JPH024151B2 - - Google Patents
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- JPH024151B2 JPH024151B2 JP57058840A JP5884082A JPH024151B2 JP H024151 B2 JPH024151 B2 JP H024151B2 JP 57058840 A JP57058840 A JP 57058840A JP 5884082 A JP5884082 A JP 5884082A JP H024151 B2 JPH024151 B2 JP H024151B2
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- film
- porous
- laminated
- dense
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
- B60L3/10—Indicating wheel slip ; Correction of wheel slip
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D86/00—Integrated devices formed in or on insulating or conducting substrates, e.g. formed in silicon-on-insulator [SOI] substrates or on stainless steel or glass substrates
- H10D86/80—Integrated devices formed in or on insulating or conducting substrates, e.g. formed in silicon-on-insulator [SOI] substrates or on stainless steel or glass substrates characterised by multiple passive components, e.g. resistors, capacitors or inductors
- H10D86/85—Integrated devices formed in or on insulating or conducting substrates, e.g. formed in silicon-on-insulator [SOI] substrates or on stainless steel or glass substrates characterised by multiple passive components, e.g. resistors, capacitors or inductors characterised by only passive components
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Sustainable Energy (AREA)
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- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Apparatuses And Processes For Manufacturing Resistors (AREA)
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
Description
本発明は膜集積回路部品に関し、特に回路部品
を塔載する誘電体基板部の改良に関するものであ
る。 コンデンサ機能を有する誘電体基板上に抵抗、
誘導素子などの受動素子やトランジスタ、ダイオ
ードなどの能動素子を配置・結線して混成膜集積
回路を作り、それをユニツトとして用いることは
既に知られている（特公昭46―40129、特開昭56
―43716）。この様な混成膜集積回路においても最
も問題となる点は誘電体基板内のコンデンサ用電
極と基板上に形成された受動素子、能動素子を配
置・結線させるための導電膜との間に生じる分布
容量である。この分布容量を減少させる工夫とし
て、誘電体基板表面に弱誘電体層（特公昭46―
40129）あるいは低誘電率を有する低誘電体層
（特開昭56―43716）を設置し、その上に導電膜を
形成し、受動素子や能動素子を配置することが提
案されている。この様に分布容量を減少させるた
めに、コンデンサ機能を有する誘電体基板表面に
設置された低誘電率を有する低誘電体層は (1) その誘電率が基板内部の誘電体の誘電率に比
べて十分に小さいこと。 (2) その熱膨脹が基板の熱膨脹とマツチングして
いること。 が要求される。上記(1)と(2)の条件を同時に満足し
うる低誘電体層に用いる材料は極めて限定される
上に、低誘電体層（弱誘電体層）の厚みは一般に
