(57)【要約】【課題】注入ノズルからの液垂れを防止する目的で、注入ノズル内に残存する液状樹脂を押し出す際に、液状樹脂が飛散することを防止でき、かつ、真空雰囲気室内の真空度が低下するという問題が生じ難いシリンジへの液状樹脂の充填装置及び充填方法を提供する。【解決手段】注入ノズル４が、円筒状のノズル本体２１と、その先端に移送ホース１８が接続される分岐管２２と、上下動可能であるプランジャー２３とを備えており、プランジャー２３を上昇させたときには、ノズル本体２１と分岐管２２とが連通し、プランジャー２３を下降させたときには、プランジャー２３の側面で分岐管２２の出口２６が閉塞されることを特徴とするシリンジへの液状樹脂の充填装置及びこの充填装置を用いた充填方法。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上端に開口部を下端に注出口を設けて形成された複数本のシリンジが配置される真空雰囲気室と、真空雰囲気室の外部に配置され液状樹脂がストックされたストックタンクと、ストックタンクと移送ホースによって接続されると共に真空雰囲気室内にあってシリンジの上方に配置され、ストックタンクから供給される液状樹脂をシリンジ内に上端の開口部から注入して充填する注入ノズルとを具備するシリンジへの液状樹脂の充填装置において、
前記注入ノズルが、立設されていて、その下端に液状樹脂の吐出口を有する円筒状のノズル本体と、ノズル本体の側面から延出され、その先端に前記移送ホースが接続される分岐管と、ノズル本体の内壁に摺接しながら上下動可能であるプランジャーとを備えており、プランジャーの先端が分岐管の出口より上方位置に達するまでプランジャーを上昇させたときには、ノズル本体と分岐管とが連通し、プランジャーの先端が吐出口に達する位置までプランジャーを下降させたときには、プランジャーの側面で分岐管の出口が閉塞されることを特徴とするシリンジへの液状樹脂の充填装置。
【請求項２】
プランジャーの先端部を、突出している円錐形状に形成していることを特徴とする請求項１記載のシリンジへの液状樹脂の充填装置。
【請求項３】
プランジャーの先端面を、同心円状に配設した複数の円状溝を有する面に形成していることを特徴とする請求項１記載のシリンジへの液状樹脂の充填装置。
【請求項４】
プランジャーの先端面を、複数のくぼみを有する面に形成していることを特徴とする請求項１記載のシリンジへの液状樹脂の充填装置。
【請求項５】
プランジャーの先端面を、円錐形状の凹部を有する面に形成していることを特徴とする請求項１記載のシリンジへの液状樹脂の充填装置。
【請求項６】
上端に開口部を下端に注出口を設けて形成された複数本のシリンジを真空雰囲気室内に配置し、真空雰囲気室の外部に配置され液状樹脂がストックされたストックタンクから、移送ホースを介して真空雰囲気室内に配置された注入ノズルに液状樹脂を供給し、さらに、注入ノズルから液状樹脂を各シリンジ内に注入して充填するシリンジへの液状樹脂の充填方法において、
前記注入ノズルが、立設されていて、その下端に液状樹脂の吐出口を有する円筒状のノズル本体と、ノズル本体の側面から延出され、その先端に前記移送ホースが接続される分岐管と、ノズル本体の内壁に摺接しながら上下動可能であるプランジャーとを備えており、注入ノズルから液状樹脂をシリンジ内に注入するときは、プランジャーの先端が分岐管の出口より上方位置に達するまでプランジャーを上昇させて、ノズル本体と分岐管とを連通させて吐出口から液状樹脂をシリンジ内に注入し、注入ノズルから液状樹脂をシリンジ内に注入するのを停止するときには、プランジャーの先端が吐出口に達する位置までプランジャーを下降させると共に、プランジャーの側面で分岐管の出口を閉塞することを特徴とするシリンジへの液状樹脂の充填方法。
【請求項７】
