(57)【要約】  【課題】  厚膜抵抗体層の抵抗値を所望の値に維持でき、信頼性を向上することができる配線基板を提供する。  【解決手段】  絶縁基体２と、絶縁基体２の上面に配置された、印加電圧に応じて面方向に伸縮する板状の圧電体４と、圧電体４の上面に積層された、酸化物導電体，ホウ化物導電体またはケイ化物導電体からなる抵抗体粒子がガラス中または樹脂中に分散されてなる厚膜抵抗体層３と、絶縁基体２の上面に形成された、圧電体４および厚膜抵抗体層３にそれぞれ電気的に接続されている複数の配線導体５，６とを備えている配線基板１である。圧電体４を面方向に伸縮させて厚膜抵抗体層３を伸縮させることによって、厚膜抵抗体層３の抵抗値を所望の値に維持することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基体と、該絶縁基体の上面に配置された、印加電圧に応じて面方向に伸縮する板状の圧電体と、該圧電体の上面に積層された、酸化物導電体，ホウ化物導電体またはケイ化物導電体からなる抵抗体粒子がガラス中または樹脂中に分散されてなる厚膜抵抗体層と、前記絶縁基体の上面に形成された、前記圧電体および前記厚膜抵抗体層にそれぞれ電気的に接続されている複数の配線導体とを備えていることを特徴とする配線基板。
【請求項２】
前記厚膜抵抗体層が前記圧電体の上面の全面に積層されていることを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
【請求項３】
前記絶縁基体の上面に前記圧電体の厚みと同等の深さの凹部が設けられており、該凹部に前記圧電体が収容されていることを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
【請求項４】
前記圧電体は、圧電基板の内部に、一対の櫛歯状電極が電極指を前記面方向に交互に並べて配置して形成されていることを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁基体の上面に厚膜抵抗体層が設けられた配線基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、図８に断面図で示すように、絶縁基体12と、絶縁基体12の上面に設けられた厚膜抵抗体層13と厚膜抵抗体層13を電気的に接続する電極14および配線導体15とを備えた配線基板11が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００３】
厚膜抵抗体層13は、絶縁基体11の上面に平板状に形成することができるので、絶縁基体11の上面にチップ抵抗を設ける場合と比較して、配線基板11の低背化を実現できる。このため、厚膜抵抗体層13が設けられた配線基板11は、例えば、近年小型化が益々要求されている携帯電話や車載部品等の情報処理装置に用いられる。
【０００４】
このような厚膜抵抗体層13は、例えば、スクリーン印刷による抵抗体ペーストの塗布、乾燥、そして焼成といった工程を経ることによって、配線基板11の上面に形成される。このような工程を経ることによって配線基板11の上面に形成された厚膜抵抗体層13は、塗布および焼成時のばらつきが生じることによって、所望の抵抗値が得られ難いという問題があった。このような問題を解決するために、従来では、抵抗体ペーストの焼成後に例えばレーザを用いて厚膜抵抗体層13に切り込み溝を形成して抵抗値を調整する、いわゆるトリミングが行なわれていた（例えば、特許文献２を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開2006−287173号公報
