部の値の和を前件部の
重みの和で割り推論値とする。
定しておきこの測定結果から、代表となる４ポイントの
良品値（良品域の上限と下限の中間値）をとり、連立方
程式により係数を算出し近似式を算出する。そして温
度、濃度、パルスオン時間の３つの条件によって８分割
し、図４に示すように各部分でこの近似式のうち最も近
いものをあてはめる。あてはまらないときは式に重みを
つけて新しい式を作る。入力に際しては、各ルールの前
件部の重みの最小値をとり、後件部の各式の値に掛け算
する。そして８つのルールの後件部の値の和を前件部の
重みの和で割り推論値とする。
【００１９】まず、めっき厚さｄとめっき面積ｓと当該
金属の密度とを乗じてめっき金属の重量Ｗを算出する
（ステップ１００）。
金属の密度とを乗じてめっき金属の重量Ｗを算出する
（ステップ１００）。
【００２０】ついで、めっき時間ｔを矩形波周期τ(mse
c)で割ることによりパルス数ｎを算出する（ステップ２
００）。
c)で割ることによりパルス数ｎを算出する（ステップ２
００）。
【００２１】さらに、このめっき金属重量Ｗをパルス数
ｎで割る（ステップ３００）ことにより、１パルス当た
り消費される金属重量Ｗ´が算出される。
ｎで割る（ステップ３００）ことにより、１パルス当た
り消費される金属重量Ｗ´が算出される。
【００２２】これらの値とパルスオン時間の初期値τON
とから、ファラデーの法則により必要電流値Ｉを算出す
る（Ｉ＝Ｗ´＊Ｆ／（τON＊ｅｑ））（ステップ１０
２） ついで最適電流値算出ブロックに温度濃度およびτONの
初期値を入力し、第１回目の推論値Ｉ0 を算出する（ス
テップ００１）。
とから、ファラデーの法則により必要電流値Ｉを算出す
る（Ｉ＝Ｗ´＊Ｆ／（τON＊ｅｑ））（ステップ１０
２） ついで最適電流値算出ブロックに温度濃度およびτONの
初期値を入力し、第１回目の推論値Ｉ0 を算出する（ス
テップ００１）。
【００２３】例えば、Ｔ＝５５℃、濃度Ｃ＝６５ｇ／
ｌ、τON＝４（ms）が入力されたとする。このとき温度
と濃度とオン時間のメンバーシップ関数は図５に示すご
とくであり、この図と図４とから図６に示すような近似
式がえられ、これから、 電流密度＝{224×(1/2) ＋224 ×(1/3) ＋252 ×(1/2) ＋185 ×(1/3) ＋242.4 ×(0) ＋222.5 ×(0) ＋185 ×(0)}／(1/2＋1/3 ＋1/2 ＋1/3 ＋0 ＋0 ＋0 ＋0) ＝224.6 Ａ／dm2 を得ることができる。
ｌ、τON＝４（ms）が入力されたとする。このとき温度
と濃度とオン時間のメンバーシップ関数は図５に示すご
とくであり、この図と図４とから図６に示すような近似
式がえられ、これから、 電流密度＝{224×(1/2) ＋224 ×(1/3) ＋252 ×(1/2) ＋185 ×(1/3) ＋242.4 ×(0) ＋222.5 ×(0) ＋185 ×(0)}／(1/2＋1/3 ＋1/2 ＋1/3 ＋0 ＋0 ＋0 ＋0) ＝224.6 Ａ／dm2 を得ることができる。
【００２４】このようにして最適電流値算出ブロック
（ファジィ演算処理装置６）で算出された最適電流値Ｉ
0 が装置の最大電流値よりも小さいか否かを判断し（ス
テップ１０３）、小さくないときはアラームを発生し装
置を停止させる（ステップ１０４）。一方小さいときは
さらにファラデーの法則により算出された前記必要電流
値Ｉがこの最適電流値Ｉ0 よりも小さいか否かを判断し
（ステップ１０５）、τONを初期値τONからΔτONだけ
減じた値とする（ステップ１０６）。
（ファジィ演算処理装置６）で算出された最適電流値Ｉ
0 が装置の最大電流値よりも小さいか否かを判断し（ス
テップ１０３）、小さくないときはアラームを発生し装
置を停止させる（ステップ１０４）。一方小さいときは
さらにファラデーの法則により算出された前記必要電流
値Ｉがこの最適電流値Ｉ0 よりも小さいか否かを判断し
（ステップ１０５）、τONを初期値τONからΔτONだけ
減じた値とする（ステップ１０６）。
【００２５】一方前記必要電流値Ｉがこの最適電流値Ｉ
0 よりも小さくないときはさらにこの大小関係をみて
