CN1327747C - 电路板组件 - Google Patents

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Abstract

一种电路板组件具有安装在电路板上的扁平线圈元件，从而，即使当扁平线圈元件与具有大散热片的电路部件一起安装到电路板上时，也不产生电力损失。安装在电路板上的模块具有电子电路器件以及连接到电子电路器件的散热器。散热器具有从电子电路器件伸出并与电路板表面平行地延伸的延伸部分。在电路板的面向延伸部分的部分中形成未设置图案布线的线圈安装区域。在扁平线圈元件的线圈部分面向线圈安装区域的情况下，扁平线圈元件安装得与电路板平行。

Description

电路板组件
技术领域
本发明一般涉及电路板组件，并更具体地涉及一种具有扁平线圈的电路板组件，此扁平线圈形成电感器
背景技术
作为对于等离子显示器的驱动电路，具有以下电路板组件，此组件具有驱动IC和安装在单个电路板上的外围电路元件。等离子显示器的每个显示元件在被认为是负载时被看作是电容器，并且当向每个显示元件(电容器)施加电压时执行充电和放电，以进行显示。每个显示元件放电时释放的电力通过电感器而恢复，并且在单独设置的电容器内积聚恢复的电力，以便用积聚的电力为下一个显示元件(电容器)充电。也就是说，通过电感器来恢复和再使用每个显示元件的电力。
扁平线圈元件作为上述应用中所用的电感器。此种扁平线圈元件是具有扁平形状的线圈，此扁平形状是根据制造印刷布线板的方法通过层叠导电线路层和绝缘层而得到的，并且，在每层中形成的线圈部分通过通路而连接(参阅公开的日本专利申请2002-280230)。
由于线圈以扁平形状形成，因此，在与扁平线圈元件的扁平面垂直的方向上产生磁场。从而，在许多情况下，扁平线圈元件垂直安装到处于竖直状态的电路板上，从而，扁平线圈元件产生的磁场不受电路板图案布线的影响。
另一方面，提出一种把具有扁平线圈元件的变换器平行安装到电路板上的方法。在此方法中，通过结合扁平线圈而形成的平面变换器连接到电路板的边缘，从而平面变换器不与电路板重叠(参阅公开的日本专利申请5-304764)。
在构成等离子显示器驱动电路的上述电路板组件中，其它电路元件安装在驱动IC的外围。图1是构成等离子显示器驱动电路的电路板组件的透视图。在图1所示电路板组件中，作为驱动IC的功率模块安装到电路板1上，其它电路元件安装在功率模块的外围。
通常，扁平线圈元件3布置在负载一侧，即电路板1的输出侧，而诸如电容器4的大部件布置在输入侧。一般来说，扁平线圈元件3安装在电路板1上，以使该元件的扁平表面与电路板1垂直，从而通过减小电路板1上的安装面积而使电路板1小型化。另外，由于功率模块具有产生大量热的高度集成的驱动IC 5，因此，在电路板1上设置散热片6，作为散热器。
在图1所示的上述电路板组件中，如果功率模块产生的热量随着高集成度而增加，散热片6与扁平线圈元件3之间的距离就缩小。由于扁平线圈元件3产生磁场，因此，如果散热片6位于扁平线圈元件附近，散热片6的一部分就位于扁平线圈元件3所产生的磁场中。散热片6由诸如铝的金属制成，因而，如果扁平线圈元件3产生的磁场作用到散热片6上，就可在散热片6中产生涡电流。此种涡电流使将由包括扁平线圈元件3的电流恢复电路恢复的电力产生损失。
而且，即使在扁平线圈元件3平行安装到电路板1上但靠近它的情况下，也在布线层中产生涡电流并产生电力损失，因为电路板1的布线层(图案布线)由金属制成。
发明内容
本发明的一般目的是提供一种消除了上述问题的改进的和有用的电路板组件。
本发明的更具体的目的是提供一种具有安装在电路板上的扁平线圈元件的电路板组件，从而，即使在扁平线圈元件与具有大散热器的电路部件一起安装到电路板上时，也不产生电力损失。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供一种电路板组件，包括：电路板；安装在电路板上的模块，此模块具有电子电路器件和连接到电子电路器件的散热器；以及扁平线圈元件，其中，散热器具有从电子电路器件伸出并与电路板表面平行地延伸的延伸部分；在电路板的面向延伸部分的部分中形成未设置图案布线的线圈安装区域；以及在扁平线圈元件的线圈部分面向线圈安装区域的情况下，扁平线圈元件安装得与电路板平行。
