CN111105923A - 电感器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电感器,所述电感器包括:主体;线圈,设置在所述主体内部;以及第一外电极和第二外电极,设置在所述主体的一个表面上以分别连接到所述线圈的两端。凹部设置在所述主体的所述一个表面上的所述第一外电极与所述第二外电极之间的区域中。

Description

电感器
本申请要求于2018年10月29日在韩国知识产权局提交的第10-2018-0130031号韩国专利申请的优先权的权益,该韩国专利申请的公开内容通过引用被全部包含于此。
技术领域
本公开涉及一种电感器。
背景技术
随着诸如数字TV、移动电话、膝上型PC等的电子装置的小型化和薄化,对在这种电子装置中使用的线圈组件的小型化和薄化的需求正在增加。为了满足这种需求,已经积极地对具有各种形式的绕线型或薄膜型线圈组件进行了研究和开发。
电感器(一种线圈组件)是在电子装置中与电阻器和电容器一起使用的一种代表性的无源电子组件。
随着电子装置设计为具有更高的性能并且尺寸减小,电子装置中使用的电子组件的数量已经增加并且尺寸已经减小。
发明内容
本公开的一方面在于通过在形成底表面电极时改变底表面电极的形状和比例以防止两个电极之间的短路和裂纹来提供一种低轮廓电感器产品。
具体地,本公开的一方面在于防止在焊接之后底表面电极之间的短路并且防止线圈与底表面电极之间的短路,使得焊接被优化并提高了安装稳定性。
根据本公开的一方面,一种电感器包括:主体;线圈,设置在所述主体内部;以及第一外电极和第二外电极,设置在所述主体的一个表面上以分别连接到所述线圈的两端。凹部设置在所述主体的所述一个表面上的所述第一外电极与所述第二外电极之间的区域中。
根据本公开的一方面,一种电感器包括:主体,具有从所述主体的一个表面朝向所述主体的中央部分凹入的凹部;线圈,设置在所述主体内部并围绕所述主体的所述中央部分缠绕;以及第一外电极和第二外电极,分别设置在所述主体的所述一个表面的相对侧上并分别连接到所述线圈的两端。
附图说明
通过以下结合附图进行的详细描述,本公开的以上和其他方面、特征及优点将被更清楚地理解,在附图中:
图1是根据本公开的实施例的电感器的示意图;
图2是根据本公开的示例实施例的电感器的示意图;
图3是在根据本公开的示例实施例的图1中示出的电感器的L-T方向上截取的截面图;以及
图4是在根据本公开的示例实施例的图2中示出的电感器的L-T方向上截取的截面图。
具体实施方式
在下文中,将参照附图如下描述本公开的实施例。
在示例实施例中使用的术语用于简单地描述示例实施例,并非旨在限制本公开。除非另有说明,否则单数术语包括复数形式。描述的术语“包括”、“包含”和“被构造为”等用于指示存在特征、数量、步骤、操作、元件、部件或它们的组合,并不排除组合或添加一个或更多个特征、数量、步骤、操作、元件、部件或它们的组合的可能性。此外,术语“设置在……上”、“位于……上”等可指示元件在物体下方,并且不必然地意味着元件相对于重力方向位于物体上。
术语“结合到”、“组合到”等不仅可指示元件彼此直接且物理地接触,还包括其它元件介于元件之间使得元件还与其它元件接触的构造。
为了易于描述,附图中示出的元件的尺寸和厚度被指示为示例,并且本公开中的示例实施例不限于此。
在附图中,L方向为第一方向或长度方向,W方向为第二方向或宽度方向,T方向为第三方向或厚度方向。
在电子装置中,可使用各种类型的电子组件,并且在电子组件之间可使用各种类型的线圈组件以去除噪声,或用于其他目的。
换句话说,在电子装置中,线圈组件可用作功率电感器、高频电感器、普通磁珠、高频磁珠、共模滤波器等。
图1是根据本公开的实施例的电感器的示意图,图2是根据本公开的示例实施例的电感器的示意图。图3是在根据本公开的示例实施例的图1中示出的电感器的L-T方向上截取的截面图。图4是在根据本公开的示例实施例的图2中示出的电感器的L-T方向上截取的截面图。