【特許文献２】特開2009−16592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、上記のトリミングが行なわれた後において、厚膜抵抗体層13が設けられた配線基板11が実際に使用されていくうちに、厚膜抵抗体層13に形成された切り込み溝からクラックが生じることがあった。すなわち、厚膜抵抗体層13の抵抗値をトリミングによって調整して所望の抵抗値とした場合であっても、配線基板11が実際に使用されていくうちに生じた厚膜抵抗体層13のクラックによって、厚膜抵抗体層13の抵抗値が上昇することがある。すると、厚膜抵抗体層13の抵抗値が所望の抵抗値（調整した抵抗値）から上昇するので、配線基板11の信頼性が低下することになる。なお、この課題は、配線基板11の使用温度が変化することによって、厚膜抵抗体層13の抵抗値が所望の抵抗値から変動した場合も同様であり、やはり配線基板11の信頼性が低下することとなる。
【０００７】
本発明は上記のような従来の技術における問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、厚膜抵抗体層について所望の抵抗値を維持することができ、それによって信頼性を向上することができる配線基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の配線基板は、絶縁基体と、該絶縁基体の上面に配置された、印加電圧に応じて面方向に伸縮する板状の圧電体と、該圧電体の上面に積層された、酸化物導電体，ホウ化物導電体またはケイ化物導電体からなる抵抗体粒子がガラス中または樹脂中に分散されてなる厚膜抵抗体層と、前記絶縁基体の上面に形成された、前記圧電体および前記厚膜抵抗体層にそれぞれ電気的に接続されている複数の配線導体とを備えていることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の配線基板は、上記構成において、前記厚膜抵抗体層が前記圧電体の上面の全面に積層されていることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の配線基板は、上記構成において、前記絶縁基体の上面に前記圧電体の厚みと同等の深さの凹部が設けられており、該凹部に前記圧電体が収容されていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の配線基板は、上記構成において、前記圧電体は、圧電基板の内部に、一対の櫛歯状電極が電極指を前記面方向に交互に並べて配置して形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の配線基板によれば、絶縁基体と、この絶縁基体の上面に配置された、印加電圧に応じて面方向に伸縮する板状の圧電体と、この圧電体の上面に積層された、酸化物導電体，ホウ化物導電体またはケイ化物導電体からなる抵抗体粒子がガラス中または樹脂中に分散されてなる厚膜抵抗体層と、絶縁基体の上面に形成された、圧電体および厚膜抵抗体層にそれぞれ電気的に接続されている複数の配線導体とを備えていることから、厚膜抵抗体層にクラックが発生したり使用温度が変化したりしても、印加電圧に応じて面方向に伸縮する板状の圧電体によって厚膜抵抗体層を面方向に伸縮させることができ、それによって抵抗値を調整することができるので、厚膜抵抗体層の抵抗値の上昇を抑えることが可能となり、厚膜抵抗体層について所望の抵抗値を維持することができ、それによって配線基板の信頼性を向上することができる。
【００１３】
また、本発明の配線基板によれば、厚膜抵抗体層が圧電体の上面の全面に積層されているときには、圧電体の伸縮量を最も効果的に厚膜抵抗体層に伝えることができるので、厚膜抵抗体層の抵抗値の変動を圧電体によって好適に所望の値に補正することができる。
【００１４】
また、本発明の配線基板によれば、絶縁基体の上面に圧電体の厚みと同等の深さの凹部が設けられており、この凹部に圧電体が収容されているときには、圧電体の厚み分について低背化が可能であるとともに、圧電体に電圧を印加するための電極を絶縁基体の内部に配設できるため、絶縁基体の上面の配線設計の自由度が向上する。
【００１５】
また、本発明の配線基板によれば、圧電体が、圧電基板の内部に、一対の櫛歯状電極が電極指を面方向に交互に並べて配置して形成されているときには、印加電圧による圧電体の面方向の伸縮の変位量を大きくして厚膜抵抗体層の抵抗値の調整を効率よく行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の配線基板の実施の形態の一例を示す平面図である。