根据上述发明，在扁平线圈元件与电路板平行的情况下，即使扁平线圈元件布置在散热器的延伸部分之下，扁平线圈元件所产生的磁场也不受电路板中图案布线的影响。相应地，扁平线圈元件可布置在散热器的延伸部分之下，这导致有效地使用电路板的面积。从而，即使扩大散热器以增加散热面积，也不必扩大电路板，并且，可实现在其上有效安装部件的电路板组件。
在上述发明中，线圈安装区域优选是通过除去电路板一部分而形成的开口。另外，散热器的延伸部分与扁平线圈元件之间的距离优选设置为以下距离，在此距离上，不会因为扁平线圈元件产生的磁场而在延伸部分内产生涡电流。可替换地，开口可设置在散热器延伸部分的面向扁平线圈元件的部分中。
另外，本发明优选应用于以下电路板组件，其中，模块是用于驱动等离子显示器的功率模块，并且，扁平线圈元件提供用于恢复等离子显示器电力的电感。散热器的延伸部分优选在功率模块的输出侧上延伸。
另外，根据本发明的另一方面，提供一种电路板组件，包括：电路板；安装在电路板上的模块，此模块具有电子电路器件和连接到电子电路器件的散热器；以及扁平线圈，所述扁平线圈包括通过在多层基板的每一层上设置的图案布线而形成的线圈部分，其特征在于：每一层的线圈部分通过在所述多层基板厚度方向上延伸的导电部分而电连接到另一层的线圈部分的相应的端子，并且，每一层的线圈部分被配置和布置为通过使所述端子短路而可电连接到另一层的线圈部分，以及其中，所述散热器具有从所述电子电路器件突出并与所述电路板表面平行地延伸的延伸部分，并且，在所述电路板上面向所述散热器的所述延伸部分的区域中安装所述扁平线圈。
根据本发明的又另一方面，提供一种电路板组件，包括：电路板；安装在电路板上的模块，此模块具有电子电路器件和连接到电子电路器件的散热器；以及在所述电路板中形成的扁平线圈，所述扁平线圈包括在多层基板的最上层和最底层中的每一层上形成的线圈部分，其特征在于：每一层的线圈部分通过在所述多层基板厚度方向上延伸的导电部分而电连接到另一层的线圈部分的相应的端子，并且，每一层的线圈部分被配置和布置为通过使所述端子短路而可电连接到另一层的线圈部分，以及其中，所述散热器具有从所述电子电路器件突出并与所述电路板表面平行地延伸的延伸部分，并且，在所述电路板上面向所述散热器的所述延伸部分的区域中安装所述扁平线圈。
在结合附图阅读时，从以下详细描述中，本发明的其它目的、特征和优点将变得显而易见。
附图说明
图1是构成等离子显示器驱动电路的电路板组件的透视图；
图2是根据本发明第一实施例的电路板组件的横截面视图；
图3是根据本发明第二实施例的电路板组件的横截面视图；
图4是根据本发明第三实施例的电路板组件的横截面视图；
图5是在多层基板中形成的线圈部分的分解透视图；
图6为示出线圈结构的透视图，此线圈在与基板表面平行的方向上产生磁场；
图7为示出在具有图5所示结构的线圈中可调节匝数的结构的图解；以及
图8为示出在具有图6所示结构的线圈中可调节匝数的结构的透视图。
具体实施方式
现在结合附图描述本发明的几个实施例。
首先，结合图2描述本发明的第一实施例。图2是根据本发明第一实施例的电路板组件10的横截面视图。根据本发明第一实施例的电路板组件10构成用于驱动等离子显示器的驱动电路。电路板组件10包括：电路板11，它具有预先由铜箔等形成的电路图案；以及，安装到电路板11上的功率模块12。在功率模块12周围布置包括用于电流恢复的扁平线圈元件13和电容器14的电路元件。
