KR102415673B1 - 초소형 led 플렉서블 서킷보드 - Google Patents

초소형 led 플렉서블 서킷보드 Download PDF

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Abstract

본 발명은 초소형 LED 플렉서블 서킷보드에 관한 것으로, 플렉서블한 소재로 마련되는 기판부; 복수개로 마련되어 상기 기판부에 소정간격 이격되게 설치되며, 외부에서 전력을 공급받아 광을 발생시키는 발광부; 및 상기 기판부 내부에 설치되며, 상기 발광부에서 발생되는 열을 외부와 교환시키는 방열부를 포함하되, 상기 기판부는, 내부에 유로가 형성되며, 상면에는 유로와 외부를 연통시키는 복수개의 유입구가 형성되고, 저면 측에는 상기 방열부와 연결되며 외부와 연결되는 유출구가 형성되고, 상기 발광부는, 마이크로 LED또는 미니 LED를 이용하여 제작되고, 상기 발광부는, 마운트부와, 상기 마운트부의 일측에 설치되는 양극부와, 상기 마운트부의 타측에 설치되는 음극부와, 상기 양극부와 상기 음극부에 각각 접촉하여 전력을 공급받아 광을 생성하는 LED부와, 광투과 재질로 마련되어 상기 LED부의 상면에 배치되는 렌즈부를 포함하고, 상기 렌즈부는, 상기 LED부에서 조사되는 광이 투과되는 경우 전반사에 의해 광손실이 발생되는 것이 최소화되도록 내부에 복수개의 기공이 형성되고, 상기 발광부는, 상면이 내측으로 기울기를 가지도록 형성되며 상기 LED부의 가장자리를 감싸도록 설치되어 상기 LED부의 가장자리에서 방출되는 광의 경로를 가이드하는 가이드부를 포함하고, 상기 가이드부는, 피부와 상기 LED부 사이의 거리와, 서로 인접한 한 쌍의 상기 가이드부 사이의 거리에 의해서 상면의 기울기가 결정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 기판이 플랙서블한 재질로 마련되므로 각종 미용기기에 기판을 용이하게 설치할 수 있는 효과가 있고, 마이크로 LED 또는 미니 LED를 사용함에 따라 피부에 LED가 접촉하는 경우에도 이물감이 최소화되는 효과가 있다.

Description

초소형 LED 플렉서블 서킷보드{TINY LED FLEXIBLE MODULE CIRCUIT BOARD}
본 발명은 초소형 LED 플렉서블 서킷보드에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판을 플랙서블하도록 마련하고, 마이크로 및 미니 LED를 사용하여 조립 제작을 용이하게 하고, 착용자의 피부 접촉시 이물감을 최소화하는 초소형 LED 플렉서블 서킷보드에 관한 것이다.
LED 미용 마스크란 피부의 재생, 활력에 도움이되는 적외선 파장을 방출하는 LED를 마스크 내부에 설치한 장치로, 마스크를 쓰는 것만으로 피부 미용, 재생 효과를 볼 수 있어 근래에 그 수요가 크게 증가하고 있다.
한국공개특허공보 제10-2018-0134624호는 다파장 광원부를 구비하는 안면 마스크를 개시하고 있다. 상기 공보에 따른 마스크는 피부 재생 효과가 큰 파장대의 적외선 파장을 마스크내 안면으로 방출하여 얼굴 피부 미용의 효과가 크다는 이점이 있다.
일반적으로 피부 미용 마스크는 얼굴의 곡면에 대응되도록 휘어져 있으므로 LED가 설치되는 기판부도 이에 대응되도록 곡면을 가져야 한다. 그러나 기존의 LED 미용 마스크에 설치되는 기판부는 유연한 재질로 마련되어 있지 않은 바, 설치시에 강제로 기판부를 구부려 설치해야 해야 하는데, 이에 따르면 기판부에 인가되는 외력에 의해 기판부가 손상될 수 있는 문제점이 있다.
또한, 종래의 피부 미용 마스크는 일반적인 LED를 이용하였기 때문에 마스크 착용시 피부에 LED가 접촉하는 경우 이물감이 커서 마스크 착용 거부감을 증가시키는 원인이 되고 있다.
