JPH0661016A - 厚膜サーミスタ組成物及びその製造方法並びにこの組成 物を用いた厚膜サーミスタ及びその製造方法 - Google Patents
厚膜サーミスタ組成物及びその製造方法並びにこの組成 物を用いた厚膜サーミスタ及びその製造方法Info
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- JPH0661016A JPH0661016A JP4040029A JP4002992A JPH0661016A JP H0661016 A JPH0661016 A JP H0661016A JP 4040029 A JP4040029 A JP 4040029A JP 4002992 A JP4002992 A JP 4002992A JP H0661016 A JPH0661016 A JP H0661016A
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Landscapes
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- Thermistors And Varistors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 Ｍｎ，Ｃｏ，Ｆｅ，Ｎｉのそれぞれの酸化物
のうちから選ばれたサーミスタ特性を有する少なくとも
２種の金属酸化物と、第１の導電性物質としてのＲｕＯ
２と、第２の導電性物質としてのＣｕとＲｕ、又はＣｕ
とＲｕの酸化物、水酸化物、炭酸塩のいずれかの組み合
わせのうちの少なくとも２種を混合し加熱焼成した化合
物と、ガラスとよりなることを特徴としている。 【効果】 低抵抗でＢ定数が高く、熱に対する抵抗値変
化率が少ない。
のうちから選ばれたサーミスタ特性を有する少なくとも
２種の金属酸化物と、第１の導電性物質としてのＲｕＯ
２と、第２の導電性物質としてのＣｕとＲｕ、又はＣｕ
とＲｕの酸化物、水酸化物、炭酸塩のいずれかの組み合
わせのうちの少なくとも２種を混合し加熱焼成した化合
物と、ガラスとよりなることを特徴としている。 【効果】 低抵抗でＢ定数が高く、熱に対する抵抗値変
化率が少ない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、絶縁基板上の電極間に
サンドイッチ形に印刷形成される厚膜サーミスタ用の厚
膜サーミスタ組成物及びその製造方法、並びにこの組成
物を用いた厚膜サーミスタ及びその製造方法に関するも
のである。
サンドイッチ形に印刷形成される厚膜サーミスタ用の厚
膜サーミスタ組成物及びその製造方法、並びにこの組成
物を用いた厚膜サーミスタ及びその製造方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来の厚膜サーミスタ組成物としては、
Ｍｎ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉなどのサーミスタ特性を有する
金属酸化物と導電材料としてのＲｕＯ２と更にガラス粉
末を混合したものが知られている。そしてこの組成物を
絶縁基板上に形成された第１の電極上の一部に重ね合わ
せて印刷し、更にこの上に第２の電極を重ね合わせて形
成したサンドイッチ形の厚膜サーミスタがある。
Ｍｎ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉなどのサーミスタ特性を有する
金属酸化物と導電材料としてのＲｕＯ２と更にガラス粉
末を混合したものが知られている。そしてこの組成物を
絶縁基板上に形成された第１の電極上の一部に重ね合わ
せて印刷し、更にこの上に第２の電極を重ね合わせて形
成したサンドイッチ形の厚膜サーミスタがある。
【０００３】このサンドイッチ形厚膜サーミスタは、同
一平面上の電極間にサーミスタ組成物を印刷したシート
