JPH1128432A - 超音波洗浄機 - Google Patents
超音波洗浄機Info
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- JPH1128432A JPH1128432A JP18626397A JP18626397A JPH1128432A JP H1128432 A JPH1128432 A JP H1128432A JP 18626397 A JP18626397 A JP 18626397A JP 18626397 A JP18626397 A JP 18626397A JP H1128432 A JPH1128432 A JP H1128432A
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- JP
- Japan
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- ultrasonic
- cleaning
- focusing
- horn
- slit
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- Cleaning By Liquid Or Steam (AREA)
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- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
- Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】少なくとも超音波発振器と超音波振動子と洗浄
液で満たされた超音波集束ホーンとから構成される超音
波洗浄機において、発振周波数が500kHz以上であ
り、超音波振動子が2枚から構成され、2枚の振動子が
超音波集束ホーンのスリット状出口部分で焦点が合うよ
うに配置されたことを特徴とした超音波洗浄機。精密電
子部品の超音波洗浄において、10〜0.1ミクロン程
度の微粒子を効率良く除去して、製品歩留まりを向上す
る。 【解決手段】発振周波数が500kHz以上の超音波振
動子を使用して、微粒子洗浄に適した超音波洗浄機およ
び前記洗浄機を使用した洗浄装置を開発した。
液で満たされた超音波集束ホーンとから構成される超音
波洗浄機において、発振周波数が500kHz以上であ
り、超音波振動子が2枚から構成され、2枚の振動子が
超音波集束ホーンのスリット状出口部分で焦点が合うよ
うに配置されたことを特徴とした超音波洗浄機。精密電
子部品の超音波洗浄において、10〜0.1ミクロン程
度の微粒子を効率良く除去して、製品歩留まりを向上す
る。 【解決手段】発振周波数が500kHz以上の超音波振
動子を使用して、微粒子洗浄に適した超音波洗浄機およ
び前記洗浄機を使用した洗浄装置を開発した。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は超音波洗浄方法およ
び超音波洗浄機にかかるものであり、電子部品とくに磁
気ディスク、半導体ウェハ、液晶などの基板の洗浄に関
する。
び超音波洗浄機にかかるものであり、電子部品とくに磁
気ディスク、半導体ウェハ、液晶などの基板の洗浄に関
する。
【0002】
【従来の技術】例えば特開平1−105376や特開平
1−303724に記載される従来の超音波洗浄、特に
高周波領域における超音波洗浄では、投入電力−超音波
出力(強度)の変換効率が低く、ユースポイントにおけ
る超音波出力(強度)が低いために高周波超音波洗浄が
有する洗浄効果を十分に引き出すことができず、微粒子
の残留などの洗浄不良が発生した。
1−303724に記載される従来の超音波洗浄、特に
高周波領域における超音波洗浄では、投入電力−超音波
出力(強度)の変換効率が低く、ユースポイントにおけ
る超音波出力(強度)が低いために高周波超音波洗浄が
有する洗浄効果を十分に引き出すことができず、微粒子
の残留などの洗浄不良が発生した。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】磁気ディスク、半導体
ウェハ、液晶などに代表される電子部品において、製品