功率模块12具有驱动IC 15，驱动IC 15是用于驱动等离子显示器的半导体器件(电子电路器件)。由于驱动IC 15高度集成并在操作过程中产生热量，因此，驱动IC设置有由诸如铝等的金属制成的散热片16，作为散热器。驱动IC 15所产生的热量随着驱动IC 15的高度集成而增加，散热片16的尺寸变得仍然较大。在本实施例中，驱动IC 15的平面尺寸比功率模块12的平面尺寸更大，并且，散热片16具有从驱动IC 15突出的与电路板11平行的延伸部分16a。
在功率模块12的输入侧(图2中的左侧)上布置大电路部件，如电容器14等。另一方面，用于电流恢复的扁平线圈元件13优选布置在尽可能靠近负载(等离子显示器)的位置上，因而，在功率模块12的输出侧上布置扁平线圈元件13。
当散热片16具有与驱动IC 15相同的尺寸时，即，不设置上述延伸部分16a时，扁平线圈元件13可通过布置得与功率模块12的输出侧垂直而安装到电路板11上。然而，当扩大散热片16并形成延伸部分16a时，扁平线圈元件13和驱动IC 15之间的距离必须较大，以便以垂直状态安装扁平线圈元件13。而且，将是这样一种状态：金属散热片16的延伸部分16a位于扁平线圈元件13的线圈部分附近，由于扁平线圈元件13所产生的磁场而导致在延伸部分16a内产生涡电流。
因而，在本实施例中，扁平线圈元件13以平铺在电路板11上的状态而布置和安装在散热片16的延伸部分16a之下的电路板11上。在此情形下，电路板11的一部分位于扁平线圈元件13的线圈部分附近。尽管在电路板11上形成金属图案布线，但靠近扁平线圈元件13线圈部分的部分设定为不形成图案布线的区域(线圈安装区域)。从而，防止因流经图案布线的涡电流而产生的电力损失，涡电流由扁平线圈元件13产生的磁场而引起。
另外，设定扁平线圈元件13与在扁平线圈元件13上方延伸的散热片16的延伸部分16a之间的距离D，使得涡电流因扁平线圈元件13的磁场而不在延伸部分中流动，或者如果产生涡电流，涡电流小得也可忽略不计。
如上所述，在根据本实施例的电路板组件10中，通过在延伸部分16a下以平铺状态布置扁平线圈元件13，可有效地使用电路板11的面积。从而，如果通过扩大散热片16而增加散热面积，不必扩大电路板1，由此实现有效安装部件的电路板组件。
现在结合图3描述本发明的第二实施例。图3是根据本发明第二实施例的电路板组件10A的横截面视图。在图3中，与图2中所示部件相同的部件分配相同的参考号，并且省略其描述。
除了在电路板11中形成开口部分11a以外，图3所示电路板组件10A具有与上述电路板组件10相同的结构。在上述电路板组件10中，在与电路板11的安装区域A相应的位置中形成开口部分11a。另外，开口部分11a具有基本包容扁平线圈元件13线圈部分所形成的磁场的尺寸。
例如，如果在电路板11的安装区域A中未形成图案布线，就存在以下情况：在安装区域A中设置电源层或接地层。另外，电路板11的一些材料可对扁平线圈元件13所产生的磁场施加影响。因而，在本实施例中，在电路板11的安装区域A中形成开口部分11a，在此，由扁平线圈元件13产生磁场，以防止电路板11影响扁平线圈元件13的功能。
现在结合图4描述本发明的第三实施例。图4是根据本发明第三实施例的电路板组件10B的横截面视图。在图4中，与图3中所示部件相同的部件分配相同的参考号，并且省略其描述。
除了在散热片16的延伸部分16a中形成开口部分16b以外，图4所示电路板组件10B具有与上述电路板组件10A相同的结构。在扁平线圈元件13的线圈部分正上方设置开口16b，并且开口16b具有基本包容扁平线圈元件13的线圈部分所形成的磁场的尺寸。
当对于扁平线圈元件13和散热片16的延伸部分16a之间的距离D不能设定较大的距离时，本实施例尤其有效。也就是说，在因扁平线圈元件13的线圈部分产生的磁场而在延伸部分16a中流动相当大的涡电流的情况下，形成开口部分16b以便消除产生涡电流的区域。仅在扁平线圈元件13的线圈部分正上方的区域中设置开口16b就足够，从而，因形成开口部分16b而减小的散热片16的散热面积较小。