参照图1,穿过主体100的下端的中央部分的凹部106与底表面电极300和400(或外电极300和400)分开特定距离,但不限于此。例如,凹部106从主体100的底表面的中间部分穿入主体100的部分,所述底表面的中间部分位于底表面的其上分别设置有底表面电极300和400的部分之间。凹部106朝向主体100的中央部分穿入。图1示出了第一引出图案231、第二引出图案242、第三引出图案232和第四引出图案241全部设置在支撑构件的顶表面和底表面上以与线圈部200接触。
图3是当在L-T方向上观察图1时的截面图。如图3的实线所示,连接电极520将第三引出图案232和第二引出图案242连接到底表面电极400。在这种情况下,在连接电极520穿入主体100之后,连接电极520还穿过第三引出图案232。在一个实施例中,连接电极520穿入主体100以将第三引出图案232和底表面电极400彼此连接,并且第三引出图案232通过支撑层(或支撑构件)IL中的过孔(未示出)连接到第二引出图案242。如图3的实线所示,连接电极510将第一引出图案231和第四引出图案241连接到底表面电极300。在这种情况下,在连接电极510穿入主体100之后,连接电极510还穿过第一引出图案231。在一个实施例中,连接电极510穿入主体100以将第一引出图案231和底表面电极300彼此连接,并且第一引出图案231通过支撑层IL中的另一过孔(未示出)连接到第四引出图案241。在另一实施例中可省略所述另一过孔。在图3中,A表示凹部106的长度,B’表示主体100的其上设置有底表面电极300的底表面部分的长度,B表示主体100的其上设置有底表面电极400的底表面部分的长度,C表示从主体100的下端到凹部106的上端的长度(例如,C表示凹部106的距离主体的底表面的深度),C’表示从线圈的下端到凹部106的上端的长度(例如,C’表示深度C与从线圈到主体100的底表面的距离之间的差值)。例如,深度C大于从线圈到主体100的底表面的距离。为了易于描述,在图1和图3中未示出安装在基板等上的外电极和形状。尽管在附图中未示出,但主体的每个角部和凹部的内角部可形成为圆形以防止裂纹。
参照图2,穿过主体100的下端的中央部分的凹部106可与底表面电极300和400分开特定距离,但不限于此。例如,凹部106从主体100的底表面的中间部分穿入主体100的部分,所述底表面的中间部分位于底表面的其上分别设置有底表面电极300和400的部分之间。凹部106朝向主体100的中央部分穿入。与图2中示出的实施例相比,图1示出了第四引出图案241和第三引出图案232附加地设置在支撑构件的顶表面和底表面上以与线圈部200接触。
图4是当在L-T方向上观察图2时的截面图。如图4的实线所示,连接电极520穿过支撑构件IL以与第二引出图案242与底表面电极400接触。在一个实施例中,连接电极510穿入主体100以与第一引出图案231接触。尽管未示出,在另一示例实施例中,连接电极510在穿过第一引出图案231之后穿过支撑构件IL。在图4中,A表示凹部106的长度,B’表示主体100的其上设置有底表面电极300的底表面部分的长度,B表示主体100的其上设置有底表面电极400的底表面部分的长度,C表示从主体100的下端到凹部106的上端的长度(例如,C表示凹部106的深度),C’表示从线圈的下端到凹部106的上端的长度(例如,C’表示深度C与从线圈到主体100的底表面的距离之间的差值)。例如,深度C大于从线圈到主体100的底表面的距离。为了易于描述,在图2和图4中未示出安装在基板等上的外电极和形状。尽管在附图中未示出,但主体的每个角部和凹部的内角部可形成为圆形以防止裂纹。
主体100可包括磁性材料和树脂材料。具体地,主体100可通过层压包括分散在树脂中的磁性材料的一个或更多个磁性复合片而形成。可选地,主体100可具有与磁性材料分散在树脂中的结构不同的结构。例如,主体100可利用诸如铁氧体的磁性材料形成。
磁性材料可以是铁氧体或磁性金属粉末颗粒。
