JP2006080517A - 電子アセンブリ及び部品搭載のエラーを突き止める方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】、印刷回路板上に搭載された部品と印刷回路板自体との間の光学的コントラストを強調し、電子アセンブリの検査を容易にする。
【解決手段】一実施例の電子アセンブリは印刷回路板(14)と、該印刷回路板上(20)の第1部品(24)候補搭載区域と、特設視認性材料の第1区域(32)とを備える。そして、前記第1区域のある部分は、前記第1部品候補搭載区域のまわりで可視であるように、前記印刷回路板上で前記第1部品候補搭載区域に隣接して配設される。特設視認性材料は好ましい一例では紫外線に感度を有する。
【選択図】図2
【解決手段】一実施例の電子アセンブリは印刷回路板(14)と、該印刷回路板上(20)の第1部品(24)候補搭載区域と、特設視認性材料の第1区域(32)とを備える。そして、前記第1区域のある部分は、前記第1部品候補搭載区域のまわりで可視であるように、前記印刷回路板上で前記第1部品候補搭載区域に隣接して配設される。特設視認性材料は好ましい一例では紫外線に感度を有する。
【選択図】図2
Description
本発明は包括的に、電子デバイスの製造および修理に関し、特に、排他的ではないが、印刷回路板に関して使用されるようになっている。より具体的には、本発明は、部品、部品の配置および向きを識別し、かつ/または、部品および部品を収容する電子デバイスについての情報を提供するたの、特設視認性材料の使用に関する。
印刷回路板は、種々の電子部品を支持し、銅接続経路を使用して部品を相互接続するのに使用される。印刷回路板の外側上面は、上面に配設された銅経路が変色することを防止するために塗料または別の材料で封止される。部品を識別するラベルは、印刷回路板上の対応部品に隣接する位置に封止クスクリーン印刷されてもよい。上面全体を封止するのに利用される塗料と対照をなす色の塗料がラベルに使用される。たとえば、特定の集積回路を識別する白のラベル、たとえば、「IC123」が、緑色の背景上で使用される。
他のラベルもまた、電子デバイスのハウジングまたはシャシの内部で利用される。テキストまたはグラフィックシンボルなどの情報は、部品に貼り付けられるか、または、電子デバイスのシャシまたはケースに直接貼り付けられるプラスチックまたは紙ラベル上に含まれる場合がある。該情報は、ユーザまたは技術者に対する警告を表現するか、または、電子デバイスの部品またはモジュールの点検または修理に関する指示を提供することができる。
コンピュータ援用外観検査機は、印刷回路板の製造中に欠陥を探すのに使用される。これらの検査機は、誤って印刷回路板に搭載されなかった部品、および、不正確な位置または向きで印刷回路板に搭載されている部品を突き止めようと試みる。製造中の同じタイプの適切に組み立てられた印刷回路板の画像が基準画像としてメモリに格納されてもよい。製造された回路板の画像は、種々の位置での画像の差を評価することによって、こうした欠陥を突き止めることを目的として、基準画像と比較される。
したがって、本発明の目的は、印刷回路板上に搭載された部品と印刷回路板自体との間の光学的コントラストを強調することにあり、部品と印刷回路板との間の光学的コントラストの強調により、コンピュータ援用外観検査機によって行われる電子アセンブリの測定精度を向上させ、あるいは、人手による電子アセンブリの目視検査を容易にすることにある。
本発明は1つの実施例において、印刷回路板および印刷回路板に搭載された第1部品を有する電子アセンブリを包含する。特設視認性材料の第1区域は、第1部品に隣接して印刷回路板上に配設され、その結果、第1区域は、第1部品のまわりに可視の部分を有する。
本発明の別の実施例は、印刷回路板上の部品搭載のエラーを突き止める方法を包含する。コンピュータ援用外観検査機を利用して、印刷回路板上での部品の配置および向きを決定する。印刷回路板上の部品を囲む領域に特設視認性材料を配設することによって、部品と印刷回路板の間の、コンピュータ援用外観検査機によって検知される可視画像のコントラストを強調する。評価される印刷回路板のコントラストを強調した可視画像を、正しい部品配置と向きを有する同じタイプの基準印刷回路板の格納された可視画像と比較する。評価される印刷回路板の比較される画像と、基準印刷回路板に関連する画像との差を反映するスコアを生成する。評価される印刷回路板上の第1部品の画像と、基準印刷回路板上の第1部品の画像との差に対応する第1スコアが、所定の閾値を超える場合、評価される印刷回路板上の第1部品が配置または向きのエラー即ち部品搭載のエラーを有すると判断される。
