(57)【要約】      （修正有）【課題】圧電デバイスをマトリクス状に多数有したシート状ベースで当該圧電デバイスを製造した場合でも、隣接の圧電デバイスの容量成分を受けず、かつ、圧電デバイスを外部基板に半田付けした際の半田付性良否も行える圧電デバイスを提供する。【解決手段】圧電デバイス３０は、４個の角部端子４５ａ〜４５ｄと、実装端子３７ａ〜３７ｄを具える。角部端子４５ａ〜４５ｄは、ベース３１の外側底面の４つの角部から当該圧電デバイスの直近の側壁に及んで設けられている。実装端子３７ａ〜３７ｄは、ベース３１の外側底面の、角部端子から所定距離Ｓだけ離れた位置に、角部端子と電気的に絶縁された状態で設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外側底面に少なくとも２個の実装端子を有し、平面形状が四角形状の圧電デバイスにおいて、
前記外側底面の４つの角部のうちの少なくとも１つの角部から当該圧電デバイスの直近の側壁に及んで設けられ、当該圧電デバイスが外部回路基板に実装された際の半田付け性確認に利用できる角部端子と、
前記外側底面の、前記角部端子から所定距離離れた位置に、前記角部端子と電気的に絶縁された状態で設けられた実装端子と
を具えたことを特徴とする圧電デバイス。
【請求項２】
請求項１に記載の圧電デバイスにおいて、
前記実装端子及び角部端子は、前記外側底面の４つの角部の近傍領域に設けた４個の実装端子及び４個の角部端子であることを特徴とする圧電デバイス。
【請求項３】
請求項１に記載の圧電デバイスにおいて、
前記実装端子及び角部端子は、前記外側底面の４つの辺のうちの対向する１対の辺に沿って設けられた２個の実装端子及び前記外側底面の４つの角部に設けた４個の角部端子であることを特徴とする圧電デバイス。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の圧電デバイスにおいて。
前記所定距離をＳと表したとき、このＳは、当該圧電デバイスを外部回路基板に半田付け実装した際に、前記角部端子の半田が前記実装端子に引かれることなく角部端子に残存させ得る距離であることを特徴とする圧電デバイス。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の圧電デバイスにおいて、
前記所定距離をＳと表したとき、このＳは、０．０５≦Ｓ≦０．１５ｍｍから選ばれる値であることを特徴とする圧電デバイス。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の圧電デバイスにおいて、
前記角部端子の前記外側底面上に位置した部分の、最寄りの実装端子に向かう方向の幅をＷと表したとき、このＷは、当該圧電デバイスを外部回路基板に半田付け実装した際に、前記角部端子の半田が前記実装端子に引かれることなく角部端子に残存させ得る幅であることを特徴とする圧電デバイス。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の圧電デバイスにおいて、
前記角部端子の前記外側底面上に位置した部分の、最寄りの実装端子に向かう方向の幅をＷと表したとき、このＷは、０．０５≦Ｓ≦０．１５ｍｍから選ばれる値であることを特徴とする圧電デバイス。
【請求項８】
平面形状が四角形状である圧電デバイス形成領域がマトリクス状に多数配列されているシート状ベースであって、前記マトリクスの交点各々に貫通孔を有し、圧電デバイス形成領域各々の第１の面には少なくとも２個の実装端子を有するシート状ベースにおいて、
各々の圧電デバイス形成領域の４つの角部のうちの少なくとも１つの角部から前記貫通孔の内壁に及んで設けられ、当該圧電デバイスが外部基板に実装された際の半田付け性確認に利用できる角部端子を具え、
前記実装端子は、前記角部端子から所定距離離れた位置に、前記角部端子と電気的に絶縁された状態で設けられていることを特徴とするシート状ベース。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電デバイス及びその製造に用いて好適なベースに関する。
