KR20180071649A - 연성 평면 케이블, 이를 포함하는 차량 및 연성 평면 케이블의 제조방법 - Google Patents

연성 평면 케이블, 이를 포함하는 차량 및 연성 평면 케이블의 제조방법 Download PDF

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Abstract

개시된 실시예는 금속입자를 포함하는 접착층을 이용하여 크랙이 발생한 도체의 통전성을 회복시킬 수 있는 연성 평면 케이블, 이를 포함하는 차량 및 연성 평면 케이블의 제조방법을 제공한다. 개시된 실시예에 따른 연성 평면 케이블은 외관을 형성하는 절연필름; 상기 절연필름 내부에 마련되는 도체; 및 상기 도체와 상기 절연필름을 접착시키는 접착층;을 포함하고, 상기 접착층은 상기 도체에 크랙(crack)이 발생하면, 상기 크랙이 발생한 도체를 접합시키도록 마련되는 금속입자를 포함한다.

Description

연성 평면 케이블, 이를 포함하는 차량 및 연성 평면 케이블의 제조방법 {FLEXIBLE FLAT CABLE, VEHICLE COMPRISING THE SAME AND FLEXIBLE FLAT CABLE MANUFACTURING METHOD}
개시된 실시예는 연성 평면 케이블, 이를 포함하는 차량 및 연성 평면 케이블의 제조방법에 관한 것이다.
자동차에 전자부품의 사용이 증가하고 있다. 그에 따라 전자부품들을 제어하기 위한 제어신호를 전달해주는 신호선의 개수도 증가하고 있다. 연성 평면 케이블은 부피가 작고 유연성을 갖고 있기 때문에 신호선으로 많이 사용되고 있다.
개시된 실시예는 금속입자를 포함하는 접착층을 이용하여 크랙이 발생한 도체의 통전성을 회복시킬 수 있는 연성 평면 케이블, 이를 포함하는 차량 및 연성 평면 케이블의 제조방법을 제공한다.
개시된 실시예에 따른 연성 평면 케이블은 외관을 형성하는 절연필름; 상기 절연필름 내부에 마련되는 도체; 및 상기 도체와 상기 절연필름을 접착시키는 접착층;을 포함하고, 상기 접착층은 상기 도체에 크랙(crack)이 발생하면, 상기 크랙이 발생한 도체를 접합시키도록 마련되는 금속입자를 포함한다.
또한, 상기 금속입자는, 상기 크랙이 발생하면, 저항의 증가로 인한 발열에 의해 크랙이 발생한 부분에서 용융되어 상기 도체의 통전성을 회복시킬 수 있다.
또한, 상기 접착층은, 상기 도체를 커버하도록 마련되고, 상기 금속입자를 포함하는 제1접착층; 및 상기 제1접착층의 상하면에 마련되어 상기 도체와 상기 절연필름을 접착시키는 제2접착층;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1접착층은 10μm 이상 500μm 이하의 두께를 갖도록 마련될 수 있다.
또한, 상기 금속입자는, 니켈, 코발트, 금, 은, 구리 중 적어도 하나의 입자 또는 니켈, 코발트, 금, 은, 구리 중 둘 이상의 합금의 입자를 포함할 수 있다.
또한, 상기 금속입자는 1μm 이상 20μm 이하의 직경을 갖도록 마련될 수 있다.
개시된 실시예에 따른 연성 평면 케이블의 제조방법은 도체에 금속입자가 포함된 제1접착층을 코팅하고; 제2접착층을 이용하여 상기 제1접착층이 코팅된 도체의 상면 및 하면에 외관을 형성하는 절연필름을 접착시키는 것;을 포함한다.