の歩留まりに大きく影響を及ぼし管理しなけれはならな
い微粒子サイズは10〜0.1ミクロン程度である。本
発明は従来技術では除去できなかったこれらの微粒子を
効率良く除去し、微粒子残留による洗浄不良を低減する
ことにある。
ウェハ、液晶などに代表される電子部品において、製品
の歩留まりに大きく影響を及ぼし管理しなけれはならな
い微粒子サイズは10〜0.1ミクロン程度である。本
発明は従来技術では除去できなかったこれらの微粒子を
効率良く除去し、微粒子残留による洗浄不良を低減する
ことにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】高周波超音波洗浄におい
て、数ミクロン〜サブミクロンの微粒子を効率良く除去
するために、発振周波数を500kHz以上にしたうえ
で超音波出力(超音波強度)の向上を可能にする超音波
洗浄機の構成および構造を考案することで課題を達成し
た。
て、数ミクロン〜サブミクロンの微粒子を効率良く除去
するために、発振周波数を500kHz以上にしたうえ
で超音波出力(超音波強度)の向上を可能にする超音波
洗浄機の構成および構造を考案することで課題を達成し
た。
【0005】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面に
基づいて詳述する。
基づいて詳述する。
【0006】(実施例1)図1は本発明の一実施例に係
る超音波洗浄機の構成図である。超音波洗浄機は超音波
発振器1、2枚の超音波発振子を内蔵する超音波発振子
ケース2、スリット状出口部分3を有する超音波集束ホ
ーン4とから構成される。超音波発振器1と超音波発振
子ケース2とはケーブル5で接続されている。超音波集
束ホーン4の内部は水槽6に満たされる洗浄液7aと同
一の洗浄液7bで満たされている。500kHz以上の
超音波を発振すると、高周波超音波が超音波集束ホーン
4内の洗浄液7bを伝播して被洗浄物8を洗浄する。
る超音波洗浄機の構成図である。超音波洗浄機は超音波
発振器1、2枚の超音波発振子を内蔵する超音波発振子
ケース2、スリット状出口部分3を有する超音波集束ホ
ーン4とから構成される。超音波発振器1と超音波発振
子ケース2とはケーブル5で接続されている。超音波集
束ホーン4の内部は水槽6に満たされる洗浄液7aと同
一の洗浄液7bで満たされている。500kHz以上の
超音波を発振すると、高周波超音波が超音波集束ホーン
4内の洗浄液7bを伝播して被洗浄物8を洗浄する。
【0007】(実施例2)図2は本発明の一実施例に係
る超音波発振子ケースの側面断面図である。図1で示し
た超音波発振子ケース2の内部は、超音波発振子9 2
枚から構成され、各々の超音波発振子9の焦点が合う、
すなわち振動子面の垂直二等分の延長線上にスリット状
出口部分3が位置するように配置した。この配置によっ
て、超音波発振子9を同一平面上に一列に並べて配置し
たときより200%以上の超音波出力(強度)の向上を
確認できた。
る超音波発振子ケースの側面断面図である。図1で示し
た超音波発振子ケース2の内部は、超音波発振子9 2
枚から構成され、各々の超音波発振子9の焦点が合う、
すなわち振動子面の垂直二等分の延長線上にスリット状
出口部分3が位置するように配置した。この配置によっ
て、超音波発振子9を同一平面上に一列に並べて配置し
たときより200%以上の超音波出力(強度)の向上を
確認できた。
【0008】(実施例3)図3は超音波発振子の多数枚
化による超音波出力(強度)のアップと効率の比較結果
である。多数枚化するに従い、超音波出力(強度)の向
上が頭打ちになり、効率が下がる。さらに、効率の下が
った条件では超音波振動子9への入力電流の上昇がみら
れ、場合によっては過負荷により破損することになる。
一方、超音波振動子9の枚数が2枚、かつスリット状出
口部分3で焦点が合う配置を行うことにより、超音波振
動子9への入力電流の上昇を低減し、超音波振動子の破
損を防ぐことが可能となった。すべての実施例で超音波
発振器1の台数を特に定めていないが、1台の発振器で
2枚超音波振動子9を駆動する、2枚の超音波振動子を
各々別の超音波発振器で駆動する、いずれの方法を用い
ても構わない。
