JP2002260521A - 電子管とその製造方法 - Google Patents
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Abstract
ィラメントやワイヤーグリッド等の線状部材を補助的に
支持する線状スペーサーや線状ダンパー等の支持用補助
線状部材を、フリットガラスや導電材ペースト等の接着
剤を使用することなく、超音波溶接により基板等の基材
に取付けること。 【解決手段】 ガラスの基板11に被着形成したカソー
ド取付け電極用のアルミニウム薄膜、厚膜等の金属層2
2に、陰極用フィラメント13のコイル部131の端部
を固着し、その金属層22にアルミニウム等の金属線か
ら成るスペーサー151を超音波溶接する。その溶接
は、スペーサー151のカソード用フィラメント13が
接触する位置に超音波溶接機のウエッジツールを載せて
行う。溶接した箇所には、U字状の凹部が形成される。
その凹部は、カソード用フィラメント13の位置ずれ防
止部としても機能する。必要に応じて、基板11に金属
層142を被着形成し、カソード用フィラメント13の
振動防止用のアルミニウム等の金属線から成るダンパー
152を設ける。
Description
ラメントやワイヤーグリッド等の線状部材、線状スペー
サーや線状ダンパー等の支持用補助線状部材を備えた電
子管とその電子管の製造方法に関する。
ついて、図8、図9を参照して説明する。図8におい
て、図8(a)は、カソード用フィラメント、線状スペ
ーサー、線状ダンパー等を、取付けたガラスの基板の平
面図、図8(b)は、図8(a)のX1−X1部分の断
面図である。図8(c)は、図8(b)の別の例を示
す。まず図8(a),(b)について説明する。91
は、基材であるガラスの基板、93は、線状部材である
カソード用フィラメント、951と952は、フィラメ
ント91の支持用補助線状部材であるスペーサーとダン
パーである。基板91に被着形成したカソード取付け電
極用の金属層92に、コイル部931を有するフィラメ
ント93の端部を、金属片921により取付けてある。
フィラメント93は、蛍光体を塗布したアノード電極等
のアノード部96の上に、ガラス等絶縁材の線状(或い
は棒状)スペーサー951により、アノード部96と所
定の間隔をおいて張架してある。フィラメント93が振
動して、アノード部96等に接触するのを防止するた
め、スペーサー951と同材料のダンパー952を基板
91に取付けてある。スペーサー951、ダンパー95
2は、基板91に直接、或いは基板91の絶縁層にフリ
ットガラス等の接着剤により固着してある。
を用いた例で、スペーサー951は、基板91に被着形
成した金属層941に、導電性ペーストにより固着して
ある。スペーサー951は、全体が導電材のものと、ガ
ラス等の絶縁材に導電材を被覆したものとがある。
るワイヤーグリッドを用いた例で、図9(a)は、ワイ
ヤーグリッド等を取付けたガラスの基板の平面図、図9
(b)は、図9(a)のX2−X2部分の断面図であ
る。図8と同じ部分は、同じ符号を使用している。図9
において、97は、線状部材であるワイヤーグリッド、
953、954は、ワイヤーグリッド97の支持用補助
線状部材であるスペーサーとダンパーである。ワイヤー
グリッド97は、カソード用のフィラメント93とアノ
ード部96の間に、フィラメント93と直交する方向に
張架してある。ワイヤーグリッド97は、ガラス等絶縁
材の線状(或いは棒状)スペーサー953により、所定
の高さに保持し、その端部は、基板91と側面板912
とにより固着してある。ワイヤーグリッド97の振動に
より、ワイヤーグリッド97がアノード部96等に接触
するのを防止するため、スペーサー953と同材料のダ
ンパー954を、基板91に取付けてある。スペーサー
953、ダンパー954は、基板91に直接、或いは基
板91の絶縁層にフリットガラス等の接着剤により固着
してある。
パー等の支持用補助線状部材の固着には、フリットガラ
スや導電性ペースト等の接着剤を使用するため、蛍光表
示管等の電子管内にそれら接着剤のガスが発生して、真
空度を下げる問題がある。スペーサーやダンパー等は、
フリットガラス等の接着剤を加熱軟化して基板等の基材