본 발명의 목적은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 기판을 플랙서블하도록 마련하고, 마이크로 및 미니 LED를 사용하여 조립 제작을 용이하게 하고, 착용자의 피부 접촉시 이물감을 최소화하는 초소형 LED 플렉서블 서킷보드를 제공함에 있다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 플렉서블한 소재로 마련되는 기판부와 복수개로 마련되어 상기 기판부에 소정간격 이격되게 설치되며, 외부에서 전력을 공급받아 광을 발생시키는 발광부 및 상기 기판부 내부에 설치되며, 상기 발광부에서 발생되는 열을 외부와 교환시키는 방열부를 포함하되, 상기 기판부는, 내부에 유로가 형성되며, 상면에는 유로와 외부를 연통시키는 복수개의 유입구가 형성되고, 저면 측에는 상기 방열부와 연결되며 외부와 연결되는 유출구가 형성되고, 상기 발광부는, 마이크로 LED또는 미니 LED를 이용하여 제작되고, 상기 발광부는, 마운트부와, 상기 마운트부의 일측에 설치되는 양극부와, 상기 마운트부의 타측에 설치되는 음극부와, 상기 양극부와 상기 음극부에 각각 접촉하여 전력을 공급받아 광을 생성하는 LED부와, 광투과 재질로 마련되어 상기 LED부의 상면에 배치되는 렌즈부를 포함하고, 상기 렌즈부는, 상기 LED부에서 조사되는 광이 투과되는 경우 전반사에 의해 광손실이 발생되는 것이 최소화되도록 내부에 복수개의 기공이 형성되고, 상기 발광부는, 상면이 내측으로 기울기를 가지도록 형성되며 상기 LED부의 가장자리를 감싸도록 설치되어 상기 LED부의 가장자리에서 방출되는 광의 경로를 가이드하는 가이드부를 포함하고, 상기 가이드부는, 피부와 상기 LED부 사이의 거리와, 서로 인접한 한 쌍의 상기 가이드부 사이의 거리에 의해서 상면의 기울기가 결정됨으로써 달성될 수 있다.
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또한, 상기 가이드부는, 상기 LED의 측면에서 방출되는 광이 전반사되도록 상기 LED의 굴절율 보다 더 낮은 굴절율을 가질 수 있다.
본 발명에 따르면, 기판이 플랙서블한 재질로 마련되므로 각종 미용기기에 기판을 용이하게 설치할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 마이크로 LED 또는 미니 LED를 사용함에 따라 피부에 LED가 접촉하는 경우에도 이물감이 최소화되는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 안면 전체에 LED 광이 고르게 조사되어 피부 미용 효과를 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 기판부에 설치되는 발광부의 개수가 최소화되어 제작단가가 크게 감소되는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 발광부에서 발생된 광이 렌즈부를 통과하면서 발생되는 전반사가 최소화 되므로, 에너지 손실이 최소화되는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 발광부에서 발생되는 열을 효과적으로 감소시켜 발광부의 수명을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
한편, 본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 효과들이 포함될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 초소형 LED 플렉서블 서킷보드를 전체적으로 도시한 것이고,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 초소형 LED 플렉서블 서킷보드의 기판부를 도시한 것이고,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 초소형 LED 플렉서블 서킷보드의 발광부를 전체적으로 도시한 것이고,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 초소형 LED 플렉서블 서킷보드의 발광부의 측단면도 이고,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 초소형 LED 플렉서블 서킷보드의 발광부에서 발생되는 광이 조사되는 모습을 도시한 것이고,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 초소형 LED 플렉서블 서킷보드의 복수개의 발광부에서 안면으로 광이 조사되는 모습을 도시한 것이고,
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 초소형 LED 플렉서블 서킷보드의 복수개의 발광부에서 조사되는 광을 자세히 도시한 것이고,
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 초소형 LED 플렉서블 서킷보드의 기판부의 변형예를 도시한 것이다.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야한다.
그리고 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다.