또한, 제2접착층을 이용하여 상기 제1접착층이 코팅된 도체의 상면 및 하면에 외관을 형성하는 절연필름을 접착시키는 것은, 상기 제1접착층이 코팅된 도체의 상면 및 하면에 각각 제2접착층과 절연필름을 적층하고; 상기 절연필름에 열과 압력을 가하여 상기 절연필름을 상기 도체에 접착시키는 것;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1접착층을 상기 도체에 코팅하기 위해 상기 도체의 표면을 세척하는 것;을 더 포함할 수 있다.
개시된 실시예에 따른 차량은 전자장치; 및 상기 전자장치와 연결되어 전기적 신호를 전달하는 연성 평면 케이블;을 포함하고, 상기 연성 평면 케이블은, 외관을 형성하는 절연필름; 상기 절연필름 내부에 마련되는 도체; 및 상기 도체와 상기 절연필름을 접착시키고 상기 도체에 크랙(crack)이 발생하면 상기 크랙이 발생한 도체를 접합시키도록 마련되는 금속입자를 포함하는 접착층;을 포함한다.
또한, 상기 금속입자는, 상기 크랙이 발생하면, 저항의 증가로 인한 발열에 의해 크랙이 발생한 부분에서 용융되어 상기 도체의 통전성을 회복시킬 수 있다.
또한, 상기 접착층은, 상기 도체를 커버하도록 마련되고, 상기 금속입자를 포함하는 제1접착층; 및 상기 제1접착층의 상하면에 마련되어 상기 도체와 상기 절연필름을 접착시키는 제2접착층;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1접착층은 10μm 이상 500μm 이하의 두께를 갖도록 마련될 수 있다.
또한, 상기 금속입자는, 니켈, 코발트, 금, 은, 구리 중 적어도 하나의 입자 또는 니켈, 코발트, 금, 은, 구리 중 둘 이상의 합금의 입자를 포함할 수 있다.
또한, 상기 금속입자는 1μm 이상 20μm 이하의 직경을 갖도록 마련될 수 있다.
개시된 실시예에 따른 연성 평면 케이블은 도체에 크랙이 발생해도 통전성을 회복할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 차량의 내부의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 연성 평면 케이블의 사시도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 연성 평면 케이블의 단면을 나타낸 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 연성 평면 케이블에 발생한 크랙을 개념적으로도 나타낸 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 연성 평면 케이블의 크랙이 재생되는 것을 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 연성 평면 케이블의 제조방법을 나타낸 도면이다.
본 명세서는 본 발명의 권리범위를 명확히 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 실시할 수 있도록, 본 발명의 원리를 설명하고, 실시예들을 개시한다. 개시된 실시예들은 다양한 형태로 구현될 수 있다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다.
어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
각 단계들에 있어 식별부호는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 측면에 따른 연성 평면 케이블, 이를 포함하는 차량 및 연성 평면 케이블의 제조방법을 상세하게 설명하도록 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 차량의 내부의 구성을 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바를 참조하면 차량(100)은 기어박스(120), 센터페시아(130), 스티어링 휠(140) 및 계기판(150) 등이 마련된 대시보드(dashboard)를 포함할 수 있다.
기어박스(120)에는 차량 변속을 위한 기어 레버(121)가 설치될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 것처럼, 기어박스에는 사용자가 네비게이션(10)이나 오디오 장치(133) 등을 포함하는 멀티미디어 장치의 기능이나 차량(100)의 주요 기능의 수행을 제어할 수 있도록 마련된 다이얼 조작부(111)와 다양한 버튼들을 포함하는 입력부(110)가 설치될 수 있다.
센터페시아(130)에는 공조 장치(132), 오디오 장치(133) 및 네비게이션(10) 등이 설치될 수 있다.