は小さく数10μm程度である。したがつて低誘電
体層の誘電率が10程度の低誘電率であつても分布
容量が１〜10pF程度生じ、問題となることがあ
る。 本発明はこの分布容量の問題を解決する一つの
手段として誘電体基板の表面にまず多孔質誘電体
を形成し、さらにその多孔質誘電体の表面に緻密
な誘電体膜を形成することを特徴とするものであ
る。詳しくは、内部電極膜と誘電体膜との積層か
ら構成された少なくとも一つのコンデンサ機能を
有する積層誘電体の表面に多孔質誘電体を設置
し、さらにその多孔質誘電体の表面に緻密な誘電
体膜を形成し、これらの一体焼結体を誘電体誘電
体基板として、その表面に（緻密な誘電体膜の表
面に）導電膜を形成し、少なくとも一つの電子回
路部品（抵抗、コンデンサ、誘導素子などの受動
部品、トランジスタ、ダイオードなどの能動部
品）をその導電膜と電気的に接続させてなる膜集
積回路部品である。 本発明の特徴である多孔質誘電体の物質は (1) 多孔質誘電体の表面に形成する緻密な誘電体
膜の物質と同一である。 (2) 積層誘電体の誘電体膜の物質と同一である。 (3) 緻密な誘電体膜の物質と積層誘電体の誘電体
膜の物質との混合体である。 のいずれかであることが製造上好ましい。しか
し、多孔質誘電体の物質が、緻密な誘電体膜の物
質あるいは積層誘電体の誘電体膜の物質と異なつ
ていても、本発明の目的・効果は達成されるもの
であり、何んら問題はない。 一般に、多孔質誘電体のみかけ誘電率は気孔率
の増加に伴ない減少する。気孔率が50％を越える
と多孔質誘電体物質の比誘電率が数10〜数1000と
大きくても多孔質体のみかけ誘電率は極めて小さ
くなり空気の比誘電率１に近づくこともある。こ
の様に多孔質誘電体は極めて小さな（10以下の）
みかけ誘電率を持つているので、分布容量は極め
て小さい（0.1pF以下にすることができる）。 この様に分布容量は多孔質誘電体部によつて低
減されているので、その表面に形成される緻密な
誘電体膜の比誘電率は必ずしも小さくなくてもよ
い。例えば緻密な誘電体膜の比誘電率は積層誘電
体部の誘電体膜の比誘電率と同一であつてもよ
い。しかし、少しでも分布容量を低減させる目的
では緻密な誘電体膜の比誘電率は積層誘電体の誘
電体膜の比誘電率よりも小さく、少しでも小さい
方が望ましいことは言うまでもない、多孔質誘電
体部の表面に緻密な誘電体膜を形成する第１の目
的はその後の工程においてその表面に良質の導電
膜を形成するためである。その表面が多孔質のま
までは良質の導電膜の形成が困難であるからであ
る。 多孔質誘電体を積層誘電体の表面に設ける効果
は上述のように分布容量を低減させる他に、熱応
力の吸収がある。積層誘電体、多孔質誘電体、そ
の表面に形成される緻密な誘電体膜の三者は一般
的には材質は異なり、それぞれの結晶の熱膨脹の
様子は異なる。したがつて、もしも多孔質誘電体
の気孔率が零に近ければ、それぞれの熱膨脹の差
による熱応力が発生し、クラツクなどの原因とな
る。ところが、多孔質誘電体内部に微細な均一に
分布する気孔が存在すると、熱応力はこの気孔に
吸収される。また、多孔質誘電体の熱膨脹係数は
一般に気孔率の増加に伴ない減少するので、気孔
率を調整することにより、多孔質誘電体部の熱膨
脹を積層誘電体部の熱膨脹、あるいは緻密な誘電
体膜部の熱膨脹のいずれにも合せることができる
利点がある。この様に多孔質誘電体を用いること
により熱応力を低減することができる。したがつ
て、また多孔質誘電体および緻密な誘電体膜とし
て選択されるべき材質の範囲は、特にその結晶の
熱膨脹を考慮する必要がなく広くなるなどの利点
がある。 多孔質誘電体を形成するにはその出発原料とし
て水酸化物を用いるのが便利である。その一例を
表に示す。
を塔載する誘電体基板部の改良に関するものであ
る。 コンデンサ機能を有する誘電体基板上に抵抗、
誘導素子などの受動素子やトランジスタ、ダイオ
ードなどの能動素子を配置・結線して混成膜集積
回路を作り、それをユニツトとして用いることは
既に知られている（特公昭46―40129、特開昭56
―43716）。この様な混成膜集積回路においても最
も問題となる点は誘電体基板内のコンデンサ用電
極と基板上に形成された受動素子、能動素子を配
置・結線させるための導電膜との間に生じる分布
容量である。この分布容量を減少させる工夫とし
て、誘電体基板表面に弱誘電体層（特公昭46―
40129）あるいは低誘電率を有する低誘電体層
（特開昭56―43716）を設置し、その上に導電膜を
形成し、受動素子や能動素子を配置することが提
案されている。この様に分布容量を減少させるた
めに、コンデンサ機能を有する誘電体基板表面に
設置された低誘電率を有する低誘電体層は (1) その誘電率が基板内部の誘電体の誘電率に比
べて十分に小さいこと。 (2) その熱膨脹が基板の熱膨脹とマツチングして
いること。 が要求される。上記(1)と(2)の条件を同時に満足し
うる低誘電体層に用いる材料は極めて限定される
