JPH0198936A - 圧力センサ - Google Patents
圧力センサInfo
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Landscapes
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は圧力センサに係り、特に、ＣＡＮ封止形の半導
体圧力変換器を用いてプリント回路基板（ＰＣＢ）上に
実装可能なＰＣＢオンボード形圧カセンサに関する。
体圧力変換器を用いてプリント回路基板（ＰＣＢ）上に
実装可能なＰＣＢオンボード形圧カセンサに関する。
従来よｐ、基準圧力室を有する半導体圧力変換器として
、シリコンゲージチップの裏面側の凹部と台座との間に
基準圧力室を形成する方式が知られており、ＰＣＢオン
ボード用として好適とされているが、この方式は液体等
に対して充分な信頼性が得られないという欠点がおった
。そこで、耐液性を向上させるため、ＣＡＮ封正により
シリコンゲージチップの表面側に基準圧力室を形成する
方式が種々提案されている。
、シリコンゲージチップの裏面側の凹部と台座との間に
基準圧力室を形成する方式が知られており、ＰＣＢオン
ボード用として好適とされているが、この方式は液体等
に対して充分な信頼性が得られないという欠点がおった
。そこで、耐液性を向上させるため、ＣＡＮ封正により
シリコンゲージチップの表面側に基準圧力室を形成する
方式が種々提案されている。
第３図は、ＣＡＮ封止形の半導体圧力変換器を用いたＰ
ＣＢオンボード形圧カセンサの従来例を説明するための
断面図である。
ＣＢオンボード形圧カセンサの従来例を説明するための
断面図である。
同図において、シリコンゲージチップ１の表面にはピエ
ゾ抵抗素子が、裏面には凹部が形成されており、このシ
リコンゲージチップ１は貫通穴を有するガラス製の台座
２に接合されている。台座２は圧力導入パイプ３の凹所
内に半田５で接着され、この圧力導入パイプ３は溶接等
の手段で金属ステム４に一体化されている。金属ステム
４にはリードピン６がガラス７によシバ−メチツクシー
ルされており、このリードピン６は、金属細線８を介し
てシリコンゲージチップ１のピエゾ抵抗素子の入出力端
子に接続されている。また、シリコンゲージチップ１を
覆って金属ステム４にキャップ９を固着することにより
、真空基準圧力室１゜が形成されており、ポリブチレン
テレフタレート樹脂製の圧力導入ボニト１１の吸入孔１
２内に圧力導入パイプ３を挿入し、このポート１１をシ
リコン系接着剤１３を介して金属ステム４に接着するこ
とによって、ＣＡＮ封止形の半導体圧力変換器が構成さ
れている。
ゾ抵抗素子が、裏面には凹部が形成されており、このシ
リコンゲージチップ１は貫通穴を有するガラス製の台座
２に接合されている。台座２は圧力導入パイプ３の凹所
内に半田５で接着され、この圧力導入パイプ３は溶接等
の手段で金属ステム４に一体化されている。金属ステム
４にはリードピン６がガラス７によシバ−メチツクシー
ルされており、このリードピン６は、金属細線８を介し
てシリコンゲージチップ１のピエゾ抵抗素子の入出力端
子に接続されている。また、シリコンゲージチップ１を
覆って金属ステム４にキャップ９を固着することにより
、真空基準圧力室１゜が形成されており、ポリブチレン
テレフタレート樹脂製の圧力導入ボニト１１の吸入孔１
２内に圧力導入パイプ３を挿入し、このポート１１をシ
リコン系接着剤１３を介して金属ステム４に接着するこ
とによって、ＣＡＮ封止形の半導体圧力変換器が構成さ
れている。
一方、キャップ９は接着剤１４を介して厚膜回路基板１
５に固着されており、これにより、厚膜回路基板１５に
対してＣＡＮ封止形の半導体圧力変換器が機械的に接続
されている。また、この半導体圧力変換器と厚膜回路基
板１５との電気的接続は、リードピン６を厚膜回路基板
１５上のウエルデインクバンド１６に溶接することによ
り行っている。なお、厚膜回路基板１５には、シリコン
ゲージチップ１のピエゾ抵抗素子の駆動回路や増幅回路