【背景技術】
【０００２】
各種電子機器では、周波数の選択や制御等のために、水晶振動子や水晶発振器等の圧電デバイスが多用されている。一方、このような圧電デバイスに対し、低価格化の要求が益々高まっている。
【０００３】
圧電デバイスの低価格化を図るためにはその生産性を高めるのが良く、その１つの方法としていわゆるシート工法がある。すなわち、シートに多数個の圧電デバイスを作りこむとともに、このシート状態で各工程を進め、最後に個々の圧電デバイスに個片化するというものである。その一例が例えば特許文献１に記載されている。図５（Ａ）はその説明図であり、シート状ベース１１をその裏面から見た平面図である。この方法の場合、平面形状が四角形状の圧電デバイス形成領域１１ａがマトリクス状に多数配列された、シート状ベース１１を用いる。このシート状ベース１１の圧電デバイス形成領域１１ａ各々の４つの角部には、電子機器の基板等に接続するための実装端子１３ａ〜１３ｄが設けてある。また、各々の圧電デバイス形成領域１１ａの、実装端子１３ａ〜１３ｄを設けた面とは反対の面に、水晶振動片（図示せず）を接続固定するための接続端子１５ａ、１５ｂ（破線で示したもの）が設けてある。これら接続端子１５ａ、１５ｂと、実装端子１３ａ〜１３ｄのうちの対応する実装端子１３ｃ、１３ｄとは、シート状ベース１１の圧電デバイス形成領域のマトリクスの交点に設けた貫通孔内の配線１７によって電気的に接続されている。
【０００４】
このようなシート状ベース１１の圧電デバイス形成領域１１ａ各々に、水晶振動片（図示せず）が接続端子１５ａ、１５ｂの位置で、導電性接着剤により固定される。次に、水晶振動片の周波数調整がされ、その後、シート状ベース１１の水晶振動片が固定された側に蓋部材が接合されて、各水晶振動片が封止される。封止が済んだ後、シート状ベースの状態で、圧電デバイス毎の特性検査等がされ、その後、シート状ベース１１ａに適切な外力が印加されてシート状ベース１１から各圧電デバイスが個片化され、個々の圧電デバイスが得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−２３５５１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来技術の場合、以下に示すような課題がある。図５（Ｂ）はその説明図であり、上述したシート状ベース１１の圧電デバイス形成領域１１ａ各々に水晶振動片１９を実装した際の、電気的なモデル図である。各水晶振動片１９は、１つの対角線方向に沿って並ぶ他の水晶振動片に接続された状態になる。このようなシート状ベースを用いた圧電デバイスを製造する際の周波数調整作業及び特性検査作業では、実装端子１３ｂと実装端子１３ｄとに測定用プローブを当ててこれらの作業を行うが、作業中の水晶振動片に対し、上記１つの対角線方向に沿って並ぶ他の水晶振動片に起因する容量成分が影響する。このような容量成分の影響があると、周波数調整時の周波数調整精度や特性検査時の検査精度が低下する。圧電デバイスに要求される周波数偏差の仕様が緩い場合は、上記影響は無視できるが、周波数偏差の仕様が狭い場合は、対策が必要になる。
【０００７】
上記の容量成分に起因する課題が生じている原因は、シート状ベース１１の表裏に位置する実装端子１３ｂ、１３ｄと水晶振動片の接続端子１５ａ、１５ｂとを接続する必要性から、これらを配線１７によって接続していることにある。この結果、配線１７が、隣接する４つの圧電デバイス形成領域１１ａに共通の配線となってしまい、各水晶振動片１９間に不要な接続関係を生じさせる。従って、上記の容量成分の影響を除去するためにはこの配線１７を設けないことが良いが、そうした場合、別の課題が生じる。この別の課題について以下に説明する。
【０００８】