지금부터는 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명의 일실시예에 따른 초소형 LED 플렉서블 서킷보드에 대해서 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 초소형 LED 플렉서블 서킷보드를 전체적으로 도시한 것이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 초소형 LED 플렉서블 서킷보드의 기판부를 도시한 것이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 초소형 LED 플렉서블 서킷보드의 발광부를 전체적으로 도시한 것이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 초소형 LED 플렉서블 서킷보드의 발광부의 측단면도 이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 초소형 LED 플렉서블 서킷보드의 발광부에서 발생되는 광이 조사되는 모습을 도시한 것이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 초소형 LED 플렉서블 서킷보드의 복수개의 발광부에서 안면으로 광이 조사되는 모습을 도시한 것이고, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 초소형 LED 플렉서블 서킷보드의 복수개의 발광부에서 조사되는 광을 자세히 도시한 것이고, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 초소형 LED 플렉서블 서킷보드의 기판부의 변형예를 도시한 것이다.
도 1 및 도 3 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 초소형 LED 플렉서블 서킷보드(100)는 하우징부(110)에 설치되는 것으로서, 기판부(120)와 발광부(130)와 방열부(140)를 포함한다.
하우징부(110)는 미용기기의 외관을 구성하는 것으로서, 내측에는 후술하는 기판부(120)가 설치된다. 하우징부(110)는 미용기기의 종류에 따라, 마스크 형태 등으로 마련될 수 있다.
기판부(120)는 하우징부(110)의 내측에 설치되는 것으로서, 상면에는 후술하는 발광부(130)가 복수개로 설치되며, 일측은 외부에서 전원을 공급받을 수 있는 단자가 형성된다.
기판부(120)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 미용기기에 설치시, 미용기기의 휘어진 곡면을 따라 설치될 수 있도록 유연한 소재의 PCB(Printed Circuit Board)로 마련될 수 있다.
상술한 바와 같은 기판부(120)에 의하면, 미용기기에 기판을 용이하게 설치할 수 있는 효과가 있다.
한편, 기판부(120)는 도 8에 도시된 바와 같이, 내부에 유로(p)가 형성되며, 상면에는 유로(p)와 외부를 연통시키는 복수개의 유입구가 형성되고, 저면 측에는 후술하는 발광부(130)의 방열부(140)와 연결되며 외부와 연통되는 유출구가 형성될 수 있다.
이러한 기판부(120)의 내부구조에 따르면, 미용기기를 착용한 착용자의 안면 등의 피부(s)에서 발생되어 유로(p)로 유입되는 땀 등의 수분이 방열부(140)와 열교환되는데, 이에 의해서, 미용기기 내부에 잔존할 수 있는 수분이 증발되는 동시에 방열부(140)의 열이 흡수될 수 있어, LED(134)의 수명을 증대시킬 수 있는 효과가 기대된다.
발광부(130)는 외부에서 전력을 공급받아 광을 발생시키는 것으로서, 복수개로 마련되어 기판부(120)에 소정간격 이격되며 설치된다.
발광부(130)는 와이어 본딩(Wire Bonding) 기판부(120)에 설치될 수 있으나, 와이어 본딩 방법은 플렉서블한 기판부(120)에 적용되기 쉽지 않은 바, 솔더링(Soldering) 방식으로 처리되는 것이 바람직하다.
이러한 발광부(130)는 보다 상세하게, 마운트부(131)와, 양극부(132)와, 음극부(133)와, LED(134)와, 렌즈부(135)와, 가이드부(136)를 포함한다.
마운트부(131)는 후술하는 양극부(132) 및 음극부(133)가 설치되며, LED(134)가 마운트 되는 공간을 제공하는 것으로서, 금속혼합물로 마련될 수 있다. 여기서, 금속혼합물은 높은 열 전달용량 재료로 형성된 고체구조로서, 예를 들어 구리-텅스텐, 구리-몰리브덴, 알루미늄-탄소, 철-니켈-코발트 합금 등으로 마련될 수 있다.
양극부(132)는 후술하는 LED(134)에 전류가 흐를 수 있도록 양전압을 인가하는 것으로서, 마운트부(131)의 일측에 설치된다.
