CN86100430A - 电连接器 - Google Patents
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Abstract
装在印刷电路板上的电连接器有一带销形接触元件的长形绝缘块,块上有一列洞,各洞在相邻一对连接器接触元件中间,与接触位置成精确之位置关系,以便连接器定位插进销于电路板中。块的各洞邻近有缺口以便把连接器折断成所需长度及含有所需数目的接触元件。块的末端有半圆筒形凹口。各销的第一端插入电路板孔中并和板焊接,焊接前以机械方式把电连接器固定在电路板上,一钉插入绝缘体之洞中,与电路板之孔壁抓紧接合。
Description
本發明一般係有關電連接器,包含带有若干電接觸元件之一絶緣體,本發明特别係有關用以装於諸如印刷電路板等之基板上之此種電連接器。
多種電連接器使用於互接電氣及電子系统,及次系統及其組成件上。此種電連接器普通包含一絶緣體,以及装於絶緣體中或上之若干電接觸元件。電連接器之每一接觸元件通常提供個别之電連接徑路於二系統位置之間,諸如電路接合面,半導體装置端等之間。
普通之電連接器包含一絶體,絶緣體携带電接觸元件,接觸元件適於在電氣上連接至一基板,諸如印刷電路板。在適於安装於印刷電路板上之此種連接器中,接觸元件普通各包含銷形狀之一端部份,該端部份伸出絶緣體,以便插進印刷電路板之孔中;或接觸表面形状之一端部份,俾装連接器於電路板表面上。由焊接接觸元件於電路板之導電性徑路上而最後保持連接器固定於印刷電路板上。在具有銷之連接器方面,各銷通常在波焊操作中焊接於板上,在該操作中,置於板上之各電組成件(包括連接器)焊接於板上。
在過去,供印刷電路板用之此種電連接器通常以手工装於板上。例如,在銷裝之連接器,作業员可由目视引導各銷插進板之孔中。於置電連接器於板上後,在焊接之前,通常由暂時裝置(諸如置膠带或重量於連接器上)以機械方式固定該電連接器。此防止在焊接之前,最重要者,在焊接操作本身期間中,銷脱離該板。
在某些連接器,通常具有大絶緣體之包覆之連接器之情形,使用大螺帽及螺栓或鉚釘以機械方式固定連接器於印刷電路板上。然而,使用此等螺栓、螺釘、鉚釘時,需在印刷電路板中製設對應位置之孔,以接納固定元件。此等孔之設置增加印刷電路板佈置之設計限制。
用於印刷電路板或其他基板所属之電連接器上之若干機械固定件顯示於艾西克等之美专利第3,525,972號,史坦因之第3,621,444號,立德等之第3,966,290號,克立明等之第4,010,992號,布勒克等之第4,435,031號,及山米魁第4,410,230號。例如,立德等之专利顯示使用塑膠鉚釘,以固定包覆之連接器於印刷電路板上;及布勒克等之专利顯示使用塑膠扣閂,以連接一連接器塊於一電路板或其他支持結构上。
歐尼尔等之美专利第3,409,857號及温生布格之第3,732,529號顯示含有腿或柱之連接器,腿在連接器絶緣體上,以插進基板之孔中。美专利第3,832,770號顯示用以由椿固定一端盖於電路板上之装置,及美专利第3,999,827號顯示使用柱,以保持半導體包於連接器插座上。
檢查電連接器工艺時,發現一些其他之专利及現有之連接器。例如,已知有长形之連接器,用以安装於諸如印刷電路板等基板上,絶緣體中在連接器接觸元件之間含有缺口或槽,俾可將連接器裂断为所需之长度。此種連接器結構之例顯示於砂恩之专利第4,230,387號及基斯卡之第4,391,482號。萧玛哈之专利第4,056,300顯示一端連接器,具有應力解除口在陸岛之間,陸岛携带絶緣塊中之压力配合端。該等缺口解除絶緣體中之應力,並降低絶緣體之緃向伸长及弯曲。亦知道沿連接器之絶緣體上設置洞,俾在銷挿進絶緣體中及在焊接連接器於電路板上之期間中,降低絶緣體之應力及弯曲。