圧電デバイスを電子機器の回路基板等に実装する場合、回路基板上のランドパタンに圧電デバイスの実装端子１３ａ〜１３ｄを半田によって接続する。その際、圧電デバイスのユーザーは、上記半田付けの信頼性に対する要求が高く、半田付性の良否検査を実施する。具体的には、図５（Ｃ）に示すように、個片化が済んだ圧電デバイスでは、上記の配線１７が圧電デバイスの側面配線となることを利用して、この配線１７の側面部分へ半田が良好に着いているか否かを画像認識装置等で検査して、半田付性の良否検査を実施する。従って、配線１７を単に除去してしまうと、ユーザの上記要求を満たせないという課題が生じる。
この出願はこのような点に鑑みなされたものであり、従ってこの出願の目的は、上記の容量成分に起因する課題及び半田付性確認の課題の双方を解決することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的の達成を図るため、この出願の圧電デバイスの発明によれば、外側底面に少なくとも２個の実装端子を有し、平面形状が四角形状の圧電デバイスにおいて、所定の角部端子と所定の実装端子とを具えたことを特徴とする。具体的には、角部端子は、前記外側底面の４つの角部のうちの少なくとも１つの角部から当該圧電デバイスの直近の側壁に及んで設けられていて、当該圧電デバイスが外部回路基板に実装された際の半田付け性確認に利用できる角部端子である。また、実装端子は、前記外側底面の、前記角部端子から所定距離離れた位置に、前記角部端子と電気的に絶縁された状態で設けてある。
【００１０】
また、この出願のシート状ベースの発明によれば、平面形状が四角形状である圧電デバイス形成領域がマトリクス状に多数配列されているシート状ベースであって、前記マトリクスの交点各々に貫通孔を有し、圧電デバイス形成領域各々の第１の面には少なくとも２個の実装端子を有するシート状ベースにおいて、所定の角部端子と所定の実装端子を具えたことを特徴とする。具体的には、角部端子は、各々の圧電デバイス形成領域の４つの角部のうちの少なくとも１つの角部から前記貫通孔の内壁に及んで設けられ、当該圧電デバイスが外部基板に実装された際の半田付け性確認に利用できる角部端子である。また、実装端子は、前記角部端子から所定距離離れた位置に、前記角部端子と電気的に絶縁された状態で設けられている。
【００１１】
これら圧電デバイスの発明及びシート状ベースの発明を実施するに当たり、前記実装端子及び角部端子は、前記外側底面の４つの角部の近傍領域に設けた４個の実装端子及び４個の角部端子であるのが良い。または、圧電デバイスの仕様によっては、前記実装端子は前記外側底面の４つの辺のうちの対向する１対の辺に沿って設けられた２個の実装端子であり、前記角部端子は、前記外側底面の４つの角部に設けた４個の角部端子であるのが良い。
【発明の効果】
【００１２】
この発明の圧電デバイス及びシート状ベースによれば、所定の角部端子および所定の実装端子を具える。このため、当該圧電デバイスを外部回路基板に半田付した際の半田付性の良否確認ができるとともに、従来問題であった容量成分の影響も回避できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】（Ａ）〜（Ｃ）は第１の実施形態の圧電デバイス３０の説明図である。
【図２】（Ａ）は第２の実施形態の圧電デバイス５０の説明図、（Ｂ）は第３の実施形態の圧電デバイス６０の説明図である。
【図３】第４の実施形態の圧電デバイス７０の説明図である。
【図４】実施形態のシート状ベース３１ｓの説明図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｃ）は、従来技術及び課題の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して各発明の実施形態について説明する。なお、説明に用いる各図はこれら発明を理解できる程度に概略的に示してあるにすぎない。また、説明に用いる各図において、同様な構成成分については同一の番号を付して示し、その説明を省略する場合もある。また、以下の実施形態中で述べる形状、寸法、材質等はこの発明の範囲内の好適例に過ぎない。従って、本発明は以下の実施形態のみに限定されるものではない。