如上所述，根据本实施例，在扁平线圈元件13的两侧附近没有在其中产生涡电流的材料，因此，扁平线圈元件13可以不产生电力损失地布置在电路板11上。应该指出，在本实施例中设置电路板11的开口11a和散热片16的开口部分16b，但是，如果电路板11的影响很小，也可只对散热片16设置开口部分16b，而不在电路板11中形成开口部分11a。
尽管在上述实施例中本发明应用于驱动等离子显示器的电路板组件，但本发明不局限于此应用，而是可应用于设置有在操作中产生热的电子电路器件的电路板组件中。
而且，尽管在上述第一至第三实施例中扁平线圈元件13安装到电路板11上，但是，扁平线圈元件13的线圈部分也可通过包含到电路板11中而形成。也就是说，当形成电路板11时，在适当位置形成该线圈部分。扁平线圈元件13可通过在普通电路板内形成图案布线的方法形成，因而，如果在形成电路板11时这是可能的，就可在电路板11内形成图案布线的同时形成该线圈部分。
现在简单描述上述实施例中所用扁平线圈元件13的结构。如上所述，可用制造普通电路板的方法形成扁平线圈元件13。应该指出，下述线圈部分也可在线圈部分事先包含在上述电路板11中的状态下形成。
扁平线圈元件13设置有在板材料中形成的线圈状图案布线，并还设置有用于安装的端子。图5为示出在多层基板(在图5中为4层)中形成的线圈部分的结构的分解透视图。
通过图案布线在多层基板的第一层20-1上形成与大约一匝对应的线圈部分22-1。在此，形成线圈部分22-1的端部22-1a，作为一个端子。另外，还通过图案布线在第一层20-1上形成端子24，端子24作为扁平线圈元件13的另一端子。
通过图案布线在多层基板的第二层20-2上形成与大约一匝对应的线圈部分22-2。在此，在第二层20-2上形成的线圈部分22-2的端部22-2a通过图5中点划线所示的通路等而电连接到在第一层上形成的线圈部分22-1的另一端部22-1b。
另外，通过图案布线在多层基板的第三层20-3上形成与大约一匝对应的线圈部分22-3。在此，在第三层20-3上形成的线圈部分22-3的端部22-3a通过图5中点划线所示的通路等而电连接到在第二层上形成的线圈部分22-2的另一端22-2b。
相似地，通过图案布线在多层基板的第四层20-4上形成与大约一匝对应的线圈部分22-4。在此，在第四层20-4上形成的线圈部分22-4的端部22-4a通过图5中点划线所示的通路等而电连接到在第三层上形成的线圈部分22-3的另一端22-3b。线圈部分22-4的另一端22-4a通过图5中点划线所示的通路等而电连接到在第一层20-1上形成的端子24。
如上所述，可用常规电路板制造方法形成具有大约四匝的线圈。而且，通过增加第二层或第三层的结构就可形成具有任意匝数的线圈。
尽管具有图5所示结构的线圈形成为在与基板表面垂直的方向上产生磁场的线圈，但是，也可用多层基板形成在与基板表面平行的方向上产生磁场的线圈，即，其线圈轴线与基板表面平行的线圈。
图6为示出在与基板表面平行的方向上产生磁场的线圈的结构的透视图。
通过图案布线在作为最上层的第一层30-1上形成端子32和34，作为线圈的相反端。另外，通过图案布线在最上层30-1上形成线圈部分36-1和36-3，它们每一个用作每匝线圈的一部分。
如后面描述的，在作为中间层的第二层30-2和第三层30-3中只形成通路，并且，在第二和第三层30-2和30-3上不形成作为线圈部分的图案布线。
通过图案布线在作为最底层的第四层30-4上形成线圈部分36-2和36-4。另外，还在最底层30-4上形成端子连接部分38。端子连接部分38的端部38a通过图6中点划线所示的通路而电连接到第一层30-1的端子32。端子连接部分38的另一端38b通过图6中点划线所示的通路而电连接到第一层30-1的线圈部分36-1的端部36-1a。
第四层30-4的线圈部分36-2的端部36-2a通过图6中点划线所示的通路而电连接到第一层30-1的线圈部分36-1的另一端36-1b。线圈部分36-2的另一端36-2b通过图6中点划线所示的通路而电连接到第一层30-1的线圈部分36-3的端部36-3a。