本發明之一總目的在提供一改良之裝置於欲安装於諸如印刷電路板之一基板上之類型之電連接器中,俾在焊接之前,以機械方式固定連接器於基板上。
本發明之另一總目的在提供含有改良裝置之此種連接器,用以置連接器於与基板相關之位置上。
發明槪要
依據本發明之一方面,提供用以安裝於諸如印刷電路板之基板上之電連接器,該連接器包含一絶緣體及由絶緣體携带之多個接觸元件,其中,絶緣體包含多個洞通过其中,每一洞適於接納一釘,該釘置於選定之一洞中,並在機械上接合基板上之一孔。如此,該電連接器可通用裝於諸如印刷電路板之基板上,基板上具有无限佈設形態之導電性徑路,基板中具有一釘接合孔,孔之位置僅与連接器絶緣體之多個孔之选定孔对齐。
依據本發明之另一方面,該電連接器包含多個洞,各洞与連接器絶緣體中之接觸元件有精確之位置關係,故可使用該等洞以裝置絶緣體,諸如用以在安裝前搬运連接器,或用以对齐連接器於諸如印刷電路板之基板。
在以後更詳細説明之本發明之一些構形中,連接器絶緣體另含有一列缺口,各缺口鄰近穿过絶緣體之洞孔,俾可裂断該絶緣體,以提供不同长度之連接器。該等缺口与洞孔合作,以提供方便之裂断點或弱平面,俾可大致整齐裂断該絶緣體,並可提供具有大體圆筒形凹口之連接器,各凹口之位置与接觸元件之位置有精確之關係,並在絶緣體之二端處,缺口之位置与洞孔宜有精確關係,且其本身可用於連接器之定位。
图1为本發明之電連接器之透视图;
图2a为图1連接器之一部份之断面图;
图2b为图1連接器之另一形狀之断面图;
图3为图1連接器之絶緣體之顶平面图;
图4为图1連接器之絶緣體之侧面图;
图5为图1連接器之絶緣體之端視图;
图6为本發明之另一形狀之連接器之透视图;
图7为本發明之又另一形狀之連接器之透视图;
图8为本發明之又另一形狀之連接器之透视图;
图9为本發明之又另一形狀之連接器之透视图;
图10为图2a之釘之侧视图;
图11为图10之釘之顶视图;及
图12为图1連接器之一銷之下部份之放大断面外视图。
雖本發明可有各種修及其他形狀,但以实际顯示一些例解構形於附图中,並在此處加以詳細説明。然而,應明瞭並无意限制本發明於所發表之特定形狀内,而是与此相反,意在涵蓋在後附請求专利部份所界定之本發明之精神及范围内之所有修改,相等件,及可選件。
先参考图1-5,一電連接器組件10包含一電連接器11,固定於印刷電路板12上。連接器11包含一絶體13,及由絶緣體携带之一例導電性銷14。在图解之連接器11中,銷14固定於絶緣體13中,並排成一直列,沿該列上相隔相等距离。銷14伸出絶緣體13,故每銷14包含露出之上端部份16(例如,適於接受一電缆挿座)及一下端部份17。每一銷14之下端部份17納於通过印刷電路板12之一孔18中。在實際上,印刷電路板12上之導電性徑路(未繪出)与銷14之接觸部份17在電氣上相接觸。
为达成此點,在接觸部份17插入孔18中而使連接器11裝於印刷電路板12上,以形成連接器組件10後,裝於印刷電路板上之連接器11及其他電氣組成件焊接於該板上,通常使用波焊操作。印刷電路板中之孔18通常为「鍍通」孔,以利用適當焊接接觸部份於板中。如迄此所述者,電連接器11大致为普通无包覆連接頭,供安裝於印刷電路板上。
为在焊接之前固定連接器11於印刷電路板12上,一非導電性釘19挿進一列孔21之所選一孔21′中而穿过絶緣體13。各孔21与銷14一線对齐,並在相鄰各对銷之中間。在图示之連接器11中,此等孔21之位置与絶緣體13中之銷之位置有精確之關係,孔21在相鄰每对銷14間之中點。在一種形狀之連接器11,每一孔与相鄰一銷之精確位置關係在2%之容差内,沿絶緣體13之长度上該容差内之偏差並非累積性。
釘19之大小在可相當自由穿过絶緣體13中之孔21′,並包含具有一列凸緣23~27之下部份。各凸緣沿釘19上設置,俾如图2a所示,凸緣23、24及25之部份挿進印刷電路板12之孔28中,摩擦接合該孔之孔壁。