本発明の例示的な実施例の特徴は、説明、特許請求の範囲、および、添付図面から明らかになるであろう。
先の背景技術の部分を参照すると、本発明の態様によれば、印刷回路板上に搭載された部品と印刷回路板自体との間の光学的コントラストを強調することが有益であることが認識される。部品が占有する区域を囲む区域において、印刷回路板に特設視認性材料を塗布することは、部品と印刷回路板との間の光学的コントラストを強調し、コンピュータ援用外観検査機によって行われる測定精度を向上させるか、または、人手による目視検査を行うことを容易にするであろう。不透明な部品を囲む特設視認性材料から放射される可視光は、より明るい区域内の比較的暗い区域として部品を目立たせるであろう。好ましくは、特設視認性材料は、部品が配置されるはずの位置の下で印刷回路板に塗布され、その結果、抜けている部品は、部品が挿入されていれば存在したはずの内部の暗い区域が無く、部品の位置における実質的に均一な明るい区域からなるものとして、より容易に認識することができる。さらに、印刷回路板上での向きが重要である部品の場合、対応するキー付き特徴部を有する部品の端近くで、特設視認性材料内にキーを形成することができる。これは、特設視認性材料内のキーが正確な向きを識別するため、不正確な向きで挿入される部品を突き止めることを簡単にする。
本発明の別の態様は、比較的光の乏しい環境において技術者による電子デバイスの点検を行うことが必要とされる場合がある、すなわち、技術者が監視することが必要とされる電子デバイスの内部に存在する光が比較的乏しい場合があることを認識する点にある。こうした状況では、電子デバイス内の種々の部品およびモジュールを識別するラベルにおける、特設視認性材料、特に発光材料の使用は、修理技術者にとって、ラベルを読み取ること、したがって、異なる部品およびモジュールを識別することを容易にする。ラベルは、印刷回路板の表面上に各部品に隣接して発光材料によってスクリーン印刷されるか、または、適切な情報を伝えるために、電子デバイス内部のモジュール、部品、または内部位置に取り付けられる紙またはプラスチックでできたラベル上での発光材料の使用からなってもよい。
図1は、印刷回路板用の製造初段または修理施設の一部を構成することができるアセンブリ10を示す。例示的アセンブリ10は、光学式走査ユニット16およびワークステーション18を含むコンピュータ援用外観検査機15に印刷回路板14を運ぶ可動コンベヤベルト12を含む。印刷回路板14は、複数の異なるタイプの部品22を上面20に搭載している。
図2〜図3について以下でより詳細に説明するように、回路板は、少なくとも「特設視認性」材料の部分を含む。本明細書で使用される「特設視認性材料」は、乏しい可視光環境での蛍光体や燐光体のような発光材料、紫外線源に曝すと著しい可視光画像を生成する紫外線感受性材料、および、赤外光源に曝すと著しい可視光画像を生成する赤外感受性材料などの、特別な光反射または光生成を生ずることが可能な材料を意味する。特設視認性材料、特に紫外線感受性材料の使用は、紫外線源17に曝すと、コンピュータ援用外観検査機が抜けている部品を突き止め、こうした抜けている部品が、欠陥を構成するものか、それとも、印刷回路板14上に意図的に存在しないのかを判断する能力を増強するであろう。光学式走査ユニット16は、光強度を検知し、色を検知することができる撮像システムを収容する。画像情報は、走査された画像を表すデジタルデータに変換され、ワークステーション18によるさらなる処理のために格納される。新しく製造された印刷回路板または修理される印刷回路板との画像比較の基準を形成するために、正確に組み立てられた部品を収容する同じタイプの印刷回路板の画像が前もって走査され、メモリに格納されているであろう。基準印刷回路板の部品の1つまたは集合体を囲む所定の区域の画像は、調べられる印刷回路板の所定の同じ区域の画像と比較される。この比較を行うために種々のソフトウェアアルゴリズムが利用可能である。たとえば、所定の区域は、さらなる細分化のために、X−Yグリッドに分割されることができ、グリッドの対応するセルが、光強度および/または色について比較される。グリッドのセルのそれぞれについての、基準セルと調べられるセルの間の比較は、組み合わされて、合計差スコアが形成される。合計差スコアの値は、所定の区域について所定の閾値スコアと比較され、欠陥の存在を判断する少なくとも1つの基準、すなわち、画像の差の尺度を形成する。印刷回路板全体が評価された後、ワークステーション18は、欠陥を有すると判断された任意の区域を識別する出力を提供し、それによって、技術者が、識別された区域/部品をさらに検査し、任意の欠陥を修正することを可能にする。
