JPH0750385A - Power transistor - Google Patents
Power transistorInfo
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- JPH0750385A JPH0750385A JP19721093A JP19721093A JPH0750385A JP H0750385 A JPH0750385 A JP H0750385A JP 19721093 A JP19721093 A JP 19721093A JP 19721093 A JP19721093 A JP 19721093A JP H0750385 A JPH0750385 A JP H0750385A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はパワートランジスタに関
し、特に中電流および大電流用のパワートランジスタに
関し、スイッチングや直列形レギュレータやサージの発
生する特殊回路に用いられる。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power transistor, and more particularly to a power transistor for medium current and large current, which is used for a switching, a series type regulator and a special circuit where surge occurs.
【0002】[0002]
【従来の技術】図7は従来のパワートランジスタの概略
平面図である。このトランジスタは、図示していない
が、コレクタ層上にべース層が、そのべース層上に複数
のエミッタ層が形成されており、複数のユニットトラン
ジスタを形成している。このエミッタ層及びべース層に
はそれぞれエミッタ電極72及びべース電極74が櫛状
に形成され、それぞれのユニットトランジスタが接続さ
れた構造となっている。また、エミッタ電極72及びべ
ース電極74側には、それぞれエミッタボンディングパ
ッド部71及びべースボンディングパッド部73が設け
られている。2. Description of the Related Art FIG. 7 is a schematic plan view of a conventional power transistor. Although not shown, this transistor has a base layer formed on the collector layer and a plurality of emitter layers formed on the base layer to form a plurality of unit transistors. An emitter electrode 72 and a base electrode 74 are formed in a comb shape on the emitter layer and the base layer, respectively, and the unit transistors are connected to each other. Further, an emitter bonding pad portion 71 and a base bonding pad portion 73 are provided on the side of the emitter electrode 72 and the base electrode 74, respectively.
【0003】従来技術では、パワートランジスタの電流
容量の増大や、電流集中による素子の破壊を防止する目
的で、この表面電極の形状をメッシュエミッタ構造とし
たり、また、べースバラスタ抵抗およびエミッタバラス
タ抵抗等を設けた構造とすることが行われている。In the prior art, in order to prevent an increase in the current capacity of the power transistor and destruction of the element due to current concentration, the surface electrode has a mesh emitter structure, and the base ballast resistor and the emitter ballast resistor are used. It is performed to have a structure provided with the like.
【0004】しかしながら、このような構造としても、
定格以上の電流が素子に流れた場合、素子が破壊する場
合がある。また、中電流や大電流用のトランジスタにつ
いては、通常の動作電流に比べ、瞬時に数倍から数十倍
ものサージ電流が流れる使い方をしている事が多い。However, even with such a structure,
If a current higher than the rating flows through the device, the device may be destroyed. In addition, with respect to a medium current or a large current transistor, a surge current of several times to several tens of times instantaneously flows as compared with a normal operating current in many cases.
【0005】例えば、図8に示すように、このパワート
ランジスタをレギュレータに使用した場合には、こうし
た過電流を検出する必要があるために、過電流検出用抵
抗85が設けられている。この過電流保護回路を内蔵し
た電圧制御用IC81を組み込んだレギュレータ素子8
0では、エミッタ配線抵抗83をトランジスタに直列に
挿入して、電流の局所集中を緩和する構造とし、また、
過電流検出用抵抗85をこのエミッタ配線抵抗83に直
列に設けた構造としている。この過電流検出用抵抗85
は、パワートランジスタに流れる電流以上に耐えられる
ものでなくてはならないため体積が大きくなり、さら
に、放熱も必要なため、素子とは別に外付けされてい
る。そして、この過電流検出用抵抗85の両端の電圧降
下により過電流を検出するとともに、保護回路によりべ
ース電流等を制限することによりトランジスタの破壊を
防いでいる。For example, as shown in FIG. 8, when this power transistor is used for a regulator, it is necessary to detect such an overcurrent, and therefore an overcurrent detection resistor 85 is provided. Regulator element 8 incorporating a voltage control IC 81 incorporating this overcurrent protection circuit
In 0, the emitter wiring resistor 83 is inserted in series with the transistor to reduce the local concentration of current, and
The overcurrent detecting resistor 85 is provided in series with the emitter wiring resistor 83. This overcurrent detection resistor 85
Must be able to withstand more than the current flowing through the power transistor, and therefore has a large volume, and since it also requires heat dissipation, it is externally attached separately from the element. The overcurrent is detected by the voltage drop across the overcurrent detection resistor 85, and the protection circuit limits the base current to prevent the transistor from being destroyed.