が搭載されているとともに、外部回路でおるＰＣＢに接
続するためのリードピン１７が複数本突設されている。
５に固着されており、これにより、厚膜回路基板１５に
対してＣＡＮ封止形の半導体圧力変換器が機械的に接続
されている。また、この半導体圧力変換器と厚膜回路基
板１５との電気的接続は、リードピン６を厚膜回路基板
１５上のウエルデインクバンド１６に溶接することによ
り行っている。なお、厚膜回路基板１５には、シリコン
ゲージチップ１のピエゾ抵抗素子の駆動回路や増幅回路
が搭載されているとともに、外部回路でおるＰＣＢに接
続するためのリードピン１７が複数本突設されている。
上記した圧力センサは、金楓ステム４と樹脂製の圧力導
入ポート１１との熱膨張係数の差に起因する熱応力をシ
リコン系接着剤１３が緩和するので、温度条件が変化し
た際のクラックや剥離が防止されている。また、ＣＡＮ
封止形の半導体圧力変換器のキャップ９側を厚膜回路基
板１５に接合する構造になっているので、金属ステム４
に取り付ける圧力導入ポート１１の形状の自由度が大き
く、耐液性に富むＰＣＢオンボード形圧カセンサとして
好適と考えられている。
入ポート１１との熱膨張係数の差に起因する熱応力をシ
リコン系接着剤１３が緩和するので、温度条件が変化し
た際のクラックや剥離が防止されている。また、ＣＡＮ
封止形の半導体圧力変換器のキャップ９側を厚膜回路基
板１５に接合する構造になっているので、金属ステム４
に取り付ける圧力導入ポート１１の形状の自由度が大き
く、耐液性に富むＰＣＢオンボード形圧カセンサとして
好適と考えられている。
なお、この種の装置として関連するものには、実開昭６
０−１５６４３号が挙げられる。
０−１５６４３号が挙げられる。
ところで、このようなＰＣＢオンボード形圧方圧力セン
サ動車エンジンの吸気圧測定に多く用いられるが、その
場合、被測定媒体にはガソリン等の腐食性物質が含まれ
ることになる。しかるに、上記した従来技術は、熱応力
を緩和させる機能を有するシリコン系接着剤１３がガソ
リン透過性を有するため、このシリコン系接着剤１３を
浸透してガソリンが厚膜回路基板１５やＰＣＢ上に漏出
してしまい、その結果、ガソリン中に含まれているオク
テン酸が各種電子部品や半田接続部位に作用して腐食物
を生じ、導通不良等の不具合を起こす虞れがあった。
サ動車エンジンの吸気圧測定に多く用いられるが、その
場合、被測定媒体にはガソリン等の腐食性物質が含まれ
ることになる。しかるに、上記した従来技術は、熱応力
を緩和させる機能を有するシリコン系接着剤１３がガソ
リン透過性を有するため、このシリコン系接着剤１３を
浸透してガソリンが厚膜回路基板１５やＰＣＢ上に漏出
してしまい、その結果、ガソリン中に含まれているオク
テン酸が各種電子部品や半田接続部位に作用して腐食物
を生じ、導通不良等の不具合を起こす虞れがあった。
したがって本発明の目的とするところは、耐液性および
耐食性が良好で、被測定媒体にガンリン等の腐食性物質
が含有されている場合にも信頼性が損なわれないＰＣＢ
オンボード形圧カセンサを提供することにある。
耐食性が良好で、被測定媒体にガンリン等の腐食性物質
が含有されている場合にも信頼性が損なわれないＰＣＢ
オンボード形圧カセンサを提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明は、ＣＡＮ封止形の
半導体圧力変換器のキャップ側を厚膜回路基板に接合し
、該半導体圧力変換器の圧力尋人パイプは圧力導入ポー
トに挿入され、該ポートが圧力導入パイプと一体の金属
ステムに接合されているＰＣＢオンボード形圧カセンサ
において、上記圧力導入パイプの外壁に環状溝を形成し
て該環状溝にＯリングを装着し、該Ｏリングを上記圧力
導入ポートの内壁に密着させる構成にした。
半導体圧力変換器のキャップ側を厚膜回路基板に接合し
、該半導体圧力変換器の圧力尋人パイプは圧力導入ポー
トに挿入され、該ポートが圧力導入パイプと一体の金属
ステムに接合されているＰＣＢオンボード形圧カセンサ
において、上記圧力導入パイプの外壁に環状溝を形成し