공조 장치는 차량(100) 내부의 온도, 습도, 공기의 청정도, 공기의 흐름을 조절하여 차량(100)의 내부를 쾌적하게 유지한다. 공조 장치는 센터페시아(130)에 설치되고 공기를 토출하는 적어도 하나의 토출구를 포함할 수 있다. 센터페시아(130)에는 공조 장치 등을 제어하기 위한 버튼이나 다이얼 등이 설치될 수 있다. 운전자 등의 사용자는 센터페시아(130)에 배치된 버튼이나 다이얼을 이용하여 차량(100)의 공조 장치를 제어할 수 있다. 물론 기어박스(120)에 설치된 입력부(110)의 버튼들이나 다이얼 조작부(111)를 통해 공조장치를 제어할 수도 있다.
센터페시아(130)에는 네비게이션(10)이 설치될 수 있다. 네비게이션(10)은 차량(100)의 센터페시아(130) 내부에 매립되어 형성될 수 있다. 센터페시아(130)에는 네비게이션(10)을 제어하기 위한 입력부가 설치될 수도 있다. 네비게이션(10)의 입력부는 센터페시아(130)가 아닌 다른 위치에 설치될 수도 있다. 예를 들어 네비게이션(10)의 입력부는 네비게이션(10)의 디스플레이(300) 주변에 형성될 수도 있다. 또한 다른 예로 네비게이션(10)의 입력부는 기어 박스(120) 등에 설치될 수도 있다.
스티어링 휠(140)은 차량(100)의 주행 방향을 조절하기 위한 장치로, 운전자에 의해 파지되는 림(141) 및 차량(100)의 조향 장치와 연결되고 림(141)과 조향을 위한 회전축의 허브를 연결하는 스포크(142)를 포함할 수 있다. 스포크(142)에는 차량(100) 내의 각종 장치, 일례로 오디오 장치 등을 제어하기 위한 조작 장치(142a, 142b)가 마련될 수 있다. 또한 대시보드에는 차량(100)의 주행 속도, 엔진 회전수 또는 연료 잔량 등을 표시할 수 있는 각종 계기판(150)이 설치될 수 있다. 계기판(150)은 차량 상태, 차량 주행과 관련된 정보, 멀티미디어 장치의 조작과 관련된 정보 등을 표시하는 계기판 디스플레이(151)를 포함할 수 있다.
운전자는 대시보드에 마련된 전술한 다양한 장치들을 조작하여 차량(100)을 운행할 수 있다. 차량(100)에는 도 2에 도시된 것과 같이 차량(100)의 운행을 위해 운전자가 조작할 수 있는 장치들 외에도 차량(100)의 주행을 위해 필요한 차량(100) 외부의 정보나 차량(100) 자체의 주행정보들을 감지할 수 있는 다양한 센서들이 마련될 수 있다.
한편, 차량은 다수의 전자 부품을 채용하고 있다. 이러한 전자 부품의 사용 증가에 따라 전자 부품을 제어하기 위한 제어 신호를 전달하는 신호라인의 사용 또한 증가하고 있다. 연성 평면 케이블(400)은 여러 가닥의 도체(440)에 접착제를 사용하여 절연필름(410)을 양면에 부착시킨 케이블로, 부피가 작고 유연성을 갖고 있다. 연성 평면 케이블(400)은 전술한 장점으로 인해 스티어링 롤 커넥터(SRC, Steering Roll Connector)에 많이 사용되고 있다.
그러나 작은 회전 반경을 가진 상태로 롤링하는 구조의 스티어링 롤 커넥터의 연성 평면 케이블(400)은 사용 시간이 증가함에 따라 도체(440)에 크랙(C)이 발생할 수 있다. 도체(440)에 크랙(C)이 발생하면 도체(440)의 통전성이 상실될 수도 있다. 이에 개시된 실시예는 이러한 문제를 해결한 연성 평면 케이블을 제공한다. 이하 도 3 내지 도 7을 참조하여 개시된 실시예를 설명한다.
