JPH0587005B2 - - Google Patents
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- JPH0587005B2 JPH0587005B2 JP60170125A JP17012585A JPH0587005B2 JP H0587005 B2 JPH0587005 B2 JP H0587005B2 JP 60170125 A JP60170125 A JP 60170125A JP 17012585 A JP17012585 A JP 17012585A JP H0587005 B2 JPH0587005 B2 JP H0587005B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ceramic
- insulating layer
- electrodes
- semiconductor
- ceramic capacitor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Ceramic Capacitors (AREA)
Description
[産業上の利用分野]
この発明は、半導体セラミツクコンデンサ、特
に絶縁層と半導体層とを有するセラミツクスを利
用した半導体セラミツクコンデンサに関する。 [従来の技術] 従来より、還元再酸化型と称されている半導体
セラミツクコンデンサが公知である。この種のセ
ラミツクコンデンサは、第4図に示すように、半
導体セラミツクス1の外周表面に絶縁層2が形成
されており、該絶縁層の外側に容量取出しのため
の電極3,4が形成された構成を有する。 上記した還元再酸化型と称されている半導体セ
ラミツクコンデンサは、通常、下記の工程で形成
される。 まず、たとえばチタン酸バリウム系磁器組成物
を成型した後、大気中にて第1回目の焼結を行な
い、全体が絶縁体であるセラミツクスを得る。次
に、たとえば窒素ガス雰囲気下のような還元雰囲
気中にて、第2回目の焼成、すなわち還元焼成を
行ない、全体を半導体化する。さらに、大気中に
て3回目の熱処理を行ない、半導体セラミツクス
の表面に薄い絶縁層2を形成する。最後に、電極
3,4を形成するために、導電性ペーストを塗布
し、焼付けることにより、すなわち4回目の熱処
理を行なうことにより、第4図に示した半導体セ
ラミツクコンデンサを得る。 [発明が解決しようとする問題点] 上記したように、従来の還元再酸化型半導体セ
ラミツクコンデンサを得るには、大気中焼結−還
元焼成−大気中熱処理−電極焼付けと、4度の熱
処理工程を実施しなければならない。よつて、多
数の熱処理を順次行なわなければならないため、
必然的にコストが高くつくという問題があつた。 また、第4図に示した還元再酸化型の半導体セ
ラミツクコンデンサでは、絶縁層2が、半導体セ
ラミツクス1の外周面全体に形成される。よつ
て、容量を生じる部分は、一方の電極3と半導体
セラミツクス1で囲まれた絶縁層領域と、半導体
セラミツクス1と他方の電極4とで挟まれた絶縁
層領域の2種存在する。したがつて、電極3,4
間には、2個の容量が直列接続された状態となつ
ており、大容量化の妨げとなつている。よつて、
電極3あるいは電極4のいずれか一方側に絶縁層
2を形成しなければ、容量をほぼ2倍にし得ると
も考えられる。しかしながら、還元再酸化型半導
体セラミツクコンデンサは上記の工程を経て形成
されるものであるため、いずれか一方側において
のみ絶縁層を形成せずにおくことは極めて困難で
ある。 それゆえに、この発明の目的は、大容量化を果
たすことができるとともに安価に製造し得る構造
の半導体セラミツクコンデンサを提供することに
ある。 [問題点を解決するための手段] この発明は、絶縁層および該絶縁層の両側に形
成された半導体層を有するセラミツクスと、各半
導体層の表面に形成された電極とを備えることを
特徴とする、セラミツク・コンデンサである。 [作用] この発明では、絶縁層の両側に半導体層が形成
されているセラミツクスが用いられる。したがつ
て、各半導体層の表面に形成された電極により取
出される容量は、半導体層間に存在する1個の絶
縁層に由来する容量のみとなる。よつて、理論的