て該環状溝にＯリングを装着し、該Ｏリングを上記圧力
導入ポートの内壁に密着させる構成にした。
〔作用〕
すなわち、本発明は、被測定媒体をシリコンゲージチッ
プへと導く圧力導入ポートの内壁と、該ポート内に挿入
された圧力導入パイプの外壁との間が、０リングによっ
て気密シールされているので、被測定媒体に含有されて
いるガソリン等の腐食性物質が厚膜回路基板やＰＣＢ上
に漏出する虞れがない。
プへと導く圧力導入ポートの内壁と、該ポート内に挿入
された圧力導入パイプの外壁との間が、０リングによっ
て気密シールされているので、被測定媒体に含有されて
いるガソリン等の腐食性物質が厚膜回路基板やＰＣＢ上
に漏出する虞れがない。
以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。
第１図は本発明の一実施例に係る圧力センサの断面図、
第２図はその平面図であり、第３図と対応する部分には
同一符号が付しである。
第２図はその平面図であり、第３図と対応する部分には
同一符号が付しである。
第１図、第２図において、シリコンゲージチップ１の表
面には拡散等によりピエゾ抵抗素子が、裏面にはエツチ
ング等により薄肉化した凹部が形成されており、このシ
リコンゲージチップ１は、貫通穴を有しシリコンと熱膨
張係数が略等しいパイレックスガラス製の台座２に陽極
接合法で接合されている。この台座２は、Ｆｅ−Ｎｉ合
金製の圧力導入パイプ３の凹所内に挿入して半田５で接
着してあり、半田付は前に台座２のガラス接合面にはＴ
ｉ −Ｐｔ−Ａｕ等でメタライズ加工が施しである。
面には拡散等によりピエゾ抵抗素子が、裏面にはエツチ
ング等により薄肉化した凹部が形成されており、このシ
リコンゲージチップ１は、貫通穴を有しシリコンと熱膨
張係数が略等しいパイレックスガラス製の台座２に陽極
接合法で接合されている。この台座２は、Ｆｅ−Ｎｉ合
金製の圧力導入パイプ３の凹所内に挿入して半田５で接
着してあり、半田付は前に台座２のガラス接合面にはＴ
ｉ −Ｐｔ−Ａｕ等でメタライズ加工が施しである。
ただし、シリコン製の台座を用いる場合には予めＮｉ−
Ａｕ等のメツキ処理を施しておく。圧力導入パイプ３の
上部外壁には環状溝２０が形成してあり、後述する圧力
導入ポート１１の吸入孔１２内へ圧力導入パイプ３を挿
入する際に、この環状婢２０にはフッ素系のＯリング２
１が装着される。
Ａｕ等のメツキ処理を施しておく。圧力導入パイプ３の
上部外壁には環状溝２０が形成してあり、後述する圧力
導入ポート１１の吸入孔１２内へ圧力導入パイプ３を挿
入する際に、この環状婢２０にはフッ素系のＯリング２
１が装着される。
また、この圧力導入パイプ３はＦｅ製の金属ステム４に
溶接等の手段で一体化してあり、この金属ステム４には
リードピン６がガラス７にょクハーメチツクシールされ
ていて、リードピン６は金細線８を介してシリコンゲー
ジチップ１のピエゾ抵抗素子の入出力端子に接続されて
いる。さらに、真空中でリンググロジエクション溶接を
行うことにより、シリコンゲージチップ１を覆って金属
ステム４にＦｅ製のキャップ９を固層し、シリコンゲー
ジチップ１の表面側に真空基準圧力室１０を形成する。
溶接等の手段で一体化してあり、この金属ステム４には
リードピン６がガラス７にょクハーメチツクシールされ
ていて、リードピン６は金細線８を介してシリコンゲー
ジチップ１のピエゾ抵抗素子の入出力端子に接続されて
いる。さらに、真空中でリンググロジエクション溶接を
行うことにより、シリコンゲージチップ１を覆って金属
ステム４にＦｅ製のキャップ９を固層し、シリコンゲー
ジチップ１の表面側に真空基準圧力室１０を形成する。
圧力導入パイプ３が挿入されるポリブチレンテレフタレ
ート樹脂製の圧力導入ポート１１は、シリコン系接着剤
１３を介して金属ステム４に接着してあり、このポート
１１の内壁と圧力導入パイプ３の外壁との間のすき間は
０リング２１によって気密シールされている。
ート樹脂製の圧力導入ポート１１は、シリコン系接着剤
１３を介して金属ステム４に接着してあり、このポート