【0006】また、スイッチングを目的にパワートラン
ジスタを使用している場合には、動作時にはトランジス
タは飽和状態になっているため、コレクタ−エミッタ間
の電圧で電流を検出することが可能となるが、上述した
レギュレータ等のように、能動領域でトランジスタを動
作させる場合、上述した過電流検出用抵抗85は不可欠
のものである。When a power transistor is used for the purpose of switching, since the transistor is in a saturated state during operation, it is possible to detect the current by the voltage between the collector and the emitter. When operating the transistor in the active region like the above-mentioned regulator, the above-described overcurrent detection resistor 85 is indispensable.
【0007】すなわち、このような構造のパワートラン
ジスタにおいては、エミッタ電極を流れる電流が他の電
極に比べて大きいために、配線抵抗及びコンタクト抵抗
は、回路上無視することができず、とくにサージ電流印
加時は、これらの抵抗により発生する電圧降下が大きく
なり、その為に、多数のユニットトランジスタに均一に
電流が集中することにより、破壊等の問題が発生するた
め、上記した過電流検出用抵抗が必要となってくる。That is, in the power transistor having such a structure, since the current flowing through the emitter electrode is larger than that of the other electrodes, the wiring resistance and the contact resistance cannot be ignored in the circuit, and the surge current is particularly large. When applied, the voltage drop generated by these resistances becomes large, and the current is evenly concentrated in a large number of unit transistors, causing problems such as breakdown. Will be needed.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の技術では、上述したように、過電流を検出するため
の抵抗が必要となり、この抵抗はパワートランジスタに
流れる電流以上に耐えられるものでなくてはならないた
め、体積が大きくなる上、放熱も必要なため、素子とは
別に、外付けされているのが一般的である。したがっ
て、回路全体は大きくならざるをえないという問題があ
った。By the way, in the above-mentioned conventional technique, as described above, a resistor for detecting an overcurrent is required, and this resistor cannot withstand more than the current flowing through the power transistor. Since it must not be provided, the volume is increased and heat dissipation is also required. Therefore, it is generally externally attached in addition to the element. Therefore, there is a problem that the entire circuit has to be large.
【0009】また、入出力間の電位差をできる限り小さ
くすることが要求される低損失のレギュレータ等の場合
には、過電流検出用抵抗の電圧降下が、回路全体の損失
を大きくするという問題もあった。Further, in the case of a low loss regulator or the like which requires the potential difference between the input and the output to be as small as possible, there is also a problem that the voltage drop of the overcurrent detection resistor increases the loss of the entire circuit. there were.
【0010】本発明はこれらの点に鑑みてなされたもの
であり、過電流検出用抵抗を用いずに、回路の小型化と
低損失化を図ることができるパワートランジスタを提供
することを目的とする。The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a power transistor capable of reducing the circuit size and loss without using an overcurrent detection resistor. To do.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のパワートランジスタは、コレクタ層と、
そのコレクタ層上に形成されたべース層と、そのべース
層上に形成された複数のエミッタ層と、その各エミッタ
層上に一体的に形成されているエミッタ電極と、そのエ
ミッタ電極の所定部分に、フレームと電気的に接続する
ためのエミッタボンディングパッド部が設けられている
パワートランジスタにおいて、上記エミッタボンディン
グパッド部から所定距離離れた位置の上記エミッタ電極
部分に、その所定距離間の電圧を検出するための過電流
検出用の電極が設けられていることによって特徴付けら
れる。In order to achieve the above object, a power transistor of the present invention comprises a collector layer,
A base layer formed on the collector layer, a plurality of emitter layers formed on the base layer, an emitter electrode integrally formed on each emitter layer, and an emitter electrode In a power transistor in which a predetermined portion is provided with an emitter bonding pad portion for electrically connecting to a frame, a voltage for the predetermined distance is applied to the emitter electrode portion located at a predetermined distance from the emitter bonding pad portion. Is characterized by being provided with an electrode for detecting an overcurrent.