【００１５】
１． 圧電デバイスの第１の実施形態
図１（Ａ）は、第１の実施形態の圧電デバイス３０の側面図、図１（Ｂ）は、この圧電デバイス３０の底面図、図１（Ｃ）は図１（Ａ）中のＰ部分を拡大して示した斜視図である。なお、図１（Ａ）に示した側面図では、この発明の説明に必要と思われる構成成分であって圧電デバイス３０の内部に具わる構成成分について、透視した状態で破線で示してある。  
【００１６】
第１の実施形態の圧電デバイス３０は、平面形状が四角形状のベース３１と、このベース３１に実装された水晶振動片３３と、この水晶振動片３３を封止するための蓋部材３５とを具える。ベース３１は、例えばセラミックスで構成できる。水晶振動片３３は例えばＡＴカット水晶片である。また、蓋部材３５は、例えば凹部を有した金属製キャップで構成できる。
【００１７】
このベース３１の外側底面に、４個の実装端子３７ａ〜３７ｂを具え、これら実装端子を設けた面の反対面に、水晶振動片３３を実装するための接続端子３９ａ、３９ｂを具えている。接続端子３９ａ、３９ｂと、４個の実装端子３７ａ〜３７ｄの内の実装端子３７ａ、３７ｂとは、ベースに設けたビア配線４１によって、接続してある。また、水晶振動片３３は、その一端にて、ベース３１の接続端子３９ａ、３９ｂに例えば導電性接着剤４３により接続固定してある。実際は、水晶振動片３３の表裏には図示しない励振用電極及び引出電極が設けてあり、水晶振動片３３はこの引出電極の位置で接続端子３９ａ、３９ｂに導電性接着剤４３によって接続固定してある。なお、４個の実装端子３７ａ〜３７ｄのうちの水晶振動片に接続していない実装端子は、例えばアース端子や非接続の端子として使用する。
【００１８】
次に、この発明の特徴である角部端子及び実装端子について説明する。この実施形態の圧電デバイス３０は、外側底面の４つの角部近傍に、この角部から直近の側壁に及んで設けられた角部端子４５ａ〜４５ｄを具える。図１（Ｃ）は１つの角部端子４５ｂの付近に着目した要部斜視図である。角部端子４５ｂは、ベース３１の底面の角部付近からベース３１の側壁の高さＨの部分に及んで、設けてある。なお、この高さＨは、ベース３１の厚さの最上部まででも良いし、途中まででも良く、半田付性の確認のし易さや、ベースの製造の容易さ等を考慮した高さとできる。
【００１９】
また、角部端子４５ａ〜４５ｄのベース３１の外側底面上に位置した部分の、角部から最寄りの実装端子に向かう方向の幅を、Ｗ(図１（Ｂ）参照)と表したとき、このＷは、以下のようにするのが良い。すなわち、圧電デバイス３０を外部回路基板（図示せず）に半田付け実装した際に、角部端子４５ｃの半田が実装端子３７ｃに引かれることなく角部端子４５ｃに残存させ得る幅とするのが良い。もちろん、この幅Ｗが大きくなればなるほど半田は角部端子４３ｃに残存するが、実装端子３７ｃはベースの縁からベースの内部に入り込んでしまうため実装端子の面積を狭める等の弊害も懸念されるので、このＷが大きすぎても良くない。例えば、この幅Ｗは、０．０５≦Ｓ≦０．２５ｍｍ、好ましくは０．０５≦Ｓ≦０．２０ｍｍ、より好ましくは０．０５≦Ｓ≦０．１５ｍｍから選ばれる値とするのが良い。
【００２０】
一方、実装端子３７ａ〜３７ｄは、図１（Ｂ）に示したように、角部端子４５ａ〜４５ｄから所定距離Ｓだけ離れた位置に、これら角部端子と電気的に絶縁された状態で設けてある。この所定距離Ｓは、具体的には、圧電デバイス３０を外部回路基板に半田付け実装した際に、角部端子４５ａ〜４５ｄの半田が実装端子３７ａ〜３７ｄに引かれることなく角部端子に残存させ得る距離である。この場合も、角部端子の幅Ｗの説明と同様に、この距離Ｓが大きくなればなるほど半田は角部端子４３ｃに残存するが、実装端子３７ｃはベースの縁からベースの内部に入り込んでしまい、実装端子の面積を狭める等の弊害も懸念されるので、このＳが大きすぎても良くない。また、Ｓの下限値は、主に、実装端子及び角部端子のパタンを作製する製造法の精度で決まる。具体的には、これら端子のパターンは一般にスクリーン印刷で製造するので、この印刷精度を考慮してこの下限値を決める。従って、それらを考量すると、寸法Ｓは、０．０５≦Ｓ≦０．２５ｍｍ、好ましくは０．０５≦Ｓ≦０．２０ｍｍ、より好ましくは０．０５≦Ｓ≦０．１５ｍｍから選ばれる値とするのが良い。