に取付け、冷却固化して固着するが、その後の工程で再
加熱された際、接着層が軟化して、スペーサーやダンパ
ー等が剥離したり、位置ずれを起こしたりすることがあ
る。そのため、スペーサーやダンパー等の固着後の工程
を勘案して接着剤を選定しなければならないし、その固
着後の工程の温度管理に留意しなければならないから、
スペーサーやダンパー等の取付け作業は、面倒になり、
製造コストが高くなる。また基板等の基材、接着剤、ス
ペーサー、ダンパー等は、それらの熱膨張係数がほぼ同
じ物を使用しなければならないため、それらの材質が限
られてしまう。
その表面が滑らかであるため、カソード用フィラメント
やワイヤーグリッド等の線状部材は、位置ずれを起こす
ことがある。その位置ずれを防止するため、スペーサー
の表面に凹部を形成し、その凹部にフィラメントやワイ
ヤーグリッド等を配置するものもあるが、スペーサーの
製造コストが高くなる。
用フィラメントやワイヤーグリッド等の線状部材の補助
的支持に用いるスペーサーやダンパー等の支持用補助線
状部材を、接着剤を用いることなく基板等の基材に固着
して、真空度を下げるガスの発生を低減し、かつ支持用
補助線状部材の取付け工程を簡単にするとともに、カソ
ード用フィラメントやワイヤーグリッド等の線状部材の
位置ずれ防止用の凹部を簡単に形成することを目的とす
る。
材に被着形成した金属層に金属の線状部材の金属の支持
用補助線状部材を溶接により固着してある。本願発明の
電子管は、前記1番目の電子管において、金属の線状部
材はカソード用フィラメントであり、金属の支持用補助
線状部材はカソード用フィラメントのスペーサー又はダ
ンパーである。本願発明の電子管は、前記1番目の電子
管において、金属の線状部材はカソード用フィラメント
であり、金属の支持用補助線状部材はカソード用フィラ
メントのスペーサーであり、金属層はカソード取付け電
極である。本願発明の電子管は、前記1番目の電子管に
おいて、金属の線状部材はワイヤーグリッドであり、金
属の支持用補助線状部材はワイヤーグリッドのスペーサ
ー又はダンパーであることを特徴とする電子管。本願発
明の電子管は、前記1番目から4番目の電子管におい
て、金属の支持用補助線状部材は金属の線状部材毎に独
立している。本願発明の前記1番目から5番目の電子管
は、蛍光表示管である。
溶接は、超音波溶接である。本願発明は、基材に金属層
を被着形成し、その金属層に金属の線状部材の金属の支
持用補助線状部材を超音波溶接により固着して電子管を
製造する。本願発明は、基材にカソード用フィラメント
のスペーサー又はダンパーの固着用金属層を被着形成
し、そのスペーサー固着用金属層に金属のスペーサーを
超音波溶接し、そのダンパー固着用金属層に金属のダン
パーを超音波溶接により固着して電子管を製造する。本
願発明は、基材にカソード用フィラメントのスペーサー
又はダンパーの固着用金属層を被着形成し、そのスペー
サー固着用金属層に金属のスペーサーを超音波溶接し、
そのダンパー固着用金属層に金属のダンパーを超音波溶
接により固着して蛍光表示管を製造する。
態を説明する。まず図1〜図3により、本願発明の第1
の実施の形態に係る蛍光表示管を説明する。図1におい
て、図1(a)は、カソード用フィラメント、線状スペ
ーサー、線状ダンパー等を、取付けたガラスの基板の平
面図、図1(b)は、図1(a)のY1−Y1部分の断
面図、図1(c)は、図1(a)のY2−Y2部分の断
面図である。
等絶縁材の基板、13は、線状部材であるカソード用の
フィラメント(例えば、WやRe−W等の合金)、12
は、カソード取付け電極、122は、カソード取付け電
極12に接続され蛍光表示管の外へ引き出され、給電点
となるカソード配線、151,152は、フィラメント
13の支持用補助線状部材であるスペーサーとダンパー
(ともにアルミニウム等の金属から成る)である。フィ
ラメント13は、その端部にバネ性を有するコイル部1
31を備え、そのコイル部131により、フィラメント
13に所定のテンションを付与する。基板11に被着形
成したカソード取付け電極用の金属層12(アルミニウ
ム等の金属から成る)に、フィラメント13のコイル部
131の端部を、アルミニウム等の金属片121により
取付けてある。フィラメント13は、ZnO:Zn等の