另参考图10及11,釘19包含大體圆柱形之一上部份20,大體圆柱形而直径縮小之一下部份22,及最上方之一頭部份30,頭部份延伸大體横向於上部份20,以形成一「T」形。釘19之下部份22普通延伸通过板12之外,凸緣23~27之至少一些接合該板之孔28之内部。釘19之上部份20普通挿於絶緣體13之孔21′内。釘19之上部份20另包含较小之二凸出部20a,20b,伸出其表面,用以在該釘完全挿入之前,稳定並保持該釘19貼合於孔21′中,而並不顯著影響該釘之自由挿進孔中,釘19之頭部30横向伸出孔21′外,具有肩部30a,30b,當釘完全挿進孔21′中時,該等肩部接合絶緣體13。在本形狀之釘19,頭部30在其端部處包含大體半圆筒形之二凹進部30c,30d,以方便抓住該釘,俾便挿進絶緣體13及板12中。接合絶緣體之釘19之頭部30在孔21′外之部份漸縮小,以配合於絶緣體頂部之一V形缺口中,以後更詳細説明之。
當釘19完全插進絶緣體13之孔21′中,且釘之下部份22之凸緣抓紧印刷電路板孔28之内部後,連接器11在機械上固定於印刷電路板12上。
由釘19以機械方式固定電連接器11於印刷電路板12上後,在焊接操作之前,在電路板搬動期間中,連接器可保持固定於板上。而且,在焊接操作期間中,諸如在波焊操作期間中,以機械方式固定連接器於板上大致可防止由於焊料施於連接器上之向上力而使連接器或連接器之一端「升」离電路板。釘19宜为諸如尼龍之材料,俾在焊接時,該釘之下部份在板下「烧成球形」,而非熔落於焊料中。
電連接器11可製成特定之惯常长度,絶緣體13製成適當长度。連接器11故此可根據絶緣體长度而具有所需数目之銷14。然而,宜提供含有例如一列40銷之一长連接器原材給連接器之使用者,諸如連接器11。此連接器原材然後由使用者裂断为所需长度之個别連接器11。
为方便裂断該連接器,在絶緣體13之各孔21處之側壁33、34分别有一對缺口31、32。缺口31、32之側壁31a,31b、及32a、32b向内延伸至最内線31c及32c,最内線位於通过各孔之弱平面36中。該弱平面36中。該弱平面36垂直於通过絶緣體13之一軸向二等分平面37,各平面36、37通過孔21之中心。
在各孔21之二端,該絶緣體13另分别含有上及下傾斜表面38、39及41、42。傾斜表面38及39以及傾斜表面41及42沿亦位於弱平面36内之線上會合。上傾斜表面形成一上缺口43在孔21上方,及傾斜表面41、42形成一下缺口於孔21下方。
包围各孔21且均位於弱平面36中之該等缺口提供一位置,連接器原材可在此位置上裂断,以產生具有所需长度之電連接器。由於絶緣體13在弱平面處之横断面缩小,故可達成相當「整齐」之裂断,約与弱平面36相合。
每一電連接器11宜具有相似形狀之二端,每一端由上述之裂断程序製成,或原在鋳製該絶緣體時製成該大致相同形狀。故此,例如,在連接器11之端51有一半圆筒形凹口50,一側向傾斜表面31b′,一側向傾斜表面32b′,一上傾斜表面39′,及一下傾斜表面42′。在凹口50之二側为端表面52、53,在鋳成之連接器端之情形,此二端表面平滑。如連接器11之端51係由連接器體原材裂断成連接器而製成,則表面52及53成不规則形狀,係由連接器原材裂断而成。
電連接器11之絶緣體13另含有(自其下表面56延伸)四立柱,諸如57、58、59及60,包围各銷14。同样位置之四「立柱」61~64伸出上表面58,包围該銷。在圖示形狀之連接器11中,絶緣體13呈对
(以通过其下半部及上半部問之一平面为基準)。故此,在插入銷14於絶緣體之前,絶緣體13之方向可与圖示者相反,而並不改变連接器之形狀及功能。