状の厚膜サーミスタと比べて抵抗値を低くすることがで
きる。しかし、このサンドイッチ形の厚膜サーミスタで
も抵抗値は８ｋΩ程度が限度であり、それ以下の抵抗値
を出すには、第１の導電性物質としてのＲｕＯ２を更に
加えるか、あるいはＭｎ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉなどのサー
ミスタ特性を有する金属酸化物に更に直接Ｃｕ又はＣｕ
酸化物（以下、Ｃｕと略す）を加えていた。
一平面上の電極間にサーミスタ組成物を印刷したシート
状の厚膜サーミスタと比べて抵抗値を低くすることがで
きる。しかし、このサンドイッチ形の厚膜サーミスタで
も抵抗値は８ｋΩ程度が限度であり、それ以下の抵抗値
を出すには、第１の導電性物質としてのＲｕＯ２を更に
加えるか、あるいはＭｎ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉなどのサー
ミスタ特性を有する金属酸化物に更に直接Ｃｕ又はＣｕ
酸化物（以下、Ｃｕと略す）を加えていた。
【０００４】従来のサーミスタ特性を有する金属酸化物
にＣｕを添加して酸化物とする方法では、Ｍｎ、Ｃｏ、
Ｆｅ、Ｎｉがスピネル構造を形成するように１０００℃
以上の温度で反応させる必要がある。そしてＣｕを添加
すると、Ｃｕがスピネル構造に取込まれるものと、Ｃｕ
Ｏ又はＣｕ２Ｏのいずれかの化合物を生成するものとが
存在する。このうちＣｕ２Ｏは長時間放置するとＣｕＯ
に酸化するため、結晶構造及び導電率のそれぞれの変
化、又は、歪などに基因して、抵抗値変化を引き起こす
と考えられている。このことは、Ｃｕを添加しないサー
ミスタ組成物の抵抗値変化率が１２５℃、１０００時間
で＋１％程度であるのに対し、Ｃｕを添加したものは１
２５℃、１００時間で＋１０％〜＋１５％の変化を生じ
ることからも知られる。
にＣｕを添加して酸化物とする方法では、Ｍｎ、Ｃｏ、
Ｆｅ、Ｎｉがスピネル構造を形成するように１０００℃
以上の温度で反応させる必要がある。そしてＣｕを添加
すると、Ｃｕがスピネル構造に取込まれるものと、Ｃｕ
Ｏ又はＣｕ２Ｏのいずれかの化合物を生成するものとが
存在する。このうちＣｕ２Ｏは長時間放置するとＣｕＯ
に酸化するため、結晶構造及び導電率のそれぞれの変
化、又は、歪などに基因して、抵抗値変化を引き起こす
と考えられている。このことは、Ｃｕを添加しないサー
ミスタ組成物の抵抗値変化率が１２５℃、１０００時間
で＋１％程度であるのに対し、Ｃｕを添加したものは１
２５℃、１００時間で＋１０％〜＋１５％の変化を生じ
ることからも知られる。
【０００５】そこで、この問題を解決するため、Ｃｕを
添加する場合、１０００℃以下の温度に抑えることが考
えられる。しかし、従来のサーミスタ組成物をプレス成
形したのち、焼成し焼結させるというディスクリートタ
イプでは、化学反応が生じないためスピネル構造が形成
されず、その結果サーミスタ特性が得られず、しかも焼
結しないため、機械的に脆いものになっていた。
添加する場合、１０００℃以下の温度に抑えることが考
えられる。しかし、従来のサーミスタ組成物をプレス成
形したのち、焼成し焼結させるというディスクリートタ
イプでは、化学反応が生じないためスピネル構造が形成
されず、その結果サーミスタ特性が得られず、しかも焼
結しないため、機械的に脆いものになっていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】又、ＲｕＯ２は添加量
が全体の７ｗｔ％を超えると、抵抗値とＢ定数（抵抗値
変化率を知る定数で一般にはＢ＝２０００Ｋ〜５０００
Ｋである。）とが急激に低下してしまい、サーミスタと
して使用不可能になってしまう。又、サーミスタ特性を
有する金属酸化物にＣｕを直接添加する方法は、抵抗値
を下げるにはよい方法であるが、このＣｕを添加した組
成は熱安定性に欠け、１２５℃、１００時間で＋１０％