【図２】図１の切断線Ａ−Ａ’に沿って切断したＡ−Ａ’線断面図である。
【図３】図１の切断線Ｂ−Ｂ’に沿って切断したＢ−Ｂ’線断面図である。
【図４】本発明の配線基板の実施の形態の一例における圧電体の一例を示す平面図である。
【図５】本発明の配線基板の実施の形態の他の例を示す平面図である。
【図６】図５の切断線Ａ−Ａ’に沿って切断したＡ−Ａ’線断面図である。
【図７】図５の切断線Ｂ−Ｂ’に沿って切断したＢ−Ｂ’線断面図である。
【図８】従来の配線基板の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の配線基板の実施の形態の例について、図面を参照しながら説明する。
【００１８】
ただし、以下で参照する各図は、説明の便宜上、本発明の配線基板の実施の形態の例における構成部材のうち、本発明を説明するために必要な主要部材のみを簡略化して示したものである。したがって、本発明の配線基板は、参照する各図に示されていない任意の構成部材を備え得る。また、各図中の部材の寸法は、実際の構成部材の寸法および各部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。
【００１９】
図１は本発明の配線基板の実施の形態の一例を示す平面図である。また、図２は図１中に示した切断線Ａ−Ａ’に沿って切断したＡ−Ａ’線断面図であり、図３は図１中に示した切断線Ｂ−Ｂ’に沿って切断したＢ−Ｂ’線断面図である。図１〜図３に示すように、本例の配線基板１は、絶縁基体２、厚膜抵抗体層３、圧電体４、配線基板１に配設された電極５および配線導体６を備えている。なお、図１は平面図であるが、各構成部材を見分けやすくするために、一部に断面図と同様のハッチングを施している。
【００２０】
図１〜図３に示す例の配線基板１は、絶縁基体２と、この絶縁基体２の上面に配置された、印加電圧に応じて面方向に伸縮する板状の圧電体４と、この圧電体４の上面に積層された、酸化物導電体，ホウ化物導電体またはケイ化物導電体からなる抵抗体粒子がガラス中または樹脂中に分散されてなる厚膜抵抗体層３と、絶縁基体２の上面に形成された、圧電体４および厚膜抵抗体層３にそれぞれ電気的に接続されている複数の電極５ａ〜５ｄおよび配線導体６ａ〜６ｄとを備えている。
【００２１】
絶縁基体２は、通常の配線基板に使用される絶縁基板と同様の絶縁性の良好な部材を用いればよく、ここでは特に限定されない。例えば、絶縁基体２は、セラミック材料，ガラス材料あるいは樹脂材料等からなる。ここで、セラミック材料としては、例えば、酸化アルミニウム質焼結体，ムライト質焼結体，炭化珪素質焼結体，窒化アルミニウム質焼結体，窒化珪素質焼結体またはガラスセラミックス等を用いることができる。また、ガラス材料としては、例えば、ホウケイ酸ガラスまたは石英ガラス等を用いることができる。また、樹脂材料としては、例えばガラスエポキシまたはテトラフルオロエチレン等を用いることができる。絶縁基体２は、通常は基板形状で用いられる。
【００２２】
厚膜抵抗体層３は、圧電体４の上面に積層されて設けられている。また、厚膜抵抗体層３は、絶縁基体２および圧電体４の上面に形成された第１電極５ａおよび第２電極５ｂと接続されている。第１電極５ａは、厚膜抵抗体層３に対して電圧を印加するための役割を担う部材である。このため、第１電極５ａは、図１および図２に示すように、絶縁基体２に埋設された、電気回路を構成する第１配線導体６ａと接続されている。また、第２電極５ｂは、ＧＮＤ（グランド）に接地されている。このため、第２電極５ｂは、図１および図２に示すように、絶縁基体２に埋設された、同じく電気回路を構成する第２配線導体６ｂと接続されている。
【００２３】