【0012】ここで、所定距離とはエミッタ電極配線抵
抗値が高くなるほど、検出精度を上げることができるこ
とから、エミッタボンディングパッド部から最大距離と
するのが望ましい。Here, the predetermined distance is preferably the maximum distance from the emitter bonding pad portion because the detection accuracy can be improved as the emitter electrode wiring resistance value increases.
【0013】[0013]
【作用】エミッタボンディングパッド部と、そのエミッ
タボンディングパッド部から所定距離離れたエミッタ電
極に設けられた過電流検出用の電極の間には、印加電流
に比例した電圧が発生する。このエミッタ電極の配線抵
抗を有効に使用して、過電流検出用の電極によりその電
圧を検出することで、印加電流を知ることができる。ま
た、エミッタ電極は他の電極に比べ流れる電流が大きい
ので、その間の電流を検出すれば、パワートランジスタ
に流れる最大の電流を認識できる。Function: A voltage proportional to the applied current is generated between the emitter bonding pad portion and the electrode for detecting an overcurrent provided on the emitter electrode which is separated from the emitter bonding pad portion by a predetermined distance. The applied current can be known by effectively using the wiring resistance of the emitter electrode and detecting the voltage by the electrode for detecting the overcurrent. Further, since the emitter electrode has a larger current flowing than the other electrodes, the maximum current flowing through the power transistor can be recognized by detecting the current between them.
【0014】また、この過電流を検出するための電極は
パワートランジスタ内に設けられているので、回路が簡
略化できる。Further, since the electrode for detecting this overcurrent is provided in the power transistor, the circuit can be simplified.
【0015】[0015]
【実施例】以下、本発明実施例について、図面に基づい
て説明する。図1は、本発明実施例のパワートランジス
タチップの概略平面図、図2は図1におけるA−A断面
図を示す。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 is a schematic plan view of a power transistor chip according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view taken along line AA in FIG.
【0016】コレクタ層6上に、べース層7が形成さ
れ、そのべース層7上に格子状パターンのエミッタ層8
が複数形成されている。また、このコレクタ層6とべー
ス層7とエミッタ層8からなる複数のユニットトランジ
スタは櫛状のべース電極4とエミッタ電極2によりそれ
ぞれ接続されている。この櫛状のエミッタ電極2が集合
した状態のエミッタ電極部分には、フレームとワイヤ等
により電気的に接続するためのエミッタボンディングパ
ッド部1、そのエミッタボンディングパッド部1から所
定位置離れた位置に過電流検出用電極5が設けられてい
る。このユニットトランジスタ間には、エミッタ電極配
線抵抗13が介在し、また、各ユニットトランジスタに
おいて、エミッタコンタクト部とエミッタ電極接続部に
は、エミッタ電極コンタクト抵抗14が介在している。
さらに、このチップの裏面には半田電極等からなるコレ
クタ電極11が全面に形成されている。A base layer 7 is formed on the collector layer 6, and an emitter layer 8 having a lattice pattern is formed on the base layer 7.
Are formed in plural. Further, a plurality of unit transistors composed of the collector layer 6, the base layer 7, and the emitter layer 8 are connected by a comb-shaped base electrode 4 and an emitter electrode 2, respectively. In the emitter electrode portion where the comb-shaped emitter electrodes 2 are gathered, an emitter bonding pad portion 1 for electrically connecting to a frame by a wire or the like is provided, and an emitter bonding pad portion 1 is provided at a position apart from the emitter bonding pad portion 1 by a predetermined position. A current detection electrode 5 is provided. An emitter electrode wiring resistor 13 is interposed between the unit transistors, and an emitter electrode contact resistor 14 is interposed between the emitter contact portion and the emitter electrode connecting portion in each unit transistor.