〜＋１５％の抵抗値変化を起こすという問題がある。
が全体の７ｗｔ％を超えると、抵抗値とＢ定数（抵抗値
変化率を知る定数で一般にはＢ＝２０００Ｋ〜５０００
Ｋである。）とが急激に低下してしまい、サーミスタと
して使用不可能になってしまう。又、サーミスタ特性を
有する金属酸化物にＣｕを直接添加する方法は、抵抗値
を下げるにはよい方法であるが、このＣｕを添加した組
成は熱安定性に欠け、１２５℃、１００時間で＋１０％
〜＋１５％の抵抗値変化を起こすという問題がある。
【０００７】本発明は上述の問題点に鑑み、添加された
Ｃｕの耐熱変化を抑え、高いＢ定数を有しながらも抵抗
値を下げることができる厚膜サーミスタ組成物及びその
製造方法並びにこの組成物を用いた厚膜サーミスタ及び
その製造方法を提供するものである。
Ｃｕの耐熱変化を抑え、高いＢ定数を有しながらも抵抗
値を下げることができる厚膜サーミスタ組成物及びその
製造方法並びにこの組成物を用いた厚膜サーミスタ及び
その製造方法を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述の課題を
解決することを目的としてなされてもので、上述の課題
を解決する一手段として以下の構成を備える。即ち、Ｍ
ｎ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉのそれぞれの酸化物のうちから選
ばれたサーミスタ特性を有する少なくとも２種の金属酸
化物を混合し加熱焼成したものと、第１の導電性物質と
してのＲｕＯ２と、第２の導電性物質としてのＣｕとＲ
ｕ、又はＣｕとＲｕの酸化物、水酸化物、炭酸塩のいず
れかの組み合わせのうちの少なくとも２種を混合し加熱
焼成した化合物と、ガラスとよりなる。
解決することを目的としてなされてもので、上述の課題
を解決する一手段として以下の構成を備える。即ち、Ｍ
ｎ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉのそれぞれの酸化物のうちから選
ばれたサーミスタ特性を有する少なくとも２種の金属酸
化物を混合し加熱焼成したものと、第１の導電性物質と
してのＲｕＯ２と、第２の導電性物質としてのＣｕとＲ
ｕ、又はＣｕとＲｕの酸化物、水酸化物、炭酸塩のいず
れかの組み合わせのうちの少なくとも２種を混合し加熱
焼成した化合物と、ガラスとよりなる。
【０００９】そして、これを厚膜サーミスタに適用す
る。
る。
【００１０】
【作用】以上の構成において、サーミスタ特性を有する
少なくとも２種の金属酸化物を混合し加熱焼成したもの
と第１の導電材料としてのＲｕＯ２とガラスよりなる厚
膜サーミスタ材料に、更に第２の導電材料として、Ｃｕ
とＲｕ、又はＣｕとＲｕの酸化物、水酸化物、炭酸塩の
いずれかの組み合わせのうちの少なくとも２種を混合し
加熱焼成した化合物を添加することにより、低抵抗でＢ
定数が高く、耐熱安定性を有する厚膜サーミスタ組成
物、及び厚膜サーミスタを提供することができる。
少なくとも２種の金属酸化物を混合し加熱焼成したもの
と第１の導電材料としてのＲｕＯ２とガラスよりなる厚
膜サーミスタ材料に、更に第２の導電材料として、Ｃｕ
とＲｕ、又はＣｕとＲｕの酸化物、水酸化物、炭酸塩の
いずれかの組み合わせのうちの少なくとも２種を混合し
加熱焼成した化合物を添加することにより、低抵抗でＢ
定数が高く、耐熱安定性を有する厚膜サーミスタ組成
物、及び厚膜サーミスタを提供することができる。
【００１１】
【実施例】以下、図面を参照して本発明に係わる一実施
例を詳細に説明する。
例を詳細に説明する。
【００１２】
【第１実施例】Ｍｎ３Ｏ４、Ｃｏ３Ｏ４、Ｆｅ３Ｏ４を
１：１：０．２のモル比で混合し、成形し、加熱焼成す
ることにより、固相反応させて得た金属酸化物粉末３１
ｗｔ％と、第１の導電性物質としてのＲｕＯ２粉末４ｗ
ｔ％と、第２の導電性物質としてのＣｕＯとＲｕＯ２と