铁氧体粉末颗粒可包括例如尖晶石型铁氧体(诸如Mg-Zn基、Mn-Zn基、Mn-Mg基、Cu-Zn基、Mg-Mn-Sr基、Ni-Zn基的铁氧体)、六方晶系铁氧体(诸如Ba-Zn基、Ba-Mg基、Ba-Ni基、Ba-Co基、Ba-Ni-Co基的铁氧体等)、石榴石型铁氧体(诸如Y基铁氧体)和Li基铁氧体中的至少一种。
磁性金属粉末颗粒可包括从由铁(Fe)、硅(Si)、铬(Cr)、钴(Co)、钼(Mo)、铝(Al)、铌(Nb)、铜(Cu)和镍(Ni)组成的组中选择的至少一种。例如,磁性金属粉末颗粒可包括纯铁粉末颗粒、Fe-Si基合金粉末颗粒、Fe-Si-Al基合金粉末颗粒、Fe-Ni基合金粉末颗粒、Fe-Ni-Mo基合金粉末颗粒、Fe-Ni-Mo-Cu基合金粉末颗粒、Fe-Co基合金粉末颗粒、Fe-Ni-Co基合金粉末颗粒、Fe-Cr基合金粉末颗粒、Fe-Cr-Si基合金粉末颗粒、Fe-Si-Cu-Nb基合金粉末颗粒、Fe-Ni-Cr基合金粉末颗粒和Fe-Cr-Al基合金粉末颗粒中的至少一种。
磁性金属粉末颗粒可以是非晶的或者结晶的。例如,磁性金属粉末颗粒可以是Fe-Si-B-Cr基非晶合金粉末颗粒,但不限于此。
铁氧体和磁性金属粉末颗粒均可具有大约0.1μm到大约30μm的平均直径,但平均直径的示例不限于此。
主体100可包括分散在树脂中的两种或更多种不同类型的磁性材料。表述“不同类型的磁性材料”表示分散在树脂中的磁性材料通过平均直径、组分、结晶度和形状中的任意一种彼此区分开的事实。
树脂可单独或组合地包括环氧树脂、聚酰亚胺、液晶聚合物等,但树脂的材料不限于此。
如图1和图3所示,线圈部200包括第一线圈图案211和第二线圈图案212以及第一引出图案231、第二引出图案242、第三引出图案232和第四引出图案241。如图2和图4所示,线圈部200包括第一线圈图案211和第二线圈图案212以及第一引出图案231和第二引出图案242。第一线圈图案211和第二线圈图案212围绕垂直于或大体垂直于主体100的底表面的轴缠绕。术语“大体”表示考虑到在制造期间可能发生的可识别的工艺误差。主体100包括贯穿线圈部200的芯。芯可通过用磁性复合片填充线圈部的通孔来形成,但芯的形成不限于此。
支撑构件IL嵌入在主体100中。如图1和图3所示,支撑构件IL支撑第一线圈图案211和第二线圈图案212以及第一引出图案231、第二引出图案242、第三引出图案232和第四引出图案241。如图2和图4所示,支撑构件IL支撑第一线圈图案211和第二线圈图案212以及第一引出图案231和第二引出图案242。
支撑构件IL可利用包括诸如环氧树脂的热固性绝缘树脂、诸如聚酰亚胺的热塑性绝缘树脂和感光绝缘树脂中的至少一种的绝缘材料形成,或者可利用将诸如玻璃纤维或无机填料的增强材料浸渍在该绝缘树脂中的绝缘材料形成。作为示例,支撑构件IL可利用诸如半固化片、ABF(Ajinomoto build-up film)、FR-4、双马来酰亚胺三嗪(BT)树脂、感光电介质(PID)等的绝缘材料形成,但不限于此。
无机填料可以是从二氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)、碳化硅(SiC)、硫酸钡(BaSO4)、滑石、泥浆、云母粉末、氢氧化铝(Al(OH)3)、氢氧化镁(Mg(OH)2)、碳酸钙(CaCO3)、碳酸镁(MgCO3)、氧化镁(MgO)、氮化硼(BN)、硼酸铝(AlBO3)、钛酸钡(BaTiO3)和锆酸钙(CaZrO3)组成的组中选择的至少一种。
当支撑构件IL利用包含增强材料的绝缘材料形成时,支撑构件IL可提供更优异的刚性。当支撑构件IL利用不包括玻璃纤维的绝缘材料形成时,支撑构件IL有利于使整个线圈部200变薄。当支撑构件IL利用包括感光绝缘树脂的绝缘材料形成时,可减少工艺的数量,这有利于减少制造成本,并且可形成精细过孔。
线圈部200可嵌入在主体100中以表现线圈组件的特性。例如,当根据该实施例的线圈组件1000用作功率电感器时,线圈部200可通过将电场存储为磁场并保持输出电压而用于使电子装置的功率稳定。