Furthermore, a collector electrode 11 made of a solder electrode or the like is formed on the entire back surface of the chip.
【0017】この構造のパワートランジスタでは、エミ
ッタ領域配線抵抗13を有効に利用し、その両端の電圧
を検出するようになっている。すなわち、過電流検出用
電極5がエミッタボンディングパッド部1からの距離に
比例してその間の抵抗値は大きくなり、有効である。In the power transistor of this structure, the emitter region wiring resistor 13 is effectively used to detect the voltage across it. That is, the resistance value of the overcurrent detection electrode 5 increases in proportion to the distance from the emitter bonding pad portion 1, which is effective.
【0018】図3はこの本発明実施例のパワートランジ
スタの等価回路を示す。複数のユニットトランジスタTr
1,Tr2,・・Tr9 が設けられている。これらのユニットトラ
ンジスタTr1,Tr2,・・Tr9 間には、エミッタ電極配線抵抗
Rh1,Rh2,・・Rh9が接続されている。また、各ユニットト
ランジスタのエミッタコンタクト部と、エミッタ電極接
続部には、エミッタ電極コンタクト抵抗Rc1,Rc2,・・Rc9
が接続されている。さらに、エミッタ電極配線抵抗Rh1,
Rh2,・・Rh9 の両端の電圧を検出するための過電流検出用
電極5が設けられている。パワートランジスタにおいて
は、エミッタ電極を流れる電流が他の電極に比べて大き
いために、エミッタ電極配線抵抗Rh1,Rh2,・・Rh9 及びエ
ミッタ電極コンタクト抵抗Rc1,Rc2,・・Rc9 は回路に有効
に働き、特にサージ電流印加時はこれらの抵抗により発
生する電圧降下が大きい。そのために多数のユニットト
ランジスタTr1,Tr2,・・Tr9 に均一に電流が分散されなく
なり、ボンディングパッド付近に電流が集中することに
より、破壊等の問題が発生するが、これを防止するため
に、上述した過電流検出用電極5が設けられている。FIG. 3 shows an equivalent circuit of the power transistor of this embodiment of the present invention. Multiple unit transistors Tr
1 , Tr 2 , ... Tr 9 are provided. These units transistors Tr 1, Tr 2, is between · · Tr 9, emitter electrode wiring resistance
Rh 1 , Rh 2 , ... Rh 9 are connected. Further, the emitter contact portion of each unit transistor, the emitter electrode connecting portion, the emitter electrode contact resistance Rc 1, Rc 2, ·· Rc 9
Are connected. Further, the emitter electrode wiring resistance Rh 1 ,
An overcurrent detection electrode 5 for detecting the voltage across Rh 2 , ..., Rh 9 is provided. In power transistors, in order the current flowing through the emitter electrode is larger than the other electrodes, the emitter electrode wiring resistance Rh 1, Rh 2, ·· Rh 9 and the emitter electrode contact resistance Rc 1, Rc 2, ·· Rc 9 Effectively acts on the circuit, and particularly when a surge current is applied, the voltage drop generated by these resistors is large. Therefore, the current is not evenly distributed to a large number of unit transistors Tr 1 , Tr 2 , ..., Tr 9 and the current concentrates near the bonding pad, which causes problems such as destruction, but to prevent this. In addition, the above-mentioned overcurrent detection electrode 5 is provided.