には、従来の還元再酸化型と称されている半導体
セラミツクコンデンサに比べて、同一形状でほぼ
2倍の容量を得ることが可能とされている。ま
た、以下の実施例の記載から明らかなように、上
記構成を有するセラミツクコンデンサは、チタン
酸バリウム等の強誘電体セラミツクスに、還元性
の強い電極ペーストを塗布し、焼付けることによ
り、各電極側のセラミツクス部分を半導体化する
ことによつて形成され得る。よつて、還元再酸化
型セラミツクコンデンサに比べて、焼成工程を飛
躍的に減らすことができ、コストを大幅に低減す
ることが可能とされている。 [実施例の説明] 第1図に示すように、この発明の一実施例のセ
ラミツクコンデンサでは、絶縁層10と、絶縁層
10の両側に形成された半導体層11,12とを
有するセラミツクス13が用いられる。各半導体
層11,12の外側には、容量を取出すための電
極14,15が形成されている。したがつて、電
極14,15間で取出される容量は、半導体層1
1,12間に存在する絶縁層10にのみ由来す
る。すなわち、第4図に示した従来のセラミツク
コンデンサのように容量を直列に接続された構成
となつていないことがわかる。したがつて、同一
形状であれば、理論的に、ほぼ2倍の容量が得ら
れることがわかる。 なお、第1図に示した実施例では、絶縁層10
の厚みは、セラミツクス13の外周部で厚くされ
ており、中央領域に行くに従つて漸次薄くなるよ
うに形成されている。これに伴つて、半導体層1
1,12は、逆に中央領域で厚く、セラミツクス
13の外周部に行くに従い薄く形成されている。
このように、外周部において絶縁層10の厚みが
厚くされているので、外周端面における短絡を防
止することができるとともに、耐衝撃性も高めら
れている。 上述のように、絶縁層10の厚みを外周部と中
央を異ならせるには、後述する製造過程におい
て、電極14,15の形成位置、ならびに熱処理
温度および時間を調整することにより達成され
る。電極14,15は、還元作用を有するAlな
どで形成され、この形成に際し半導体層11,1
2が形成されるからである。 次に、第1図に示したセラミツクコンデンサの
製造方法につき説明する。まず、チタン酸バリウ
ムのような誘電体磁器組成物を所望の形状に成形
し、次に、第2図に示すように、Alなどの還元
性に富む導電性材料を主成分とする導電性ペース
ト16,17を塗布する。さらに、780℃〜820℃
程度の温度で熱処理し、導電性ペースト16,1
7を焼付けるとともに、半導体層11,12を形
成し、第1図のセラミツクコンデンサを得ること
ができる。この電極14,15の焼付けに際し半
導体層11,12が形成されるのは、電極が、
Alなどの還元作用の強い導電性成分を含む導電
性ペーストにより形成するため、セラミツクス中
の酸素が電極14,15中に取り込まれ、そのた
め電極14,15近傍のセラミツクス領域が還元
されるからである。 この発明のセラミツクコンデンサを製造するに
際し用いられる磁器組成物材料としては、上記し
たチタン酸バリウム系磁器組成物の他、チタン酸
ストロンチウム系、酸化チタン系などか用いられ
る。また、電極14,15を構成する導電性成分
としては、Alの他、Znのような他の還元性の強
い材料を用いることができる。 なお、第1図に示した実施例では、絶縁層10
はセラミツクスの外周面から中央領域に行くに従
い漸次その厚みが薄く形成されていたが、第3図
に示すように、ほぼ均一の厚みの絶縁層20およ
び半導体層21,22からなるセラミツクス23
を用いたセラミツクコンデンサも、この発明に包
含されるものであることを指摘しておく。ここで
も、電極24,25間で取出される容量は、絶縁
層20に由来するものだけであり、したがつて従
来の還元再酸化型セラミツクコンデンサに比べて
大きな容量の得られることがわかる。 次に、具体的実験例につき説明する。 実験例 原料として、BaTiO3,CeO2,Nd2O3および
ZrO2を主成分として、MnCO3およびSiO2を添加
物として用い、その内主成分の割合を下記の値と
なるように秤量した。 BaTiO3 92モル% CeO2 3モル% Nd2O3 2モル% ZrO2 3モル% 上記主成分に対し、添加物として、MnCO3を
0.3重量%、SiO2を0.1重量%添加した。 上記のようにして得られた原料を湿式混合し、