蛍光体を塗布したアノード電極等のアノード部16の上
に、アルミニウム等の金属から成る線状(或いは棒状)
スペーサー151により、アノード部16と所定の間隔
をおいて張架してある。フィラメント13が振動して、
アノード部16等に接触するのを防止するため、スペー
サー151と同材料のダンパー152を、必要に応じて
設ける。スペーサー151、ダンパー152は、基板1
1に被着形成したアルミニウム薄膜等の金属層141、
142に超音波溶接してある。なおアルミニウム等の金
属片121は、超音波溶接により金属層12に固着する
こともできる。
は、金属層141にスペーサー151を載せ、スペーサ
ー151のフィラメント13が接触する位置に、超音波
溶接機のウエッジツールを押し当て、そのウエッジツー
ルを超音波で駆動して行う。その溶接の際、スペーサー
151の表面には、ウエッジツールの内面の形状に応じ
た凹部が形成される。その凹部は、図1(c)のように
U字状になる。フィラメント13を張架する際、その凹
部にフィラメント13を配置すれば、フィラメント13
は、位置ずれを起こすことがない。スペーサー151
は、その両端を金属層141に溶接するのみでもよい
が、フィラメント13の位置ずれ防止には、前記のよう
に、スペーサー151の各フィラメント13が接触する
箇所と両端を溶接する方がよい。
様に超音波溶接により、金属層142に固着する。しか
しダンパー152は、フィラメント13との接触部分に
おけるフィラメント13の放熱を少なくするため、通常
(フィラメント13が振動しないとき)は、フィラメン
ト13に接触しないように、その直径を設定してある。
そのため、フィラメント13の凹部に相当するものは必
要がない。したがって、ダンパー152は、その両端を
金属層142に溶接するのみでもよい。
1は、直径0.1〜1.0mmのアルミニウム線を、ダ
ンパー152は、スペーサー151よりも細い、直径
0.05〜0.8mmのアルミニウム線を使用した。溶
接の際、スペーサー151には、幅が0.1〜1.0m
m、深さが0.05〜0.5mmの凹部を形成した。ま
た金属片121は、直径0.1〜1.0mmのアルミニ
ウム線を使用した。溶接の際、金属片121には、深さ
が直径の3分の1程の凹部を形成した。金属片121
は、断面の一辺が0.1〜1.0mmの角形アルミニウ
ム線であってもよい。
属層141をカソード取付け電極用の金属層12又はカ
ソード配線122に接続すれば、フィラメント13の給
電手段としても利用できる。この場合、フィラメント1
3のコイル部131には、電流が流れないから、コイル
部131は、加熱することはない。したがって、コイル
部131の加熱により、コイル部131にコートしてあ
る炭酸塩等の電子放出材が蒸発して蛍光体等を汚染した
り、コイル部131のばね特性を低下させたりすること
はない。またコイル部131の無駄な電力消費をなく
し、かつコイル部131が加熱により赤色に発光して表
示の妨げになることもない。
ダンパー152は、フリットガラスや導電性ペースト等
の接着剤を使用せずに固着するため、その後の工程の加
熱により剥離したり、位置ずれを起こしたりすることは
ない。また蛍光表示管等の電子管の真空度を低下させる
ガスを発生することもない。さらにスペーサー151
は、その溶接と同時にフィラメントの位置ずれ防止用の
凹部が形成されるから、予め凹部を加工したスペーサー
を用いる必要はない。なおアノード部16の選択性を向
上させるため、フィラメント13とアノード部16の間
に、メッシュグリッドや平面グリッド等のグリッドを配
置してもよいし、アノード部16のアノード電極と同一
平面に平面グリッドを配置してもよい。
り、図1と同じ部分は、同じ符号を使用している。図2
(b)は、図2(a)のY3−Y3部分の断面図、図2
(c)は、図2(a)のY4−Y4部分の断面図であ
る。図2の例は、カソード取付け電極用のアルミニウム
薄膜等の金属層22に、フィラメント13の端部を金属
片121により固着するとともに、スペーサー151も
固着してある。即ち金属層22は、フィラメント13と
スペーサー151の固着に共用している。したがって図
2の場合には、フィラメント13は、スペーサー151