【0019】なお、この実施例の製造方法は、コレクタ
層6、べース層7、及びエミッタ層を公知の工程により
形成した後、メッシュ構造としているため、べース層上
は島状に、また、エミッタ層上は島状あるいは櫛状に各
電極とコンタクトを取る部分の酸化膜9に穴をあけ、電
極となるアルミニウム等の金属膜を蒸着法等によって形
成する。その後、べース電極4とエミッタ電極2を分離
した後、フレームと電気的に接続するためのワイヤをエ
ミッタボンディングパッド1及びベースボンディングパ
ッド3に各々の電極が集中するように、上記金属膜を選
択的に除去することにより、べース電極4とエミッタ電
極2は互いにかみあう櫛状の形状を有する電極が形成さ
れる。このようにして、複数のユニットトランジスタは
並列に接続された状態のパワートランジスタが完成す
る。本発明実施例はこのように、表面電極除去の工程に
おいて、上述したように、過電流検出用電極5をエミッ
タボンディングパッド1より所定距離離れた位置に設け
ることができる電極形状とするように、表面電極選択除
去用のマスクパターンを設定すればよい。In the manufacturing method of this embodiment, since the collector layer 6, the base layer 7, and the emitter layer are formed by known steps and then formed into a mesh structure, the base layer is formed into an island shape. Further, on the emitter layer, a hole is formed in the oxide film 9 at a portion which comes into contact with each electrode in an island shape or a comb shape, and a metal film such as aluminum serving as an electrode is formed by a vapor deposition method or the like. Then, after separating the base electrode 4 and the emitter electrode 2, the metal film is formed so that the wires for electrically connecting to the frame are concentrated on the emitter bonding pad 1 and the base bonding pad 3, respectively. By selectively removing, the base electrode 4 and the emitter electrode 2 are formed into comb-shaped electrodes that are intermeshing with each other. In this way, a power transistor in which a plurality of unit transistors are connected in parallel is completed. As described above, in the embodiment of the present invention, in the step of removing the surface electrode, as described above, the overcurrent detection electrode 5 has an electrode shape that can be provided at a position separated from the emitter bonding pad 1 by a predetermined distance. A mask pattern for selective removal of the surface electrodes may be set.
【0020】図4は、本発明の他の実施例のパワートラ
ンジスタチップの概略平面図である。この構造は、櫛状
のエミッタ電極2の内、過電流検出用の電極5を備えた
エミッタ配線を他のエミッタ配線あるいはエミッタボン
ディングパッド1より長くした構造になっている。この
構造により、エミッタ配線抵抗の抵抗値を高くすること
ができ、検出精度をさらに向上することができる。FIG. 4 is a schematic plan view of a power transistor chip according to another embodiment of the present invention. This structure has a structure in which, among the comb-shaped emitter electrodes 2, the emitter wiring provided with the electrode 5 for detecting an overcurrent is made longer than the other emitter wiring or the emitter bonding pad 1. With this structure, the resistance value of the emitter wiring resistance can be increased, and the detection accuracy can be further improved.
【0021】また、図5は、本発明のもう一つの他の実
施例のパワートランジスタチップの概略平面図である。
この構造は、先の実施例のエミッタ電極構造に加え、さ
らに、選択的に狭い部分、エミッタ電極狭窄部10が複
数設けられた構造となっている。この狭窄部10によ
り、エミッタ配線抵抗の抵抗値を高くすることができ、
検出精度をさらに向上することができる。FIG. 5 is a schematic plan view of a power transistor chip according to another embodiment of the present invention.
This structure has a structure in which, in addition to the emitter electrode structure of the previous embodiment, a plurality of selectively narrow portions and a plurality of emitter electrode narrowing portions 10 are provided. The narrowed portion 10 can increase the resistance value of the emitter wiring resistance,
The detection accuracy can be further improved.
【0022】以上述べたように、本発明実施例は、いず
れもパワートランジスタチップの表面電極のパターン形
状に係わるものであるが、これらの形状に限ることな
く、エミッタ配線抵抗の抵抗値を高くする構造で、か
つ、過電流検出用の電極がエミッタ電極に形成されてい
れば、他の形状でも適用できる。As described above, all the embodiments of the present invention relate to the pattern shape of the surface electrode of the power transistor chip, but the present invention is not limited to these shapes, and the resistance value of the emitter wiring resistance is increased. As long as it has a structure and an electrode for overcurrent detection is formed on the emitter electrode, other shapes can be applied.
【0023】また、これらの表面電極のパターン形成
は、いずれも、従来より表面電極を形成する時に用いて
いた、例えばフォトリソのガラスマスク等のマスクパタ
ーンを変更することで簡単に実現できる。In addition, pattern formation of these surface electrodes can be easily realized by changing a mask pattern such as a glass mask of photolithography, which has been conventionally used when forming the surface electrodes.