しかる後脱水、乾燥した。得られた乾燥粉末を粉
砕し、粉砕物にバインダを加え混合を行なつた。
次に、1000Kg/cm2の圧力下で成形し、得られた成
形物を最高温度1380℃に40分間維持し、直径10
mm、厚み0.3mmの円板型の磁器を得た。上記円板
型の磁器の両主面にアルミペーストをスクリーン
印刷法により塗布した。アルミペーストは、ホウ
ケイ酸鉛系のガラスフリツトを含むものを用い、
より具体的には、以下の組成からなるものを用い
た。 Al粉末:35重量%、ホウケイ酸鉛系ガラス
フリツト:30重量%および有機質ビヒクル:35重
量% なお、ホウケイ酸鉛系ガラスフリツトは、下記
の組成を有するものである。 Pb3O4 64重量% SiO2 25重量% B2O3 9重量% Al2O3 2重量% また、有機質ビヒクルとしては、エチルセルロ
ースを、溶剤であるα−テレピネオールで希釈し
たものを用いた。 次に、各磁器円板に熱処理を行ない、Alから
なる電極を焼付け形成した。 下記の表に、この焼付け温度と、静電容量
(Cs)、誘電体損失(DF)および絶縁破壊電圧
(BDV)との関係を示す。なお、静電容量および
誘電体損失は、いずれも周波数1KHzで測定した
値である。
に絶縁層と半導体層とを有するセラミツクスを利
用した半導体セラミツクコンデンサに関する。 [従来の技術] 従来より、還元再酸化型と称されている半導体
セラミツクコンデンサが公知である。この種のセ
ラミツクコンデンサは、第4図に示すように、半
導体セラミツクス1の外周表面に絶縁層2が形成
されており、該絶縁層の外側に容量取出しのため
の電極3,4が形成された構成を有する。 上記した還元再酸化型と称されている半導体セ
ラミツクコンデンサは、通常、下記の工程で形成
される。 まず、たとえばチタン酸バリウム系磁器組成物
を成型した後、大気中にて第1回目の焼結を行な
い、全体が絶縁体であるセラミツクスを得る。次
に、たとえば窒素ガス雰囲気下のような還元雰囲
気中にて、第2回目の焼成、すなわち還元焼成を
行ない、全体を半導体化する。さらに、大気中に
て3回目の熱処理を行ない、半導体セラミツクス
の表面に薄い絶縁層2を形成する。最後に、電極
3,4を形成するために、導電性ペーストを塗布
し、焼付けることにより、すなわち4回目の熱処
理を行なうことにより、第4図に示した半導体セ
ラミツクコンデンサを得る。 [発明が解決しようとする問題点] 上記したように、従来の還元再酸化型半導体セ
ラミツクコンデンサを得るには、大気中焼結−還
元焼成−大気中熱処理−電極焼付けと、4度の熱
処理工程を実施しなければならない。よつて、多
数の熱処理を順次行なわなければならないため、
必然的にコストが高くつくという問題があつた。 また、第4図に示した還元再酸化型の半導体セ
ラミツクコンデンサでは、絶縁層2が、半導体セ
ラミツクス1の外周面全体に形成される。よつ
て、容量を生じる部分は、一方の電極3と半導体
セラミツクス1で囲まれた絶縁層領域と、半導体
セラミツクス1と他方の電極4とで挟まれた絶縁
層領域の2種存在する。したがつて、電極3,4
間には、2個の容量が直列接続された状態となつ
ており、大容量化の妨げとなつている。よつて、
電極3あるいは電極4のいずれか一方側に絶縁層
2を形成しなければ、容量をほぼ2倍にし得ると
も考えられる。しかしながら、還元再酸化型半導
体セラミツクコンデンサは上記の工程を経て形成
されるものであるため、いずれか一方側において
のみ絶縁層を形成せずにおくことは極めて困難で
ある。 それゆえに、この発明の目的は、大容量化を果
たすことができるとともに安価に製造し得る構造
の半導体セラミツクコンデンサを提供することに
ある。 [問題点を解決するための手段] この発明は、絶縁層および該絶縁層の両側に形
成された半導体層を有するセラミツクスと、各半
導体層の表面に形成された電極とを備えることを
特徴とする、セラミツク・コンデンサである。 [作用] この発明では、絶縁層の両側に半導体層が形成
されているセラミツクスが用いられる。したがつ
て、各半導体層の表面に形成された電極により取
出される容量は、半導体層間に存在する1個の絶
縁層に由来する容量のみとなる。よつて、理論的
には、従来の還元再酸化型と称されている半導体
