CN101263242A - 真空成膜装置以及真空成膜方法 - Google Patents
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Abstract
在将设置有工件的工件室侧的第二模具与设置有用于进行真空成膜的目标的目标室侧的第一模具进行合模,在上述工件上进行真空成膜的情况下,可缩短真空成膜工序所需的时间、降低成本,在设置了用于进行真空成膜的目标的目标室(7b)侧的成膜用模具(7a)的开口端设置挡板装置(13),该挡板装置(13)具有开设了连通孔(19a、20a)的第一、第二支撑板(19、20),和设置在两板(19、20)之间、对上述连通孔(19a、20a)进行开闭的挡板(17),在上述合模后开放挡板(17),在成模(2a)后,在脱模前的阶段封闭挡板(17)。
Description
技术领域
本发明涉及真空蒸镀装置或喷镀装置等的真空成膜装置以及真空成膜方法的技术领域。
背景技术
一般情况下,在这种真空成膜装置中,在该装置例如是喷镀装置的情况下,在真空中激发氩气、产生等离子体,通过使其与作为成膜材料的目标(タ一ゲット)碰撞,使成膜材料的粒子在成膜处理室内飞溅,使该飞溅的粒子碰到设置在成膜处理室内的工件(被成膜处理部件)的表面而进行成膜。并且,提出了在这样的真空成膜装置中,使装有用于在工件上成膜的成膜机构的第一模具与装有被成膜的工件的第二模具抵接,在该抵接的状态下进行真空成膜(例如专利文献1)的方案,通过这样,工件的成形和成膜可通过一系列的模具移动而进行,成膜成型品的制造效率、质量明显提高,并且,可大幅度降低次品的产生比率,提高操作性的效率。
但是,在该装置中,每次进行成膜处理时都需要对成膜处理室内重复进行大气压→真空→大气压的处理,利用真空泵将成膜处理室内的空气从大气压状态变为真空状态无论如何都需要时间,具有操作性依然不够高的问题。
因此,考虑了通过挡板将成膜处理室划分成工件室侧和目标室侧两部分,工件室侧重复进行大气压→真空→大气压的处理,而目标室侧依然保持真空状态的结构。目前,为了容易更换目标,提出了通过挡板将工件室侧和目标室侧划分成两部分(例如,专利文献2)的方案。
专利文献1:专利第3677033号公报
专利文献2:特开平9-31642号公报
但是,设置上述挡板、将成膜处理室一分为二的结构是为了更换目标,而不是如在每次对工件进行成膜处理时都对工件室侧进行大气压→真空→大气压的处理那样、频繁地开闭挡板,对这样的挡板的具体构成没有说明。尤其是,本发明所要解决的技术课题是,在工件室侧、工件的移动和取出的关系,对于形成大气压→真空→大气压的处理,在为了将目标室侧保持为真空状态而设置挡板的情况下,需要使该挡板装置切实圆滑地开闭和密封,这是本发明需要解决的问题。
发明内容
本发明鉴于上述情况,其目的是解决上述课题,技术方案1的发明是一种真空成膜装置,将设置有用于进行真空成膜的目标(タ一ゲット)的目标室侧的第一模具与设置有工件的工件室侧的第二模具合模,在该工件上进行成膜,其特征在于,在第一模具上设置用于开闭目标室的挡板装置。
技术方案2的发明在技术方案1中,挡板装置具有被支撑在第一模具的开口端的基座和开闭连通孔的开闭体,该连通孔开设在该基座上、连通目标室和工件室。
技术方案3的发明在技术方案2中,基座由被支撑在第一模具侧的第一支撑板和层叠状地设置在该第一支撑板上的第二支撑板构成,开闭体可自由移动地设置在该两个支撑板之间。
技术方案4的发明在技术方案3中,在开闭体和基座之间设置引导机构,该引导机构在开闭体向连通孔的封闭姿势移动的过程中引导该开闭体向第二支撑板侧变位,使开闭体以连通孔的封闭姿势与第二支撑板侧密封状地抵接,形成与第一支撑板的板面分离的状态,保持目标室的真空状态。
技术方案5的发明在技术方案3或4中,开闭体在从封闭姿势向开放姿势移动的过程中,受到密封状地与第二支撑板抵接的工件室的气压、向第一支撑板的板面侧变位。