を予め１：１のモル比で混合し、このＣｕＯとＲｕＯ２
との混合粉末を磁性ルツボに入れて、９００℃で１時間
加熱焼成して固相反応させて得た酸化物を粉砕機にかけ
て粉末にした。この粉末をＸ線回折により分析したとこ
ろ、ＣｕＲｕＯ３なる化合物であることが同定された。
そして、この粉末を１０ｗｔ％と、ホウケイ酸鉛ガラス
粉末５５ｗｔ％とを秤量し、自動混合機又はボールミル
により混合して混合物とする。
１：１：０．２のモル比で混合し、成形し、加熱焼成す
ることにより、固相反応させて得た金属酸化物粉末３１
ｗｔ％と、第１の導電性物質としてのＲｕＯ２粉末４ｗ
ｔ％と、第２の導電性物質としてのＣｕＯとＲｕＯ２と
を予め１：１のモル比で混合し、このＣｕＯとＲｕＯ２
との混合粉末を磁性ルツボに入れて、９００℃で１時間
加熱焼成して固相反応させて得た酸化物を粉砕機にかけ
て粉末にした。この粉末をＸ線回折により分析したとこ
ろ、ＣｕＲｕＯ３なる化合物であることが同定された。
そして、この粉末を１０ｗｔ％と、ホウケイ酸鉛ガラス
粉末５５ｗｔ％とを秤量し、自動混合機又はボールミル
により混合して混合物とする。
【００１３】ここで、有機ビヒクルとして７ｗｔ％のエ
チルセルロースを含むブチルカルビトールを前記混合物
の２６ｗｔ％となるように加え、３本ロール等で充分に
混合し厚膜サーミスタペーストを作製した。得られた厚
膜サーミスタペーストを用い、図１及び図２に示すよう
に、基板１上に対向面積０．２５ｍｍ２となるように上
下に対向して形成される電極２，２間に加熱焼成後の厚
膜が４０μｍとなるようにサンドイッチ形に厚膜サーミ
スタ体３を印刷し８５０℃で１０分間焼成し厚膜サーミ
スタを得た。
チルセルロースを含むブチルカルビトールを前記混合物
の２６ｗｔ％となるように加え、３本ロール等で充分に
混合し厚膜サーミスタペーストを作製した。得られた厚
膜サーミスタペーストを用い、図１及び図２に示すよう
に、基板１上に対向面積０．２５ｍｍ２となるように上
下に対向して形成される電極２，２間に加熱焼成後の厚
膜が４０μｍとなるようにサンドイッチ形に厚膜サーミ
スタ体３を印刷し８５０℃で１０分間焼成し厚膜サーミ
スタを得た。
【００１４】得られた厚膜サーミスタの抵抗値は１０９
８Ω、Ｂ定数３３０１Ｋであり、１２５℃で１０００時
間加熱の抵抗値変化率は＋２．０８％で安定した特性で
あった。
８Ω、Ｂ定数３３０１Ｋであり、１２５℃で１０００時
間加熱の抵抗値変化率は＋２．０８％で安定した特性で
あった。
【００１５】別表１に、本発明の厚膜サーミスタ試料１
〜６の抵抗値、Ｂ定数、１２５℃、１０００時間での抵
抗値変化率を示す。（但し、試料１は１２５℃；１００
時間での抵抗値変化率である。）
〜６の抵抗値、Ｂ定数、１２５℃、１０００時間での抵
抗値変化率を示す。（但し、試料１は１２５℃；１００
時間での抵抗値変化率である。）
【００１６】表１において各試料の抵抗値は２５℃で膜
厚４０μｍ、対向面積０．２５ｍｍ２の値であり、Ｂ定
数は２５℃での抵抗値を１００℃の抵抗値で割ったもの
の自然対数に、それらの温度の逆数の差をとったもので
ある。
厚４０μｍ、対向面積０．２５ｍｍ２の値であり、Ｂ定
数は２５℃での抵抗値を１００℃の抵抗値で割ったもの
の自然対数に、それらの温度の逆数の差をとったもので
ある。
【００１７】尚、以上の実施例では第２の導電性物質と
してのＣｕ源及びＲｕ源としてそれぞれＣｕＯとＲｕＯ
２とを用いたが、最終的にＣｕとＲｕの酸化物となれ
ば、他のＣｕ化合物とＲｕ化合物の組み合わせでもよ
い。この表１より本発明の組成物を用いて形成した厚膜
サーミスタは、ＣｕとＲｕ、又はＣｕとＲｕの酸化物、
水酸化物、炭酸塩のいずれかの組み合わせのうちの少な
くとも２種を混合し加熱焼成した化合物を、サーミスタ
特性を有する金属酸化物と直接反応させず、別途添加す
ることにより、低抵抗で高いＢ定数を有し、更に１２５