注入ノズルから液状樹脂をシリンジ内に注入するのを停止するときに、プランジャーの先端が吐出口に達する位置までプランジャーを下降させた後、プランジャーを上昇させて、プランジャーの先端をノズル本体の吐出口よりノズル本体の内側に収納した位置で、プランジャーの先端に付着した液状樹脂の液切れを行うことを特徴とする請求項６記載のシリンジへの液状樹脂の充填方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体パッケージの封止に用いられる液状封止樹脂等の液状樹脂をシリンジ（注入器）に充填する充填装置及び充填方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液状封止樹脂を用いて半導体パッケージの封止を行うにあたっては、液状封止樹脂をシリンジに充填しておき、シリンジの下端の注出口から液状封止樹脂を注出して滴下することによって行われている。
【０００３】
液状封止樹脂等の液状樹脂をシリンジに充填する充填装置として、複数本のシリンジが配置される真空雰囲気室と、真空雰囲気室の外部に配置され液状樹脂がストックされたストックタンクと、ストックタンクと移送ホースによって接続されると共に真空雰囲気室内にあってシリンジの上方に配置され、ストックタンクから供給される液状樹脂をシリンジ内にシリンジ上端の開口部から注入して充填する注入ノズルとを具備しており、ストックタンク内の液状樹脂を注入ノズルに供給し、さらに、注入ノズルから液状樹脂をシリンジ内に注入して充填する充填装置が知られている（例えば特許文献１、２参照。）。
【０００４】
このような充填装置ではシリンジへの液状樹脂の注入を終えると、注入ノズルからの液状樹脂の吐出を一旦停止する必要がある。液状樹脂の吐出を一旦停止した際に、注入ノズルの吐出口から液状樹脂が液垂れすると、シリンジの開口部が液状樹脂で汚されたり、シリンジへの液状樹脂の充填量の精度が悪くなる問題があった。そこで、特許文献２では、注入ノズル内に残存する液状樹脂をエアーを用いて押し出して、注入ノズルの吐出口からの液垂れを防止することが提案されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２１９０号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開２００２−３２６６０７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のように、注入ノズル内に残存する液状樹脂をエアーを用いて押し出して、注入ノズルの吐出口からの液垂れを防止する場合には、エアーによって液状樹脂が飛散して、シリンジの開口部付近等が汚されたり、また、真空雰囲気室内に、外部からのエアーが導入されるため、真空雰囲気室内の真空度が低下するという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、注入ノズルの吐出口からの液垂れを防止する目的で、注入ノズル内に残存する液状樹脂を押し出す際に、液状樹脂が飛散することを防止でき、その結果、シリンジの開口部付近等が汚されることがなく、かつ、真空雰囲気室内の真空度が低下するという問題が生じ難いシリンジへの液状樹脂の充填装置及び充填方法を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明のシリンジへの液状樹脂の充填装置は、上端に開口部を下端に注出口を設けて形成された複数本のシリンジが配置される真空雰囲気室と、真空雰囲気室の外部に配置され液状樹脂がストックされたストックタンクと、ストックタンクと移送ホースによって接続されると共に真空雰囲気室内にあってシリンジの上方に配置され、ストックタンクから供給される液状樹脂をシリンジ内に上端の開口部から注入して充填する注入ノズルとを具備するシリンジへの液状樹脂の充填装置において、前記注入ノズルが、立設されていて、その下端に液状樹脂の吐出口を形成している円筒状のノズル本体と、ノズル本体の側面から延出され、その先端に前記移送ホースが接続される分岐管と、ノズル本体の内壁に摺接しながら上下動可能であるプランジャーとを備えており、プランジャーの先端が分岐管の出口より上方位置に達するまでプランジャーを上昇させたときには、ノズル本体と分岐管とが連通し、プランジャーの先端が吐出口に達する位置までプランジャーを下降させたときには、プランジャーの側面で分岐管の出口が閉塞されることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に係る発明のシリンジへの液状樹脂の充填装置は、請求項１記載のシリンジへの液状樹脂の充