【００２１】
この実施形態の圧電デバイス３０によれば、圧電デバイス３０を外部回路基板に半田付実装した際に、角部端子４５ａ〜４５ｃのベース側壁に当たる部分への半田の付き具合を観察することにより、圧電デバイス３０の外部回路基板への半田付性の良し悪しを判断することができる。また、詳細は後述のシート状ベースの実施形態にて説明するが、実装端子３７ａ〜３７ｂは、角部端子と電気的に絶縁されているので、シート状ベースを用いて圧電デバイスを製造する際の、隣接する圧電デバイス領域の容量成分の影響を、無くすことができる。
【００２２】
２． 圧電デバイスの他の実施形態
次に、圧電デバイスの他の実施形態について説明する、図２（Ａ）は第２の実施形態の圧電デバイス５０の底面図である。この第２の実施形態の圧電デバイス５０の第１の実施形態との違いは、実装端子の個数と配置である。
具体的には、この第２の実施形態の圧電デバイス５０の場合、ベース５１の外側底面の４つの辺のうちの対向する１対の辺である２つの短辺に沿って、実装端子５１ａ、５１ｂの２個の実装端子を設けてある。また、角部端子は第１の実施形態と同様に、ベース５１の外側底面の４つの角部に設けた４個の角部端子４５ａ〜４５ｄとしてある。
次に、図２（Ｂ）は第３の実施形態の圧電デバイス６０の底面図である。この第３の実施形態の圧電デバイス６０の第１の実施形態との違いは、角部端子６１ａ〜６１ｄの平面形状の違いである。具体的には、第１の実施形態の場合は、角部端子４５ａ〜４５ｄのベース底面上の部分の平面形状は円形状の４分の１に相当する部分の形状であったが、この第３の実施形態の場合は、角部端子６１ａ〜６１ｄの平面形状を、六角形状の４分の１に相当する部分の形状としてある。
【００２３】
また、図３は第４の実施形態の圧電デバイス７０の側面図である。なお、この図３の場合も、図１（Ａ）同様に、この発明の説明に必要と思われる構成成分であって圧電デバイス７０の内部に具わる構成成分についても、透視した状態で破線で示してある。
この第４の実施形態の圧電デバイス７０の第１の実施形態との違いは、接続端子３９ａ、３９ｂと、実装端子３７ａ、３７ｂとを接続しているビア配線７３にある。具体的には、第１の実施形態ではベースを単層としそこにビア配線を設けていたが、この第４の実施の形態では、ベース７１を第１の層７１ａ及び第２の層７１ｂの２層構成とし、ビア配線７３は、上記２層のベース７１内に配線した第１〜第３の配線７３ａ〜７３ｃで構成した点にある。第１の実施形態に比べ、ビア配線部での気密性が向上する。
【００２４】
３． シート状ベースの実施形態
次に、図４を参照して実施形態のシート状ベース３１ｓついて説明する。図４はこのシート状ベース３１ｓの底面図である。
このシート状ベース３１ｓは、平面形状が四角形状である圧電デバイス形成領域３１ｘがマトリクス状に多数配列されたものである。このベース３１ｓの上記マトリクスの交点に当たる部分に貫通孔３１ｙを具えている。そして、圧電デバイス形成領域３１ｘ各々の第１の面（この例の場合図示している面）に、４個の実装端子３７ａ〜３７ｄを有している。さらに、各々の圧電デバイス形成領域３１ｘの４つの角部から前記貫通孔３１ｙの内壁に及んで設けられ、当該圧電デバイスが外部回路基板に実装された際の半田付け性確認に利用できる角部端子４５ａ〜４５ｄを具える。実装端子３７ａ〜３７ｄは、それぞれの直近に位置する角部端子４５ａ〜４５ｄから所定距離Ｓ離れた位置に角部端子と電気的に絶縁された状態で設けられている。なお、この圧電デバイス形成領域３１ｘ各々が、最終的に、上述した圧電デバイス３０のベース３１になる。