化による超音波出力(強度)のアップと効率の比較結果
である。多数枚化するに従い、超音波出力(強度)の向
上が頭打ちになり、効率が下がる。さらに、効率の下が
った条件では超音波振動子9への入力電流の上昇がみら
れ、場合によっては過負荷により破損することになる。
一方、超音波振動子9の枚数が2枚、かつスリット状出
口部分3で焦点が合う配置を行うことにより、超音波振
動子9への入力電流の上昇を低減し、超音波振動子の破
損を防ぐことが可能となった。すべての実施例で超音波
発振器1の台数を特に定めていないが、1台の発振器で
2枚超音波振動子9を駆動する、2枚の超音波振動子を
各々別の超音波発振器で駆動する、いずれの方法を用い
ても構わない。
【0009】(実施例4)図4は本発明の一実施例に係
る超音波洗浄機の側面断面図である。図4の左部分をA
方向から見た拡大図が図4の円内である。B寸法をスリ
ット長辺、C寸法をスリット短辺を示す。図5はスリッ
ト短辺の距離(C寸法)と超音波出力(強度)との関係
の調査結果である。グラフが示すようにスリット短辺を
2mm未満にすると、スリット状出口部分3から出る超音
波出力(強度)が激減するためスリット短辺を2mm以上
に設定した。
る超音波洗浄機の側面断面図である。図4の左部分をA
方向から見た拡大図が図4の円内である。B寸法をスリ
ット長辺、C寸法をスリット短辺を示す。図5はスリッ
ト短辺の距離(C寸法)と超音波出力(強度)との関係
の調査結果である。グラフが示すようにスリット短辺を
2mm未満にすると、スリット状出口部分3から出る超音
波出力(強度)が激減するためスリット短辺を2mm以上
に設定した。
【0010】(実施例5)図6は本発明の一実施例に係
る超音波洗浄機の側面断面図である。超音波振動子9か
らスリット状出口部分3までの距離をD寸法とし、超音
波集束ホーン4のスリット状出口部分3でなす角をEと
する。発振周波数が500kHz〜1.5MHzにおい
て、D寸法が超音波出力(強度)に及ぼす影響を調査し
た。図7はD寸法と超音波出力(強度)との関係の調査
結果である。調査の結果、D寸法を80〜220mmにす
ることで高く安定な超音波出力を得ることが可能となっ
た。図8は超音波集束ホーンのスリット状出口部分でな
す角Eと超音波出力(強度)との関係の調査結果であ
る。超音波集束ホーン4のスリット状出口部分3でなす
角Eが35°を超えると超音波出力(強度)が減少し、
超音波振動子9への入力電流が増大し、超音波発振子9
を破損する可能性が生じた。しかし、超音波集束ホーン
4のスリット状出口部分3でなす角Eを35°以下にす
ることで超音波振動子9への入力電流の増大を防ぎ、超
音波振動子9の破損を防ぐことが可能となる。
る超音波洗浄機の側面断面図である。超音波振動子9か
らスリット状出口部分3までの距離をD寸法とし、超音
波集束ホーン4のスリット状出口部分3でなす角をEと
する。発振周波数が500kHz〜1.5MHzにおい
て、D寸法が超音波出力(強度)に及ぼす影響を調査し
た。図7はD寸法と超音波出力(強度)との関係の調査
結果である。調査の結果、D寸法を80〜220mmにす
ることで高く安定な超音波出力を得ることが可能となっ
た。図8は超音波集束ホーンのスリット状出口部分でな
す角Eと超音波出力(強度)との関係の調査結果であ
る。超音波集束ホーン4のスリット状出口部分3でなす
角Eが35°を超えると超音波出力(強度)が減少し、
超音波振動子9への入力電流が増大し、超音波発振子9
を破損する可能性が生じた。しかし、超音波集束ホーン
4のスリット状出口部分3でなす角Eを35°以下にす
ることで超音波振動子9への入力電流の増大を防ぎ、超
音波振動子9の破損を防ぐことが可能となる。
【0011】(実施例6)図9は本発明の一実施例に係
る超音波洗浄機の構成図である。超音波発振器1、超音
波振動子ケース2、超音波集束ホーン4内に洗浄液を供
給する洗浄液供給配管10から構成された超音波洗浄機
を水槽6内に設置した使用例である。本実施例では高周
波超音波により発生する直進流に洗浄液供給配管10か
らの水流が加わったものである。これによって、被洗浄
物8から脱離した微粒子、異物を取り去る効果が付与さ
れることになり、より再付着が防止され洗浄性の向上を
図れる。