セラミツクコンデンサに比べて、同一形状でほぼ
2倍の容量を得ることが可能とされている。ま
た、以下の実施例の記載から明らかなように、上
記構成を有するセラミツクコンデンサは、チタン
酸バリウム等の強誘電体セラミツクスに、還元性
の強い電極ペーストを塗布し、焼付けることによ
り、各電極側のセラミツクス部分を半導体化する
ことによつて形成され得る。よつて、還元再酸化
型セラミツクコンデンサに比べて、焼成工程を飛
躍的に減らすことができ、コストを大幅に低減す
ることが可能とされている。 [実施例の説明] 第1図に示すように、この発明の一実施例のセ
ラミツクコンデンサでは、絶縁層10と、絶縁層
10の両側に形成された半導体層11,12とを
有するセラミツクス13が用いられる。各半導体
層11,12の外側には、容量を取出すための電
極14,15が形成されている。したがつて、電
極14,15間で取出される容量は、半導体層1
1,12間に存在する絶縁層10にのみ由来す
る。すなわち、第4図に示した従来のセラミツク
コンデンサのように容量を直列に接続された構成
となつていないことがわかる。したがつて、同一
形状であれば、理論的に、ほぼ2倍の容量が得ら
れることがわかる。 なお、第1図に示した実施例では、絶縁層10
の厚みは、セラミツクス13の外周部で厚くされ
ており、中央領域に行くに従つて漸次薄くなるよ
うに形成されている。これに伴つて、半導体層1
1,12は、逆に中央領域で厚く、セラミツクス
13の外周部に行くに従い薄く形成されている。
このように、外周部において絶縁層10の厚みが
厚くされているので、外周端面における短絡を防
止することができるとともに、耐衝撃性も高めら
れている。 上述のように、絶縁層10の厚みを外周部と中
央を異ならせるには、後述する製造過程におい
て、電極14,15の形成位置、ならびに熱処理
温度および時間を調整することにより達成され
る。電極14,15は、還元作用を有するAlな
どで形成され、この形成に際し半導体層11,1
2が形成されるからである。 次に、第1図に示したセラミツクコンデンサの
製造方法につき説明する。まず、チタン酸バリウ
ムのような誘電体磁器組成物を所望の形状に成形
し、次に、第2図に示すように、Alなどの還元
性に富む導電性材料を主成分とする導電性ペース
ト16,17を塗布する。さらに、780℃〜820℃
程度の温度で熱処理し、導電性ペースト16,1
7を焼付けるとともに、半導体層11,12を形
成し、第1図のセラミツクコンデンサを得ること
ができる。この電極14,15の焼付けに際し半
導体層11,12が形成されるのは、電極が、
Alなどの還元作用の強い導電性成分を含む導電
性ペーストにより形成するため、セラミツクス中
の酸素が電極14,15中に取り込まれ、そのた
め電極14,15近傍のセラミツクス領域が還元
されるからである。 この発明のセラミツクコンデンサを製造するに
際し用いられる磁器組成物材料としては、上記し
たチタン酸バリウム系磁器組成物の他、チタン酸
ストロンチウム系、酸化チタン系などか用いられ
る。また、電極14,15を構成する導電性成分
としては、Alの他、Znのような他の還元性の強
い材料を用いることができる。 なお、第1図に示した実施例では、絶縁層10
はセラミツクスの外周面から中央領域に行くに従
い漸次その厚みが薄く形成されていたが、第3図
に示すように、ほぼ均一の厚みの絶縁層20およ
び半導体層21,22からなるセラミツクス23
を用いたセラミツクコンデンサも、この発明に包
含されるものであることを指摘しておく。ここで
も、電極24,25間で取出される容量は、絶縁
層20に由来するものだけであり、したがつて従
来の還元再酸化型セラミツクコンデンサに比べて
大きな容量の得られることがわかる。 次に、具体的実験例につき説明する。 実験例 原料として、BaTiO3,CeO2,Nd2O3および
ZrO2を主成分として、MnCO3およびSiO2を添加
物として用い、その内主成分の割合を下記の値と
なるように秤量した。 BaTiO3 92モル% CeO2 3モル% Nd2O3 2モル% ZrO2 3モル% 上記主成分に対し、添加物として、MnCO3を
0.3重量%、SiO2を0.1重量%添加した。 上記のようにして得られた原料を湿式混合し、