１１の内壁と圧力導入パイプ３の外壁との間のすき間は
０リング２１によって気密シールされている。
上記したＣＡＮ封止形の半導体圧力変換器は、シリコン
系の接着剤１４を介してキャップ９側を厚膜回路基板１
５に接着するとともに、リードピン６をウェルディング
パッド１６に溶接することによシ、厚膜回路基板１５に
対して機械的および電気的に接続されている。なお、こ
の厚膜回路基板１５には、ＰＣＢ接続用のリード端子１
７や、ピエゾ抵抗素子の駆動回路や増幅回路としてのＩ
Ｃパッケージ１８が配設されている。
系の接着剤１４を介してキャップ９側を厚膜回路基板１
５に接着するとともに、リードピン６をウェルディング
パッド１６に溶接することによシ、厚膜回路基板１５に
対して機械的および電気的に接続されている。なお、こ
の厚膜回路基板１５には、ＰＣＢ接続用のリード端子１
７や、ピエゾ抵抗素子の駆動回路や増幅回路としてのＩ
Ｃパッケージ１８が配設されている。
このような圧力センサは、コントロールユニットのＰＣ
Ｂにそのまま実装することができ、金属ステム４に取り
付ける圧力導入ポート１１の形状の自由度も大きいとい
う利点に加えて、０リンク２１のシール効果によりガソ
リン等の腐食性物質の漏洩が防止されているので、耐液
性および耐食性に富むＰＣＢオンボード形圧カセンサと
して実用価値が高い。すなわち、この圧力センサを用い
て自動車エンジンの吸気圧測定を行う場合、圧力導入ポ
ート１１の吸入孔１２を通ってシリンダゲージチップ１
へ導かれる被測定媒体にはガソリン等の腐食性物質が含
まれており、かかる腐食性物質がシリコン系接着剤１３
に達すると厚膜回路基板１５やＰＣＢ上へ漏出して導通
不良等の不具合を引き起こすことになるが、本実施例の
ようにシリコン系接着剤１３へ通じる流路を０１Ｊング
２１でシールしてあればその心配がない。したがって、
圧力導入ポート１１として使用温度範囲の広いポリブチ
レンテレフタレート樹脂を用い、また該ポート１１と金
属ステム４との熱＃張係数の差に起因する熱応力を緩和
するためにシリコン系接着剤１３を用いてあっても、前
記従来例のように自動車エンジンの吸気圧御］定に支障
をきたす属れがなく、信頼性の高いＰＣＢオンボード形
圧カセンサが実現されている。
Ｂにそのまま実装することができ、金属ステム４に取り
付ける圧力導入ポート１１の形状の自由度も大きいとい
う利点に加えて、０リンク２１のシール効果によりガソ
リン等の腐食性物質の漏洩が防止されているので、耐液
性および耐食性に富むＰＣＢオンボード形圧カセンサと
して実用価値が高い。すなわち、この圧力センサを用い
て自動車エンジンの吸気圧測定を行う場合、圧力導入ポ
ート１１の吸入孔１２を通ってシリンダゲージチップ１
へ導かれる被測定媒体にはガソリン等の腐食性物質が含
まれており、かかる腐食性物質がシリコン系接着剤１３
に達すると厚膜回路基板１５やＰＣＢ上へ漏出して導通
不良等の不具合を引き起こすことになるが、本実施例の
ようにシリコン系接着剤１３へ通じる流路を０１Ｊング
２１でシールしてあればその心配がない。したがって、
圧力導入ポート１１として使用温度範囲の広いポリブチ
レンテレフタレート樹脂を用い、また該ポート１１と金
属ステム４との熱＃張係数の差に起因する熱応力を緩和
するためにシリコン系接着剤１３を用いてあっても、前
記従来例のように自動車エンジンの吸気圧御］定に支障
をきたす属れがなく、信頼性の高いＰＣＢオンボード形
圧カセンサが実現されている。
なお、キャップ９と厚膜回路基板１５との接合を接着剤
１４０代わりに半田にて行う場合、厚膜回路基板１５に
部品を悟載してリフローする際に同時に接合することが
できるので、製造工程の簡酪化が図れる。
１４０代わりに半田にて行う場合、厚膜回路基板１５に
部品を悟載してリフローする際に同時に接合することが
できるので、製造工程の簡酪化が図れる。
以上説明したように、ＣＡＮ封止形の半導体圧力変換器
のキャップ側を厚膜回路基板に接合し、被測定媒体をシ
リコンゲージチップへ導く圧力導入ポートの内壁と該ポ
ート内に挿入された圧力導入パイプの外壁との間のすき
