(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスとセラミックの組成物からなる、表裏面を貫通しない切り欠きを有する絶縁基板と、この絶縁基板の表裏面間を結ぶように、表裏面と内部と切り欠き部に形成された導体メタライズ層と、前記絶縁基板表面の導体メタライズ層と絶縁基板の上に形成された、ガラスとセラミックの組成物からなる所定の形状の絶縁層と、前記絶縁基板と絶縁層の上に形成された所定の形状のガラスグレーズ層と、このガラスグレーズ層と前記絶縁基板の表面の導体メタライズ層の上に形成された所定の形状の磁気抵抗効果薄膜とを有する磁気抵抗効果素子。
【請求項２】
切り欠きが絶縁基板の裏面にあることを特徴とする請求項１記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項３】
切り欠きが、その存在する面の角にあることを特徴とする請求項１記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項４】
切り欠きがその存在する面の辺にあることを特徴とする請求項１記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項５】
ガラスとセラミックの組成物からなる、表裏面を貫通する切り欠きを有する絶縁基板と、この絶縁基板の切り欠き部の一部と、さらに表裏面間を結ぶように、表裏面と内部に形成された導体メタライズ層と、前記絶縁基板表面の導体メタライズ層と絶縁基板の上に形成された、ガラスとセラミックの組成物からなる所定の形状の絶縁層と、前記絶縁基板と絶縁層の上に形成された所定の形状のガラスグレーズ層と、このガラスグレーズ層と前記絶縁基板の表面の導体メタライズ層の上に形成された所定の形状の磁気抵抗効果薄膜とを有する磁気抵抗効果素子。
【請求項６】
切り欠きが角にあることを特徴とする請求項５記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項７】
切り欠きが辺にあることを特徴とする請求項５記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項８】
ガラスとセラミックの原料粉とバインダと可塑剤からなる生シートを作製する工程と、前記生シートにスルーホールを開口する工程と、前記生シートに導電ペーストを印刷及び充填し乾燥する工程と、前記生シートの複数枚を張り合わせる工程と、前記工程により得られた生シートと前記導電ペーストの一部表面にガラスとセラミックを主成分とする絶縁体ペーストを印刷し乾燥する工程と、前記生シートと絶縁体ペーストの一部表面にガラスペーストを印刷し乾燥する工程と、前記工程によって得られた生シート構成物を高温で焼成する工程と、前記工程によって得られた基板のガラスグレーズ面に磁気抵抗効果薄膜を所定形状の感磁部として形成する工程と、前記工程によって得られた基板を所定の形状に分割する工程とを有することを特徴とする磁気抵抗効果素子の製造方法。
【請求項９】
生シートにスルーホールを開口する工程において、二種類の形状を得ることを特徴とする請求項８記載の磁気抵抗効果素子の製造方法。
【請求項１０】
構成物の焼成温度が８００〜１０００℃であることを特徴とする請求項８記載の磁気抵抗効果素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、磁界を作用させた時に電気抵抗値が変化するという性質を利用して磁気の検出、磁性体の存在や移動の検出を行なう磁気抵抗効果素子及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
磁気抵抗効果素子の開発の流れは、用途に依存して、リード取り出しの組立部品タイプに始まり、回路基板への直接表面実装の要望ができるチップタイプへの展開が見られる。
【０００３】
従来の磁気抵抗効果素子を図１７〜図１９により説明する。
チップ部の構造は、リード取り出しの組立部品タイプ、チップタイプの別なく概ね同じである。その構造とは、平面的に見て概ね四角形である基板１１の角に、基板表裏面を結ぶように電極１２が形成された切り欠き１５が有り、基板１１の表面に、同一面上の電極１２と電気的に接続された所定の形状の磁気抵抗効果薄膜１４が形成されたものである。尚、１３はガラスグレーズである。
【０００４】