（ステップ１０７）等しいときはそのままこの値をめっ
き電流値としてめっき電源００３に出力し、必要電流値
Ｉがこの最適電流値Ｉ0 よりも大きいときは、τONを初
期値τONにΔτONだけ付加した値とする（ステップ１０
８）。
0 よりも小さくないときはさらにこの大小関係をみて
（ステップ１０７）等しいときはそのままこの値をめっ
き電流値としてめっき電源００３に出力し、必要電流値
Ｉがこの最適電流値Ｉ0 よりも大きいときは、τONを初
期値τONにΔτONだけ付加した値とする（ステップ１０
８）。
【００２６】このようにしてτONを増減していき、さら
に、このパルスオン時間τONがそれぞれ良品となるため
の上限τON H および下限τON L を越えているか否かを判
断し（ステップ１０９）、下限τON L を越えているとき
は温度Ｔを１℃低くする（ステップ１１０）。一方上限
τON H を越えているときは温度Ｔを１℃高くする（ステ
ップ１１１）。この様にして得られた温度値Ｔをメモリ
に格納して（ステップ１１２）、再び最適電流値算出ブ
ロックに入力して再演算する。そしてＩ＝Ｉ0となるま
で最適電流値を再演算し、Ｉ＝Ｉ0 となったときのＩを
めっき電源の出力、τONをパルスのオン時間、τ−τON
をオフ時間、Ｔを温度調節ブロック００２の出力とす
る。
に、このパルスオン時間τONがそれぞれ良品となるため
の上限τON H および下限τON L を越えているか否かを判
断し（ステップ１０９）、下限τON L を越えているとき
は温度Ｔを１℃低くする（ステップ１１０）。一方上限
τON H を越えているときは温度Ｔを１℃高くする（ステ
ップ１１１）。この様にして得られた温度値Ｔをメモリ
に格納して（ステップ１１２）、再び最適電流値算出ブ
ロックに入力して再演算する。そしてＩ＝Ｉ0となるま
で最適電流値を再演算し、Ｉ＝Ｉ0 となったときのＩを
めっき電源の出力、τONをパルスのオン時間、τ−τON
をオフ時間、Ｔを温度調節ブロック００２の出力とす
る。
【００２７】一方上限τON H も下限τON L も越えていな
いときは、パルスのオン時間τONの値をメモリに格納し
（ステップ１１３）、めっき電源００３に指示を与え、
この値でめっき電源は駆動される。
いときは、パルスのオン時間τONの値をメモリに格納し
（ステップ１１３）、めっき電源００３に指示を与え、
この値でめっき電源は駆動される。
【００２８】このようにして形成された銀めっき層表面
は極めて平滑で、膜質の良好なめっき層となっている。
は極めて平滑で、膜質の良好なめっき層となっている。
【００２９】このようにして形成されたリ―ドフレ―ム
は、ダイパッド１１上に半導体チップを接続し、ワイヤ
ボンディング工程を経て樹脂封止を行い、サイドバー１
５，１６を切除し、面実装用にアウターリード１４を折
り曲げ、実装用基板の配線パターン上に位置決めを行
い、実装用基板側を加熱することにより固着される。
は、ダイパッド１１上に半導体チップを接続し、ワイヤ
ボンディング工程を経て樹脂封止を行い、サイドバー１
５，１６を切除し、面実装用にアウターリード１４を折
り曲げ、実装用基板の配線パターン上に位置決めを行
い、実装用基板側を加熱することにより固着される。
【００３０】なお、めっき槽００５の濃度は１回のめっ
き毎に使用される重量を１ショットごとに差し引いた値
として更新する。なお、濃度検出器を用いてその都度測
定するようにしてもよい。
き毎に使用される重量を１ショットごとに差し引いた値
として更新する。なお、濃度検出器を用いてその都度測
定するようにしてもよい。
【００３１】このようにして装置に最適となるようにこ
れらめっき用電源およびヒータの出力が制御され、無人
で高品質のめっきを得ることができる。
れらめっき用電源およびヒータの出力が制御され、無人
で高品質のめっきを得ることができる。
【００３２】また条件が変わる場合にもそのまま演算が
なされるため、無人でかつ短時間で条件設定を行うこと
ができ、めっき厚さおよび品質が一定で優れためっき層
を得ることができる。
なされるため、無人でかつ短時間で条件設定を行うこと
ができ、めっき厚さおよび品質が一定で優れためっき層
を得ることができる。