技术方案6的发明是一种真空成膜方法,将设置有用于进行真空成膜的目标的目标室侧的第一模具与设置有工件的工件室侧的第二模具合模后,连续地进行在该工件上成膜的工序,其特征在于,使为了开闭目标室而设置在第一模具上的挡板装置在所述两个模具从合模起到成膜为止期间形成开放姿势,进行工件的真空成膜,该真空成膜后,直到进行下一个合模期间形成封闭姿势,将目标室保持为真空状态。
根据技术方案1的发明,可将目标室保持为真空状态,可缩短制造时间(真空工序时间)、提高操作性,有助于降低成本。
根据技术方案2或3的发明,可圆滑地对开闭体进行开闭。
根据技术方案4的发明,开闭体的封闭姿势可提高目标室的密封性。
根据技术方案5的发明,可圆滑地进行开闭体的开放动作。
根据技术方案6的发明,可将目标室保持为真空状态,可缩短制造时间、提高操作性,有助于降低成本。
附图说明
图1是成膜成形体的剖视图。
图2是成膜成形装置的概略图。
图3(A)~(D)是用于制造成膜成形体的制造工序的前半阶段的概略图。
图4(A)~(D)是用于制造成膜成形体的制造工序的中间阶段的概略图。
图5(A)~(D)是用于制造成膜成形体的制造工序的后半阶段的概略图。
图6(A)、(B)分别是图6(B)的X-X剖视图、挡板装置的仰视图。
图7(A)、(B)、(C)分别是图7(B)的X-X剖视图、第一支撑板的仰视图以及图7(B)的Y-Y剖视图。
图8(A)、(B)、(C)分别是图8(B)的X-X剖视图、第二支撑板的仰视图以及图8(B)的Y-Y剖视图。
图9(A)、(B)分别是挡板的正视图和仰视图。
图10(A)、(B)、(C)、(D)分别是引导体的正视图、连接件的仰视图、图10(B)的X-X剖视图以及侧视图。
图11(A)、(B)分别是图11(B)的X-X剖视图、说明挡板的开闭状态的主要部位放大图。
具体实施方式
以下根据附图就本发明的实施方式进行说明。在图中,1是成膜成形体,该成膜成形体1通过二次注塑工序将在一次注塑工序中模具成形的第一成形体2和第二成形体3进行一体化,以此进行制造,并且,通过设置在一次和二次注塑工序之间的成膜工序在第一成形体2(相当于本发明的工件)上进行成膜2a,以下就用于制造该成膜成形体1的制造装置4进行说明。
上述制造装置4具有后述的可动侧模具底座4a和固定侧模具底座4b,在该可动侧模具底座4a上分别可自由拆装地设置成形用模具5d、5e,在该成形用模具5d、5e中,用于对第一、第二成形体2、3进行模具成形的模具工作面5a、5b形成在模表面5c上,以此构成可动模具5。
另一方面,成形用模具6d、6e和成膜用模具(相当于本发明的第一模具)7a以设置成一条线的状态可自由拆装地设置在固定侧模具底座4b上,在所述成形用模具6d、6e中,用于对第一、第二成形体2、3进行模具成形的模具工作面6a、6b形成在模表面6c上;成膜用模具7a具有设置在与该成形用模具6d、6e的第一成形用模具工作面6a邻接的一侧的真空成膜装置(通过真空蒸镀或喷镀蒸镀等进行成膜的真空成膜装置),通过成形用模具6d、6e和成膜用模具7a构成固定模具6。
上述可动模具5(可动侧模具底座4a)设置在架台8上,该架台8利用无图示的驱动器可进行模具彼此的接近分离方向的移动,在该架台8上设置导轨9,该导轨9相对于上述固定模具6的模具工作面6a、6b以及成膜用模具7a的设置方向朝向相同的方向,可动模具5可自由移动地设置在该导轨9上,这样可动模具5可向沿着模表面5c的方向(在图2中的左右方向)移动。
10是设置在架台8上的移动用的驱动器,在本实施方式中,该移动用驱动器10使用可控制驱动量(旋转量)的伺服电动机。与上述导轨9平行设置的螺旋轴11固定在该驱动器10的输出轴10a上。并且,刻设有与该螺旋轴11进行拧合的内螺纹12a的动作体12设置在可动模具5上,这样,可动模具5与上述驱动器10的正反驱动连动地进行被导轨9引导的上述移动。