上記従来例の製造方法は、上記チップが複数個取れる大きな元基板に、所定ピッチのスルーホールを形成し、その周辺に電極を印刷してスルーホール内壁面とランドに電極を形成して、次に磁気抵抗効果薄膜パターンを形成後、スルーホールを４分割して所定のチップを得るものである。
【０００５】
しかしながら上記のような構成では、磁気抵抗効果薄膜形成面（以下、感磁面、あるいは表と示す）とその反対面（以下、裏と示す）を結ぶ導通電極を、切り欠き部側面、あるいは基板側面に、完全に露出して形成しているため、耐湿性、導通信頼性等について劣る。そこで、より以上の品質の向上を目的として、該導通電極をビアホール電極１６とするものが図２０、図２１、図２２に開示された他の従来例の磁気抵抗効果素子である。
【０００６】
その製造方法は、図１７〜図１９の従来技術をベースに異なる点のみ説明すると、元基板のスルーホール数を４倍とし、電極の印刷をスルーホール内壁面ではなく充填として、さらにそれを分割せず導通電極４つを内包するように元基板を分割して１チップを得るものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記のような第２の従来の構成では、チップタイプとして回路基板への直接表面実装をはんだ付けにより行った場合、実装確認が電気的な方法に限られ、接着状態が目視によって判断できなかったため、実装不良の誤判定を招いていた。
【０００８】
本発明は上記課題に鑑み、品質の向上を有した状態で、さらに実装後はんだ付け部が目視できる磁気抵抗効果素子及びその製造方法を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の磁気抵抗効果素子は、ガラスとセラミックの組成物からなる、表裏面を貫通しない切り欠きを有する絶縁基板と、この絶縁基板の表裏面間を結ぶように、表裏面と内部と切り欠き部に形成された導体メタライズ層と、前記絶縁基板表面の導体メタライズ層と絶縁基板の上に形成された、ガラスとセラミックの混合物からなる所定の形状の絶縁層と、前記絶縁基板と絶縁層の上に形成された所定の形状のガラスグレーズ層と、このガラスグレーズ層と前記絶縁基板の表面の導体メタライズ層の上に形成された所定の形状の磁気抵抗効果薄膜とで構成したものである。
【００１０】
さらにもう一つの本発明の磁気抵抗効果素子は、ガラスとセラミックの組成物からなる、表裏面を貫通する切り欠きを有する絶縁基板と、この絶縁基板の切り欠きの一部と、さらに表裏面間を結ぶように、表裏面と内部に形成された導体メタライズ層と、前記絶縁基板表面の導体メタライズ層と絶縁基板の上に形成された、ガラスとセラミックの混合物からなる所定の形状の絶縁層と、前記絶縁基板と絶縁層の上に形成された所定の形状のガラスグレーズ層と、このガラスグレーズ層と前記絶縁基板の表面の導体メタライズ層の上に形成された所定の形状の磁気抵抗効果薄膜とで構成したものである。
【００１１】
また、本発明の製造方法は、ガラスとセラミックの原料粉とバインダと可塑剤からなる生シートを作製する工程と、前記生シートにスルーホールを開口する工程と、前記生シートに導電ペーストを印刷及び充填し乾燥する工程と、前記生シートの複数枚を張り合わせる工程と、前記工程により得られた生シートと前記導電ペーストの一部表面にガラスとセラミックを主成分とする絶縁体ペーストを印刷し乾燥する工程と、前記生シートと絶縁体ペーストの一部表面にガラスペーストを印刷し乾燥する工程と、前記工程によって得られた生シート構成物を高温で焼成する工程と、前記工程によって得られた基板のガラスグレーズ面に磁気抵抗効果薄膜を所定形状の感磁部として形成する工程と、前記工程によって得られた基板を所定の形状に分割する工程とを有することを特徴とするものである。
【００１２】
【作用】
以上のような本発明によれば、１）感磁面の構成材料を露出させない構造で、かつはんだを感磁面と接触させない構造としたことにより、品質の向上を実現し、２）チップ側面に露出電極部を存在させて、回路基板へのはんだ付け表面実装した場合に、はんだがこの露出電極部を這い上がる構造としたことにより、その目視によって、確実に接合状態が判断できるものである。
【００１３】
【実施例】
（実施例１）
以下、本発明の一実施例である第１の実施例の磁気抵抗効果素子、及びその製造方法について図１（ａ）〜図３により説明する。
【００１４】
同図において、１はガラスとセラミックの組成物からなる絶縁基板、２はガラスとセラミックの組成物からなる絶縁層、３は導体メタライズ層、４はガラスグレーズ層、５は磁気抵抗効果を有する強磁性体薄膜、６は切り欠きである。