厚膜抵抗体層３は、例えば、スクリーン印刷による抵抗体ペーストの塗布、抵抗体ペーストの乾燥、そして抵抗体ペーストの焼成といった工程を経ることによって、圧電体４の上面に形成される。この抵抗体ペーストには、ＲｕＯ２等の抵抗体粒子、圧電体４へ付着させるための固結剤、印刷を容易にするための樹脂またはガラス、ペーストの粘度を維持するための溶剤等が含まれる。すなわち、厚膜抵抗体層３には、ＲｕＯ２等の抵抗体粒子がガラス中または樹脂中に分散されて含まれることになる。
【００２４】
ここで、ＲｕＯ２は、酸化物導電体でありながら、おおよそ３×10−７Ω・ｍという金属に近い抵抗率を示し、熱的にも非常に安定であり、微細な粉末を作製できるといった、抵抗体粒子としての多くの利点を有している。なお、厚膜抵抗体層３を構成する抵抗体粒子としては、酸化物導電体であるＲｕＯ２の他にも、ホウ化物導電体である六ホウ化ランタン等、またはケイ化物導電体であるケイ化モリブデン等であってもよい。すなわち、厚膜抵抗体層３を構成する抵抗体粒子は、粒子間の接触状態や粒子間の距離を変化させることによって厚膜抵抗体層３の抵抗値を変化させることができる酸化物導電体，ホウ化物導電体またはケイ化物導電体であればよい。
【００２５】
また、厚膜抵抗体層３には、抵抗値の調整のために必要に応じて切り込み溝３ａが形成されている。切り込み溝３ａは、厚膜抵抗体層３の抵抗値が所望の抵抗値となるように、レーザ等で厚膜抵抗体層３に形成された溝である。本例においては、切り込み溝３ａを形成することによって厚膜抵抗体層３の抵抗値を所望の抵抗値に調整することを「トリミング」という。
【００２６】
圧電体４は、絶縁基体２の上面に設けられており、印加電圧に応じて面方向に伸縮する板状の部材であり、その上面に積層された厚膜抵抗体層３を面方向に伸縮させるための役割を担う部材である。本例においては、圧電体４の上面に厚膜抵抗体層３の一部または全面が形成されるようにして、絶縁基体２の上面に設けられている。
【００２７】
また、圧電体４は、絶縁基体２の上面に形成された第３電極５ｃおよび第４電極５ｄと接続されている。第３電極５ｃは、圧電体４に対して面方向に伸縮させるための電圧を印加するための役割を担う部材である。このため、第３電極５ｃは、図１および図３に示すように、絶縁基体２に埋設された、印加電圧を供給する第３配線導体６ｃと接続されている。また、第４電極５ｄは、同じく圧電体４に対して面方向に伸縮させるための電圧を印加するための役割を担う部材であり、ＧＮＤに接地されている。このため、第４電極５ｄは、図１および図３に示すように、絶縁基体２に埋設された、ＧＮＤに接地されている第４配線導体６ｄと接続されている。そして、第３電極５ｃと第４電極５ｄとの間に所望の直流電圧を印加することで、印加電圧に応じて圧電体４を所望の量だけ伸縮させることができる。
【００２８】
本例の配線基板１によれば、厚膜抵抗体層３にクラックが生じて抵抗値が上昇したり、あるいは配線基板１の使用温度が変化することによって厚膜抵抗体層３の抵抗値が所望の値から変動したりしたときに、印加電圧を調整して圧電体４を所望の量だけ伸縮させることにより、厚膜抵抗体層３を所望の量だけ伸縮させることができる。それによって、厚膜抵抗体層３が所望の量だけ伸縮すると、これに伴い、厚膜抵抗体層３に含まれる抵抗体粒子間の距離を変動させることができる。厚膜抵抗体層３に含まれる抵抗体粒子間の距離を近付けることで厚膜抵抗体層３の抵抗値は低下し、他方、抵抗体粒子間の距離を遠ざけることで厚膜抵抗体層３の抵抗値は上昇する。この作用により、クラックの発生や使用温度の変化により変動した厚膜抵抗体層３の抵抗値を所望の値に補正することができる。
【００２９】
ここで、厚膜抵抗体層３を圧電体４の上面の全面に積層することで、圧電体４に対して電圧を印加したときに発生する圧電体４の伸縮による変位量を最も効率よく厚膜抵抗体層３に伝えて厚膜抵抗体層３を伸縮させることができる。これによれば、厚膜抵抗体層３の抵抗値の変動を好適に所望の値に効率よく補正することができるので、好ましい。
【００３０】
次に、図４は、図１〜図３に示す例における圧電体４の一例での、圧電体４に内設された電極の平面方向の構成の例を示す断面図である。なお、図４においても、各構成部材を見分けやすくするために、断面図と同様のハッチングを施している。