在上述真空成膜装置7上设置用于开闭成膜用模具7a的前端部位的后述的挡板装置13,该挡板装置13通过驱动器14的驱动进行开闭。即,在作为挡板装置13的构成部件的驱动器14上,螺纹轴(驱动轴)14a向沿着模表面6c的方向突出,动作体15拧装在该螺纹轴14a上,动作体15与驱动器14的正反驱动连动地沿着螺纹轴14a移动。并且,引导体16与动作体15的前端部一体连接,挡板(相当于本发明的开闭体)17设置在该引导体16的前端部。并且,挡板17通过动作体15的基于驱动器14的上述正反驱动的移动进行变位,挡板装置13基于该变位来开闭成膜用模具7a的前端开口。
以下利用图3至5就通过实施本发明而制造的成膜成形体1的制造工序进行说明。首先,可动模具5从模表面5c位于与固定模具6的模表面6c相对的位置(参照图3(A))的状态起向固定模具6的方向移动,进行合模,在该合模的状态下,进行一次注塑工序、对第一、第二成形体(第一、第二工件)2、3进行注射模塑成形(参照图3(B))。
然后,可动模具5向模分离的方向移动,此时,进行设定、使第一成形体2留在可动模具5侧,使第二成形体3留在固定模具6侧(参照图3(C))。
之后,相当于本发明的第二模具的第一成形用模具5d与成膜用模具7a相对地向沿着模表面5c的方向(图中的左方向)移动(参照图3(D)),然后,可动模具5向合模方向移动,该模具5d、7a相互合模(参照图4(A))。构成上述挡板装置13的挡板17到合模之前一直保持封闭姿势,将目标室7b一直保持成真空状态。在进行上述合模后,基于驱动器14的驱动,挡板17向打开方向移动、形成开放姿势,这样,挡板装置13形成成膜用模具7a的目标室7b与第一成形用模具5d(工件室5f)连通的姿势(参照图4(B))。然后,在该状态下,为了将成膜装置7的室内形成真空,真空泵P进行动作(真空工序),一旦形成所需要的真空状态等、具备真空成膜的条件,则对从上述第一成形体2的模具工作面6a脱模的面进行成膜2a(成膜工序、参照图4(C)),在进行该成膜2a后,基于驱动器14的反向驱动,挡板17向关闭方向移动,这样,挡板装置13将成膜用模具7a内封闭成密闭状态(参照图4(D))。并且,将该封闭保持到下一次的成膜工序(用于成膜的合模工序)。
然后,可动模具5向脱模方向移动,与成膜装置7脱模(参照图5(A)),接着,可动模具5向沿着模表面5c的方向移动(图中的右方向),第一成形体2和第二成形体3相对(参照图5(B))。另外,在将光源等的必要部件内置于第一、第二成形体3中的情况下,可将第一成形体2进行成膜2a,在脱模后的阶段(图5(A)的阶段)或使第一、第二成形体2、3相对的阶段(图5(B)的阶段)设置安装上述必要部件装置的工序。
然后,进行二次注塑工序(参照图5(C)),即,在上述第一、第二成形体2、3相对的状态下,使模具5、6相互合模,通过利用树脂材料18使第一、第二成形体2、3形成一体,制造成膜成形体1。之后,使可动模具5向脱模方向移动,取出成膜成形体1(参照图5(D)),然后,使可动模具5的各对应的模具工作面5a、6a和5b、6b相互相对地向沿着模具表面的方向移动(图中的左方向),通过重复这些一系列的工序,可连续制造成膜成形体1,这样,进行一次成型、成膜以及二次成型,制造成膜成型体1。
以下,就设置在实施本发明的上述真空成膜装置7上的挡板装置13进行具体说明。