【００１５】
実施例における磁気抵抗効果素子は、ガラスとセラミック、例えば、ほう珪酸ガラスとアルミナを主成分とする絶縁基板１の表裏面と内部と切り欠き部６に、表裏面間を結ぶように、例えば、銀：パラジウムの比が８０：２０の導体メタライズ層３が形成され、絶縁基板１とその表面側の導体メタライズ層３の一部に、絶縁基板１と同材料の絶縁層２が形成され、ほう珪酸鉛系のガラスグレーズ層４が絶縁層２と絶縁基板１の所定の領域に形成され、基板表面の導体メタライズ層３とガラスグレーズ層４の上に、ニッケル、鉄、コバルトのうち一種以上を主成分とする、例えば、パーマロイからなるストライプを繰り返し折り返したような所定の形状の磁気抵抗効果を有する強磁性体薄膜５が形成されている。
【００１６】
生シートの厚みと切り欠きサイズは、どこまではんだを這い上がらせたいかに依存し、上記に限定されない。
【００１７】
絶縁基板１の切り欠き部６の位置と形状は、目的を満たす範囲においては、本実施例に限定されない。
【００１８】
導体メタライズ層３は上記銀：パラジウムの比が８０：２０のもの以外にも、その組成比が異なるものや銀、金等でもかまわない。
【００１９】
好ましくは、全構成材料は、８００〜１０００℃で焼成できるものがよい。
次に、本実施例の具体例について説明する。
【００２０】
まず、ほう珪酸ガラス粉末とアルミナ粉末を重量比で６０対４０となるように配合して無機成分とし、有機バインダとしてポリビニルブチラール、ポリビニルアルコール等、可塑剤としてジブチルフタレート（ＤＢＰ）、溶剤としてトルエンとエタノールの混合液（６０対４０比）を無機成分１００部、有機バインダ５部、ジブチルフタレート（ＤＢＰ）１０部、トルエンとエタノール３０部の割合で混合し、湿式微粉砕を行ってスラリーとした後、真空脱気処理によりスラリーから気泡を除去し、粘度調整を行った。
【００２１】
スラリーをドクターブレードを用いてポリエステル支持体上に塗布し、炉を通して乾燥し、０．３ミリの厚さの生シートを作製した。生シートを支持体より取り外し、パンチングにより開口してスルーホールを形成して、スルーホールの数と位置が異なる二種類の生シートを得た。得られた生シートの内一種は、例えば銀：パラジウムの比が８０：２０である導体ペーストをスルーホール内充填とランド印刷し、もう一種は、同様のペーストをスルーホール印刷とスルーホール内充填とランド印刷を行い、それぞれ乾燥した。両シートを張り合わせ、７０℃，１００ｋｇ／ｃｍ２で圧着し、一枚の生シートとした。
【００２２】
次に、上述したスラリーを再び用いて印刷ペースト状とし、生シートと導体の上の所定面積・形状に印刷し乾燥した。さらに、酸化物換算で酸化鉛６２ｗｔ％と酸化珪素３０ｗｔ％と酸化ほう素３ｗｔ％と酸化アルミニウム３ｗｔ％を主な無機成分とする粘度調整後のガラスペーストを所定パターンに印刷し乾燥した。次に、８５０〜９００℃でインアウト１時間保持して焼成した後、室温にて取り出し基板を得た。得られた基板を真空蒸着機に設置し、所定の真空度に排気した後、表面にパーマロイを０．１μｍの厚さで蒸着し、レジスト塗布、露光、現像、エッチング、レジスト剥離を経て、幅が１０μｍのパーマロイでストライプを繰り返し折り返したような形状の感磁パターンを得た。これを、所定のチップサイズに分割した。
【００２３】
上記焼成温度は８００〜１０００℃の範囲内であれば良い。８００℃未満はガラスグレーズの表面が粗く磁気抵抗効果素子には適さない。また、１０００℃より高くなると、基板が反ったり、割れたり、品質が落ちるので適さない。
【００２４】
以上のように構成された磁気抵抗効果素子について、目視検査の可・不可を判断すると共に、誤判定率を求めた。
【００２５】
はんだ付け状態について、本実施例を図４、従来例を図５に示し、比較する。
十分外観でき、誤判定はなくなった。
【００２６】
以上より明らかなように、本実施例の磁気抵抗効果素子は、品質の向上と、回路基板にはんだ付け表面実装した場合にはんだ付け部を目視検査できることの効果を有するものである。
【００２７】
（実施例２）
以下、本発明の第２の実施例の磁気抵抗効果素子、及びその製造方法について図６（ａ）〜図８により説明する。
【００２８】
同図の磁気抵抗効果素子において、実施例１と異なる点は、切り欠きの位置を変えたこと、ガラスグレーズ層を酸化物換算で酸化鉛５５ｗｔ％と酸化珪素３０ｗｔ％と酸化ほう素１０ｗｔ％と酸化アルミニウム４ｗｔ％を主な無機成分とする粘度調整したものをガラスペーストとして印刷し、乾燥後８００〜９００℃で焼成して得たこと、導体メタライズ層として銀を用いたことである。