から給電されるから、図1で説明したコイル部121の
加熱の問題は起きない。なお221は、カソード配線で
ある。
であるスペーサー151の変形例に係り、図1、図2と
同じ部分は、同じ符号を使用している。図3(b)は、
図3(a)のY5−Y5部分の断面図、図3(c)は、
図3(a)のY6−Y6部分の断面図である。図3のフ
ィラメント13のスペーサー251は、フィラメント1
3毎に独立した支持用補助線状部材である。即ち図3の
支持用補助線状部材は、フィラメント毎に独立してい
る。各スペーサー251は、超音波溶接の際、超音波溶
接機のウエッジツールにより、図(c)のようにU字状
の凹部が形成される。その凹部は、フィラメント13の
位置ずれを防止する。スペーサー251は、金属線を用
いて、各スペーサーを溶接する都度カッターで切断し
て、独立した支持用補助線状部材としてもよいし、予め
切断した支持用補助線状部材を用いてもよい。図1〜図
3の場合には、カソード取付け電極用の金属層、カソー
ド配線、スペーサーやダンパーの固着用金属層、アノー
ド電極、アノード配線等を同一製造工程により、被着形
成し、パターン化することが可能である。
る蛍光表示管の断面図で、図1、図2と同じ部分は、同
じ符号を使用している。図4(b)は、図4(a)の矢
印Y7−Y7方向の断面の平面図、図4(c)は、図4
(a)の矢印Y8−Y8方向の断面の平面図である。図
4において、411は、基材であるガラス等絶縁材のア
ノード基板で、アノード電極上に蛍光体層を被着形成し
たアノード部46、アノード電極に接続され、蛍光表示
管の外へ引き出されて表示信号等の給電点となるアノー
ド配線461を形成してある。412は、背面基板で、
フィラメント13、スペーサー151、ダンパー152
等を取付けてある。
ード取付け電極用の金属層12,22及びアノード部1
6を形成してあるため、アノード部16の配線は、多層
配線でない場合(アノード配線とカソード取付け電極用
の金属層の間に絶縁層を設けた積層構造でない場合)に
は、図1〜図3の矢印A,B方向に引き出さなければな
らない。これに対して、図4のカソード取付け電極用の
金属層22及びカソード配線221は、背面基板412
に形成してあるから、アノード部46のアノード配線4
61は、金属層22の引き出し方向と同じ方向にも、或
いは図1〜図3の矢印A,B方向にも引き出すことがで
きる。したがって蛍光表示管の種類に応じてアノード配
線の引き出し方向を任意に選択できる。また図4の場合
には、アノード基板411と背面基板412の組立てを
別々に平行して行うことができるから、蛍光表示管の製
造時間を短縮できる。また歩留まりの向上も可能にな
る。なお背面基板412上にネサ膜を形成する場合に
は、背面基板412のネサ膜と金属層22又は金属層1
42との間に絶縁層を設ける。
る蛍光表示管に係り、図5(a)は、ワイヤーグリッ
ド、カソード用フィラメント、線状スペーサー、線状ダ
ンパー等を、取付けたガラス等絶縁材の基板の平面図、
図5(b)は、図5(a)のY9−Y9部分の断面図、
図5(c)は、図5(a)のY10−Y10部分の断面
図である。図5において、51は、基材であるガラス等
絶縁材の基板、53は、線状部材であるカソード用フィ
ラメント(例えば、WやRe−W等の合金)、57は、
線状部材であるワイヤーグリッド(例えば、426合金
やステンレス等から成る)、551,552は、ワイヤ
ーグリッド57を補助的に支持する支持用補助線状部材
であるスペーサーとダンパーである。52は、グリッド
取付け電極(グリッド配線を備えている)用のアルミニ
ウム薄膜等の金属層である。金属層52には、ワイヤー
グリッド57の端部を金属片521により固着し、スペ
ーサー551を超音波溶接により固着してある。ダンパ
ー552は、基板51に被着形成したアルミニウム薄膜
等の金属層542に超音波溶接により固着してある。な
お金属片521は、超音波溶接により金属層52に固着
することもできる。
の金属の線状(或いは棒状)スペーサー551により、
アノード部56と所定の間隔をおいて張架してある。ワ
イヤーグリッド57が振動して、アノード部56等に接
触するのを防止するため、スペーサー551と同材料の
ダンパー552を設けてある。ダンパー552は、必要
