(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮成形金型への投入に先立って、粉状または粒状の樹脂を所定の形状に予備成形する予備成形樹脂の製造方法であって、
前記粉状または粒状の樹脂を包被するために所定の形状に切断されたフィルムを支持体に固定するフィルム固定工程と、
前記支持体に固定された前記フィルム上に前記粉状または粒状の樹脂を供給する樹脂供給工程と、
前記フィルム上に供給された前記粉状または粒状の樹脂を包被する包被工程と、
前記包被された状態のままで前記フィルムを介して前記粉状または粒状の樹脂を複数段階に分割された加熱工程を行うことにより所定の形状に予備成形する予備成形工程と、を含む
ことを特徴とする予備成形樹脂の製造方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記予備成形工程が、更に、
前記加熱により所定の形状に成形された前記樹脂を冷却する冷却工程と、を含み、
かつ、
前記支持体が複数用意されることにより、前記フィルム固定工程、樹脂供給工程、包被工程、加熱工程、冷却工程のうち少なくとも２つ以上の工程が同時に進行している
ことを特徴とする予備成形樹脂の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記樹脂供給工程が、
最終的な必要量の範囲内で概量を供給する第１の樹脂供給工程と、
前記必要量と前記概量との差分を供給する第２の樹脂供給工程と、を含む
ことを特徴とする予備成形樹脂の製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかにおいて、
前記複数段階に分割された加熱工程が、
前記粉状または粒状の樹脂を第１の形状に加熱成形する第１の加熱工程と、
前記第１の形状とされた前記樹脂を第２の形状に加熱成形する第２の加熱工程と、を含む
ことを特徴とする予備成形樹脂の製造方法。
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれかにおいて、
前記支持体が少なくとも工程の数だけ用意されることにより、全ての工程が同時に進行している
ことを特徴とする予備成形樹脂の製造方法。
【請求項６】
圧縮成形金型への投入に先立って、粉状または粒状の樹脂を所定の形状に予備成形する予備成形樹脂の製造装置であって、
所定の形状に切断されたフィルムと、
該フィルムを固定可能な支持体と、を備え、
該支持体に固定されたフィルムによって前記粉状または粒状の樹脂を包被した上で複数段階に分割された加熱を行うことにより予備成形する
ことを特徴とする予備成形樹脂の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体チップ等を搭載した基板を樹脂にて圧縮封止する樹脂封止装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体チップ等の製品を樹脂にて封止する装置として、いわゆる圧縮型の樹脂封止装置に対する需要が高まっている。このような圧縮型の樹脂封止装置として、特許文献１に示される樹脂封止装置が公知である。特許文献１に記載されている樹脂封止装置は、上型と下型とからなる圧縮成形金型を備えている。また、この下型にはプレスが連結されており、所定のタイミングで下型を上型に対して当接、離間することが可能とされている。下型は、貫通孔を備えた枠状金型と当該貫通孔に嵌合して配置される圧縮金型とを有した構成とされ、下型の対向面（上型側表面）の一部に形成されるキャビティにおいて被成形品を樹脂にて圧縮封止する。
【０００３】
このような圧縮成形金型を備える樹脂封止装置においては、圧縮成形金型への投入に先立ち、予め粉状若しくは粒状の樹脂をキャビティの形状に合わせて予備成形（プレ成形、打錠）した上で投入する手法を採ることがある。これは、投入する樹脂を予めキャビティの形状に合わせることで圧縮時の樹脂の流動を最小限に抑える目的がある。また、樹脂が粉状や粒状のままでは熱が内部まで伝達され難い場合や伝達むらが生じる場合があるが、予備成形を行うことで熱の伝達を均一化し、樹脂封止時において全体として素早く樹脂を溶融させることが可能となる等の理由によるものである。