如上所述,上述挡板装置13设置在构成真空成膜装置7的成膜用模具7a的开口端,具有驱动器14、动作体15、引导体16以及挡板17,而且还具有支撑(固定)在成膜用模具7a的开口端的本发明的基座。并且,挡板装置13的基座由层叠状地设置的第一、第二支撑板19、20构成,通过可自由移动地设置在第一、第二支撑板19、20之间的挡板17对开设在这些第一、第二支撑板19、20上的目标粒子飞溅用的连通孔19a、20a进行开闭。并且,在对成膜成形体1进行成形的过程中,使第一成形用模具5d与设置在成膜用模具7a的开口端的挡板装置13的挡板17的设置外周缘部抵接,以密封状地覆盖该部位的状态进行合模,在该状态下,通过挡板装置13隔开内置有成膜装置7的成膜用模具7a侧的目标室7b和第一成形用模具5d侧的工件室5f(参照图4(a)),由于挡板17形成开放姿势,因此目标室7b和工件室5f通过连通孔19a、20a进行连通(参照图4(B))。
另外,以下在将图2的安装状态作为正视图进行方向设定的状态下就挡板装置13进行说明。
上述第一支撑板19是设置在目标室7b侧(上侧)的板,在大致中央部开设目标飞溅用的第一连通孔19a,在该第一连通孔19a的外周部位的下侧面(第二支撑板20侧的板面)19b上,形成槽深设定为H1的矩形的第一凹部19c。而且,在第一支撑板19的下侧19b形成位于第一凹部19c的左侧(设置驱动器14侧)、且比该第一凹部19c更深的槽形的、槽深设定为H2的矩形的第二凹部19d,形成位于该第二凹部19d的前后方向中央部、且比该第二凹部19d更深的槽形的、槽深设定为H3的第三凹部19e。而且,在第一凹部19c的左端缘部,在与邻接的第二或第三凹部19d、19e之间,形成越靠左端越偏向目标室7b侧的左倾斜面19f,在右端缘部,在与下侧面19b之间,在右端形成偏靠下位(第二支撑板20)侧、构成本发明的引导机构的引导倾斜面19g。另外,在引导倾斜面19g的下端缘部形成朝向垂直方向的移动限制面19h。
另一方面,第二支撑板20设置在工件室侧5f(下侧),具有平板状的板面,并开设有与上述第一连通孔19a连通的第二连通孔20a。并且,在使第二支撑板20抵接状地层压在第一支撑板19上的状态下进行一体化,以此,在第一、第二支撑板19、20之间形成相当于第一、第二、第三凹部19c、19d、19e的槽深的H1、H2、H3的间隙,引导体16以及挡板17以可向左右方向自由移动的状态内置于上述间隙中。
另外,21是设置在密封孔20b上的第一密封材料,所述密封孔20b凹设于第二支撑板20的第一支撑板19侧的板面(上侧面)上,该第一密封材料与第一支撑板19的下侧面19b抵接、将其之间密封。22是设置在凹设于上述上侧面上的密封孔20c中的第二密封材料,与封闭姿势的挡板17的下侧面抵接、将其之间进行密封。而且,23是设置在密封孔20d上的第三密封材料,所述密封孔20d凹设于第二支撑板20的工件室5f侧的板面上的,该第三密封材料与合模后的第一成形用模具5d的开口前端面抵接、将其之间进行密封。
上述挡板17的板厚H4比第一凹部19c的槽的深度浅,具有与第一凹部19c大致相同形状的矩形的本体部17a,该本体部17a覆盖(封闭)第一、第二连通孔19a、20a。并且,在挡板本体部17a的左侧部,燕尾槽式的凹部17b贯通状地形成在上下方向,拧合引导体16的右端部16a而形成一体的连接件16b可在上下方向自由滑动(自由相对移动)地嵌合在该凹部17b中。并且,挡板17以及引导体16以可向左右方向自由移动的状态收容在形成于第一、第二支撑板19、20之间的间隙中,可向位于第一、第二支撑板19、20的右方、封闭连通孔19a、20a的封闭姿势,和位于左方、打开连通孔19a、20a的开放姿势变换姿势。
而且,在挡板本体部17a的右端缘部,以与形成于第一支撑板19的第一凹部19c的右端缘部的引导倾斜面19g和移动限制面19h相对的方式、形成越靠右端越偏向下位的倾斜面、即引导倾斜面17c,并且形成位于该引导倾斜面17c的下端缘部、朝向垂直方向的移动限制面17d。另外,挡板17的凹部17b形成部位比本体部17a的上面更向上方鼓出、形成厚的板压,这样,上侧倾斜面17e形成在本体部17a和凹部17b形成部位之间。