上に、低誘電体層（弱誘電体層）の厚みは一般に
は小さく数10μm程度である。したがつて低誘電
体層の誘電率が10程度の低誘電率であつても分布
容量が１〜10pF程度生じ、問題となることがあ
る。 本発明はこの分布容量の問題を解決する一つの
手段として誘電体基板の表面にまず多孔質誘電体
を形成し、さらにその多孔質誘電体の表面に緻密
な誘電体膜を形成することを特徴とするものであ
る。詳しくは、内部電極膜と誘電体膜との積層か
ら構成された少なくとも一つのコンデンサ機能を
有する積層誘電体の表面に多孔質誘電体を設置
し、さらにその多孔質誘電体の表面に緻密な誘電
体膜を形成し、これらの一体焼結体を誘電体誘電
体基板として、その表面に（緻密な誘電体膜の表
面に）導電膜を形成し、少なくとも一つの電子回
路部品（抵抗、コンデンサ、誘導素子などの受動
部品、トランジスタ、ダイオードなどの能動部
品）をその導電膜と電気的に接続させてなる膜集
積回路部品である。 本発明の特徴である多孔質誘電体の物質は (1) 多孔質誘電体の表面に形成する緻密な誘電体
膜の物質と同一である。 (2) 積層誘電体の誘電体膜の物質と同一である。 (3) 緻密な誘電体膜の物質と積層誘電体の誘電体
膜の物質との混合体である。 のいずれかであることが製造上好ましい。しか
し、多孔質誘電体の物質が、緻密な誘電体膜の物
質あるいは積層誘電体の誘電体膜の物質と異なつ
ていても、本発明の目的・効果は達成されるもの
であり、何んら問題はない。 一般に、多孔質誘電体のみかけ誘電率は気孔率
の増加に伴ない減少する。気孔率が50％を越える
と多孔質誘電体物質の比誘電率が数10〜数1000と
大きくても多孔質体のみかけ誘電率は極めて小さ
くなり空気の比誘電率１に近づくこともある。こ
の様に多孔質誘電体は極めて小さな（10以下の）
みかけ誘電率を持つているので、分布容量は極め
て小さい（0.1pF以下にすることができる）。 この様に分布容量は多孔質誘電体部によつて低
減されているので、その表面に形成される緻密な
誘電体膜の比誘電率は必ずしも小さくなくてもよ
い。例えば緻密な誘電体膜の比誘電率は積層誘電
体部の誘電体膜の比誘電率と同一であつてもよ
い。しかし、少しでも分布容量を低減させる目的
では緻密な誘電体膜の比誘電率は積層誘電体の誘
電体膜の比誘電率よりも小さく、少しでも小さい
方が望ましいことは言うまでもない、多孔質誘電
体部の表面に緻密な誘電体膜を形成する第１の目
的はその後の工程においてその表面に良質の導電
膜を形成するためである。その表面が多孔質のま
までは良質の導電膜の形成が困難であるからであ
る。 多孔質誘電体を積層誘電体の表面に設ける効果
は上述のように分布容量を低減させる他に、熱応
力の吸収がある。積層誘電体、多孔質誘電体、そ
の表面に形成される緻密な誘電体膜の三者は一般
的には材質は異なり、それぞれの結晶の熱膨脹の
様子は異なる。したがつて、もしも多孔質誘電体
の気孔率が零に近ければ、それぞれの熱膨脹の差
による熱応力が発生し、クラツクなどの原因とな
る。ところが、多孔質誘電体内部に微細な均一に
分布する気孔が存在すると、熱応力はこの気孔に
吸収される。また、多孔質誘電体の熱膨脹係数は
一般に気孔率の増加に伴ない減少するので、気孔
率を調整することにより、多孔質誘電体部の熱膨
脹を積層誘電体部の熱膨脹、あるいは緻密な誘電
体膜部の熱膨脹のいずれにも合せることができる
利点がある。この様に多孔質誘電体を用いること
により熱応力を低減することができる。したがつ
て、また多孔質誘電体および緻密な誘電体膜とし
て選択されるべき材質の範囲は、特にその結晶の
熱膨脹を考慮する必要がなく広くなるなどの利点
がある。 多孔質誘電体を形成するにはその出発原料とし
て水酸化物を用いるのが便利である。その一例を
表に示す。
【表】
これらの水酸化物は1000℃、あるいはそれ以上
の温度において脱水分解を起し、この高温で発生
する水蒸気により多孔質焼結体が得られる。 次に、本発明の膜集積回路部品の具体例につい
て図面とともに説明する。まず多孔質誘電体４の
生シートを作成する。チタンのアルコーレート
（Ti（OC3H7）4）の加水分解により得たゲル状TiO
（OH）2の粉末を適当なバインダーシステムでも
つてスラリー状にしたものをドクターブレードを
使つてシート状に延ばし、乾燥させ、所定の大き
さに切断し、焼成後TiO2の多孔質誘電体となる
べく生板を得る。 この多孔質誘電体となるべき生板の一方の表面
上に積層誘電体を、他方の表面上には緻密な誘電
体膜５を形成する。積層誘電体は誘電体膜１と内
部電極２とからなる。その作成法としてはスパツ
タ法、スクリーン印刷・焼付法、シート積層法な
どがあるが、ここではスクリーン印刷・焼付法を
用いた。チタン酸バリウム系の高誘電率誘電体の
微粉末を適当なバインダシステムでもつてペース
ト状にしたものをスクリーン印刷機により、多孔
質誘電体４となるべき生板の上に誘電体膜１を印
刷する。乾燥後、その上にPdなどの耐熱性の良
い金属を適当なバインダシステムでペースト状に