間なＯリングで気密シールした本発明によれば、被測定
媒体中にガソリン等の腐食性物質が含有されていても厚
膜回路基板やＰＣＢ上へ漏出する虞れがないので自動車
エンジンの吸気圧測定に好適であり、耐液性および耐食
性に富む高信頼性のＰＣＢオンボード形圧カセンサを提
供することができる。
のキャップ側を厚膜回路基板に接合し、被測定媒体をシ
リコンゲージチップへ導く圧力導入ポートの内壁と該ポ
ート内に挿入された圧力導入パイプの外壁との間のすき
間なＯリングで気密シールした本発明によれば、被測定
媒体中にガソリン等の腐食性物質が含有されていても厚
膜回路基板やＰＣＢ上へ漏出する虞れがないので自動車
エンジンの吸気圧測定に好適であり、耐液性および耐食
性に富む高信頼性のＰＣＢオンボード形圧カセンサを提
供することができる。
第１図は本発明の一実施例に係る圧力センサの断面図、
第２図はその平面図、第３図は従来例を示す断面図であ
る。 １・・・・・・シリコンゲージチップ、２・・・・・・
台座、３・・・・・・圧力導入パイプ、４・・・・・・
金属ステム、６・・・・・・リードピン、９・・・・・
・キャップ、１０・・・・・・基準圧力室、１１・・・
・・・圧力導入ポート、１５曲り厚膜回路基板、１７・
・・・・・ＰＣＢ接続用リードピン、２ｏ・・・・・・
環状溝、２１・・・・・・０リング。 代理人 弁理士 武 顕次部（外１名］第１図 １ 、シリコンケージ’４−１．ｔ ７ １０・・
基４１王力艷２ 台＆ １１・
・−反力導、へホ゛−ト３ ・圧力導入パイプ−１５
パ・Ｉ＃膜膜回路板抜４、＆属ステＡ
１７ ・ ＰＣＢ捧糸も平リードぴン６・ ・リー
Ｆ゛巳０ン ２０・・・ 玉量＆３鼻９ ・
・キャップ ２Ｉ−・ Ｏりンク゛第
２図 第３図
第２図はその平面図、第３図は従来例を示す断面図であ
る。 １・・・・・・シリコンゲージチップ、２・・・・・・
台座、３・・・・・・圧力導入パイプ、４・・・・・・
金属ステム、６・・・・・・リードピン、９・・・・・
・キャップ、１０・・・・・・基準圧力室、１１・・・
・・・圧力導入ポート、１５曲り厚膜回路基板、１７・
・・・・・ＰＣＢ接続用リードピン、２ｏ・・・・・・
環状溝、２１・・・・・・０リング。 代理人 弁理士 武 顕次部（外１名］第１図 １ 、シリコンケージ’４−１．ｔ ７ １０・・
基４１王力艷２ 台＆ １１・
・−反力導、へホ゛−ト３ ・圧力導入パイプ−１５
パ・Ｉ＃膜膜回路板抜４、＆属ステＡ
１７ ・ ＰＣＢ捧糸も平リードぴン６・ ・リー
Ｆ゛巳０ン ２０・・・ 玉量＆３鼻９ ・
・キャップ ２Ｉ−・ Ｏりンク゛第
２図 第３図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、表面にピエゾ抵抗素子を形成したシリコンゲージチ
ップを貫通穴を有する台座に接合し、該台座は圧力導入
パイプに挿入固着され、該圧力導入パイプは金属ステム
に一体化され、該金属ステムに保持されたリードピンが
上記ピエゾ抵抗素子の入出力端子に接続されており、上
記金属ステムにキャップを固着することにより上記シリ
コンゲージチップの表面側に基準圧力室を形成したＣＡ
Ｎ封止形の半導体圧力変換器と、上記ピエゾ抵抗素子の
駆動回路やプリント回路基板接続用のリードピンを有す
る厚膜回路基板とを備え、上記半導体圧力変換器のキャ
ップ側を上記厚膜回路基板に接合し、上記圧力導入パイ
プは圧力導入ポートに挿入されて該ポートが上記金属ス
テムに接合されている圧力センサにおいて、上記圧力導
入パイプの外壁に環状溝を形成して該環状溝にＯリング
を装着し、該Ｏリングを上記圧力導入ポートの内壁に密
着させたことを特徴とする圧力センサ。 ２、特許請求の範囲第１項記載の圧力センサにおいて、
上記圧力導入ポートがポリブチレンテレフタレート樹脂
製であることを特徴とする圧力センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25630987A JPH0654273B2 (ja) | 1987-10-13 | 1987-10-13 | 圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25630987A JPH0654273B2 (ja) | 1987-10-13 | 1987-10-13 | 圧力センサ |