【００３３】なお、前記実施例では、初期設定、めっき
中における条件管理共にファジィ制御を用いたが、初期
設定にのみ用いるようにしてもよい。
中における条件管理共にファジィ制御を用いたが、初期
設定にのみ用いるようにしてもよい。
【００３４】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、ファジイ推論を用いて最適電流値、最適パルス比な
どの諸条件を算出し、これをめっき装置にフィードバッ
クするようにしているため、めっき時間、パルス電流周
期、めっき面積、めっき厚等を設定するだけで、温度や
めっき液濃度が変化しても安定した品質を得ることがで
きる。
ば、ファジイ推論を用いて最適電流値、最適パルス比な
どの諸条件を算出し、これをめっき装置にフィードバッ
クするようにしているため、めっき時間、パルス電流周
期、めっき面積、めっき厚等を設定するだけで、温度や
めっき液濃度が変化しても安定した品質を得ることがで
きる。
【図１】本発明実施例のめっき装置のブロック図
【図２】本発明実施例の装置で得られるリードフレーム
を示す図
を示す図
【図３】本発明実施例のめっき装置の動作を示すフロー
チャート図
チャート図
【図４】本発明実施例で用いられる近似式の一例を示す
図
図
【図５】本発明実施例で用いられるメンバーシップ関数
の一例を示す図
の一例を示す図
【図６】本発明実施例の推論演算を示す図
００１ 最適電流値算出ブロック ００２ 温度制御ブロック ００３ めっき電源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−9296（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 23/50 C25D 21/12
Claims (2)
- 【請求項１】 金属イオンを含むめっき液を導体表面に
供給する手段と、該めっき液と該導体との間に直流電流
を供給する直流電源とを具備し、前記導体表面上に金属
めっき層を形成するめっき装置において、 前記めっき液の温度を検出する温度検出手段と、 前記めっき液の濃度を検出する濃度検出手段と、 実験により測定した良品域から近似式を求め、該近似式
を温度、濃度およびパルスオン時間の３つの条件で分割
し、該分割した近似式に前記温度検出手段が検出した温
度と、前記濃度検出手段が検出した濃度と、前記直流電
源のパルスオン時間とをあてはめて、ファジイ推論によ
り前記直流電流の最適値を推論する推論手段と、 前記推論手段が推論した最適値に基づいて、前記直流電
源を制御する制御手段とを具備することを特徴とするめ
っき装置。 - 【請求項２】 金属イオンを含むめっき液を導体表面に
供給するとともに、該めっき液と該導体との間に直流電
流を供給して、前記導体表面上に金属めっき層を形成す
るめっき方法において、 前記金属めっき層の形成を開始する前に、実験により測
定した良品域から近似式を求め、該近似式を温度、濃度
およびパルスオン時間の３つの条件で予め分割しておく
工程と、 前記金属めっき層を形成する際に、前記めっき液の温度
および濃度を検出する工程と、 前記検出した温度および濃度と、前記直流電流のパルス
オン時間とを前記予め分割しておいた近似式にあてはめ
て、ファジイ推論により前記直流電流の最適値を推論す
る工程とを具備し、 前記直流電流の供給は、 前記推論した最適値に基づいて行うことを特徴とするめ
っき方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2855192A JP2997967B2 (ja) | 1992-02-14 | 1992-02-14 | めっき装置の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2855192A JP2997967B2 (ja) | 1992-02-14 | 1992-02-14 | めっき装置の制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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