る超音波洗浄機の構成図である。超音波発振器1、超音
波振動子ケース2、超音波集束ホーン4内に洗浄液を供
給する洗浄液供給配管10から構成された超音波洗浄機
を水槽6内に設置した使用例である。本実施例では高周
波超音波により発生する直進流に洗浄液供給配管10か
らの水流が加わったものである。これによって、被洗浄
物8から脱離した微粒子、異物を取り去る効果が付与さ
れることになり、より再付着が防止され洗浄性の向上を
図れる。
【0012】(実施例7)図9の実施例では洗浄液供給
配管10が超音波集束ホーン4の上方に配置し、洗浄液
を上方から供給しているが図10本発明の一実施例に係
る超音波洗浄機の構成図にあるように、洗浄液供給配管
10を超音波集束ホーン4の下方に配置し、洗浄液を下
方から供給しても構わない。
配管10が超音波集束ホーン4の上方に配置し、洗浄液
を上方から供給しているが図10本発明の一実施例に係
る超音波洗浄機の構成図にあるように、洗浄液供給配管
10を超音波集束ホーン4の下方に配置し、洗浄液を下
方から供給しても構わない。
【0013】(実施例8)図11は本発明の一実施例に
係る超音波洗浄機の構成図である。超音波発振器1、超
音波発振子ケース2、超音波集束ホーン4および超音波
集束ホーン内に洗浄液を供給する洗浄液供給配管10か
ら構成される。本実施例では超音波洗浄機の機能部を水
槽の外に取り出したケースである。洗浄液供給配管10
に洗浄液が供給し、スリット状出口部分3から吐出され
る洗浄液の超音波シャワー12に超音波を伝播させ被洗
浄物8の洗浄を可能とした。図9の構成よりも除去した
微粒子による再汚染低減を可能とした。むろん、洗浄液
供給配管10を超音波集束ホーン4の下方に配置し、洗
浄液を下方から供給することは可能である。
係る超音波洗浄機の構成図である。超音波発振器1、超
音波発振子ケース2、超音波集束ホーン4および超音波
集束ホーン内に洗浄液を供給する洗浄液供給配管10か
ら構成される。本実施例では超音波洗浄機の機能部を水
槽の外に取り出したケースである。洗浄液供給配管10
に洗浄液が供給し、スリット状出口部分3から吐出され
る洗浄液の超音波シャワー12に超音波を伝播させ被洗
浄物8の洗浄を可能とした。図9の構成よりも除去した
微粒子による再汚染低減を可能とした。むろん、洗浄液
供給配管10を超音波集束ホーン4の下方に配置し、洗
浄液を下方から供給することは可能である。
【0014】(実施例9)図12は本発明の一実施例に
係る超音波洗浄機の側方断面図である。本実施例では超
音波集束ホーン4に接続した洗浄液供給配管10の方向
に関して、洗浄液が供給されたとき洗浄液の水流11が
超音波発振子9の表面に沿って流れる向きに洗浄液供給
配管10を配置したものである。本発明の超音波洗浄機
を長時間発振させると洗浄液の種類によっては脱気によ
る多量の気泡が超音波発振子9面の中心から同心円状に
付着し、超音波出力(強度)が下がり、これが原因で微
粒子の除去する性能が著しく低下する現象が見られる。
図12の実施例は、超音波発振子9面への気泡付着を防
止し、微粒子の除去する性能が著しく低下する現象を防
ぐことが可能となる。
係る超音波洗浄機の側方断面図である。本実施例では超
音波集束ホーン4に接続した洗浄液供給配管10の方向
に関して、洗浄液が供給されたとき洗浄液の水流11が
超音波発振子9の表面に沿って流れる向きに洗浄液供給
配管10を配置したものである。本発明の超音波洗浄機
を長時間発振させると洗浄液の種類によっては脱気によ
る多量の気泡が超音波発振子9面の中心から同心円状に
付着し、超音波出力(強度)が下がり、これが原因で微
粒子の除去する性能が著しく低下する現象が見られる。
図12の実施例は、超音波発振子9面への気泡付着を防
止し、微粒子の除去する性能が著しく低下する現象を防
ぐことが可能となる。
【0015】(実施例10)図13は本発明の一実施例
に係る超音波洗浄装置の構成図である。2組の超音波洗
浄機を向かい合わせに設置して、超音波シャワー12間
に板状の被洗浄物8を通過させることで被洗浄物8の両
面が同時に洗浄できるようにした。これによって、洗浄
スループットの向上を可能とした。また、被洗浄物8を
2組の超音波洗浄機の間に保持し、被洗浄物8を板面と