而且，第四层30-4的线圈部分36-4的端部36-4a通过图6中点划线所示的通路而电连接到第一层30-1的线圈部分36-3的另一端36-3b。线圈部分36-4的另一端36-4b通过图6中点划线所示的通路而电连接到第一层30-1的端子部分34的端部34a。
在上述结构中，通过线圈部分36-1、36-2、36-3和36-4以及垂直连接这些线圈部分的通路而形成大约有两匝的线圈。应该指出，尽管在本实施例中，第二和第三层设置为中间层，但中间层的数量不局限于2，可以设置任意数量的中间层。另外，通过增加在最上层和最底层上形成的线圈部分的数量，可形成具有任意匝数的线圈。
以下描述图5中所示可调节匝数的线圈的结构。图7为示出在具有图5所示结构的线圈中可调节匝数的结构的图解。
在图7中，在作为最上层的第一层中形成线圈部分42-1和端子部分44。另外，在第一层上形成作为附加端子的中间端子46-1至46-6。线圈部分42-1的端部42-1a用作线圈的端子。中间端子46-1至46-6布置得靠近端子部分44，并从线圈部分42-1的另一端42-1b开始沿着端子部分44布置。
中间端子46-1通过通路而电连接到第二层的线圈部分42-2的端部42-2a，并且，中间端子46-2通过通路而电连接到第二层的线圈部分42-2的另一端42-2b。另外，中间端子46-3通过通路而电连接到第三层的线圈部分42-3的另一端部42-3a，并且，中间端子46-4通过通路而电连接到第三层的线圈部分42-3的端部42-3b。相似地，中间端子46-5通过通路而电连接到第四层的线圈部分42-4的端部42-4a，并且，中间端子46-6通过通路而电连接到第四层的线圈部分42-4的另一端部42-4b。
在上述结构中，通过短路把线圈部分42-1的另一端42-1b电连接到端子部分44，由线圈部分42-1形成大约有一匝的线圈。另外，通过短路把线圈部分42-1的另一端42-1b电连接到中间端子46-1并还通过短路把中间端子46-2电连接到端子部分44，由线圈部分42-1和42-2形成大约有两匝的线圈。
进一步地，通过短路把线圈部分42-1的另一端42-1b电连接到中间端子46-1、通过短路把中间端子46-2电连接到中间端子46-3、并还通过短路把中间端子46-4电连接到端子部分44，由线圈部分42-1、42-2和42-3形成大约有三匝的线圈。
相似地，通过短路把线圈部分42-1的另一端42-1b电连接到中间端子46-1、通过短路把中间端子46-2电连接到中间端子46-3、通过短路把中间端子46-4电连接到中间端子46-5、并通过短路把中间端子46-6电连接到端子部分44，由线圈部分42-1、42-2、42-3和42-4形成大约有四匝的线圈。
如上所述，通过设置中间端子(端子部分)46-1至46-6并且如果需要的话使它们短路，可在制造扁平线圈元件之后改变线圈的匝数。而且在此情况下，通过增加设置线圈的层数并增加中间端子的数量，可形成具有任意匝数的线圈，并且可任意改变线圈的匝数。
现在描述在具有图6中所示结构的线圈中可调节匝数的结构。图8为示出在具有图6所示结构的线圈中可调节匝数的结构的透视图。
在最上层上形成端子部分52和54、线圈部分56-2和56-4、以及作为附加端子的中间端子58-1至58-3。在最底层上形成线圈部分56-1、56-3和56-5。
最上层的端子部分54的端部54a通过通路而电连接到最底层的线圈部分56-1的端部56-1a，并且，线圈部分56-1的另一端56-1b通过通路而电连接到最上层的中间端子58-1。另外，最上层的线圈部分56-2的端部56-2a通过通路而电连接到最底层的线圈部分56-3的端部56-3a，并且，线圈部分56-3的另一端56-3b通过通路而电连接到最上层的中间端子58-2。相似地，最上层的线圈部分56-4的端部56-4a通过通路而电连接到最底层的线圈部分56-5的端部56-5a，并且，线圈部分56-5的另一端56-5b通过通路而电连接到最上层的中间端子58-3。