填装置において、プランジャーの先端部を、突出している円錐形状に形成していることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に係る発明のシリンジへの液状樹脂の充填装置は、請求項１記載のシリンジへの液状樹脂の充填装置において、プランジャーの先端面を、同心円状に配設した複数の円状溝を有する面に形成していることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に係る発明のシリンジへの液状樹脂の充填装置は、請求項１記載のシリンジへの液状樹脂の充填装置において、プランジャーの先端面を、複数のくぼみを有する面に形成していることを特徴とする。
【００１３】
請求項５に係る発明のシリンジへの液状樹脂の充填装置は、請求項１記載のシリンジへの液状樹脂の充填装置において、プランジャーの先端面を、円錐形状の凹部を有する面に形成していることを特徴とする。
【００１４】
請求項６に係る発明のシリンジへの液状樹脂の充填方法は、上端に開口部を下端に注出口を設けて形成された複数本のシリンジを真空雰囲気室内に配置し、真空雰囲気室の外部に配置され液状樹脂がストックされたストックタンクから、移送ホースを介して真空雰囲気室内に配置された注入ノズルに液状樹脂を供給し、さらに、注入ノズルから液状樹脂を各シリンジ内に注入して充填するシリンジへの液状樹脂の充填方法において、
前記注入ノズルが、立設されていて、その下端に液状樹脂の吐出口を有する円筒状のノズル本体と、ノズル本体の側面から延出され、その先端に前記移送ホースが接続される分岐管と、ノズル本体の内壁に摺接しながら上下動可能であるプランジャーとを備えており、注入ノズルから液状樹脂をシリンジ内に注入するときは、プランジャーの先端が分岐管の出口より上方位置に達するまでプランジャーを上昇させて、ノズル本体と分岐管とを連通させて吐出口から液状樹脂をシリンジ内に注入し、注入ノズルから液状樹脂をシリンジ内に注入するのを停止するときには、プランジャーの先端が吐出口に達する位置までプランジャーを下降させると共に、プランジャーの側面で分岐管の出口を閉塞することを特徴とする。
【００１５】
請求項７に係る発明のシリンジへの液状樹脂の充填方法は、請求項６記載のシリンジへの液状樹脂の充填方法において、注入ノズルから液状樹脂をシリンジ内に注入するのを停止するときに、プランジャーの先端が吐出口に達する位置までプランジャーを下降させた後、プランジャーを上昇させて、プランジャーの先端をノズル本体の吐出口よりノズル本体の内側に収納した位置で、プランジャーの先端に付着した液状樹脂の液切れを行うことを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１〜図９に基づいて、本発明の実施形態を説明する。図１は充填装置の全体構成図、図２、図３、図４は注入ノズルの吐出口から液状樹脂を吐出させるステップを説明した説明図である。図５〜図９はプランジャーの先端部を説明するための図である。
【００１７】
本発明の実施形態に係るシリンジへの液状樹脂の充填装置１は、図１に示すように、真空雰囲気室２と、ストックタンク３と、注入ノズル４とを具備している。真空雰囲気室２は、アクリル樹脂板等で作製されたものであり、開閉自在に設けた出し入れ口（図示せず）を閉じると密閉状態になるようにしてある。真空雰囲気室２は、その側面に排気筒５が設けてあり、この排気筒５に真空ポンプ６が接続してある。また、真空雰囲気室２は、その側面に真空計７を備えており、真空雰囲気室２内の真空度を測定可能としている。また、真空雰囲気室２は、真空ポンプ６及び真空計７と接続している制御器８によって、真空ポンプ６の動作を制御することにより、真空雰囲気室２内の真空度を所定の真空度に保持できるようにしている。
【００１８】
また、真空雰囲気室２内には、上端に開口部９を下端に注出口１０を設けて形成された複数本のシリンジ１１が配置される。これらのシリンジ１１は、シリンジスタンド１２の上面に縦方向及び横方向に配列して保持されている。これら、各シリンジ１１は、その開口部９を上に、注入口１０を下にして保持されている（図２参照）。シリンジスタンド１２は、計量秤の上に載置されており、シリンジ１１内に注入された液状樹脂１４（図２参照）を計量できるようになっている。シリンジスタンド１２は、計量秤と共に、スタンド移動装置１５によって、水平方法及び垂直方向に移動可能としている。