℃の熱に対して抵抗値変化率が少なく安定である。この
ため、上述の厚膜サーミスタ組成物を用いて、厚膜サー
ミスタとして基板上に上下に対向して形成される電極間
にサンドイッチ形に厚膜サーミスタ体を印刷、焼成する
ことにより、低抵抗でＢ定数が高く、非常に耐熱安定性
が良好の厚膜サーミスタを得ることができる。
してのＣｕ源及びＲｕ源としてそれぞれＣｕＯとＲｕＯ
２とを用いたが、最終的にＣｕとＲｕの酸化物となれ
ば、他のＣｕ化合物とＲｕ化合物の組み合わせでもよ
い。この表１より本発明の組成物を用いて形成した厚膜
サーミスタは、ＣｕとＲｕ、又はＣｕとＲｕの酸化物、
水酸化物、炭酸塩のいずれかの組み合わせのうちの少な
くとも２種を混合し加熱焼成した化合物を、サーミスタ
特性を有する金属酸化物と直接反応させず、別途添加す
ることにより、低抵抗で高いＢ定数を有し、更に１２５
℃の熱に対して抵抗値変化率が少なく安定である。この
ため、上述の厚膜サーミスタ組成物を用いて、厚膜サー
ミスタとして基板上に上下に対向して形成される電極間
にサンドイッチ形に厚膜サーミスタ体を印刷、焼成する
ことにより、低抵抗でＢ定数が高く、非常に耐熱安定性
が良好の厚膜サーミスタを得ることができる。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
耐熱安定性に欠けることがなく、低抵抗でＢ定数が高
く、熱に対する抵抗値変化率の少ない厚膜サーミスタ組
成物及び厚膜サーミスタを得ることができる。又、ガラ
ス量を一定にして、金属酸化物と第１、第２の導電材料
を配合したから、それぞれの添加量を変化させることに
より、幅の広い抵抗値とＢ定数の組み合せが可能にな
る。
耐熱安定性に欠けることがなく、低抵抗でＢ定数が高
く、熱に対する抵抗値変化率の少ない厚膜サーミスタ組
成物及び厚膜サーミスタを得ることができる。又、ガラ
ス量を一定にして、金属酸化物と第１、第２の導電材料
を配合したから、それぞれの添加量を変化させることに
より、幅の広い抵抗値とＢ定数の組み合せが可能にな
る。
【図１】本発明の厚膜サーミスタ組成物を用いて形成さ
れた厚膜サーミスタの平面図である。
れた厚膜サーミスタの平面図である。
【図２】同上Ａ−Ａ線縦断面図である。
【図３】本発明の厚膜サーミスタのＣｕＲｕＯ３添加量
と抵抗値の特性図である。
と抵抗値の特性図である。
【図４】同上のＣｕＲｕＯ３添加量とＢ定数の特性図で
ある。
ある。
１． 基板 ２． 電極 ３． 厚膜サーミスタ体
【表１】
Claims (4)
- 【請求項１】 Ｍｎ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉのそれぞれの酸
化物のうちから選ばれたサーミスタ特性を有する少なく
とも２種の金属酸化物を混合し加熱焼成したものと、第
１の導電性物質としてのＲｕＯ２と、第２の導電性物質
としてのＣｕとＲｕ、又はＣｕとＲｕの酸化物、水酸化
物、炭酸塩のいずれかの組み合わせのうちの少なくとも
２種を混合し加熱焼成した化合物と、ガラスとよりなる
ことを特徴とする厚膜サーミスタ組成物。 - 【請求項２】 Ｍｎ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉのそれぞれの酸
化物のうちから選ばれたサーミスタ特性を有する少なく
とも２種の金属酸化物を秤量し混合し加熱焼成し更に粉
砕し秤量するＡ工程と、第１の導電性物質としてのＲｕ
Ｏ２を秤量するＢ工程と、第２の導電性物質としてのＣ
ｕとＲｕ、又はＣｕとＲｕの酸化物、水酸化物、炭酸塩
のいずれかの組み合わせのうちの少なくとも２種を混合
し加熱焼成した化合物を更に粉砕し秤量するＣ工程と、
ガラスを秤量するＤ工程と、前記秤量４工程Ａ、Ｂ、Ｃ
及びＤで得られた各粉末を混合して厚膜ペーストを製造
するＥ工程と、前記Ｅ工程で得られた厚膜ペーストを加
熱焼成するＦ工程とからなることを特徴とする厚膜サー