如最佳顯示於图5,諸如57、60等下立柱間之空間在絶緣體13之下表面56下面產生与銷14相通之一通道66a。同样,諸如59、60等立柱相合作,以提供横向於通道66a之一通道66b於下表面56下方,亦与銷14相通。在焊接包括連接器11在内之電組成件於印刷電路板12上時,包围各銷之通道容許焊料冲洗液體在焊接操作後自由流動。
现参考图12,各銷14之下部份17大體为方形横断面,与銷之上部份16相同。在特定形狀之連接器11中所用之銷14具有一上部份16,經電鍍後,其每边67之宽度約为0.0265吋。諸如連接器11中之銷普通经電鍍,諸如鍍金於鎳上,或鍍錫於鎳上,此视應用而定。
在銷14之下部份17中,銷之正方形横断面之对角線加以壓製,以形成四窄小面68於銷之下部份上。此壓製缩小上述特定形狀之連接器11中之原正方形銷之每一「对角線」至約0.028吋。
用以接納銷之下部份17之印刷電路板普通包含具有大體圆形或圆筒形之孔18,各孔成一線对齐,以便插入該等銷。一特定連接器組件10之孔18在電鍍前之直徑为0.040吋,及在板孔通鍍後之直徑約为0.035至0.037吋。
在上述特定形狀之連接器組件10,用以接納釘19之孔28宜为不電鍍之孔,具有直徑約为0.040吋。
此特定組件10之釘为尼龍製,並包含具有直徑約0.026吋之一下部份22。凸緣23~27大體为環形,具有最大宽度約为0.046吋。釘19之上部份20具有直徑約为0.042吋,在直徑上相对之凸出部20a,20b處之上部份20之最宽幅度約为0.051吋。在釘19上之横向頭部30之最長幅度約为0.080吋。在本特定形狀之連接器組件中,穿过絶緣體13而用以接納一釘19之孔21具有直徑約为0.048吋。
现参考圖6,双列電連接器71包含在一絶緣體74中之一第一列銷72及一第二列銷73。一單列之孔76設於絶緣體74中二列銷72、73之間,用以接納諸如釘19。
相鄰銷(諸如72′及73′)並排位於与絶緣體74之长度垂直之一公共平面中。同样,銷72″及73″並排位於與銷72′、73′之平面平行之絶緣體之公共平面中。在此二平面之間,沿絶緣體之緃轴線上为一孔77,用以接納一釘,以固定連接器71於印刷電路板上。与孔77及沿連接器上之其他各对銷72、73間之其他孔相同之一孔76亦位於絶緣體74之中心線上,精確在相鄰各对銷72、73、及72″、73″之平面之中間。
如在連接器11之情形,在連接器71之絶緣塊74中,在各孔76、77處有顶、底及側缺口,构成弱平面,俾可在所需位置處裂断連接器。連接器71之每端包含一半圆筒形凹口78,位於絶緣塊74之二縮小面積之表面79、80之間,与連接器11之表面52、53類似。絶緣塊74亦含有四立柱在絶緣體之下表面上,包围各对銷72、73。
图7顯示一高側面直角之單列連接器81,使用与連接器11之絶緣體13同型式之絶緣塊。在連接器81中,銷82之上部份與下部份製成直角關係,但在所有其他方向,連接器81之構造与連接器11相同。
现参考图8,一低側面直角之單列連接器86包含一絶緣體87,及由絶緣體携带之一列銷88。如在電連接器11之情形,絶緣體87包含顶、底及側缺口,包围一列孔之每一孔,沿絶緣體87上精確分開,在各銷88之中間。如連接器11之情形,顶、底,及側缺口產生一弱平面,在每一孔處通过絶緣體。且亦如連接器11之情形,在連接器86之各端處,該絶緣體87包含一半圆筒形凹口90及端表面91、92,反映各弱平面處之面積縮小之絶緣體部份。在電連接器86中,絶緣體之底部包含諸如93之立柱,以界定通道94及96,俾方便冲洗焊料,其情形与連接器11之立柱相同。