図2は、特設視認性材料の例示的な使用をよりよく説明するために、印刷回路板14の拡大された部分を示す。「IC324」として識別される集積回路24および「C87」として識別される管状コンデンサ26は拡大部分内の部品である。集積回路24は、ノッチ28を含み、電解コンデンサ26は、部品の向きを識別する可視のキーの役を果たす突出部30を含む。図示の部品は、間違った向きで挿入されると、適切に動作しないであろう。特設視認性材料、好ましくは、紫外線感受性材料の区域32(部品候補搭載区域)は、集積回路24を実質的に囲むように、印刷回路板14の上面20に配設される。区域32は、好ましくは、集積回路24の本体の下に配設される。集積回路24は不透明で、通常、暗い色であるため、紫外線源によって照らされている間に、紫外線感受性材料から放射される光は、集積回路に対して高いコントラストを提供する。集積回路24が存在しない、すなわち、この位置に設置されていない場合、区域32の実質的に全てから放射された光は、容易に識別可能な、比較的均一な明るい区域を提供するであろう。これにより、存在しない部品を迅速かつ容易に識別することができる。
特設視認性材料の区域32のキー34は、好ましくは、集積回路24に関連するキー28に隣接して配設される。キー34は、ノッチからなる、すなわち、特設視認性材料が無いか、または、区域32の矩形輪郭を越えた、特設視認性材料の外側への突出部からなってもよい。キー34は、コンピュータ援用外観検査機または修理技術者が見分けることのできる、対応する部品の要求される向きを指示する情報を提供する。
さらに、識別情報「IC324」を提供するラベル36が、好ましくは、区域32内に含まれる。ラベルは、好ましくは、特設視認性材料と比べて高いコントラストを有することになる文字またはシンボルの形態の材料のからなる。たとえば、文字は、エッチングによって形成されるなど、特設視認性材料の無い部分を含んでもよく、その結果、下にあるより暗い背景色が見える。別法として、文字は、容易に認識されるのに十分なコントラストを提供する塗料を、特設視認性材料の上に塗布することによって形成されてもよい。ラベルは、コンピュータ援用外観検査機または修理技術者が見分けることのできる、その位置に関連する特定の部品を指示する情報を提供する。
特設視認性材料の使用に関する同様な処置が、コンデンサ26について利用される。特設視認性材料の区域38は、コンデンサの下を含む、コンデンサ26の本体を実質的に囲む。特設視認性材料内のノッチ型のキー40は、キー30と一貫したコンデンサの向きを示す。ラベル42は、識別情報「C87」を提供する。
図3は、図2に示す印刷回路板の部分の側面図を示す。印刷回路板14の上部20には、印刷回路板の上面の全体を覆う、塗料などの材料の保護コーティング42がある。図示する実施形態の、特設視認性材料でできた区域32および38は、材料42の上部に配設される。
図4および図5は、特設視認性材料を使用して目視検査を向上させる異なる方法を示す。図4では、特設視認性材料50は、印刷回路板54上の部品52の本体の下のみに配設され、その結果、こうした特設視認性材料の区域からの放射された光は、存在するはずの部品が無いことを即座に合図するであろう。図5では、特設視認性材料60は、印刷回路板64の上面62の全体にわたって配設され、各部品68に関連するフレームを画定するために、ライン66は、エッチングされるか、または、普通の塗料によって覆われる。別法として、色または強度の異なる光を放射する第2の特設視認性材料が、部品の周囲で可視であることになる第1の特設視認性材料と対照をなすように、部品の本体の下に配設されるであろう。用途に応じて、主に赤外光源などの特別な光源を受けると可視光を放出する特設視認性材料が利用されてもよい。これは、こうした光源を装備することになる許可された修理技術者にだけ情報を伝えることが望ましい時には特に役立つ場合があり、修理されたアセンブリを操作し、追跡する時に特に役立つ場合がある。特設視認性材料を利用するという、これらの異なる方法は、例としてだけ提供され、全ての可能性のある変形を列挙することを意図してはいない。