【０００４】
このような予備成形を行う装置、方法が特許文献２に示されている。この特許文献２に示される装置を概略的に図１０に示すと共に、構成および作用について間単に説明する。
【０００５】
プレ成形部２００は、樹脂供給機構１００から供給された樹脂３００を、樹脂封止装置（図示しない）のキャビティの形状に合わせて予め予備成形することを目的としている。プレ成形部２００は、ヒータ（図示しない）が備わった打錠プレス２０２と、当該打錠プレス２０２に隣接して配置される冷却部２０４とから構成される。また、第１ローラ２０８Ａ、第２ローラ２０８Ｂおよび駆動ローラ２１０にはフィルム２０６が係合している。この駆動ローラ２１０は、自身が水平方向（図１０において左右方向）に移動可能とされている。その結果、駆動ローラ２１０は、型開きした状態の打錠プレス２０２と冷却部２０４の間に進入することが可能とされている。
【０００６】
図１０（Ａ）に示すように、樹脂供給機構１００からシュータ１１２を介して粉状または粒状の樹脂３００がフィルム２０６上に供給される（この最初にフィルム２０６上に供給された樹脂３００を説明のため第１の樹脂３００Ａとする。）。その後、駆動ローラ２１０がプレ成形部２００側（図１０において右側）に移動する。これにより、図１０（Ｂ）に示すように、第１の樹脂３００Ａが、打錠プレス２０２の位置にまで移動し、打錠プレス２０２により所定の形状（例えば、樹脂封止装置のキャビティの形状と相似する板状）へと打錠（予備成形）される。また、この間に、樹脂供給機構１００から別の樹脂３００がフィルム２０６上に供給される（ここで供給された樹脂３００を第２の樹脂３００Ｂとする。）。
【０００７】
その後は図１０（Ｃ）〜（Ｄ）に示すように、フィルム２０６によって上下に包被されながら第１、第２の樹脂３００Ａ、３００Ｂが順次打錠、冷却される。第２の樹脂３００Ｂの冷却が完了すると、図１０（Ｅ）に示したように、駆動ローラ２１０が再度水平移動する。その結果、第１、第２の樹脂３００Ａ、３００Ｂの上下に位置していたフィルム２０６の包被が解かれ、取り出し可能となる。その後、図１０（Ｅ）〜（Ｆ）に示すように、搬送機構４００によって順次運び出される。その後は図１０（Ａ）に戻り、同様の動作が繰り返される。なお、搬送機構によって運び出された予備成形後の樹脂は、樹脂封止装置（圧縮成形金型）への投入に先立って再度確認のため計量（予備成形後計量）された後、金型へと投入される。
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−２１９２９７号公報
【特許文献２】特開２００６−１４２６７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
近年、圧縮型の樹脂封止装置は、生産性向上の要請を受けマルチプレス化、高速化する状況にある。即ち、樹脂封止装置（圧縮成形金型）が、大量の予備成形樹脂を要求する状況にある。
【００１０】
しかしながら、上記説明した手順（特許文献２に記載された手順）では、当該要求に必ずしも応えられるものではなかった。即ち、打錠プレスや冷却部などの各部分に多くの「待機時間」が存在していることによって、当該要求に見合うような「効率よく予備成形樹脂を成形する」ことができていない。具体的に図１０を参照しつつ説明すると、例えば、図１０（Ｂ）の時点においては、冷却部２０４は、打錠プレス２０２によって第１の樹脂３００Ａが打錠されるまでの間、待機状態となっている。また、図１０（Ｄ）の時点では、冷却部２０４によって第２の樹脂３００Ｂの冷却が終了するまでの間、打錠プレス２０２は予備成形樹脂の生産には寄与していない。更にこの何れの時点においても、樹脂供給機構１００や搬送機構４００は待機状態にある。
【００１１】