【００１９】
また、この充填装置１では、液状樹脂１４がストックされるストックタンク３は、下部がテーパー形状になっており、その下端に樹脂出口１６が設けてあり、この樹脂出口１６から液状樹脂１４を送り出すようにしている。ストックタンク３の外周には、液状樹脂１４の温度を調整する温度調整装置１７が付設されている。ストックタンク３の樹脂出口１６には、移送ホース１８の一端が接続されており、移送ホース１８の他端は注入ノズル４の分岐管２２（図２参照）に接続されている。この注入ノズル４は、真空雰囲気室２内にあってシリンジ１１の上方に配置されている。
【００２０】
注入ノズル４の分岐管２２の先端に位置する供給口２０（図２参照）近傍の移送ホース１８には樹脂用バルブ２７を設けている。樹脂用バルブ２７は、前後自在に移動する断面視が略矩形状の押片２８と、その対向面に配置されたプレート２９とで、移送ホース１８を挟んで、液状樹脂１４の供給を停止するピンチコック式のものである。
【００２１】
注入ノズル４は、ストックタンク３から供給された液状樹脂１４を、下端に形成した吐出口１９（図２参照）から吐出して、シリンジ１１の上端の開口部９からシリンジ１１内に注入する。注入ノズル４及びシリンジ１１は、真空雰囲気中に配置されるので、液状樹脂１４に空気が巻き込まれることなしに、液状樹脂１４をシリンジ１１内に充填することができる。
【００２２】
また、注入ノズル４は、図２に示すように、立設されていて、その下端に液状樹脂１４の吐出口１９を形成している円筒状のノズル本体２１と、ノズル本体２１の側面から延出され、その先端に前記移送ホース１８が接続される分岐管２２と、ノズル本体２１の内壁に摺接しながら上下動可能であるプランジャー２３とを備えている。プランジャー２３は、プランジャー駆動用シリンダー２５によって、ノズル本体２１の内壁に摺接しながら上下動できるようにしている。なお、プランジャー２３がノズル本体２１の内壁に摺接する部分は、円筒形状としている。
【００２３】
そして、プランジャー２３の先端２４が分岐管２２の出口２６より上方位置に達するまでプランジャー２３を上昇させたときには、ノズル本体２１と分岐管２２とが連通し、プランジャー２３の先端２４が吐出口１９に達する位置までプランジャー２３を下降させたときには、プランジャー２３の側面で分岐管の出口２６が閉塞される。なお、分岐管２２の先端側が、移送ホース１８から液状樹脂１４が供給される供給口２２となり、分岐管２２のノズル本体２１側が出口２６となる。
【００２４】
ノズル本体２１及び分岐管２２の材質は、鉄、ステンレス等の金属又はフッ素樹脂などのプラスチック類であることが耐久性等の点で好ましく、プランジャー２３の材質は、鉄、ステンレス等の金属又はフッ素樹脂などのプラスチック類であることが耐久性等の点で好ましい。
【００２５】
そして、プランジャー２３の先端部３０の形状について、図２で示すものは先端２４を平坦面に形成している例であり、プランジャー２３の作製が容易であるという利点がある。
【００２６】
以下、上記のシリンジへの液状樹脂の充填装置１を用いて、液状樹脂１４をシリンジ１１内に注入して充填する充填方法について、図２〜図４に基づいて説明する。
【００２７】
液状樹脂１４のシリンジ１１内への充填を開始する前の段階では、図３に示すように、樹脂用バルブ２７の押片２８を前進させ、押片２８とプレート２９とで移送ホース１８を挟んで締めて、移送ホース１８から、注入ノズル４への液状樹脂１４の供給を停止すると共に、注入ノズル４が備えるプランジャー２３を下降させて、プランジャー２３の側面で分岐管の出口２６を閉塞した状態にしている。
【００２８】
そして、液状樹脂１４をシリンジ１１内に充填するときには、図２に示すように、プランジャー２３の先端２４が分岐管２２の出口２６より上方位置に達するまでプランジャー２３を上昇させて、ノズル本体２１と分岐管２２とを連通すると共に、樹脂用バルブ２７の押片２８を後退させ、押片２８とプレート２９とで移送ホース１８を挟むのを解除して、液状樹脂１４を、注入ノズル４の供給口２０から注入ノズル４に供給し、さらに、その液状樹脂１４を注入ノズル４の下端の吐出口１９から吐出させて、シリンジ１１内に注入する。