ミスタ組成物の製造方法。 - 【請求項３】 請求項１又は請求項２記載の厚膜サーミ
スタ組成物を、基板上に上下に対向して形成される電極
間に、サンドイッチ形になるように、印刷し焼成するこ
とにより形成することを特徴とする厚膜サーミスタ。 - 【請求項４】 請求項２記載の厚膜サーミスタ組成物の
製造方法と、基板上に上下に対向して形成される第１の
電極を印刷するＧ工程と、その第１の電極上の少なくと
も一部分と電気的に接続するように、前記サーミスタ組
成物を積層して印刷するＨ工程と、更にサーミスタ組成
物上の少なくとも一部分と電気的に接続するように第２
の電極を印刷するＩ工程と、前記第１の電極、前記サー
ミスタ組成物、及び前記第２の電極を基板と共に加熱焼
成するＪ工程とよりなることを特徴とする厚膜サーミス
タの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04040029A JP3140140B2 (ja) | 1992-01-10 | 1992-01-10 | 厚膜サーミスタ組成物、その製造方法、厚膜サーミスタおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04040029A JP3140140B2 (ja) | 1992-01-10 | 1992-01-10 | 厚膜サーミスタ組成物、その製造方法、厚膜サーミスタおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0661016A true JPH0661016A (ja) | 1994-03-04 |
| JP3140140B2 JP3140140B2 (ja) | 2001-03-05 |
Family
ID=12569485
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04040029A Expired - Fee Related JP3140140B2 (ja) | 1992-01-10 | 1992-01-10 | 厚膜サーミスタ組成物、その製造方法、厚膜サーミスタおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3140140B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5244550A (en) * | 1991-02-25 | 1993-09-14 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Two liquid separating methods and apparatuses for implementing them |
| CN114334322A (zh) * | 2022-03-14 | 2022-04-12 | 西安宏星电子浆料科技股份有限公司 | 一种阻值稳定线性ptc电阻浆料 |
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1992
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US5244550A (en) * | 1991-02-25 | 1993-09-14 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Two liquid separating methods and apparatuses for implementing them |
| CN114334322A (zh) * | 2022-03-14 | 2022-04-12 | 西安宏星电子浆料科技股份有限公司 | 一种阻值稳定线性ptc电阻浆料 |
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