【００３１】
圧電体４は、図４に示す例のように、圧電基板４ａの内部に、圧電体４に電圧を印加するための第３電極５ｃと第４電極５ｄとに、それぞれ第１電極指５ｅと第２電極指５ｆとを設けて交互に並べて配設して、第１櫛歯状電極５ｇと第２櫛歯状電極５ｈとを形成されているものであることが好ましい。このように、圧電基板４ａの内部に一対の櫛歯状電極（第１櫛歯状電極５ｇおよび第２櫛歯状電極５ｈ）が電極指（第１電極指５ｅおよび第２電極指５ｆ）を面方向に並べて配置して形成されているものとすることによって、第１電極指５ｅと第２電極指５ｆとに電圧を印加することで第１電極指５ｅと第２電極指５ｆとに挟まれた圧電基板４ａが伸縮することができる。圧電体４の内部に配設される電極構造はこのような櫛歯状の電極構造にすることが好ましく、このようにすれば、各々の第１電極指５ｅおよび第２電極指５ｆを電気的に並列にすることができ、電圧を印加したときの各電極指対の伸縮量を重畳することができるので、圧電体４の内部に第１電極指５ｅおよび第２電極指５ｆを配設しない場合に比べて、圧電体４に一定の電圧を印加したときの伸縮の変位量を大きくすることができる。
【００３２】
次に、上記の構成の配線基板１の動作について説明する。
【００３３】
まず、第１導体配線６ａおよび第２導体配線６ｂから第１電極５ａおよび第２電極５ｂを介して、厚膜抵抗体層３に電圧を印加する。また、第３導体配線６ｃおよび第４導体配線６ｄから第３電極５ｃおよび第４電極５ｄを介して、圧電体４に電圧を印加する。本例においては、圧電体４に印加する電圧は正（プラス）の直流電圧である。具体的には、圧電体４が分極している方向と逆方向に正の直流電圧を印加することで、圧電体４は収縮する。例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）からなる圧電体４を用いて、第１電極指５ｅと第２電極指５ｆとの距離を0.05ｍｍとし、第３電極５ｃと第４電極５ｄとの間に圧電体４の分極方向と逆方向に30Ｖの電圧を印加した場合には、圧電体４は面方向におおよそ0.003％収縮する。
【００３４】
ここで、圧電体４が分極している方向とは、圧電体４に存在する原子が所定の位置からずれて配置（分極）された場合における、そのずれて配置された方向をいう。なお、圧電体４に印加される直流電圧が高ければ高いほど、圧電体４における収縮の変位量は大きくなる。そして、面方向に収縮した圧電体４によって、その上面に積層された厚膜抵抗体層３も同時に面方向に収縮する。具体的には、圧電体４が面方向に0.003％収縮した場合には、圧電体４上に設置された厚膜抵抗体層３もこれに伴い面方向に0.003％収縮することとなる。
【００３５】
そして、厚膜抵抗体層３が面方向に収縮することにより、厚膜抵抗体層３が含むＲｕＯ２等の抵抗体粒子間の距離が小さくなることによって、厚膜抵抗体層３の抵抗値が低下する。
【００３６】
具体的には、１ＭΩの抵抗値を示す厚膜抵抗体層３中に含まれる抵抗体粒子であるＲｕＯ２の体積比率は約８％である。このときのＲｕＯ２粒子間の距離は約7.1μｍである。この厚膜抵抗体層３を圧電体４によって面方向に0.003％収縮させたときには、ＲｕＯ２粒子間の距離はおおよそ0.028μｍ収縮し、これによって抵抗値を1.4％変動（低下）させることができる。したがって、厚膜抵抗体層３の使用条件下において厚膜抵抗体層３にクラックが発生したり、使用温度が変動して厚膜抵抗体層３の抵抗値が変動したりした場合でも、通常ではその抵抗値の変動範囲は0.5％程度であることから、圧電体４の伸縮によって厚膜抵抗体層３の抵抗値変動を十分に補正することができる。
【００３７】
また、100ｋΩの抵抗値を示す厚膜抵抗体層３を用いた場合は、厚膜抵抗体層３中に含まれる抵抗体粒子であるＲｕＯ２粒子の体積比率は約10％である。このときのＲｕＯ２粒子間の距離は約5.7μｍである。この厚膜抵抗体層３を圧電体４によって面方向に0.003％収縮させたときには、ＲｕＯ２粒子間の距離はおおよそ0.024μｍ収縮し、これによって抵抗値を1.3％変動（低下）させることができる。したがって、１ＭΩの抵抗値を示す厚膜抵抗体層３の場合と同様に、圧電体４の収縮によって厚膜抵抗体層３の抵抗値変動を十分に補正することができる。