现参考图9,双列直角之電連接器101包含一絶緣體102,携带二列銷103,104。如图6之連接器71之情形,各对銷103、104及103′、104′各在与連接器101之緃軸線垂直之一公共平面中,孔106精確位於此等平面中間之絶緣體102之中心線上。銷103插於絶緣體102之上部份107中,及銷104由絶緣體之下部份108携带。如在前述連接器之情形,連接器101之每端包含絶緣體102中之一半圆筒形凹口109。凹口109之二側为縮小面積之端表面111、112,反映絶緣體102之縮小面積部份,鄰接各孔。
連接器101之絶緣體102之下部份包含電路板接觸底表面,諸如113,位於絶緣體102之下部份之立柱部份(諸如114)之底面上。
各種絶緣體宜使用相同之釘19。如顯示於图2a,釘19包含三凹缘23~25,插於普通電路板12之孔内。此普通電路板具有厚度約为0.062吋。目前所用之一些電路板具有较小厚度,諸如为0.040吋。此種電路板12′之厚度顯示於图2a。可见卽使在此较薄之電路板12′之情形,二釘凸緣23及24納於板中之孔内。
如顯示於图2b,供依本發明構製之連接器用之一些絶緣體13可包含较絶緣體13为高之釘頭接合部份,较之图2a之絶緣體13之情形,此維持該釘19於离電路板较遠之位置上。例如,在圖2a之一種形狀之絶緣體13,絶緣體13之高度H約为0.083吋,而圖2b之絶緣體13′之高度H′则約为0.117吋。由於釘19之下部份22之长度及其上之凸緣23~27之数目之故,當該釘在圖2b之位置時,凸緣25~27納於標準電路板12之孔中。而且,在较小厚度之電路板12′,如顯示於图2b時,凸緣24~26納入電路板之孔中。
雖本發明係以未包覆之連接頭来作説明,具有銷插於印刷電路板之孔中,但應明瞭本發明亦適用於匹配其他有關類型之連接器於其他基板上,例如,用以安裝連接器於陶瓷基板表面上。
Claims (21)
1、一种电连接器,包含多个电接触元件及一绝缘体,特征为,绝缘体携带该多个电接触元件,具有多个洞穿过其中,且适於由一钉通用固定于一基板上,该钉穿过多个洞之任一个,并插进基板之一孔中,该孔与该任一洞对齐。
2、根据权利要求1所述之电连接器,特征为,该连接器另包含一钉,该钉穿过绝缘体中之任一洞。
3、根据权利要求2所述之电连接器,特征为,该钉包含一头部分,其大小在接合于绝缘体而不穿过多个洞之任一个,并包含一基板抓紧部分,适于接合基板之一孔中。
4、一种电连接器组件,包含权利要求2所述之电连接器及一印刷电路板,特征为,印刷电路板中具有一孔与绝缘体之多个洞之任一洞对齐,以接纳该钉。
5、根据权利要求4所述之电连接器组件,特征为,该钉包含一头部分,其大小在与绝缘体接合而不穿过绝缘体之多个洞之任一个,并具有一基板抓紧部分,适于抓紧该孔之孔壁。
6、一种电连接器,包含多个电接触元件及一绝缘体,特征为,绝缘体携带多个电接触元件,具有多个洞穿过其中,并适于由若干钉穿过多个洞之若干个(少于全数)并接纳于基板中之若干孔中而通过固定于该基板上,每一孔与该若干洞之不同一洞对齐。
7、一种电连接器组件,包含:一绝缘块;一列导电性接触元件,在绝缘块中相互分开,每一接触元件具有一第一端伸出绝缘块,该绝缘块另含有至少一洞穿过其中;及
一非导电性钉,在穿过绝缘块之该洞中,具有第一端伸出绝缘块,大体在与接触元件之第一端相同之方向上,该列接触元件之每一接触元件之第一端具有大致相同大小之横断面,及该钉之第一端具有较接触元件之第一端销大之横断面,接触元件之第一端及该钉之第一端可插进印刷电路板中相同大小之孔中。
8、一种电连接器,包含:
一长形绝缘体;
多个电接触元件,伸出绝缘体并固定于该绝缘体,各接触元件依长形绝缘体之形状对齐成一列,每一接触元件与另一接触元件相隔多个预定之距离(沿该列上量度之);及
多个引导装置,沿该绝缘体上设置,用以由自动插入装置或类似装置插置该连接器于与安装表面相关之位置上,每一引导装置位于相邻一对接触元件之间,并与每个其他引导装置相隔多个预定之距离(沿该列上量度之)。