図6では、電子デバイス70は、垂直側面支持体74を含むラックの棚72に搭載される。この例では、電子デバイスに関連する故障を突き止めるために、電子デバイス70にアクセスできるように、修理技術者によって、背部パネルが取り外されている。棚72の前部パネル76は、棚に取り付けたままである。左および右の側面パネル82、84、ならびに、前部パネル76と共に、上部および底部の棚パネル78、80は、取り除かれた背部パネル部分を通る以外には、電子デバイス70の内部に、実質的に全く外部からの周囲光が達しない収納部を画定する。電子機器のラックは、他のラックまたは壁などに隣接する閉ざされた空間内に搭載されることが多いため、棚72の背部に入る周囲光は、非常に制限される場合があり、さらに、修理技術者が、電子デバイス70にアクセスするために、棚の中を見る、かつ/または、棚の内部に届くように、棚の開いた背部に近づく時に、修理技術者が投じる影によって一層制限される。
例示的な電子デバイス70は、印刷回路板88に結合した電源86を含んでもよく、印刷回路板88は外部モジュール90にも結合される。電源86は左の側壁82に搭載され、印刷回路板88は底部棚パネル80上に搭載され、外部モジュール90は右の側壁84に搭載される。一連のLED92が前部パネル76に搭載され、電子デバイス70に関連する状態および機能に関する可視の状態インジケータを提供する。LED92は、前部パネルから外に光を投射することを主に意図されるが、これらのLEDに関連する光の一部は、電子デバイス70の内部に放射される。電源86もまた、修理技術者に状態情報を提供するように設計されたLED94を含む。例示的なLED96で表す、印刷回路板88上のさらなるLEDは、さらなる状態情報を提供する。外部モジュール90に関連するLED98もまた、外部モジュール90に関する状態情報を提供する。その光出力の一部または実質的に全てをデバイス70の内部で投射する、電子デバイス70に関連する複数のLEDは、比較的低いが、有益なレベルの照明を提供して、修理技術者が、電子デバイス70を目視検査し、故障診断するのに役立つ。
修理技術者が、電子デバイス70を目視検査し、故障診断するのにさらに役立つために、本発明の1つの実施例に従って、発光材料が利用される。電源86上のラベル100、印刷回路板88上のラベル102、および、外部モジュール90上のラベル104は、紙またはプラスチックでできていてよく、ラベルの可視表面上に配設される印は、発光材料を利用して作られ得る。この印は、故障を切り分けるために実施される可能性がある操作または試験に関する警告または指示などの情報を修理技術者に提供するテキストおよび/またはシンボルからなってもよい。この印に発光材料を利用することによって、電子デバイス70の比較的乏しい光の環境であっても、修理技術者にとって、この情報を読み取ることが比較的容易になる。ラベル101および102などの場合、各ラベルの実質的に背部全体が、接着剤の使用などにより、関連する表面に取り付けられることができる。ラベル104は、ラベルの1つの縁に沿ってだけ付着され、その結果、このラベルの付着していない残りの部分は、修理技術者によって、電子デバイス内部で利用可能な内部光に対して、或る角度にねじられるか、または、移動させられ、ラベル104上の印を読み取ることを容易にする。
図7は、印刷回路板(PCB)上での部品の配置および向きのエラーを検出する例示的な方法のステップを示す。ステップ200にて、PCB上での部品の配置および向きは、コンピュータ援用外観検査機によって決定される。ステップ202にて、コンピュータ援用外観検査機は、PCB上に各部品に隣接して、好ましくは実質的に各部品を囲んで配設された、特設視認性材料、好ましくは紫外線感受性材料によって強調された可視画像のコントラストを検知する。ステップ204にて、紫外線源の存在下で評価される、PCB上の部品の走査された可視画像は、その部品が、正しい配置と向きを持っていたことが分かっている、格納された基準PCBについての画像と比較される。ステップ206にて、評価部品と基準PCB上の部品についてこれらの画像間の差のスコアが生成される。ステップ208にて、スコアが所定の閾値より大きいかどうかについての判断が行われる。ステップ208による肯定的判断は、ステップ210で示すように、エラーが検出されたことをもたらす。ステップ208による否定的判断は、ステップ212の通りエラーが検出されないことを表す。