に応じて設ける。スペーサー551及びダンパー552
は、ワイヤーグリッド551毎に独立し、それらを取付
ける金属層541、542も、各スペーサー、ダンパー
毎に独立している。
態に係る蛍光表示管の断面図で、カソード用フィラメン
トとそのスペーサー、ダンパーの配置例を示す。図6
(a)は、アノード基板611に、カソード取付け電極
(カソード配線を備えている)用のアルミニウム薄膜等
の金属層62、フィラメント63、スペーサー651、
アノード部66を配置し、背面基板612に、ダンパー
652を配置してある。図6(b)は、アノード基板6
11に、アノード配線611、アノード部66、ダンパ
ー653を配置し、背面基板612に、金属層62、フ
ィラメント63、スペーサー651を配置してある。
面基板612に取付けるから、アノード部66にダンパ
ー652を取付けるスペースのない蛍光表示管に適して
いる。図6(b)の場合は、フィラメント63を取付け
る金属層62を背面基板612に形成するから、アノー
ド部66のアノード配線661の引き出し方向を任意に
選択できる。
板の双方に取付けた例である。図7(a)は、アノード
基板611に、金属層62、フィラメント63、スペー
サー651、ダンパー655、アノード部66を配置
し、背面基板612に、ダンパー654を配置してあ
る。図7(b)は、アノード基板611に、アノード配
線661、アノード部66、ダンパー656を配置し、
背面基板612に、フィラメント63、スペーサー65
1、ダンパー655を配置してある。フィラメント63
がアノード部66と垂直な方向に振動する場合、ダンパ
ーはアノード基板又は背面基板のいずれか一方に配置す
ることで、通常はその振動を防止できるが、特にその振
動が激しい車両等に蛍光表示管を設置する場合には、図
7のようにダンパーをアノード基板及び背面基板の双方
に配置することにより、その振動をより有効に防止でき
る。
ーとダンパー及びそれらを取付ける金属層は、ともにア
ルミニウムの場合について説明したが、それらは、銅、
金、ニッケル、銀等であってもよい。またスペーサーと
ダンパー及びそれらを取付ける金属層は、同種の金属を
用いるのが好ましいが、異種の金属であってもよい。前
記各本実施の形態においては、スペーサーとダンパーを
取付ける金属層は、薄膜について説明したが、厚膜であ
ってもよい。前記各実施の形態においては、スペーサー
やダンパーは、断面が円形のものについて説明したが、
円形に限らず、多角形であってもよいし、また板状のも
のであってもよい。前記各実施の形態においては、基材
としてガラス等の絶縁材の基板を用いた例について説明
したが、導電性を有する基板に絶縁層を形成したものを
基材として用いてもよい。
説明したが、カソード用フィラメントやワイヤーグリッ
ド等の線状部材、その線状部材を補助的に支持する線状
スペーサーや線状ダンパー等の支持用補助線状部材を備
えた電子管、例えば、陰極線管等の表示管、熱陰極放電
管等の放電管、真空管等であってもよい。
いて、カソード用フィラメントやワイヤーグリッド等の
線状部材を補助的に支持する線状スペーサーや線状ダン
パー等の支持用補助線状部材を、フリットガラスや導電
性ペースト等の接着剤を使用せずに、超音波溶接により
基板等の基材に固着するため、支持用補助線状部材は、
支持用補助線状部材取付け後の工程の加熱により剥離し
たり、位置ずれを起こしたりすることがない。また本願
発明は、接着剤を使用しないから、蛍光表示管等の電子
管の真空度を低下させるガスが発生することもない。な
お本願発明は、支持用補助線状部材を取付ける薄膜、厚
膜等の金属層を基板等の基材に被着形成するが、その金
属層は、周知の真空蒸着法やスクリーン印刷法等により
形成し、接着剤を使用しないから、ガスの発生はない。
用補助線状部材は、超音波溶接により基板等の基材に被
着形成した金属層に固着するから、従来のように支持用
補助線状部材の熱膨張係数を基板等の基材の熱膨張係数
に合わせる必要がない。本願発明は、支持用補助線状部
材が、カソード用フィラメントやワイヤーグリッド等の
線状部材のスペーサーである場合には、そのスペーサー
を超音波溶接する際、線状部材の位置ずれ防止用の凹部
も溶接と同時に形成されるから、予めその凹部を形成し