同一平面内で回転することで、さらに効率的な洗浄が可
能となる。
に係る超音波洗浄装置の構成図である。2組の超音波洗
浄機を向かい合わせに設置して、超音波シャワー12間
に板状の被洗浄物8を通過させることで被洗浄物8の両
面が同時に洗浄できるようにした。これによって、洗浄
スループットの向上を可能とした。また、被洗浄物8を
2組の超音波洗浄機の間に保持し、被洗浄物8を板面と
同一平面内で回転することで、さらに効率的な洗浄が可
能となる。
【0016】(実施例11)図14は本発明の実施例に
係る超音波洗浄機における超音波出力(強度)と洗浄効
果との関係を示す。本例に示されるように、超音波洗浄
における洗浄性能は超音波出力(強度)に依存する。本
発明では超音波出力(強度)のアップを可能にしたこと
で従来除去できなかった微粒子の洗浄が可能となり、超
音波洗浄機の洗浄性能を飛躍的に向上することができ
た。
係る超音波洗浄機における超音波出力(強度)と洗浄効
果との関係を示す。本例に示されるように、超音波洗浄
における洗浄性能は超音波出力(強度)に依存する。本
発明では超音波出力(強度)のアップを可能にしたこと
で従来除去できなかった微粒子の洗浄が可能となり、超
音波洗浄機の洗浄性能を飛躍的に向上することができ
た。
【0017】
【発明の効果】本発明の洗浄機あるいは洗浄装置を使用
することによって、磁気ディスク、半導体ウェハ、液晶
などに代表される電子部品の基板表面の高清浄化が行え
る。その結果、製品の歩留まり、信頼性を大きく向上す
ることができる。また、間接的な効果として、高周波超
音波洗浄の電子部品産業への普及を促進することができ
る。
することによって、磁気ディスク、半導体ウェハ、液晶
などに代表される電子部品の基板表面の高清浄化が行え
る。その結果、製品の歩留まり、信頼性を大きく向上す
ることができる。また、間接的な効果として、高周波超
音波洗浄の電子部品産業への普及を促進することができ
る。
【図1】本発明の一実施例に係る超音波洗浄機の構成図
【図2】本発明の一実施例に係る超音波発振子ケースの
側面断面図
側面断面図
【図3】超音波発振子の多数枚化による超音波出力(強
度)のアップと効率の比較結果
度)のアップと効率の比較結果
【図4】本発明の一実施例に係る超音波洗浄機の側面断
面図
面図
【図5】スリット短辺の距離(C寸法)と超音波出力
(強度)との関係
(強度)との関係
【図6】本発明の一実施例に係る超音波洗浄機の側面断
面図
面図
【図7】D寸法と超音波出力(強度)との関係の検討結
果
果
【図8】超音波集束ホーンのスリット状出口部分でなす
角Eと超音波出力(強度)との関係の検討結果
角Eと超音波出力(強度)との関係の検討結果
【図9】本発明の一実施例に係る超音波洗浄機の構成図
【図10】本発明の一実施例に係る超音波洗浄機の構成
図
図
【図11】本発明の一実施例に係る超音波洗浄機の構成
図
図
【図12】本発明の一実施例に係る超音波洗浄機の側面
断面図
断面図
【図13】本発明の一実施例に係る超音波洗浄機の構成
図
図
【図14】本発明の超音波洗浄機におけるUS出力(強
度)と洗浄効果との関係
度)と洗浄効果との関係
1…超音波発振器、 2…超音波発振子ケース、3…
スリット状出口部分、4…超音波集束ホーン、5…ケー
ブル、6…水槽、7a…洗浄液(水槽内)、7b…洗浄
液(超音波集束ホーン内)、8…被洗浄物、9…超音波
発振子、10…洗浄液供給配管、10a…洗浄液の供給
方向、11…洗浄液の水流、12…超音波シャワー。
スリット状出口部分、4…超音波集束ホーン、5…ケー
ブル、6…水槽、7a…洗浄液(水槽内)、7b…洗浄
液(超音波集束ホーン内)、8…被洗浄物、9…超音波
発振子、10…洗浄液供給配管、10a…洗浄液の供給
方向、11…洗浄液の水流、12…超音波シャワー。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 正博 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内
Claims (9)
- 【請求項1】少なくとも超音波発振器と超音波振動子と
洗浄液で満たされた超音波集束ホーンとから構成される
超音波洗浄機において、発振周波数が500kHz以上