在这样构成的挡板装置13中,在封闭连通孔19a、20a的挡板17的封闭姿势的状态下,挡板本体部17a形成以下状态,即,形成在右端缘的引导倾斜面17c与第一支撑板19的引导倾斜面19g抵接,并且,移动限制面17d与第一支撑板19的移动限制面19h抵接,而且,上侧倾斜面17e与第一支撑板19的左倾斜面19f抵接,这样,挡板本体部17a的下面与第二支撑板20的平板状的上面紧贴状地抵接,切实地密封第二连通孔20a。
并且,如上述图4(A)所示,在使成膜用模具7a与第一成形用模具5d合模,第一成形用模具5d与挡板装置13抵接的状态下,挡板装置13的挡板17形成封闭姿势,这样,挡板装置13隔开成膜用模具7a侧的目标室7b与第一成形用模具5d的工件室5f之间。此时,第一成形用模具5d的模具表面5c与第二支撑板20抵接,模具工作面5a位于第二支撑板20的第三密封材料23的内侧,进行工件室5f的密封。
为了在第一成形体2上进行成膜,使挡板17从上述合模的状态起向开放姿势变化,在这种情况下,随着驱动驱动器14,引导体16向左侧强制变位,此时,目标室7b侧成为真空状态,工件室5f侧成为大气压状态。因此,挡板本体17a被向目标室7b侧按压,挡板本体17a随着向左侧的强制变位,右端侧的引导倾斜面17c以沿着第一支撑板引导倾斜面19g的状态被按压在第一凹部19c的底面、即第一连通孔19a的孔缘上,挡板本体17a相对于连接件16b向第一支撑板19侧变位,进行沿着第一支撑板19的第一凹部19c的开放动作。此时,由于在第一支撑板的第一凹部19c的左侧形成比第一凹部19c深的槽状的第一凹部19d,因此,挡板本体部17a可以以与第一、第二支撑板19、20的接触面积(抵接面积)小的状态进行开放动作。并且,如图4(B)、(C)或图11的虚线所示,挡板装置13通过挡板17形成开放姿势,而使目标室7b和工件室5f形成连通状态。
另外,20e是加力机构,多个该加力机构内装在连通孔20a的周缘部、将挡板本体部17a按压在第一支撑板19侧。
与此相对,在成膜工序(图4(C))结束、封闭挡板装置13的情况下,目标室7b和工件室5f都成为真空状态。在这种情况下,因气压差产生的负荷不对挡板本体17a进行作用,通过随着驱动器14的驱动、引导体16向右侧的变位,挡板本体17a封闭连通孔19a、20a,但在这种情况下,挡板本体17a,在右端缘的引导倾斜面17c到达第一支撑板19的引导倾斜面19g之前期间,在挡板本体17a的两侧没有气压差,挡板本体17a,通过沿着第一支撑板19向右侧变位,挡板侧引导倾斜面17c的前端缘到达第二支撑板侧引导倾斜面19g,而受到该第二支撑板侧引导倾斜面19g的引导。并且,一旦成为该状态,则挡板本体部17a向右侧变位,并且,抵抗着加力机构20e向下方变位,通过一直向右侧移动,直到引导倾斜面17c、19g彼此以及移动限制面17d、17h彼此形成相互抵接的状态,形成限制挡板本体部17a的移动的封闭姿势。并且,在该状态下,形成挡板本体17a被按压在第二支撑板20侧的紧贴状的密封,如图5(A)所示,即使碰到第二支撑板20的第一成形用模具5d成为脱模状态,也可封闭目标室7b,保持真空状态。
在形成上述结构的本发明的实施方式中,成膜形成体1经过形成第一、第二成形体2、3的一次注塑工序、第一成形体2的成膜工序以及将第一、第二成形体2、3一体化的二次注塑工序进行制造,其中,在第一成形体2上成膜的情况下,在进行合模的成膜用模具7a和第一成形用模具5d之间设置挡板装置13,只在实施真空成膜工序时连通目标室7b和工件室5f,可将目标室7b侧保持为真空状态。其结果,为了对第一成形体2进行真空成膜,在使第一成形模具5d与成膜用模具7a合模、形成连通目标室7b和工件室5f双方的状态后,在将该两室7b、5f形成真空状态的工序(真空工序)中,将目标室7b保持为真空状态,因此,只在需要使工件室5f侧形成真空时使真空泵P动作即可,无需像现有的那样对目标室7b和工件室5f双方进行大气压→真空→大气压的处理,可缩短制造时间(真空工序时间),不仅可提高操作性而且可降低成本。