9、根据权利要求8所述之连接器,特征为,该绝缘体另包含二等分各引导装置之一弱平面,每一该弱平面垂直于该处之该列接触元件,该连接器甚易由引导装置及其所属之弱平面之合作而裂断为各条片,各条片为该预定长度之倍数。
10、根据权利要求8所述之连接器,特征为,每一引导装置界定穿过绝缘体之一洞,该洞大致在与接触元件伸出绝缘体之相同方向上,由该等洞及可插进任一洞之一钉相合作可安装并通用固定该连接器于一基板上,只要一钉接纳孔设于该基板中,当连接器如此安装时,该孔与任一洞对齐。
11、一种电连接器,包含一长形之绝缘块及一列导电性销,特征为,各销在绝缘块中精确相互分开,该绝缘块另含有多个洞,每洞位于该列销之相邻二销间,并与该列销之各销具有精确之位置关系,俾由接合绝缘块中之洞而置各销于基板上之相关位置中。
12、根据权利要求11所述之电连接器,特征为,该电连接器另包含一非导电性之钉在该多个洞之一洞中,该钉具有一第一端伸出绝缘块,在该列销中每一销之一第一端有一横断面大致与其他销之横断面大小相同,及该钉之第一端具有一横断面销大于销之第一端之横断面,销之第一端及钉之第一端可插进印刷电路板中大致相同大小之孔中。
13、一种电连接器组件,包含权利要求12所述之电连接器,并另含有一电路板,特征为,电路板具有一列大致相同大小之孔,各孔沿该列上相互分开,用以接纳该列销之每一销之第一端,并具有另一孔,该孔与接纳销之第一端之孔大小大致相同,用以接纳该钉之第一端。
14、一种电连接器,包含一长形绝缘块及一列导电性销,各销在绝缘块中相互分开,特征为,该绝缘块另包含(a)一列洞,不同之一洞位于该列销之每对相邻销之间,及(b)沿该绝缘块上之一列缺口,每一缺口邻接该列洞之一洞,洞及缺口相合作,以产生沿绝缘块上相分开之弱平面,以方便在所需位置处裂断该绝缘块。
15、根据权利要求14所述之电连接器,特征为,绝缘块中之每一洞大致为圆筒形,且该列缺口之每一缺口位于通过所属洞之圆筒轴线之一平面中。
16、根据权利要求15所述之电连接器,特征为,该绝缘块另包含沿该绝缘块上之一第二列缺口,亦位于通过所属洞之圆筒轴线之该平面中。
17、根据权利要求14所述之电连接器,特征为,该连接器另包含在该列洞之一洞中之一非导电性钉,该钉具有一第一端伸出绝缘块,该列销之各销之第一端伸出绝缘块,且各销之第一端具有相同大小之横断面,及该钉之第一端具有一横断面较销之第一端之横断面销大,销之第一端及钉之第一端可插进印刷电路板之大致相同大小之孔中。
18、一种电连接组件,包含权利要求17所述之电连接器,特征为,另包含一电路板,电路板具有一列大小大致相同之孔,各孔沿该列上相互分开,用以接纳该列销之各销之第一端,并具有另一孔,大致与接纳各销之第一端之孔相同大小,该孔用以接纳该钉之第一端。
19、一种电连接器,包含一长形绝缘块,特征为,绝缘块具有二端及一列导电性销在其中,绝缘块之每端包含一凹口,凹口之位置与该列销位置有精确关系,俾由接合绝缘块二端之凹口而置各销于与基板相关之位置上。
20、一种电连接器,包含多个电接触元件及携带电接触元件之绝缘体,特征为,绝缘体包含一洞穿过其中,及一钉延伸穿过该洞,该钉具有一头部分接合该绝缘体,并具有一基板孔接合端部分伸出该绝缘体,并含有一列弹性凸缘,用以接合具有一厚度范围之基板中之孔之孔壁。
21、一种固定电连接器于基板上之方法,包括步骤:
(a)置一连接器于与一基板相关之位置上,连接器将固定于基板上,该连接器具有一绝缘体,绝缘体携带多个电接触元件,并具有多个洞穿过其中;
(b)置连接器于基板上,俾电接触元件与基板接触;及
(c)插入一钉通过绝缘体中多个洞之选定一个,俾该钉之一端伸出绝缘体而进入基板之孔中,与基板达成机械性接合。
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