Publications (2)
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|---|---|
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| JPH0654273B2 JPH0654273B2 (ja) | 1994-07-20 |
Family
ID=17290872
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25630987A Expired - Lifetime JPH0654273B2 (ja) | 1987-10-13 | 1987-10-13 | 圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0654273B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6062089A (en) * | 1998-01-28 | 2000-05-16 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor pressure sensor having a flange surface configured to fit into a stepped hole of a housing body |
| DE19961776C2 (de) * | 1999-05-28 | 2002-08-01 | Mitsubishi Electric Corp | Drucksensoreinrichtung |
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Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3892065B2 (ja) * | 1995-07-28 | 2007-03-14 | 株式会社デンソー | センサ装置及びセンサチップの固着方法 |
-
1987
- 1987-10-13 JP JP25630987A patent/JPH0654273B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6062089A (en) * | 1998-01-28 | 2000-05-16 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor pressure sensor having a flange surface configured to fit into a stepped hole of a housing body |
| DE19961776C2 (de) * | 1999-05-28 | 2002-08-01 | Mitsubishi Electric Corp | Drucksensoreinrichtung |
| US6615669B1 (en) | 1999-05-28 | 2003-09-09 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Pressure sensor device |
| JP2014006138A (ja) * | 2012-06-25 | 2014-01-16 | Hitachi Automotive Systems Ltd | 圧力センサ装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0654273B2 (ja) | 1994-07-20 |
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