【0024】[0024]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
エミッタボンディングパッド部から所定距離離れた位置
のエミッタ電極部分に、過電流検出用の電極を設けた構
成としたので、従来の必要であった外付けの過電流検出
用抵抗が不要となり、回路の小型化及び簡素化を図るこ
とができる。また、過電流検出用抵抗での電圧降下分が
なくなり、低損失化を図ることができる。As described above, according to the present invention,
Since an electrode for overcurrent detection is provided in the emitter electrode portion that is a predetermined distance away from the emitter bonding pad, the external overcurrent detection resistor that was required in the past is no longer necessary, It is possible to achieve miniaturization and simplification. Further, the voltage drop at the overcurrent detection resistor is eliminated, and the loss can be reduced.
【図1】本発明実施例の概略平面図FIG. 1 is a schematic plan view of an embodiment of the present invention.
【図2】本発明実施例の図1におけるA−A断面図FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA in FIG. 1 of the embodiment of the present invention.
【図3】本発明実施例の等価回路図FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of an embodiment of the present invention.
【図4】本発明の他の実施例の概略平面図FIG. 4 is a schematic plan view of another embodiment of the present invention.
【図5】本発明のもう一つの他の実施例の概略平面図FIG. 5 is a schematic plan view of another embodiment of the present invention.
【図6】本発明実施例を内蔵したレギュレータ素子の回
路図FIG. 6 is a circuit diagram of a regulator element incorporating an embodiment of the present invention.
【図7】従来例の概略平面図FIG. 7 is a schematic plan view of a conventional example.
【図8】従来例を内蔵したレギュレータ素子の回路図FIG. 8 is a circuit diagram of a regulator element incorporating a conventional example.
1・・・・エミッタボンディングパッド部 2・・・・エミッタ電極 3・・・・べースボンディングパッド部 4・・・・べース電極 5・・・・過電流検出用電極 6・・・・コレクタ層 7・・・・べース層 8・・・・エミッタ層 13・・・・エミッタ電極配線抵抗 14・・・・エミッタ電極コンタクト抵抗 1 ... Emitter bonding pad 2 ... Emitter electrode 3 ... Base bonding pad 4 ... Base electrode 5 ... Overcurrent detection electrode 6 ...・ Collector layer 7 ・ ・ ・ ・ Base layer 8 ・ ・ ・ ・ ・ ・ Emitter layer 13 ・ ・ ・ ・ Emitter electrode wiring resistance 14 ・ ・ ・ ・ Emitter electrode contact resistance
Claims (1)
されたべース層と、そのべース層上に形成された複数の
エミッタ層と、その各エミッタ層上に一体的に形成され
ているエミッタ電極と、そのエミッタ電極の所定部分
に、フレームと電気的に接続するためのエミッタボンデ
ィングパッド部が設けられているパワートランジスタに
おいて、上記エミッタボンディングパッド部から所定距
離離れた位置の上記エミッタ電極部分に、その所定距離
間の電圧を検出するための過電流検出用の電極が設けら
れていることを特徴とするパワートランジスタ。1. A collector layer, a base layer formed on the collector layer, a plurality of emitter layers formed on the base layer, and integrally formed on each emitter layer. In a power transistor having an emitter electrode and an emitter bonding pad portion for electrically connecting to a frame at a predetermined portion of the emitter electrode, the emitter electrode at a position separated from the emitter bonding pad portion by a predetermined distance. A power transistor, wherein an electrode for detecting an overcurrent for detecting a voltage for a predetermined distance is provided in a portion.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19721093A JPH0750385A (en) | 1993-08-09 | 1993-08-09 | Power transistor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19721093A JPH0750385A (en) | 1993-08-09 | 1993-08-09 | Power transistor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0750385A true JPH0750385A (en) | 1995-02-21 |
Family
ID=16370662
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19721093A Pending JPH0750385A (en) | 1993-08-09 | 1993-08-09 | Power transistor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0750385A (en) |
-
1993
- 1993-08-09 JP JP19721093A patent/JPH0750385A/en active Pending
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