図8は、キーに基づいて部品の適切な向きを検出する別の例示的な方法のステップを示す。ステップ220にて、第1向きキー(第1キー)は、対応する向きを有する第1部品の端に近い位置で、PCB上の特設視認性材料内に配置される。ステップ222にて、コンピュータ援用外観検査機は、第1部品自体の端に、または、端近くに配設された第2向きキー(第2キー)に対する第1向きキーの位置を識別する。ステップ224にて、第1向きキーが、第2向きキーに隣接するかどうかについての判断が行われる。ステップ224による肯定的判断は、ステップ226で示すように、向きが正しいと判断されたことをもたらす。ステップ224による否定的判断は、ステップ228によって示すように、不正確な向きの検出をもたらす。
図9は、PCB上で抜けている部品を突き止めることを、より具体的に対象とするさらなる例示的な方法のステップを示す。ステップ240にて、特設視認性材料は、PCB上の部品が挿入される区域内だけに配設され、その結果、特設視認性材料は、こうした部品が挿入されると、その下にあることになる。ステップ242にて、コンピュータ援用外観検査機は、特設視認性材料を含まないPCBの他の区域に対して著しい画像コントラストを有することになる特設視認性材料の露出区域を求めて評価PCBを走査する。ステップ244に従って、露出した特設視認性材料が見つかったかどうかについての判断が行われる。ステップ224による肯定的判断は、ステップ246にて、抜けている部品が突き止められたという判断をもたらす。ステップ244による否定的判断は、ステップ248の通り、抜けている部品が見つからなかったことが示される。
上記方法によれば、コンピュータ援用外観検査機は、種々の試験を指示する種々の出力および信号を生成するのに利用される可能性があることが当業者には明らかになるであろう。これらの出力は、印刷回路板において見つけられた任意の欠陥を修正するために、修理技術者によって利用される可能性がある。特設視認性材料の使用は、強調した画像コントラストを提供し、強調した画像コントラストによって、必要とされる試験および比較を実施するためにコンピュータ援用外観検査機によって要求されるアルゴリズムの複雑さが減る。
本明細書で述べたステップまたは操作は例示に過ぎない。本発明の精神から逸脱することなく、これらのステップまたは操作に対する多くの変形が存在してもよい。たとえば、ステップは、異なる順序で実施されてもよく、あるいは、ステップは、追加されるか、削除されるか、または、修正されてもよい。
本発明の例示的な実施例が、本明細書で詳細に示し、説明されたが、本発明の精神から逸脱することなく、種々の修正、追加、置換などを行うことができることが、関連分野の熟練者には明らかになるであろう。或る特設視認性材料は、或る用途により適している場合がある。たとえば、発光材料は、乏しい光の条件下での修理用のラベルおよび指示に特に役立つ。紫外線感受性材料は、部品の誤搭載を突き止める能力を向上させるために、製造中における使用に好適である。赤外感受性材料は、修理したアセンブリなどのアセンブリを追跡する時の使用に適し、アセンブリを追跡する能力は有益であるが、こうした追跡情報をエンドカスタマに表示することは望ましくない場合がある。先に説明した修正は、単に、実施できると考えられる変更を例示したまでで、全ての可能性のある変更の記載と考えられるべきではない。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲において規定される。
10 アセンブリ10
12 可動コンベヤベルト
14 印刷回路板
16 光学式走査ユニット
18 ワークステーション
20 印刷回路板14の上面
22 部品
24 集積回路
26 管状コンデンサ
28 集積回路24のノッチ
30 電解コンデンサ26の突出部
32 紫外線感受性材料の区域(部品候補搭載区域)
34 キー
36 ラベル
38 特設視認性材料の区域
40 キー
42 ラベル
12 可動コンベヤベルト
14 印刷回路板
16 光学式走査ユニット
18 ワークステーション
20 印刷回路板14の上面
22 部品
24 集積回路
26 管状コンデンサ
28 集積回路24のノッチ
30 電解コンデンサ26の突出部
32 紫外線感受性材料の区域(部品候補搭載区域)