一方、このような各部の待機状態を解消し、予備成形樹脂の生産性を向上させるには、図１１に示すような方法を採用することも可能である。ここでは、樹脂を包被するフィルム２０６を上下別々とし、その上下のフィルム２０６のそれぞれを巻回したフィルム供給ロール２１０から供給すると同時にフィルム回収ロール２１１によって巻回して回収している。このようにして連続的に予備成形樹脂を製造すれば、打錠プレス２０２や冷却部２０４の待機時間を減らし効率よく予備成形樹脂を製造することは可能となる。しかしこのような手法では、フィルムの再利用ができずにフィルムに要するコストが上昇する。また、上下別々にフィルムをハンドリングしているため、上下のフィルムの同期を取ることが難しく、場合によっては樹脂を包被した後に「ズレ」が生じ、精度の良い予備成形樹脂を製造することが困難である。
【００１２】
本発明は、これらの問題点を解決するべくなされたものであって、フィルムの再利用を可能としてフィルムに要するコストの低減を図ると共に、精度のよい予備成形樹脂を効率よく生産することができる予備成形樹脂の製造方法および製造装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、圧縮成形金型への投入に先立って、粉状または粒状の樹脂を所定の形状に予備成形する予備成形樹脂の製造方法であって、前記粉状または粒状の樹脂を包被するために所定の形状に切断されたフィルムを支持体に固定するフィルム固定工程と、前記支持体に固定された前記フィルム上に前記粉状または粒状の樹脂を供給する樹脂供給工程と、前記フィルム上に供給された前記粉状または粒状の樹脂を包被する包被工程と、前記包被された状態のままで前記フィルムを介して前記粉状または粒状の樹脂を複数段階に分割された加熱工程を行うことにより所定の形状に予備成形する予備成形工程と、を経て予備成形樹脂を製造することにより、上記課題を解決するものである。
【００１４】
このような方法を採用すれば、フィルムの再利用が可能となり、フィルムに要するコストを低減することができる。また、フィルムを支持体に固定しているためフィルムのハンドリングが容易である。更に、フィルムが支持体に固定された状態で樹脂を包被しているので、樹脂を包被するフィルムに「ズレ」が生じる余地を排除しているため、フィルムの同期をとる必要もない。
【００１５】
また、前記予備成形工程が、更に、前記加熱により所定の形状に成形された前記樹脂を冷却する冷却工程と、を含み、かつ、前記支持体が複数用意されることにより、前記フィルム固定工程、樹脂供給工程、包被工程、加熱工程、冷却工程のうち少なくとも２つ以上の工程が同時に進行するような方法を採用することも可能である。
【００１６】
このような方法を採用すれば、同時に複数の支持体（および当該支持体に固定されたフィルム）を利用して予備成形樹脂を製造することが可能となり、生産効率を向上させることが可能となる。
【００１７】
また、前記樹脂供給工程が、最終的な必要量の範囲内で概量を供給する第１の樹脂供給工程と、前記必要量と前記概量との差分を供給する第２の樹脂供給工程と、を含むような方法を採用することも可能である。
【００１８】
このように全工程の中で「ボトルネック」となり得る樹脂供給工程を複数段階の工程に分割することで、予備成形樹脂のタクトタイムを向上させることが可能となる。更に、第１の樹脂供給工程にて概量を供給しておき、第２の樹脂供給工程で「差分」を（ボトルネックとならない範囲で）時間を掛けて計量供給することができ、予備成形樹脂の成形精度（樹脂量という観点からの成形精度）を向上させることも可能となる。
【００１９】
また、前記複数段階に分割された加熱工程が、前記粉状または粒状の樹脂を第１の形状に加熱成形する第１の加熱工程と、前記第１の形状とされた前記樹脂を第２の形状に加熱成形する第２の加熱工程と、を含むような方法を採用することも可能である。
【００２０】
このように全工程の中で「ボトルネック」となり得る加熱工程を複数段階の工程に分割することで、予備成形樹脂のタクトタイムを向上させることが可能となる。更に、単に複数回に分割して加熱成形するのではなく、段階的に異なる「型」を用いて加熱成形することも可能になる。例えば、第１の加熱工程では中央部にまで熱が伝達するように中央部が凸状に盛り上がった「型」を用いて加熱成形し、その後、全体を万遍なく加熱するように平坦な「型」を用いて加熱成形するといったことも可能となる。