如图1和图3所示,线圈部200设置在支撑构件IL的彼此相对的第一表面和第二表面上,并包括第一线圈图案211和第二线圈图案212以及第一引出图案231、第二引出图案242、第三引出图案232和第四引出图案241。如图2和图4所示,线圈部200设置在支撑构件IL的彼此相对的第一表面和第二表面上,并包括第一线圈图案211和第二线圈图案212以及第一引出图案231和第二引出图案242。
具体地,基于图3的方向,第一线圈图案211、第一引出图案231和第三引出图案232设置在支撑构件IL的底表面上,第二线圈图案212、第二引出图案242和第四引出图案241设置在支撑构件IL的与支撑构件IL的底表面相对的顶表面上。基于图4的方向,第一线圈图案211和第一引出图案231设置在支撑构件IL的底表面上,第二线圈图案212和第二引出图案242设置在支撑构件IL的顶表面上。
参照图3,第一线圈图案211电连接到支撑构件IL的底表面上的第一引出图案231,并且第一线圈图案211和第一引出图案231与第三引出图案232分开。第二线圈图案212电连接到支撑构件IL的顶表面上的第二引出图案242,并且第二线圈图案212和第二引出图案242与第四引出图案241分开。因此,线圈部通常可用作围绕芯形成一匝或更多匝的单个线圈。第一连接电极510与第一引出图案231接触,并且第一引出图案231连接到第四引出图案241,第二连接电极520与第三引出图案232接触,第三引出图案232连接到第二引出图案242。如下面所述,由于没有必要改变穿过磁性复合片的至少一部分的孔的深度,因此相比于图4,可简化形成连接电极510和520的工艺。
参照图4,第一连接电极510与第一引出图案231接触而第二连接电极520穿过支撑构件IL以与第二引出图案242接触。如稍后将描述的,第一连接电极510和第二连接电极520可通过改变穿过磁性复合片的至少一部分的孔的深度形成。
线圈图案211和线圈图案212、连接电极510和连接电极520以及引出图案231、242、232和241中的至少一个可包括至少一个导电层。
作为示例,当第二线圈图案212、第二引出图案242和第四引出图案241以及连接电极510和520通过镀覆形成在支撑构件IL的表面上时,第二线圈图案212、第二引出图案242和第四引出图案241以及连接电极510和520均可包括诸如无电镀层的种子层和电镀层。电镀层可具有单层结构或多层结构。多层结构的电镀层可以以一个电镀层覆盖有另一电镀层的共形膜结构的形式形成,并且可形成为使得另一镀层仅层压在一个电镀层的一个表面上。第二线圈图案212的种子层、第二引出图案242的种子层、第四引出图案241的种子层、连接电极510的种子层和连接电极520的种子层可同时形成,但不限于此。第二线圈图案212的电镀层、第二引出图案242的电镀层、第四引出图案241的电镀层、连接电极510的电镀层和连接电极520的电镀层可同时形成,但不限于此。
线圈图案211和212、第一引出图案231和第三引出图案232、第二引出图案242和第四引出图案241、连接电极510和520均可利用诸如铜(Cu)、铝(Al)、银(Ag)、锡(Sn)、金(Au)、镍(Ni)、铅(Pb)、钛(Ti)或它们的合金的导电材料形成,但它们的材料不限于此。
参照图4,当第一引出图案231和第二引出图案242存在时,第三引出图案232和第四引出图案241与线圈部的其他元件之间的电连接无关。因此,可省略本公开中的第三引出图案232和第四引出图案241。
参照图1、图2、图3和图4,外电极300和400可设置在主体100的一个表面上以彼此分开,并且外电极300和400分别连接到主体100内部的线圈的两端。在图1和图2中,主体100示出为具有在主体100的宽度方向W上与外电极300和400中的每个的宽度相等的宽度。然而,由于这仅仅是示例,因此外电极300和400均可具有与图1中示出的尺寸不同的尺寸。