【００２９】
その他は、実施例１と同様にして行った。
本実施例においても、実施例１と同様の効果が得られた。
【００３０】
（実施例３）
本実施例の磁気抵抗効果素子において上記各実施例と異なる点は、絶縁基板及び絶縁層の材料組成を、ガラス成分が４５〜６５％の間としたこと、ガラスグレーズ層の材料組成を、酸化物表示でＰｂＯが１０〜７５％としたこと、導体メタライズ層を、組成比の異なる銀パラあるいは銀あるいは金としたこと、焼成温度が８００〜１０００℃の間としたことである。
【００３１】
本実施例においても、実施例１と同様の効果が得られた。
（実施例４）
以下、本発明の第４の実施例の磁気抵抗効果素子、及びその製造方法について図９（ａ）〜図１１により説明する。
【００３２】
同図の磁気抵抗効果素子は、ガラスとセラミック、例えば、ほう珪酸ガラスとアルミナを主成分とする絶縁基板１の表裏面と内部に、表裏面間を結ぶように、例えば、銀：パラジウムの比が８０：２０の導体メタライズ層３が形成され、さらに、裏面ランドと切り欠き６が接続され、切り欠き６の一部に、同導体メタライズ層３が形成され、絶縁基板１とその表面の導体メタライズ層３の一部に絶縁基板１と同材料の絶縁層２が形成され、ほう珪酸鉛系のガラスグレーズ層４が絶縁層２と絶縁基板１の所定の領域に形成され、基板表面の導体メタライズ層３とガラスグレーズ層４の上に、ニッケル、鉄、コバルトのうち一種以上を主成分とする、例えば、ニッケルコバルトからなるストライプを繰り返し折り返したような所定形状の強磁性体薄膜５が形成されている。
【００３３】
生シートの厚みと切り欠きの露出電極の位置は、どこまではんだを這い上がらせたいかに依存し、上記に限定されない。
【００３４】
絶縁基板１の切り欠き部６の位置と形状は、目的を満たす範囲においては、本実施例に限定されない。
【００３５】
導体メタライズ層３は上記銀：パラジウムの比が８０：２０のもの以外にも、その組成比が異なるものや銀、金等でもかまわない。
【００３６】
好ましくは、全構成材料は、８００〜１０００℃で焼成できるものがよい。
次に本実施例の具体例について説明する。
【００３７】
まず、ほう珪酸ガラス粉末とアルミナ粉末を重量比で５５対４５となるように配合して無機成分とし、有機バインダとしてポリビニルブチラール、ポリビニルアルコール等、可塑剤としてジブチルフタレート（ＤＢＰ）、溶剤としてトルエンとエタノールの混合液（６０対４０比）を無機成分１００部、有機バインダ５部、ジブチルフタレート（ＤＢＰ）１０部、トルエンとエタノール３０部の割合で混合し、湿式微粉砕を行ってスラリーとした後、真空脱気処理によりスラリーから気泡を除去し、粘度調整を行った。
【００３８】
スラリーをドクターブレードを用いてポリエステル支持体上に塗布し、炉を通して乾燥し、０．３ミリの厚さの生シートを作製した。生シートを支持体より取り外し、パンチングにより開口してスルーホールを形成して、一種類の生シートを得た。得られた生シートの内一種は、例えば銀：パラジウムの比が８０：２０である導体ペーストをスルーホール内充填とスルーホール印刷とランド印刷をし、もう一種は、同様のペーストをスルーホール内充填とランド印刷を行い、それぞれ乾燥した。両シートを張り合わせ、７０℃，１００ｋｇ／ｃｍ２で圧着し、一枚の生シートとした。
【００３９】
次に、先述したスラリーを再び用いて印刷ペースト状とし、生シートと導体の上の所定面積・形状に印刷し乾燥した。さらに、酸化物換算で酸化鉛１５ｗｔ％と酸化珪素６０ｗｔ％と酸化ほう素５ｗｔ％と酸化アルミニウム１０ｗｔ％を主な無機成分とする粘度調整後のガラスペーストを所定パターンに印刷し乾燥した。次に、９５０℃でインアウト１時間保持して焼成した後、室温にて取り出し基板を得た。得られた基板を真空蒸着機に設置し、所定の真空度に排気した後、基板表面にニッケルコバルトを０．０５μｍの厚さで蒸着し、レジスト塗布、露光、現像、エッチング、レジスト剥離を経て、幅が１０μｍのパーマロイでストライプを繰り返し折り返したような形状の感磁パターンを得た。これを、所定のチップサイズに分割した。
【００４０】
上記焼成温度は８００〜１０００℃の範囲内であれば何℃でも構わない。８００℃未満はガラスグレーズの表面が粗く磁気抵抗効果素子には適さない。また、１０００℃より高くなると、基板が反ったり、割れたり、品質が落ちるので適さない。