【００２１】
また、前記支持体が少なくとも工程の数だけ用意されることにより、全ての工程が同時に進行するような方法を採用することも可能である。
【００２２】
このような方法を採用すれば、常に全ての工程で作業が行われることとなり、生産効率の最大化を図ることが可能となる。
【００２３】
また本発明は、見方を変えると、圧縮成形金型への投入に先立って、粉状または粒状の樹脂を所定の形状に予備成形する予備成形樹脂の製造装置であって、所定の形状に切断されたフィルムと、該フィルムを固定可能な支持体と、を備え、該支持体に固定されたフィルムによって前記粉状または粒状の樹脂を包被した上で複数段階に分割された加熱を行うことにより予備成形することを特徴とする予備成形樹脂の製造装置として捉えることも可能である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明を適用することにより、フィルムの再利用を許容しつつ、精度のよい予備成形樹脂を効率よく生産することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、添付図面を用いて、本発明に対する比較例にかかる予備成形樹脂の製造方法について詳細に説明する。図１は、第１の製造工程例を概略的に示した図である。図２は、樹脂計量供給部からフィルムへの樹脂の供給状態を示した図である。図３は、トレイの概略構成図である。図４（Ａ）は打錠プレスの概略構成図、（Ｂ）は、冷却プレスの概略構成図である。
【００２６】
製造装置１には、支持体としての複数のトレイ１０と、当該トレイ１０に対して所定の形状に切断された短冊フィルム２２を供給するフィルムカッター２０と、粉状または粒状の樹脂を計量し供給可能な樹脂計量供給部１２を備えている。また、トレイ１０を適宜循環させる循環機構（図示していない）が備わっている。
【００２７】
なお、比較例におけるトレイ（支持体）１０は、図３に示すように、２つの略四角形の枠体がそれぞれ１辺で係着した態様とされている。またこの係着部分を支点に回動可能とされており、当該回動によってトレイの開閉が行なわれる構成とされている。
【００２８】
製造装置１では、トレイ（支持体）１０が順次循環する態様で用いられ、予備成形樹脂が製造される。図１において示した（１）から（６）の順序に従って、トレイ１０が循環しつつ予備成形樹脂の製造が行われる。
【００２９】
（１）は、トレイ１０の準備工程に相当する位置であり、開かれたトレイ１０に対してフィルムカッター２０から所定の形状に切断された短冊フィルム２２が供給され固定される。このフィルムは例えばＰＴＦＥ等の材料からなるフィルムが利用される。勿論その他にも、予備成形後の樹脂から容易に剥離することができる限りにおいて種々のフィルムを利用できる。また、トレイ１０に対する短冊フィルム２２の固定手段も特に限定されるものではない。
【００３０】
（２）は、樹脂供給の工程に相当する位置であり、製造装置１に備わる樹脂計量供給部１２から、粉状樹脂３０が所定量計量された上で供給される。この樹脂計量供給部１２からの樹脂３０の供給は図２のように行なわれる。即ち、トレイ１０に短冊フィルム２２が固定された状態で且つトレイ１０が開いた状態で、樹脂計量供給部１２から所定量計量された樹脂３０が直接供給されている。
【００３１】
（３）は、トレイ１０が閉じられる工程に相当する位置であり、当該工程によって粉状樹脂３０がトレイ１０に固定された短冊フィルム２２によって上下から包被される。なお、比較例では、開閉するトレイ１０によって粉状樹脂３０の包被が行われているが、例えば物理的に分離した別々のトレイ１０を上下に重ねて連結固定することで包被を実現するように構成することも可能である。
【００３２】
（４）は加熱工程に相当する位置であり、打錠プレス（図１では図示していない）によって短冊フィルム２２に包被された粉状樹脂３０が所定の形状（例えば、キャビティの形状に相似した形状）に加熱成形される。
【００３３】