であり、超音波振動子が2枚から構成され、2枚の振動
子が超音波集束ホーンのスリット状出口部分で焦点が合
うように配置されたことを特徴とした超音波洗浄機。 - 【請求項2】請求項1記載の洗浄機において、超音波集
束ホーンのスリット状出口部分のスリット短辺側の寸法
が2mm以上であることを特徴とした超音波洗浄機。 - 【請求項3】請求項1記載の洗浄機において、発振周波
数が500kHz〜1.5MHzであり、超音波集束ホ
ーンの集束距離(焦点距離)が80〜200mmであるこ
とを特徴とした超音波洗浄機。 - 【請求項4】請求項1記載の洗浄機において、超音波集
束ホーンのスリット状出口部分の先端角度が35°以下
であることを特徴とした超音波洗浄機。 - 【請求項5】請求項1〜4記載の洗浄機において、超音
波集束ホーンに洗浄液を常時供給する配管が接続され、
超音波集束ホーンの出口部分から吐出される洗浄液の流
れに超音波を乗せることを特徴とした超音波洗浄機。 - 【請求項6】請求項5記載の洗浄機において、超音波集
束ホーンに接続された配管の方向が超音波振動子の表面
に向かっており、供給される洗浄液で超音波振動子の表
面が洗われる位置関係にあることを特徴とした超音波洗
浄機。 - 【請求項7】請求項1〜6記載の洗浄機において、2組
の洗浄機の超音波集束ホーンを向かいあわせの位置に設
置し、板状の被洗浄物を2組の洗浄機の超音波集束ホー
ンの間を通過させることで前記被洗浄物の両面を同時に
洗浄できることを特徴とした洗浄装置。 - 【請求項8】請求項7記載の被洗浄物が、磁気ディスク
基板、半導体ウェハあるいは液晶基板であることを特徴
とした洗浄装置。 - 【請求項9】請求項1〜6記載の超音波洗浄機あるいは
請求項7〜8記載の洗浄装置を使用して製造することを
特徴とした磁気ディスク、半導体、液晶製品。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18626397A JPH1128432A (ja) | 1997-07-11 | 1997-07-11 | 超音波洗浄機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18626397A JPH1128432A (ja) | 1997-07-11 | 1997-07-11 | 超音波洗浄機 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1128432A true JPH1128432A (ja) | 1999-02-02 |
Family
ID=16185230
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18626397A Pending JPH1128432A (ja) | 1997-07-11 | 1997-07-11 | 超音波洗浄機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1128432A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000028578A2 (en) * | 1998-11-11 | 2000-05-18 | Applied Materials, Inc. | Improved megasonic cleaner |
WO2006040993A1 (ja) * | 2004-10-12 | 2006-04-20 | Hitachi Plant Engineering & Construction Co., Ltd. | 超音波洗浄装置 |
JPWO2015056602A1 (ja) * | 2013-10-16 | 2017-03-09 | 日本電気硝子株式会社 | ガラスフィルム積層体の製造方法、ガラスフィルム積層体、電子デバイスの製造方法 |
-
1997
- 1997-07-11 JP JP18626397A patent/JPH1128432A/ja active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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