したものを印刷し積層誘電体の内部電極膜２を形
成する。それを乾燥後、さらに誘電体膜１の形
成、内部電極膜２の形成を印刷法により繰返し、
所定の積層数の積層誘電体を得る。 一方、多孔質誘電体４となるべき生板の他方の
表面には、緻密な誘電体膜５を形成する。酸化チ
タン（アナターゼ）に微量のアルミナ、シリカを
添加した混合粉末を適当なバインダーシステムで
もつてペースト状にしたものを多孔質誘電体４と
なるべき生板の他方の表面にスクリーン印刷す
る。なお上記生板の側面にも緻密な誘電体膜５を
塗布する。このようにして作成した積層誘電体
（１と２を含む）、多孔質誘電体４、緻密な誘電体
膜５の一体化した生チツプを電気炉を用いて1300
℃で１時間焼成した。 この様にして、少なくとも一つのコンデンサ機
能を有するBaTiO5系の積層誘電体（１と２を含
む）、TiO2系の多孔質誘電体４、その表面をコー
トするTiO2系の緻密な誘電体膜５の一体焼結体
を得る。この時、得られたTiO2多孔質誘電体４
の平均気孔径は0.1μm、気孔率は51％であつた。 次に設計された電気回路パターンにしたがつ
て、緻密な誘電体膜５の表面に導電膜６を形成す
る。すなわちAg―Pdの電極ペーストを設計パタ
ーンにしたがつてスクリーン印刷する。また積層
誘電体の側面にもコンデンサ用電極として外部端
子３を形成するためにAg―Pdの電極ペーストを
塗布し、800〜900℃の温度で焼付する。また必要
に応じて外部端子３と導電膜６との間をAg―Pd
の導電膜で電気的に接続する。さらに、設計パタ
ーンにしたがつて、一つの導電膜６と他の導電膜
６との間にRuO2を主成分とする抵抗を形成する。
この場合も、RuO2を主成分とする無機粉末を有
機バインダーでもつてペースト状にしたものをス
クリーン印刷・焼付（850℃）により抵抗７を形
成した。また他の導電膜６間にはトランジスタ８
を半田付けにより電気的接続させた。この様にし
て本発明の膜集積回路部品の一例が完成する。こ
れにより、受動部品と能動部品との混成集積の高
密度実装化が可能となり、特にコンデンサの内部
電極膜２と誘電体の表面に形成された導電膜６と
の間の分布容量を極めて小さくできる。 なお、上記実施例では積層誘電体（１と２を含
む）の片面にのみ多孔質誘電体４、緻密な誘電体
膜５、導電膜６、受動素子７、能動素子８を形成
しているが、これらを同様に積層誘電体の両面に
わたつて形成することも可能である。
の温度において脱水分解を起し、この高温で発生
する水蒸気により多孔質焼結体が得られる。 次に、本発明の膜集積回路部品の具体例につい
て図面とともに説明する。まず多孔質誘電体４の
生シートを作成する。チタンのアルコーレート
（Ti（OC3H7）4）の加水分解により得たゲル状TiO
（OH）2の粉末を適当なバインダーシステムでも
つてスラリー状にしたものをドクターブレードを
使つてシート状に延ばし、乾燥させ、所定の大き
さに切断し、焼成後TiO2の多孔質誘電体となる
べく生板を得る。 この多孔質誘電体となるべき生板の一方の表面
上に積層誘電体を、他方の表面上には緻密な誘電
体膜５を形成する。積層誘電体は誘電体膜１と内
部電極２とからなる。その作成法としてはスパツ
タ法、スクリーン印刷・焼付法、シート積層法な
どがあるが、ここではスクリーン印刷・焼付法を
用いた。チタン酸バリウム系の高誘電率誘電体の
微粉末を適当なバインダシステムでもつてペース
ト状にしたものをスクリーン印刷機により、多孔
質誘電体４となるべき生板の上に誘電体膜１を印
刷する。乾燥後、その上にPdなどの耐熱性の良
い金属を適当なバインダシステムでペースト状に
したものを印刷し積層誘電体の内部電極膜２を形
成する。それを乾燥後、さらに誘電体膜１の形
成、内部電極膜２の形成を印刷法により繰返し、
所定の積層数の積層誘電体を得る。 一方、多孔質誘電体４となるべき生板の他方の
表面には、緻密な誘電体膜５を形成する。酸化チ
タン（アナターゼ）に微量のアルミナ、シリカを
添加した混合粉末を適当なバインダーシステムで
もつてペースト状にしたものを多孔質誘電体４と
なるべき生板の他方の表面にスクリーン印刷す
る。なお上記生板の側面にも緻密な誘電体膜５を
塗布する。このようにして作成した積層誘電体
（１と２を含む）、多孔質誘電体４、緻密な誘電体
膜５の一体化した生チツプを電気炉を用いて1300
℃で１時間焼成した。 この様にして、少なくとも一つのコンデンサ機
能を有するBaTiO5系の積層誘電体（１と２を含
む）、TiO2系の多孔質誘電体４、その表面をコー
トするTiO2系の緻密な誘電体膜５の一体焼結体
を得る。この時、得られたTiO2多孔質誘電体４
の平均気孔径は0.1μm、気孔率は51％であつた。 次に設計された電気回路パターンにしたがつ
て、緻密な誘電体膜５の表面に導電膜６を形成す
る。すなわちAg―Pdの電極ペーストを設計パタ
ーンにしたがつてスクリーン印刷する。また積層
誘電体の側面にもコンデンサ用電極として外部端
子３を形成するためにAg―Pdの電極ペーストを