たスペーサーを準備する必要がない。したがってスペー
サーの加工費を低減できる。また超音波溶接機のウエッ
ジツールの内面形状を変えることにより、前記凹部の深
さを変えることができるから、カソード用フィラメント
やワイヤーグリッド等の線状部材の高さを容易に変更す
ることができる。
ペーサーを、カソード用フィラメントの給電手段に利用
できるから、カソード用フィラメントにテンションを付
与するコイル部は、加熱することがない。したがって、
コイル部の加熱により、コイル部にコートしてある炭酸
塩等の電子放出材が蒸発して蛍光体等を汚染したり、コ
イル部のばね特性を低下させたりすることがない。また
コイル部の無駄な電力消費がなく、かつコイル部は、赤
色に発光することがないから、表示の妨げになることも
ない。
層、カソード配線、スペーサーやダンパーの固着用金属
層、アノード電極、アノード配線等を同一製造工程によ
り、被着形成し、パターン化することが可能であり、ま
たカソード取付け電極用の金属層とスペーサーとの固着
や、ダンパーの固着用金属層とダンパーとの固着は、同
一製造工程において超音波溶接することができ、さらに
は、カソード取付け電極用の金属層とカソード用フィラ
メントとの固着も超音波溶接することができるから、蛍
光表示管の製造が容易になる。
の平面図と断面図である。
の平面図と断面図である。
の平面図と断面図である。
の断面図である。
スの基板 12,22,62 カソード取付け電極用の金属層 122.221 カソード配線 141 スペーサー固着用の金属層 142,542、642,643,644,645,6
46 ダンパー固着用の金属層 13,53,63 カソード用フィラメント 151,551,651 スペーサー 152,552,652,653,654,655,6
56 ダンパー 16,46,56,66 アノード部 52 グリッド取付け電極用の金属層 57 ワイヤーグリッド 461,661 アノード配線
Claims (10)
- 【請求項1】 基材に被着形成した金属層に金属の線状
部材の金属の支持用補助線状部材を溶接により固着して
あることを特徴とする電子管。 - 【請求項2】 請求項1に記載の電子管において、金属
の線状部材はカソード用フィラメントであり、金属の支
持用補助線状部材はカソード用フィラメントのスペーサ
ー又はダンパーであることを特徴とする電子管。 - 【請求項3】請求項1に記載の電子管において、金属の
線状部材はカソード用フィラメントであり、金属の支持
用補助線状部材はカソード用フィラメントのスペーサー
であり、金属層はカソード取付け電極であることを特徴
とする電子管。 - 【請求項4】 請求項1に記載の電子管において、金属
の線状部材はワイヤーグリッドであり、金属の支持用補
助線状部材はワイヤーグリッドのスペーサー又はダンパ
ーであることを特徴とする電子管。 - 【請求項5】 請求項1乃至請求項4のいずれか1項に
記載の電子管において、金属の支持用補助線状部材は金
属の線状部材毎に独立していることを特徴とする電子
管。 - 【請求項6】 請求項1乃至請求項5のいずれか1項に
記載の電子管は、蛍光表示管であることを特徴とする電
子管。 - 【請求項7】 請求項1乃至請求項6のいずれか1項に
記載の溶接は、超音波溶接であることを特徴とする電子
管。 - 【請求項8】 基材に金属層を被着形成し、その金属層
に金属の線状部材の金属の支持用補助線状部材を超音波
溶接により固着することを特徴とする電子管の製造方
法。 - 【請求項9】 基材にカソード用フィラメントのスペー
サー又はダンパーの固着用金属層を被着形成し、そのス
ペーサー固着用金属層に金属のスペーサーを超音波溶接
し、そのダンパー固着用金属層に金属のダンパーを超音
波溶接により固着することを特徴とする電子管の製造方
法。 - 【請求項10】 基材にカソード用フィラメントのスペ
ーサー又はダンパーの固着用金属層を被着形成し、その
スペーサー固着用金属層に金属のスペーサーを超音波溶
接し、そのダンパー固着用金属層に金属のダンパーを超
音波溶接により固着することを特徴とする蛍光表示管の
製造方法。
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