参照图3和图4,凹部106形成在主体100的一个表面上的第一外电极与第二外电极之间的区域中。凹部106可通过CO2激光的辐射形成,但凹部106的形成方法不限于此。凹部106可从主体100的两个侧表面在宽度方向上延伸,但凹部106的形状不限于此。
当底表面的其上设置有外电极400的部分的长度是B,底表面的其上设置有外电极300的部分的长度是B’时,可调节长度B和B’的总和与凹部106的长度A的比。具体地,2A≤B+B’<3A,其中,B+B’(例如,L0-A,其中,L0是主体在长度方向L上的长度)是底表面电极部分的长度的总和,A是凹部106的长度。可满足以上条件以改善安装稳定性并防止底表面电极之间的短路。当B+B’(例如,L0-A)小于2A时,可防止底表面电极之间的短路,但底表面电极与安装表面的接触面积可减小而导致安装稳定性劣化。当B+B’(L0-A)大于3A时,可满足安装稳定性,但会更担心底表面电极之间发生短路,这是不期望的。
当从主体100的下端到凹部106的上端的长度是C,从线圈的下端到凹部106的上端的长度是C’时,可调节防止线圈与底表面电极之间的短路的效果。具体地,当C>C’时,防止短路的效果是最好的。当C小于或等于C’时,线圈与底表面电极之间发生短路。例如,当深度C大于从线圈部到底表面的距离时,防止短路的效果是最好的,当深度C等于或小于从线圈部到底表面的距离时,线圈与底表面电极之间发生短路。
第一外电极300和第二外电极400可形成为具有单层结构或多层结构。作为示例,第一外电极300可包括包含铜(Cu)的第一层、设置在第一层上并包括镍(Ni)的第二层以及设置在第二层上并包括锡(Sn)的第三层。作为另一示例,第一外电极300可包括包含导电粉末颗粒和树脂的树脂电极,以及设置在树脂电极上的镀层。
外电极300和400均可利用诸如铜(Cu)、铝(Al)、银(Ag)、锡(Sn)、金(Au)、镍(Ni)、铅(Pb)、钛(Ti)或它们的合金的导电材料形成,但它们的材料不限于此。
连接电极510可穿过主体100以将第一外电极300与第一线圈图案211彼此连接,连接电极520可穿过主体100以将第二外电极400与第二线圈图案212彼此连接。第一连接电极510将第一外电极300与第一引出图案231彼此连接,第二连接电极520将第二外电极400与第三引出图案232彼此连接。连接电极510从引出图案延伸到第一外电极300,连接电极520从引出图案延伸到第二外电极400。
连接电极510和520可通过在层压磁性复合片以形成主体100之前与第一引出图案231和第三引出图案232一起形成,或者通过形成穿过磁性复合片的至少一部分的孔并且用导电材料填充该孔来形成。在前者的情况下,当连接电极510和520通过电镀形成时,由于不需要种子层,因此连接电极510和520可仅利用电镀层形成。与后者相比,由于不需要在主体100中加工孔来暴露第一引出图案231和第三引出图案232,因此,可更精确地实现连接电极510和520与第一引出图案231和第三引出图案232之间的匹配,并且它们可以以带级或板级的多个单元线圈的形式共同形成。在后者的情况下,诸如无电镀层的种子层可介于孔与连接电极510和520之间并且可介于第一引出图案231和第三引出图案232与连接电极510和520之间。
连接电极510和520可利用诸如铜(Cu)、铝(Al)、银(Ag)、锡(Sn)、金(Au)、镍(Ni)、铅(Pb)、钛(Ti)或它们的合金的导电材料形成,但它们的材料不限于此。
尽管附图中未示出,但是在该实施例中,还可包括沿着第一引出图案231和第三引出图案232、线圈图案211和212、支撑构件IL以及第二引出图案242和第四引出图案241的表面形成的绝缘层。绝缘层可以使第一引出图案231和第三引出图案232、线圈图案211和212以及第二引出图案242和第四引出图案241与主体100绝缘,并且绝缘层可包括诸如聚对二甲苯等的已知的绝缘材料。绝缘层的材料可以是任意绝缘材料并且不受限制。绝缘层可通过气相沉积等形成,但绝缘层的形成方法不限于此,并且可通过在支撑构件IL的两个表面上层压绝缘膜来形成。