在上述结构中，通过短路把中间端子58-1电连接到端子部分52，由线圈部分56-1形成大约有0.5匝的线圈。另外，通过短路把中间端子58-1电连接到线圈部分56-2的另一端56-2b并通过短路把中间端子58-2电连接到端子部分52，由线圈部分56-1、56-2和56-3形成大约有1.5匝的线圈。进一步地，通过短路把中间端子58-1电连接到线圈部分56-2的另一端56-2b、通过短路把中间端子58-2电连接到线圈部分56-4的另一端56-4b、并通过短路把中间端子58-3电连接到端子部分52，由线圈部分56-1、56-2、56-3、56-4和56-5形成大约有2.5匝的线圈。
如上所述，通过设置中间端子(端子部分)58-1至58-3并且如果需要的话使它们短路，可在制造扁平线圈元件之后改变线圈的匝数。而且在此情况下，通过增加设置线圈的层数并增加中间端子的数量，可形成具有任意匝数的线圈，并且可任意改变线圈的匝数。
本发明不局限于具体公开的实施例，并且只要不偏离本发明的范围，就可作出变化和变更。

Claims (10)

1.一种电路板组件，包括：
电路板；
安装在电路板上的模块，此模块具有电子电路器件和连接到电子电路器件的散热器；以及
扁平线圈元件，
其特征在于：
所述散热器具有从所述电子电路器件突出并与所述电路板表面平行地延伸的延伸部分；
在所述电路板的面向该延伸部分的部分中形成未设置图案布线的线圈安装区域；以及
在所述扁平线圈元件的线圈部分面向所述线圈安装区域的状态下，所述扁平线圈元件安装得与所述电路板平行。
2.如权利要求1所述的电路板组件，其中，所述线圈安装区域是通过除去所述电路板一部分而形成的开口。
3.如权利要求1所述的电路板组件，其中，所述散热器的所述延伸部分与所述扁平线圈元件之间的距离设置为这样的距离，在此距离上，不会因为所述扁平线圈元件产生的磁场而在所述延伸部分内产生涡电流。
4.如权利要求1所述的电路板组件，其中，在所述散热器的所述延伸部分的面向所述扁平线圈元件的部分中设置开口。
5.如权利要求1所述的电路板组件，其中，所述模块是用于驱动等离子显示器的功率模块，并且，所述扁平线圈元件提供用于恢复等离子显示器电力的电感。
6.如权利要求5所述的电路板组件，其中，所述散热器的所述延伸部分在所述功率模块的输出侧上延伸。
7.一种电路板组件，包括：
电路板；
安装在电路板上的模块，此模块具有电子电路器件和连接到电子电路器件的散热器；以及
扁平线圈，所述扁平线圈包括通过在多层基板的每一层上设置的图案布线而形成的线圈部分，
其特征在于：
每一层的线圈部分通过在所述多层基板厚度方向上延伸的导电部分而电连接到另一层的线圈部分的相应的端子，并且，每一层的线圈部分被配置和布置为通过使所述端子短路而可电连接到另一层的线圈部分，以及
其中，所述散热器具有从所述电子电路器件突出并与所述电路板表面平行地延伸的延伸部分，并且，在所述电路板上面向所述散热器的所述延伸部分的区域中安装所述扁平线圈。
8.如权利要求7所述的电路板组件，其中，在所述散热器的所述延伸部分的面向所述扁平线圈元件的部分中设置开口。
9.一种电路板组件，包括：
电路板；
安装在电路板上的模块，此模块具有电子电路器件和连接到电子电路器件的散热器；以及
在所述电路板中形成的扁平线圈，所述扁平线圈包括在多层基板的最上层和最底层中的每一层上形成的线圈部分，
其特征在于：
每一层的线圈部分通过在所述多层基板厚度方向上延伸的导电部分而电连接到另一层的线圈部分的相应的端子，并且，每一层的线圈部分被配置和布置为通过使所述端子短路而可电连接到另一层的线圈部分，以及
其中，所述散热器具有从所述电子电路器件突出并与所述电路板表面平行地延伸的延伸部分，并且，在所述电路板上面向所述散热器的所述延伸部分的区域中安装所述扁平线圈。
10.如权利要求9所述的电路板组件，其中，在所述散热器的所述延伸部分的面向所述扁平线圈元件的部分中设置开口。
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