塗布し、800〜900℃の温度で焼付する。また必要
に応じて外部端子３と導電膜６との間をAg―Pd
の導電膜で電気的に接続する。さらに、設計パタ
ーンにしたがつて、一つの導電膜６と他の導電膜
６との間にRuO2を主成分とする抵抗を形成する。
この場合も、RuO2を主成分とする無機粉末を有
機バインダーでもつてペースト状にしたものをス
クリーン印刷・焼付（850℃）により抵抗７を形
成した。また他の導電膜６間にはトランジスタ８
を半田付けにより電気的接続させた。この様にし
て本発明の膜集積回路部品の一例が完成する。こ
れにより、受動部品と能動部品との混成集積の高
密度実装化が可能となり、特にコンデンサの内部
電極膜２と誘電体の表面に形成された導電膜６と
の間の分布容量を極めて小さくできる。 なお、上記実施例では積層誘電体（１と２を含
む）の片面にのみ多孔質誘電体４、緻密な誘電体
膜５、導電膜６、受動素子７、能動素子８を形成
しているが、これらを同様に積層誘電体の両面に
わたつて形成することも可能である。
図面は本発明の一実施例の膜集積回路部品の側
断面図である。 １……積層誘電体の誘電体膜、２……積層誘電
体の内部電極膜、３……積層誘電体の外部端子、
４……多孔質誘電体、５……緻密な誘電体膜、６
……導電膜、７……受動素子（抵抗体）、８……
能動素子（トランジスタ）。
断面図である。 １……積層誘電体の誘電体膜、２……積層誘電
体の内部電極膜、３……積層誘電体の外部端子、
４……多孔質誘電体、５……緻密な誘電体膜、６
……導電膜、７……受動素子（抵抗体）、８……
能動素子（トランジスタ）。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 内部電極膜と誘電体膜との積層から構成され
た少なくとも一つのコンデンサ機能を有する積層
誘電体の表面に多孔質誘電体を設置し、前記多孔
質誘電体の表面に緻密な誘電体膜を形成し、さら
に前記緻密な誘電体膜の表面に導電膜を形成し、
少なくとも一つの電子回路部品をその導電膜と電
気的接続させることを特徴とする膜集積回路部
品。 ２ 前記多孔質誘電体の誘電体材料が前記緻密な
誘電体膜の誘電体および前記積層誘電体の誘電体
膜の少なくとも一方と同一の材料からなることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の膜集積回
路部品。 ３ 前記緻密な誘電体膜の比誘電率が前記積層誘
電体の誘電体膜の比誘電率に比べて小さいことを
特徴とする特許請求の範囲第１項もしくは第２項
に記載の膜集積回路部品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57058840A JPS58175855A (ja) | 1982-04-08 | 1982-04-08 | 膜集積回路部品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57058840A JPS58175855A (ja) | 1982-04-08 | 1982-04-08 | 膜集積回路部品 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58175855A JPS58175855A (ja) | 1983-10-15 |
| JPH024151B2 true JPH024151B2 (ja) | 1990-01-26 |
Family
ID=13095841
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57058840A Granted JPS58175855A (ja) | 1982-04-08 | 1982-04-08 | 膜集積回路部品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58175855A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4827323A (en) * | 1986-01-07 | 1989-05-02 | Texas Instruments Incorporated | Stacked capacitor |
| US5049958A (en) * | 1989-01-27 | 1991-09-17 | Texas Instruments Incorporated | Stacked capacitors for VLSI semiconductor devices |
-
1982
- 1982-04-08 JP JP57058840A patent/JPS58175855A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58175855A (ja) | 1983-10-15 |
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