因此,由于底表面电极结构引入通过凹入主体的中央部分而形成的凹部,因此当电感器安装在基板等上时,根据该实施例的电感器可防止底表面电极之间的短路。此外,尽管组件小型化,也可确保高稳定性和电感器特性。
如上所述,根据本公开,当形成底表面电极时,可防止两个电极之间的短路和裂纹。
此外,根据本公开,可优化焊接并且可提高安装稳定性,同时防止底表面电极之间的短路。
虽然以上已经示出并描述了示例实施例,但是对于本领域技术人员来说将显而易见的是,在不脱离由所附权利要求限定的本公开的范围的情况下,可做出修改和变型。

Claims (20)

1.一种电感器,包括:
主体;
线圈,设置在所述主体内部;以及
第一外电极和第二外电极,设置在所述主体的一个表面上以分别连接到所述线圈的两端,
其中,凹部设置在所述主体的所述一个表面上的所述第一外电极与所述第二外电极之间的区域中。
2.根据权利要求1所述的电感器,所述电感器还包括:
支撑构件,设置在所述主体内部并支撑所述线圈。
3.根据权利要求2所述的电感器,其中,
所述线圈包括分别设置在所述支撑构件的彼此相对的第一表面和第二表面上的第一线圈和第二线圈。
4.根据权利要求1所述的电感器,所述电感器还包括:
第一连接电极和第二连接电极,所述第一连接电极将所述线圈与所述第一外电极彼此连接,所述第二连接电极将所述线圈与所述第二外电极彼此连接。
5.根据权利要求4所述的电感器,其中,所述第一连接电极和所述第二连接电极从所述主体向外暴露。
6.根据权利要求4所述的电感器,其中,所述第一连接电极和所述第二连接电极设置在所述主体内部。
7.根据权利要求1所述的电感器,其中,2A≤L0-A<3A,其中,A是所述凹部在所述主体的长度方向上的长度,L0是所述主体在所述长度方向上的长度。
8.根据权利要求1所述的电感器,其中,C>C’,其中,C是从所述主体的下端到所述凹部的上端的长度,C’是从所述线圈的下端到所述凹部的所述上端的长度。
9.根据权利要求1所述的电感器,其中,所述凹部的距离所述主体的所述一个表面的深度大于从所述线圈到所述主体的所述一个表面的距离。
10.根据权利要求1所述的电感器,其中,所述第一外电极和所述第二外电极仅设置在所述主体的所述一个表面上。
11.根据权利要求1所述的电感器,其中,所述第一外电极和所述第二外电极与所述主体的长度方向上的相对表面分开。
12.根据权利要求1所述的电感器,其中,所述线圈围绕大体垂直于所述主体的所述一个表面的轴缠绕。
13.一种电感器,包括:
主体,具有从所述主体的一个表面朝向所述主体的中央部分凹入的凹部;
线圈,设置在所述主体内部并围绕所述主体的所述中央部分缠绕;以及
第一外电极和第二外电极,分别设置在所述主体的所述一个表面的相对侧上并分别连接到所述线圈的两端。
14.根据权利要求13所述的电感器,所述电感器还包括:
第一连接电极和第二连接电极,设置在所述主体中,并且所述第一连接电极将所述线圈的一端与所述第一外电极彼此连接,所述第二连接电极将所述线圈的另一端与所述第二外电极彼此连接。
15.根据权利要求13所述的电感器,其中,2A≤L0-A<3A,其中,A是所述凹部的在所述主体的长度方向上的长度,L0是所述主体的在所述长度方向上的长度。
16.根据权利要求13所述的电感器,其中,C>C’,其中,C是从所述主体的下端到所述凹部的上端的长度,C’是从所述线圈的下端到所述凹部的所述上端的长度。
17.根据权利要求13所述的电感器,其中,所述凹部的距离所述主体的所述一个表面的深度大于从所述线圈到所述主体的所述一个表面的距离。
18.根据权利要求13所述的电感器,其中,所述第一外电极和所述第二外电极仅设置在所述主体的所述一个表面上。
19.根据权利要求13所述的电感器,其中,所述第一外电极和所述第二外电极与所述主体的长度方向上的相对表面分开。
20.根据权利要求13所述的电感器,其中,所述线圈围绕大体垂直于所述主体的所述一个表面的轴缠绕。
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