음극부(133)는 상술한 양극부(132)와 마찬가지로 후술하는 LED(134)에 전류가 흐를 수 있도록 음전압을 인가하는 것으로서, 마운트부(131)의 타측에 설치된다.
양극부(132)와 음극부(133)는 LED(134)에 직접 접촉하는 형태로 구성될 수도 있고, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 와이어 본딩 형태로 연결될 수도 있다.
LED(134)는 양극부(132)와 음극부(133)에 각각 접촉하여 전력을 공급받아 광을 생성하는 것으로서, 양극부(132)의 상면에 설치된다. LED(134)에서 생성된 광은 후술하는 렌즈부(135)를 통해 외부로 조사된다. 한편, LED(134)의 가장자리에는 후술하는 가이드부(136)가 설치되어 LED(134)에서 조사되는 광의 각도가 조절된다.
또한, LED(134)는 피부 개선 효과가 있다고 알려진 RED 파장과 IR 파장을 방출하도록 마련되는 것이 바람직하다.
또한, LED(134)는 마이크로 또는 미니 타입으로 마련될 수 있다. 마이크로 LED 또는 미니 LED를 사용하면 패키지 패치의 크기를 200μm × 300μm × 100μm 로 제작할 수 있기 때문에, 피부에 LED가 접촉하는 경우에도 이물감이 최소화되는 효과가 있다.
렌즈부(135)는 광투과 재질로 마련되는 것으로서, LED(134)의 상면에 배치되도록 마운트부(131)에 설치된다. 렌즈부(135)는 외부로부터 LED(134)를 보호하는 기능을 수행한다. 한편, 렌즈부(135)는 LED(134)에서 조사되는 광이 투과되는 경우 전반사에 의해 광손실이 발생되는 것이 최소화되도록 도 3에 도시된 바와 같이 내부에 복수개의 기공이 형성되는 것이 바람직 하다.
가이드부(136)는 LED(134)의 가장자리에서 방출되는 광의 경로를 가이드하는 것으로서, LED(134)의 가장자리를 감싸도록 설치된다.
가이드부(136)의 상면은 기울기를 가지도록 형성된다. 이러한 기울기에 의해서 LED(134)의 가장자리에서 발생되는 광의 기울기가 조절된다.
한편, 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, LED(134)에서 발생되는 광이 중첩되는 경우, 광이 중첩되는 부분에 보강, 상쇄 간섭이 발생하여 일부분은 과다하게 광에 노출되거나 일부분은 광에 덜 노출되게 된다. 이러한 구조에 따르면 광이 중첩되는 구간에서 피부 미용 효과가 감소할 수 있다. 따라서, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, LED(134)에서 발생되는 광이 중첩되지 않으면서 광이 피부(s)의 전체에 조사될 수 있도록 가이드부(136)의 기울기가 특정 각도로 형성되는 것이 바람직하다.
이때, 가이드부(136)의 기울기(α)는 도 7에 도시된 바와 같이, 피부(s)과 LED(134) 사이의 거리 ⓑ와 가이드부(136) 사이의 거리 ⓐ에 의해서 결정될 수 있다. 한편, 가이드부(136)의 기울기(α)는 ⓑ를 고려하여 LED(134)의 개수가 최소화 되도록 거의 0°가깝게 형성되는 것이 바람직하다. 예를들어, 피부(s)과의 최소 이격거리인 ⓑ가 0.8cm 이고, 가이드부(136)의 기울기(α)가 5°인 경우, ⓐ/2=0.8/tan(5°)가 되므로, ⓐ는 18.3cm가 된다. 상술한 과정에 따라 설치되는 가이드부(136)에 의하면, 기판부(120)에 설치되는 발광부(130)의 개수가 최소화되어 제작단가가 크게 감소되는 효과가 있다.
한편, 가이드부(136)가 LED(134)의 측면에 설치됨에 따라 LED(134)의 측면에서 발광되는 광의 손실이 발생할 수 있는 바, 가이드부(136)는 LED(134)의 측면에서 방출되는 광이 전반사되도록 LED(134)의 굴절율 보다 더 낮은 굴절율을 가지는 것이 바람직 하다.