なお、当該加熱工程において用いられる打錠プレス４０を図４（Ａ）に示している。この打錠プレス４０は当接・離間可能な加熱型４２を有しており、この加熱型４２が離間したタイミングで当該加熱型４２間にトレイ１０が侵入し、更に、当該加熱型４２が当接することによって短冊フィルム２２を介して加熱成形が行なわれる。
【００３４】
（５）は、冷却工程に相当する位置であり、冷却プレス（図１では図示していない）によって加熱工程にて加熱成形された予備成形樹脂３０Ｐ（ここでは既に加熱成形により所定の形状となっている）の冷却が行なわれる。
【００３５】
なお、当該冷却工程において用いられる冷却プレス５０を図４（Ｂ）で示している。この冷却プレス５０は、所定のタイミングで当接・離間可能な２つの冷却板５２を有している。この冷却板５２が離間したタイミングで当該冷却板５２間にトレイ１０が搬送され、更に、冷却板５２が当接することによって短冊フィルム２２を介して樹脂を冷却する。
【００３６】
（６）は、トレイ１０が開かれる工程に相当する位置であり、予備成形樹脂３０Ｐの短冊フィルム２２による包被が解かれる。その後、図示せぬ搬送機構によって予備成形樹脂３０Ｐが圧縮成型金型へと搬送され、投入されることとなる。
【００３７】
その後は同様の手順を繰り返すことにより、予備成形樹脂３０Ｐが順次製造されることとなる。なお、（１）のトレイ準備工程においては、必要がある場合にのみ短冊フィルム２２の供給が行われる。即ち、短冊フィルム２２に何らかの損傷（破れや汚れ等）がない限り、繰り返し使用される。
【００３８】
また、比較例においては、少なくとも６個のトレイ１０が使用されており、当該６個のトレイ１０が、各工程（トレイ準備工程、樹脂供給工程、トレイ閉工程、加熱工程、冷却工程、トレイ開工程）に常に位置して順次循環している。即ち、各工程は他の工程の終了を待たずに自己の工程を進めることが可能となっている。その他にも、例えば、前記６つの工程のうち、１つに空きを設ける（即ち５つのトレイを循環させる）ことで、所謂パズル的にトレイを循環させてもよい。勿論、効率は悪くなるが、４つ以下のトレイを循環させる態様であってもよい。
【００３９】
また、比較例では、短冊フィルム２２を支持体としてのトレイ１０に固定し、当該トレイ１０を開閉することで樹脂を上下から包被している。このような方法を採用することによって、フィルムの再利用が可能となり、フィルムに要するコストを低減することができる。また、フィルム２２をトレイ１０に固定しているためフィルムのハンドリングが容易である。更に、フィルム２２がトレイ１０に固定された状態で樹脂３０を包被しているので、樹脂３０を包被するフィルム２２に「ズレ」が生じる余地を排除しているため、各工程を循環するに際してフィルム２２の同期をとる必要もない。
【００４０】
これに対し、本発明にかかる実施形態においては、例えば、図５に示すような方法を採用することが可能である。
【００４１】
ここでは、樹脂供給工程と、加熱工程とがそれぞれ２段階で行われる構成とされている。その結果、トレイ１０の循環が（１）〜（８）の８段階で循環されている。このうち、（２）および（３）が樹脂供給工程、（５）および（６）が加熱工程である。
【００４２】
樹脂供給工程は、（２）として示した第１の樹脂供給工程と、（３）として示した第２の樹脂供給工程とが含まれている。第１の樹脂供給工程においては、第１の樹脂計量供給部１２Ａによって「最終的に必要な樹脂量」の範囲内でその概量を供給する工程である。一方、第２の樹脂供給工程は、「最終的に必要な樹脂量」と、第１の樹脂供給工程において供給された概量との「差分」を供給する工程である。
【００４３】
このように全工程の中で「ボトルネック」となり得る樹脂供給工程を２段階の工程に分割することで、予備成形樹脂のタクトタイムを向上させることが可能となる。即ち、各工程の所要時間を揃えることで、トレイ１０の循環をより早いタイミングで行うことができ、所要時間の短い工程に生じうる「待機時間（自己の工程が終了した後トレイ１０が巡回するまでの時間）」を削減することができる。更に、第１の樹脂供給工程にて概量を供給しておき、第２の樹脂供給工程で「差分」を（ボトルネックとならない範囲で）時間を掛けて計量供給することができ、予備成形樹脂の成形精度（樹脂量という観点からの成形精度）を向上させることも可能となる。