【００４１】
以上のように構成された磁気抵抗効果素子について、目視検査の可・不可を判断すると共に、誤判定率を求めた。
【００４２】
はんだ付け状態を図１２に示す。
十分外観でき、誤判定はなくなった。
【００４３】
以上より明らかなように、本実施例の磁気抵抗効果素子は、品質の向上と、回路基板にはんだ付け表面実装した場合にはんだ付け部を目視検査できることの効果を有している。
【００４４】
（実施例５）
以下、本発明の第５の実施例の磁気抵抗効果素子、及びその製造方法について図１３（ａ）〜図１５により説明する。
【００４５】
同図の磁気抵抗効果素子において、実施例４と異なる点は、切り欠きの位置を変えたこと、導体メタライズ層として金を用いたことである。
【００４６】
その他は、実施例４と同様にして行った。
本実施例においても、実施例４と同様の効果が得られた。
【００４７】
（実施例６）
本実施例の磁気抵抗効果素子において上記各実施例と異なる点は、絶縁基板及び絶縁層の材料組成を、ガラス成分が４５〜６５％の間としたこと、ガラスグレーズ層の材料組成を酸化物表示でＰｂＯが１０〜７５％としたこと、導体メタライズ層を、組成比の異なる銀パラあるいは銀あるいは金としたこと、焼成温度が８００〜１０００℃の間としたことである。
【００４８】
本実施例においても、実施例４と同様の効果が得られた。
以上のように本実施例によれば、品質が向上したこと、側面の露出電極部にはんだを這い上がらせることを満たした構造であり、回路基板にはんだ付け表面実装した場合にはんだ付け部を目視検査できるという効果を有している。
【００４９】
【発明の効果】
以上のように本実施例によれば、ガラスとセラミックの組成物からなり表裏面を貫通する、あるいは貫通しない切り欠きを有する絶縁基板と、この絶縁基板の表裏面間を結ぶように形成された導体メタライズ層と、前記表面側の導体メタライズ層と絶縁基板の一部に形成された絶縁層と、前記絶縁基板と絶縁層の上に形成された所定の形状のガラスグレーズ層と、このガラスグレーズ層と絶縁基板表面の導体メタライズ層の上に形成された所定の形状の磁気抵抗効果薄膜とを有する構造とすることにより、１）感磁面の構成材料を露出させない構造で、かつ、はんだを感磁面と接触させない構造としたことにより、品質の向上した磁気抵抗効果素子を実現した。加えて、２）チップ側面に露出電極部を存在させて、回路基板へのはんだ付け表面実装した場合に、はんだがこの露出電極部を這い上がる構造としたことにより、その目視検査によりはんだ接合状態が判断できる磁気抵抗効果素子を実現した。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）本発明の一実施例である第１の実施例の磁気抵抗効果素子の要部斜視図
（ｂ）同側断面図
【図２】同上面図
【図３】同下面図
【図４】同はんだ付け状態を示す側面図
【図５】従来の磁気抵抗効果素子のはんだ付け状態を示す側面図
【図６】（ａ）本発明の一実施例である第２の実施例の磁気抵抗効果素子の側面図
（ｂ）同断面図
【図７】同磁気抵抗効果素子の上面図
【図８】同磁気抵抗効果素子の下面図
【図９】（ａ）本発明の一実施例である第４の実施例の磁気抵抗効果素子の側面図
（ｂ）同断面図
【図１０】同磁気抵抗効果素子の上面図
【図１１】同磁気抵抗効果素子の下面図
【図１２】同磁気抵抗効果素子のはんだ付け状態を示す側面図
【図１３】（ａ）本発明の一実施例である第５の実施例の磁気抵抗効果素子の要部斜視図
（ｂ）同側断面図
【図１４】同磁気抵抗効果素子の上面図
【図１５】同磁気抵抗効果素子の下面図
【図１６】本発明の一実施例の磁気抵抗効果素子の下面図
【図１７】第１の従来例の磁気抵抗効果素子の要部斜視図
【図１８】同磁気抵抗効果素子の上面図
【図１９】同磁気抵抗効果素子の下面図
【図２０】第２の従来例の磁気抵抗効果素子の断面図
【図２１】同磁気抵抗効果素子の上面図
【図２２】同磁気抵抗効果素子の下面図
【符号の説明】
１  ガラスとセラミックの組成物からなる絶縁基板
２  ガラスとセラミックの組成物からなる絶縁層
３  導体メタライズ層
４  ガラスグレーズ層
５  磁気抵抗効果を有する強磁性体薄膜
６  切り欠き
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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