【００２５】
このシート状ベース３１ｓに具わる角部端子４５ａ〜４５ｄ各々の幅Ｗ（図４参照）及び角部端子と実装端子との間の距離Ｓ（図４参照）は、圧電デバイス３０の実施形態で説明したと同じ寸法としてある。このシート状ベース３１ｓは、セラミックで構成でき、また、角部端子４５ａ〜４５ｄ及び実装端子３７ａ〜３７ｄは、セラミックシート上に、例えば金属製ペーストを印刷し、それを焼成することにより製造でき、さらにこの焼成したものにメッキを施すのが好適である。具体的には、例えば、銀・パラジウムペーストを焼成したもの自体で端子を構成するとか、又は、銀ペーストを焼成した後にこれにニッケルメッキ及び金メッキを積層したもので端子を構成することができる。
なお、このシート状ベースの発明においても、図２（Ａ）を用いて説明した２個の実装端子を具える形態、また、図２（Ｂ）を用いて説明した平面形状が異なる角部端子の形態、また、図３を用いて説明した２層構成のベースによる形態を採用できる。
【００２６】
このシート状ベース３１ｓでは、圧電デバイス形成領域３１ｘの実装端子と他の圧電デバイス形成領域の実装端子とは縁切りされた構造となっている。そのため、このシート状
ベースを用いて電デバイスの製造を行った場合は、従来技術で問題であった他の圧電デバイス形成領域からの容量の影響を無くすことができるという効果が得られる。また、完成した圧電デバイスでは角部端子を用いることによる半田付性の良否確認が行える。
【００２７】
４． 実験結果
次に、上記の実施形態に対応した実験結果について説明する。第１の実施形態の圧電デバイス３０、第３の実施形態の圧電デバイス６０（図２（Ｂ）参照）各々であって、寸法Ｓ及び寸法Ｗを下表の通りとしたものを、配線基板のランドパタンに半田付けし、角部端子４５ａ〜４５ｄ（第３実施形態の場合は角部端子６１ａ〜６１ｄ）のベースの側壁部分への半田の付着具合を確認した。その結果を下表に示す。なお、表中のメッキ厚みとは、今回の実験で用いた試料の実装端子・角部端子は最表面が金メッキ仕様のものであり、そのメッキ厚を示したものである。表に示す通り、いずれの水準でも、半田付性は良好であった。
【表１】
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【００２８】
上述においては、この発明の圧電デバイス及びベースの実施形態を説明したが、この発明は上述の実施形態に限られない。例えば、上述の例では、圧電デバイスとして水晶振動子を例に挙げて説明したが、この発明は、水晶発振器、さらには、水晶以外の圧電材料を用いた圧電振動子や圧電発振器にも適用できる。また、上述においては、実装端子数が２個及び４個の例を示したが、実装端子の数はこれに限られず、例えばもっと多い場合にも本発明を適用できる。また、上述の各実施形態では角部端子の個数を４個とした。これは半田付性確認を四方から行い易いからである。しかし、角部端子の数は目的に応じて変更できる。
【符号の説明】
【００２９】
３０：第１の実施形態の圧電デバイス、  ３１：ベース、
３１ｓ：シート状ベース、  ３１ａ、３１ｘ：圧電デバイス形成領域、
３１ｙ：貫通孔、  ３３：圧電振動片（水晶振動片）、  ３５：蓋部材、
３７ａ〜３７ｄ：実装端子、  ３９ａ，３９ｂ：接続端子、  ４１：ビア配線、
４３：導電性接着剤、  ４５ａ〜４５ｄ：角部端子
５０：第２の実施形態の圧電デバイス、  ５１：ベース、
５１ａ、５１ｂ：実装端子、  ６０：第３の実施形態の圧電デバイス
６１ａ〜６１ｄ：角部端子、  ７０：第４の実施形態の圧電デバイス
７１：ベース、    ７１ａ：ベースの第１の層、  ７１ａ：ベースの第２の層
７３：ビア配線、  ７３ａ〜７３ｃ：第１〜第３の配線
Ｓ：角部端子からの所定距離、  Ｗ：角部端子の幅
【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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