しかる後脱水、乾燥した。得られた乾燥粉末を粉
砕し、粉砕物にバインダを加え混合を行なつた。
次に、1000Kg/cm2の圧力下で成形し、得られた成
形物を最高温度1380℃に40分間維持し、直径10
mm、厚み0.3mmの円板型の磁器を得た。上記円板
型の磁器の両主面にアルミペーストをスクリーン
印刷法により塗布した。アルミペーストは、ホウ
ケイ酸鉛系のガラスフリツトを含むものを用い、
より具体的には、以下の組成からなるものを用い
た。 Al粉末:35重量%、ホウケイ酸鉛系ガラス
フリツト:30重量%および有機質ビヒクル:35重
量% なお、ホウケイ酸鉛系ガラスフリツトは、下記
の組成を有するものである。 Pb3O4 64重量% SiO2 25重量% B2O3 9重量% Al2O3 2重量% また、有機質ビヒクルとしては、エチルセルロ
ースを、溶剤であるα−テレピネオールで希釈し
たものを用いた。 次に、各磁器円板に熱処理を行ない、Alから
なる電極を焼付け形成した。 下記の表に、この焼付け温度と、静電容量
(Cs)、誘電体損失(DF)および絶縁破壊電圧
(BDV)との関係を示す。なお、静電容量および
誘電体損失は、いずれも周波数1KHzで測定した
値である。
【表】
上記の表から明らかなように、熱処理温度を上
げるにつれ、大きな静電容量の得られることがわ
かる。もつとも、この熱処理温度の適正な範囲
は、780〜820℃である。780℃未満では、大きな
静電容量が得られないからであり、他方、820℃
を越えると静電容量は大きくなるものの、誘電体
損失の値が大きくなるとともに、絶縁破壊電圧の
値が大幅に低下するからである。 [発明の効果] 以上のように、この発明では、半導体層の間に
絶縁層が形成されており、各半導体層の外側に電
極が形成されているので、電極間で取出される容
量は、中心の絶縁層に由来するもののみであり、
よつて従来の還元再酸化型半導体セラミツクコン
デンサに比べて、理論的には容量をほぼ2倍とす
ることが可能とされている。 また、上記構成のセラミツクコンデンサでは、
半導体層は電極付与の熱処理に際し同時に形成さ
れるため、焼成あるいは熱処理回数を大幅に減ら
すことができる。したがつて、焼成回数の低減お
よび生産期間の短縮により、セラミツクコンデン
サのコストを大幅に低減することも可能となる。 さらに、電極形成に際し、電極材料の選択、熱
処理温度の調整等により、還元力を容易に調整す
ることができ、したがつて形成される絶縁層の厚
みを簡単に制御できるので、種々の容量のセラミ
ツクコンデンサを極めて簡単に製造することも可
能となる。 なお、絶縁層の厚みを外周部が中央部に行くに
従い漸次薄くするように、絶縁層を形成すると、
外周端面における破壊電圧を高めることもでき、
中高圧コンデンサに適した構成とすることもでき
る。
げるにつれ、大きな静電容量の得られることがわ
かる。もつとも、この熱処理温度の適正な範囲
は、780〜820℃である。780℃未満では、大きな
静電容量が得られないからであり、他方、820℃
を越えると静電容量は大きくなるものの、誘電体
損失の値が大きくなるとともに、絶縁破壊電圧の
値が大幅に低下するからである。 [発明の効果] 以上のように、この発明では、半導体層の間に
絶縁層が形成されており、各半導体層の外側に電
極が形成されているので、電極間で取出される容
量は、中心の絶縁層に由来するもののみであり、
よつて従来の還元再酸化型半導体セラミツクコン
デンサに比べて、理論的には容量をほぼ2倍とす
ることが可能とされている。 また、上記構成のセラミツクコンデンサでは、
半導体層は電極付与の熱処理に際し同時に形成さ
れるため、焼成あるいは熱処理回数を大幅に減ら
すことができる。したがつて、焼成回数の低減お
よび生産期間の短縮により、セラミツクコンデン
サのコストを大幅に低減することも可能となる。 さらに、電極形成に際し、電極材料の選択、熱
処理温度の調整等により、還元力を容易に調整す
ることができ、したがつて形成される絶縁層の厚
みを簡単に制御できるので、種々の容量のセラミ
ツクコンデンサを極めて簡単に製造することも可
能となる。 なお、絶縁層の厚みを外周部が中央部に行くに
従い漸次薄くするように、絶縁層を形成すると、
外周端面における破壊電圧を高めることもでき、