【００３８】
以上のように、本例の配線基板１によれば、配線基板１が実際に使用されていくうちに、厚膜抵抗体層３の切り込み溝３ａに生じたクラックによって、あるいは配線基板１の使用温度が変化することによって、厚膜抵抗体層３の抵抗値が上昇した場合であっても、圧電体４に電圧を印加して圧電体４を収縮させて厚膜抵抗体層３を収縮させることにより、厚膜抵抗体層３の抵抗値を低下させることができる。この結果、信頼性が向上する配線基板１を実現できる。また逆に、厚膜抵抗体層３の抵抗値が低下した場合であっても、圧電体４に電圧を印加して圧電体４を伸長させて厚膜抵抗体層３を伸長させることにより、厚膜抵抗体層３の抵抗値を上昇させることができる。したがって、圧電体４に電圧を印加することによって、厚膜抵抗体層３の抵抗値を所望の値に調整して抵抗値を維持することができ、それによって配線基板１の信頼性を向上することができる。
【００３９】
なお、上述した実施の形態の例は本発明の実施の形態の具体例の一つを示すものであり、これに限らず種々の変更が可能である。つまり、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば、適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施の形態についても本発明の技術的範囲に含まれるものである。以下、いくつかの主な変更例を示す。
【００４０】
（変更例１）
図１〜図３に示す例においては、圧電体４が絶縁基体２の上面に設けられている例について説明したが、例えば、図５に図１と同じく平面図で、また図６に図５の切断線Ａ−Ａ’に沿って切断したＡ−Ａ’線断面図で、また図７に図５の切断線Ｂ−Ｂ’に沿って切断したＢ−Ｂ’線断面図で示すように、絶縁基体２の上面に圧電体４の厚みと同等の深さの凹部２ａを設け、この凹部２ａに圧電体４が収容されるようにしてもよい。この場合によれば、圧電体４が絶縁基体２の上面に設けられている場合と比較して、圧電体４の厚み分だけ低背化が可能であるとともに、圧電体４に電圧を印加する第３電極５ｃおよび第４電極５ｄを絶縁基体２の内部に配設できるため、絶縁基体２の上面における配線設計の自由度が向上するという利点がある。
【００４１】
（変更例２）
また、図１〜図３に示す例においては、厚膜抵抗体層３に切り込み溝３ａが形成されている例について説明したが、これに限定されない。すなわち、厚膜抵抗体層３に切り込み溝３ａは形成されていなくてもよい。つまり、切り込み溝３ａを形成しなくても厚膜抵抗体層３について所望の抵抗値が得られた場合に、配線基板１の使用温度が変化することによって厚膜抵抗体層３の抵抗値が所望の抵抗値から変動した場合であっても、本発明を適用することによって、厚膜抵抗体層３の抵抗値を調整して、所望の抵抗値を維持することができる。
【００４２】
以上のように、本発明の配線基板は、厚膜抵抗体層について所望の抵抗値を維持することができ、それによって信頼性を向上することができる配線基板として有用である。
【符号の説明】
【００４３】
１・・・配線基板
２・・・絶縁基体
２ａ・・・凹部
３・・・厚膜抵抗体層
３ａ・・・切り込み溝
４・・・圧電体
５・・・電極
５ａ・・・第１電極（電極）
５ｂ・・・第２電極（電極）
５ｃ・・・第３電極（電極）
５ｄ・・・第４電極（電極）
５ｅ・・・第１電極指
５ｆ・・・第２電極指
５ｇ・・・第１櫛歯状電極
５ｈ・・・第２櫛歯状電極
６・・・配線導体
６ａ・・・第１配線導体（配線導体）
６ｂ・・・第２配線導体（配線導体）
６ｃ・・・第３配線導体（配線導体）
６ｄ・・・第４配線導体（配線導体）
【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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