而且,在本实施方式中,挡板装置13形成利用第一、第二支撑板19、20作为基座,设置在两板19、20之间的挡板17进行开闭动作的结构。并且,在挡板17的封闭姿势的状态下,在工件室5f侧,可以以按压在抵接面积大的第二支撑板20的平板状的下面的方式进行封闭,因此,可提高目标室7b的密封性,可确保目标室7b的真空状态。
并且,在使挡板装置13的挡板17从封闭姿势向开放姿势变化的情况下,基于驱动驱动器14、使挡板本体部17a向左侧变位,工件室5f侧的气压对挡板本体17a进行作用,该挡板本体17a向抵接面积大的第二支撑板20侧变位、将目标室7b密封成真空状态,由此在向左侧变位的同时、基于引导倾斜面17c、19g的引导可推到(变位到)第一支撑板19侧。其结果,挡板17既可在封闭的状态下与第二支撑板紧贴、确保高密封性,又可在开放挡板17的情况下向接触面积小的第一支撑板19变位,进行沿着该第一支撑板19的圆滑的开放动作,可形成操作性好的挡板装置13。
并且,在该结构中,在将第一成形用模具5d与设置了挡板装置13的成膜用模具7a合模的状态下,开放挡板装置13的挡板17,在第一成形体2上进行成膜2a,然后,在第一成形用模具5d与成膜用模具7a脱模之前的阶段使挡板17形成封闭姿势,因此,可将用挡板17封闭的目标室7b侧一直保持在真空状态,在反复进行的每次成膜工序中,无需将目标室7b和工件室5f双方形成真空,可缩短制造时间、提高操作性,也有助于降低成本。
本发明用于真空蒸镀装置或喷镀装置等的真空成膜装置以及真空成膜方法,由于在对第一成形体进行真空成膜时,在所合模的第一成形模具和成膜用模具之间设置挡板装置,因此,可提高目标室的密封性,并且可切实保持目标室的真空状态。而且,由于在使目标室和工件室双方形成连通的状态后的真空工序中,可将目标室保持为真空状态,因此,只在需要使工件室侧形成真空时使真空泵动作即可,即使在反复进行成膜工序的情况下,也可缩短真空工序的时间、提高操作性,而且还有助于降低成本。
Claims (6)
1.一种真空成膜装置,将设置有用于进行真空成膜的目标的目标室侧的第一模具与设置有工件的工件室侧的第二模具合模,在该工件上进行成膜,其特征在于,在第一模具上设置用于开闭目标室的挡板装置。
2.如权利要求1所述的真空成膜装置,其特征在于,挡板装置具有被支撑在第一模具的开口端的基座和开闭连通孔的开闭体,该连通孔开设在该基座上、连通目标室和工件室。
3.如权利要求2所述的真空成膜装置,其特征在于,基座由被支撑在第一模具侧的第一支撑板和层叠状地设置在该第一支撑板上的第二支撑板构成,开闭体可自由移动地设置在该两个支撑板之间。
4.如权利要求3所述的真空成膜装置,其特征在于,在开闭体和基座之间设置引导机构,该引导机构在开闭体向连通孔的封闭姿势移动的过程中引导该开闭体向第二支撑板侧变位,使开闭体以连通孔的封闭姿势与第二支撑板侧密封状地抵接,形成与第一支撑板的板面分离的状态,保持目标室的真空状态。
5.如权利要求3或4所述的真空成膜装置,其特征在于,开闭体在从封闭姿势向开放姿势移动的过程中,受到密封状地与第二支撑板抵接的工件室的气压、向第一支撑板的板面侧变位。
6.一种真空成膜方法,将设置有用于进行真空成膜的目标的目标室侧的第一模具与设置有工件的工件室侧的第二模具合模后,连续地进行在该工件上成膜的工序,其特征在于,使为了开闭目标室而设置在第一模具上的挡板装置在所述两个模具从合模起到成膜为止期间形成开放姿势,进行工件的真空成膜,在该真空成膜后,直到进行下一个合模期间形成封闭姿势,将目标室保持为真空状态。
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