【００２９】
そして、シリンジ１１内に所定量の液状樹脂１４が供給されたところで、図３に示すように、樹脂用バルブ２７の押片２８を前進させ、押片２８とプレート２９とで移送ホース１８を挟んで締めて、移送ホース１８から、注入ノズル４への液状樹脂１４の供給を停止すると共に、プランジャー２３の先端２４が吐出口１９に達する位置までプランジャー２３を下降させる。このプランジャー２３の下降動作に伴って、ノズル本体２１中に残存した液状樹脂１４を吐出口１９から、シリンジ１１内に注入する。そして、プランジャー２３の先端２４が吐出口１９に達する位置までプランジャー２３を下降させたときには、プランジャー２３の側面で分岐管の出口２６は閉塞されるようにしている。
【００３０】
このようにして、シリンジ１１内への液状樹脂１４の充填を行うと、プランジャー２３の下降動作に伴って、ノズル本体２１内から液状樹脂１４は押し出されるため、注入ノズル４の吐出口１９からの液垂れが防止される。
【００３１】
なお、図３に示すように、プランジャー２３の先端２４には、液切れ後の液状樹脂１４が若干量残存する。そこで、プランジャーの先端２４がノズル本体２１の吐出口１９に達する位置までプランジャー２３を下降させた後、図４に示すように、プランジャー２３を上昇させて、プランジャーの先端２４をノズル本体２１の吐出口１９よりノズル本体２１の内側に収納した位置で、プランジャーの先端２４に付着した液状樹脂１４の液切れを行うようにすると、若干量残存する液切れ後の液状樹脂１４は、プランジャーの先端２４とノズル本体２１の内面とで形成される凹部で保持されるため、時間が経過しても下方に落下することがないので、より確実に吐出口１９からの液垂れが防止されるので好ましい。
【００３２】
また、この充填方法によれば、エアーを用いて注入ノズル内に残存する液状樹脂を押し出す場合の問題であった、液状樹脂の飛散を防止でき、かつ、真空雰囲気室内の真空度が低下する問題が生じ難くなる。
【００３３】
このように、上記のシリンジへの液状樹脂の充填装置１を用いた充填方法によれば、注入ノズル４内に残存する液状樹脂１４を押し出す際に、液状樹脂１４が飛散することを防止でき、その結果、シリンジの開口部９付近等が汚されることがなく、かつ、真空雰囲気室２内の真空度が低下するという問題が生じ難くなる。
【００３４】
以上、プランジャー２３の先端部３０の形状について、図５に示すように、プランジャー２３の先端面３１を平坦面に形成している場合について説明したが、この実施形態のシリンジへの液状樹脂の充填装置１では、プランジャー２３の先端部３０の形状について、以下に述べる各種のバリエーションを採用することができる。
【００３５】
図６は、プランジャー２３の先端部３０を、外方に突出している円錐形状に形成している例を示すものであり、先端面３１が先細りするテ−パー状となるため、プランジャー２３の先端面３１に付着した液状樹脂１４の液切れ性が向上するので好ましい。特に、粘度が３０〜１００Ｐａ・ｓの比較的低粘度の液状樹脂１４の場合には、先端部３０を外方に突出している円錐形状に形成していると、液垂れの成長、脱落が早まる傾向があるので、好ましい。
【００３６】
図７は、プランジャー２３の先端部３０の先端面３１を、同心円状に配設した複数の円状溝３２を有する面に形成している例を示すものであり、この先端部３０は、液切れ後に先端面３１に付着した液状樹脂１４を、表面張力の作用で保持する性質が強いので、液垂れ防止に効果があり、好ましい。特に、粘度が３００〜６００Ｐａ・ｓの中・高粘度の液状樹脂１４の場合に、液垂れ防止効果が顕著となる。
【００３７】
図８は、プランジャー２３の先端部３０の先端面３１を、複数のくぼみ３２を有する面に形成している例を示すものであり、この先端部３０は、液切れ後に先端面３１に付着した液状樹脂１４を、表面張力の作用で保持する性質が強いので、液垂れ防止に効果があり、好ましい。特に、粘度が３００〜６００Ｐａ・ｓの中・高粘度の液状樹脂１４の場合に、液垂れ防止効果が顕著となる。
【００３８】