【００４４】
また、加熱工程においても第１の加熱工程と、第２の加熱工程とに分割されている。このように全工程の中で「ボトルネック」となり得る加熱工程を複数段階の工程に分割することで、予備成形樹脂のタクトタイムを向上させることが可能となる。即ち、各工程の所要時間を揃えることで、トレイ１０の循環をより早いタイミングで行うことができ、所要時間の短い工程に生じうる「待機時間（自己の工程が終了した後トレイ１０が巡回するまでの時間）」を削減することができる。更に、単に複数回に分割して加熱成形するのではなく、段階的に異なる「型」を用いて加熱することも可能になる。例えば、図６に示したように、第１の加熱工程では樹脂の中央部にまで熱が伝達可能なように中央部が凸状に盛り上がった「型」４２Ａを用いて加熱成形し、その後、樹脂全体を万遍なく加熱するように平坦な「型」４２Ｂを用いて再度加熱成形するといったことも可能となっている。即ち、予備成形樹脂の成形精度の向上を図ることが可能となる。
【００４５】
また上記した実施例においては、トレイ１０を平面的に循環しながら各工程を行なっているが、図７に示すように垂直方向の循環を取り入れてトレイを循環させることも可能である。例えば図７に示すようにトレイ１０の循環工程の一部にエレベーター機構を用いてトレイ１０を垂直方向に循環可能に構成すれば、製造装置の据付面積（フットプリント）を小さく構成することが可能となる。
【００４６】
また、図８に示すように、複数のトレイ１０をキャタピラ状（無限軌道体体状）に連結し順次この連結したトレイ１０を回転移動させることによって予備成形樹脂を製造することも可能である。
【００４７】
また、図９に示したように、複数のトレイ１０を１枚の回転テーブル６０上に適宜配置し、当該回転テーブル６０を回転させることによってそれぞれの位置にて各工程の作業を行ない予備成形樹脂を製造することも可能である。
【００４８】
なお、上記説明では、各工程がそれぞれ別の位置（次段）にて行われているが、部分的に同じ位置にて行われる工程が存在してもよい。即ち、他の工程に過度の「待機時間」を生じさせない限りにおいて、例えば、同じ位置にて「樹脂供給」と「トレイ閉じ」を行うような構成を排除するものではない。
【００４９】
また、上記実施形態では支持体として開閉可能は枠状のトレイ１０を例示して説明しているが、このような構成に限定される趣旨のものではない。短冊フィルムを支持することができる（例えば皺が生じない程度に支持することができる）限りにおいて、種々の構成を採用することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
半導体チップを搭載した被成形品を樹脂にて圧縮封止する圧縮型の樹脂封止装置（樹脂封止金型）に対して予備成形樹脂を効率よく供給できる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】トレイ循環の第１の構成例を示した図
【図２】樹脂計量供給部からフィルムへの樹脂の供給状態を示した図
【図３】トレイの概略構成図
【図４】（Ａ）は冷却プレスの概略構成図、（Ｂ）は打錠ブレスの概略構成図
【図５】第２の製造工程例を概略的に示した図
【図６】２段階プレスの概要図
【図７】第３の製造工程例を概略的に示した図
【図８】第４の製造工程例を概略的に示した図
【図９】第５の製造工程例を概略的に示した図
【図１０】特許文献２に記載される予備成形装置の概略構成図
【図１１】ロールに巻回されたフィルムを使用した予備成形装置の概略構成図
【符号の説明】
【００５２】
１…製造装置（予備成形樹脂製造装置）
１０…トレイ
１２…樹脂計量供給部
２０…フィルムカッター
２２…短冊フィルム
３０…粉状樹脂
３０Ｐ…予備成形樹脂
４０…打錠プレス（加熱プレス）
５０…冷却プレス
【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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