방열부(140)는 도 8에 도시된 바와 같이, 금속재질로 마련되어 LED(134)에서 발생되는 열을 외부와 교환하기 위해 설치되는 것으로서, LED(134)에 상면이 접촉하며, 마운트부(131)를 관통하여 기판부(120)의 내부에 설치될 수 있다.
방열부(140)는 기판부(120) 내부에 형성된 유로(p)에 노출되도록 설치되는 바, 이러한 방열부(140)에 따르면, 미용기기를 착용한 착용자의 안면 등의 피부(s)에서 발생되어 유로(p)로 유입되는 땀 등의 수분에 의해 LED(134)에서 발생되는 열이 흡수될 수 있다. 상술한 바와 같은 방열부(140) 및 기판부(120)의 내부구조에 따르면, 미용기기 내부에 잔존할 수 있는 수분이 증발되는 동시에 방열부(140)의 열이 흡수될 수 있어, LED(134)의 수명을 증대시킬 수 있는 효과가 기대된다.
상술한 바와 같은 기판부(120)와 발광부(130)와 방열부(140)를 포함하는 본 발명의 일실시예에 따른 초소형 LED 플렉서블 서킷보드(100)에 따르면, 기판이 플랙서블한 재질로 마련되므로 미용기기에 기판을 용이하게 설치할 수 있는 효과가 있고, 마이크로 LED 또는 미니 LED를 사용함에 따라 피부에 LED가 접촉하는 경우에도 이물감이 최소화되는 효과가 있다.
이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석 되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
그리고 이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110 : 하우징부
100 : 본 발명의 일실시예에 따른 초소형 LED 플렉서블 서킷보드
120 : 기판부
130 : 발광부
131 : 마운트부
132 : 양극부
133 : 음극부
134 : LED
135 : 렌즈부
136 : 가이드부
140 : 방열부
p : 유로
s : 피부

Claims (5)

  1. 플렉서블한 소재로 마련되는 기판부;
    복수개로 마련되어 상기 기판부에 소정간격 이격되게 설치되며, 외부에서 전력을 공급받아 광을 발생시키는 발광부; 및
    상기 기판부 내부에 설치되며, 상기 발광부에서 발생되는 열을 외부와 교환시키는 방열부를 포함하되,
    상기 기판부는,
    내부에 유로가 형성되며, 상면에는 유로와 외부를 연통시키는 복수개의 유입구가 형성되고, 저면 측에는 상기 방열부와 연결되며 외부와 연결되는 유출구가 형성되고,
    상기 발광부는,
    마이크로 LED또는 미니 LED를 이용하여 제작되고,
    상기 발광부는,
    마운트부와, 상기 마운트부의 일측에 설치되는 양극부와, 상기 마운트부의 타측에 설치되는 음극부와, 상기 양극부와 상기 음극부에 각각 접촉하여 전력을 공급받아 광을 생성하는 LED부와, 광투과 재질로 마련되어 상기 LED부의 상면에 배치되는 렌즈부를 포함하고,
    상기 렌즈부는,
    상기 LED부에서 조사되는 광이 투과되는 경우 전반사에 의해 광손실이 발생되는 것이 최소화되도록 내부에 복수개의 기공이 형성되고,
    상기 발광부는,
    상면이 내측으로 기울기를 가지도록 형성되며 상기 LED부의 가장자리를 감싸도록 설치되어 상기 LED부의 가장자리에서 방출되는 광의 경로를 가이드하는 가이드부를 포함하고,
    상기 가이드부는,
    피부와 상기 LED부 사이의 거리와, 서로 인접한 한 쌍의 상기 가이드부 사이의 거리에 의해서 상면의 기울기가 결정되는 것을 특징으로 하는 초소형 LED 플렉서블 서킷보드.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 가이드부는,
    상기 LED의 측면에서 방출되는 광이 전반사되도록 상기 LED의 굴절율 보다 더 낮은 굴절율을 가지는 것을 특징으로 하는 초소형 LED 플렉서블 서킷보드.
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