図９は、プランジャー２３の先端部３０の先端面３１を、円錐形状の凹部を有する面に形成している例を示すものであり、円錐形状の凹部は、先端面３１に付着した液状樹脂１４の液切れ性を向上させると共に、液切れ後に先端面３１に付着した液状樹脂１４を保持する性質があるので、液垂れ防止に効果があり、好ましい。特に、粘度が３０〜６００Ｐａ・ｓの粘度の液状樹脂１４の場合に、液垂れ防止効果が顕著となる。
【００３９】
【発明の効果】
請求項１に係る発明のシリンジへの液状樹脂の充填装置は、上記の構成を有しているので、注入ノズルの吐出口からの液垂れを防止する目的で、注入ノズル内に残存する液状樹脂を押し出す際に、液状樹脂が飛散することを防止でき、その結果、シリンジの開口部付近が汚されることがなく、かつ、真空雰囲気室内の真空度が低下し難いという効果を奏する。
【００４０】
請求項２に係る発明のシリンジへの液状樹脂の充填装置は、請求項１の効果に加えて、プランジャーの先端面に付着した液状樹脂の液切れ性が向上するという効果を奏する。
【００４１】
請求項３及び請求項４に係る発明のシリンジへの液状樹脂の充填装置は、請求項１の効果に加えて、液切れ後にプランジャーの先端面に付着した液状樹脂が、プランジャーの先端部で保持されるため、より確実に液垂れを防止できるという効果を奏する。
【００４２】
請求項５に係る発明のシリンジへの液状樹脂の充填装置は、請求項１の効果に加えて、円錐形状の凹部は、プランジャーの先端面に付着した液状樹脂の液切れ性を向上させると共に、液切れ後に先端面に付着した液状樹脂が、プランジャーの先端部で保持されるため、より確実に液垂れを防止できるという効果を奏する。
【００４３】
請求項６に係る発明のシリンジへの液状樹脂の充填方法によれば、注入ノズルの吐出口からの液垂れを防止する目的で、注入ノズル内に残存する液状樹脂を押し出す際に、液状樹脂が飛散することを防止でき、その結果、シリンジの開口部付近が汚されることがなく、かつ、真空雰囲気室内の真空度が低下し難いという効果を奏する。
【００４４】
請求項７に係る発明のシリンジへの液状樹脂の充填方法によれば、請求項６の効果に加えて、プランジャーの先端に若干量残存する液切れ後の液状樹脂が、プランジャーの先端とノズル本体の内面とで形成される凹部で保持されるため、時間が経過しても下方に落下することがなく、より確実に吐出口からの液垂れを防止できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の充填装置の全体構成図である。
【図２】液状樹脂を吐出させるステップの説明図である。
【図３】液状樹脂を吐出させる際の図２に続くステップの説明図である。
【図４】液状樹脂を吐出させる際の図３に続くステップの説明図である。
【図５】先端が平坦なプランジャーの先端部を示す斜視図である。
【図６】突出している円錐形状に形成したプランジャー先端部を示す斜視図である。
【図７】複数の円状溝を有しているプランジャー先端部を示す（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。
【図８】複数のくぼみを有しているプランジャー先端部を示す（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。
【図９】円錐形状の凹部を有しているプランジャー先端部を示す斜視図である。
【符号の説明】
１  充填装置
２  真空雰囲気室
３  ストックタンク
４  注入ノズル
９  開口部
１０  注出口
１１  シリンジ
１２  シリンジスタンド
１４  液状樹脂
１８  移送ホース
１９  吐出口
２０  供給口
２１  ノズル本体
２２  分岐管
２３  プランジャー
２４  先端
２５  シリンダー
２６  出口
２７  樹脂用バルブ
３０  先端部
３１  先端面
３２  円状溝
３３  くぼみ
【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】
2004345697.tif 000009
【図８】
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【図９】
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