34 キー
36 ラベル
38 特設視認性材料の区域
40 キー
42 ラベル
Claims (10)
- 印刷回路板と、
該印刷回路板上の第1部品候補搭載区域と、
特設視認性材料の第1区域とを備え、
前記第1区域のある部分は、前記第1部品候補搭載区域のまわりで可視であるように、前記印刷回路板上で前記第1部品候補搭載区域に隣接して配設されることを特徴とする、
電子アセンブリ。 - 前記第1区域は、実質的に、前記第1部品候補搭載区域を囲むことを特徴とする請求項1に記載の電子アセンブリ。
- 前記第1区域は、前記第1部品候補搭載区域の下にも配設されることを特徴とする請求項1に記載の電子アセンブリ。
- 前記第1区域は、紫外線線に感度を有する材料であることを特徴とする請求項2に記載の電子アセンブリ。
- 前記第1部品の向きを示す可視の第1キーを含む第1部品をさらに備え、
前記第1区域は、前記第1部品が搭載される前記印刷回路板に対して或る位置に配設される可視の第2キーを有し、前記第1キーは前記第2キーに隣接し、それによって、前記第2キーは、前記印刷回路板に搭載される前記第1部品の向きを指示する可視基準を提供することを特徴とする請求項1に記載の電子アセンブリ。 - 印刷回路板上において部品搭載のエラーを突き止める方法であって、
コンピュータ援用外観検査機を利用して、前記印刷回路板上での部品の配置および向きを決定するステップと、
前記印刷回路板上の少なくとも部品を囲む領域に特設視認性材料を配設することによって、前記部品と前記印刷回路板の間の、前記コンピュータ援用外観検査機によって検知される可視画像のコントラストを強調するステップと、
評価される印刷回路板の前記コントラストを強調した可視画像を、前もって決定された正しい部品配置と向きとを有する基準印刷回路板のコントラストを強調し格納した可視画像と比較するステップと、
前記評価される印刷回路板の前記比較される画像と、前記基準印刷回路板に関連する画像との差を反映するスコアを生成するステップと、
前記評価される印刷回路板上の第1部品の画像と、前記基準印刷回路板上の前記第1部品の画像との差に対応する第1スコアが、所定の閾値を超える場合、前記評価される印刷回路板上の前記第1部品が配置または向きのエラーを有すると判断するステップと
を含む部品搭載のエラーを突き止める方法。 - 前記特設視認性材料は、実質的に、前記第1部品を囲むことを特徴とする請求項6に記載の部品搭載のエラーを突き止める方法。
- 前記特設視認性材料は、前記第1部品の下にも配設されることを特徴とする請求項6に記載の部品搭載のエラーを突き止める方法。
- 前記第1部品に関連する前記特設視認性材料の一部として、前記第1部品の向きを示す可視の第1キーを配設するステップをさらに含み、可視の第2キーが、前記第1部品の特定の向きを識別するために前記第1部品上に配設され、それによって、前記第2キーが実質的に前記第1キーに隣接して配設されるように、前記印刷回路板に前記第1部品が搭載される時に、前記第1キーは、前記第1部品の正確な向きを指示する可視基準を提供することを特徴とする請求項6に記載の部品搭載のエラーを突き止める方法。
- 前記コンピュータ援用外観検査機が、前記第1部品に隣接して前記特設視認性材料内に配設された印を識別するステップをさらに含み、該印は、前記印刷回路板上で利用される他のラベルに対して独自のラベルによって前記第1部品を識別することを特徴とする請求項6に記載の部品搭載のエラーを突き止める方法。
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2005
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CN112106095A (zh) * | 2019-01-08 | 2020-12-18 | 乐思罗博有限公司 | 组装信息提供***及模块组件 |
CN109765699A (zh) * | 2019-03-08 | 2019-05-17 | 申瓯通信设备有限公司 | 一种骨传导眼镜 |
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GB2418071A (en) | 2006-03-15 |
GB0517467D0 (en) | 2005-10-05 |
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