中高圧コンデンサに適した構成とすることもでき
る。
第1図は、この発明の一実施例のセラミツクコ
ンデンサを示す断面図である。第2図は、第1図
のセラミツクコンデンサを形成する仮定を示し、
電極ペーストを付与した状態を示す断面図であ
る。第3図は、この発明のセラミツクコンデンサ
の他の例を示す断面図である。第4図は、従来の
還元再酸化型と称されているセラミツクコンデン
サの断面図である。 図において、10は絶縁層、11,12は半導
体層、13はセラミツクス、14,15は電極、
20は絶縁層、21,22は半導体層、23はセ
ラミツクス、24,25は電極を示す。
ンデンサを示す断面図である。第2図は、第1図
のセラミツクコンデンサを形成する仮定を示し、
電極ペーストを付与した状態を示す断面図であ
る。第3図は、この発明のセラミツクコンデンサ
の他の例を示す断面図である。第4図は、従来の
還元再酸化型と称されているセラミツクコンデン
サの断面図である。 図において、10は絶縁層、11,12は半導
体層、13はセラミツクス、14,15は電極、
20は絶縁層、21,22は半導体層、23はセ
ラミツクス、24,25は電極を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 絶縁層および該絶縁層の両側に形成された半
導体層を有するセラミツクスと、 前記各半導体層の表面に形成された電極とを備
える、セラミツクコンデンサ。 2 前記絶縁層の厚みは、前記セラミツクスの外
周部から中央領域に行くに従つて漸次薄くされて
いる、特許請求の範囲第1項記載のセラミツクコ
ンデンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17012585A JPS6231108A (ja) | 1985-08-01 | 1985-08-01 | セラミツクコンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17012585A JPS6231108A (ja) | 1985-08-01 | 1985-08-01 | セラミツクコンデンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6231108A JPS6231108A (ja) | 1987-02-10 |
| JPH0587005B2 true JPH0587005B2 (ja) | 1993-12-15 |
Family
ID=15899106
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17012585A Granted JPS6231108A (ja) | 1985-08-01 | 1985-08-01 | セラミツクコンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6231108A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63262815A (ja) * | 1987-04-20 | 1988-10-31 | 株式会社村田製作所 | セラミツクコンデンサの電極形成方法 |
| JPH01220814A (ja) * | 1988-02-29 | 1989-09-04 | Murata Mfg Co Ltd | 磁器コンデンサ |
| CN1315080C (zh) * | 2001-10-23 | 2007-05-09 | 西铁城时计株式会社 | 健康管理装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6010712A (ja) * | 1983-06-30 | 1985-01-19 | 株式会社村田製作所 | 粒界絶縁型半導体磁器コンデンサ |
-
1985
- 1985-08-01 JP JP17012585A patent/JPS6231108A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6231108A (ja) | 1987-02-10 |
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