도 2는 일 실시예에 따른 연성 평면 케이블(400)의 사시도이고, 도 3은 일 실시예에 따른 연성 평면 케이블(400)의 단면을 나타낸 도면이다. 도 4는 일 실시예에 따른 연성 평면 케이블(400)에 발생한 크랙(C)을 개념적으로도 나타낸 도면이다. 도 5는 일 실시예에 따른 연성 평면 케이블(400)의 크랙(C)이 재생되는 것을 개념적으로 나타낸 도면이다. 도 6은 일 실시예에 따른 연성 평면 케이블(400)의 제조방법을 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 것처럼, 연성 평면 케이블(400)은 유연성을 가지므로 굴곡진 형태를 가질 수 있다. 도 4에 도시된 것처럼, 개시된 실시예에 따른 연성 평면 케이블(400)은 외관을 형성하는 절연필름(410), 절연필름(410)과 도체(440)를 접착시키는 제2접착층(420), 전기적 신호를 전달하는 도체(440), 도체(440)를 감싸도록 마련되고, 금속입자(432)를 포함하는 제1접착층(430)을 포함한다.
도체(440)는 주로 터프 피치 동(Tough Pitch Copper)이나 무산소동(Oxygen-Free Copper)등의 도체로 구현될 수 있으나, 이는 일 예일 뿐 다른 도체로 구현될 수 있음은 물론이다.
도체(440)는 도 2 및 도 3에 도시된 것처럼, 복수개가 상호 이격된 상태를 가질 수 있고, 각각의 도체(440)는 서로 다른 폭과 두께를 가질 수 있다. 예를 들면, 도체(440)는 0.1~2mm의 폭과, 0.015~50mm의 두께를 갖는 동박 도체로 구현될 수 있다.
절연필름(410)은 연성 평면 케이블(400)의 외관을 형성하고, 불소수지, 폴리이미드 수지, 폴리에틸렌 프탈레이트(PET, Polyethylene Phthalate) 수지, 에폭시 수지 등의 수지로 구현될 수 있으나, 전술한 예에 한정되는 것은 아니다.
절연필름(410)과 도체(440)를 접착시켜주는 접착제는 폴리비닐부티랄과 레졸 형 페놀, 멜라민, 에폭시등의 수지가 첨가된 재료로 구현될 수 있다. 제2접착층(420)으로는 전술한 재료로 구현된 접착제가 사용될 수 있다.
제1접착층(430)은 전술한 재료로 구현된 접착제에 금속입자(432)가 혼합된 재료로 구현될 수 있다. 즉 접착제의 제조 과정 중에 1μm 이상 20μm 이하의 직경을 갖는 금속입자(432)를 혼합하여 제조된 접착제가 제1접착층(430)으로 사용될 수 있다. 제1접착층(430)에 포함되는 금속입자(432)는 니켈, 코발트, 금, 은, 구리 중 적어도 한 금속의 입자 또는 니켈, 코발트, 금, 은, 구리 중 둘 이상의 합금의 입자를 포함할 수 있다. 전술한 금속입자(432)의 종류는 일 예일 뿐 금속입자(432)의 종류를 한정하는 것은 아니다.
제1접착층(430)은 도체(440)의 상면, 하면 및 측면을 모두 커버하도록 마련될 수 있고, 제2접착층(420)처럼 연성 평면 케이블(400)의 전 영역에 걸쳐 마련될 수 있다. 또는, 연성 평면 케이블(400)의 굴곡진 부분처럼 내구성이 취약할 것으로 예상되는 부분에만 형성될 수도 있다,
도 4에 도시된 것처럼, 도체(440)의 굴곡 반경이 작은 부분 같은 경우, 왕복운동에 의해 피로가 누적되면, 도체(440)가 단선되는 크랙(C)이 발생할 수 있다. 크랙(C)이 발생하면, 도체(440)는 전기적 신호를 전자 부품으로 정상적으로 전달하지 못할 수 있다.
도 5에 도시된 것처럼, 도체(440)에 크랙(C)이 발생된 상태에서, 연성 평면 케이블(400)로 전기적 신호가 인가되면, 크랙(C)의 양단에 전위차가 형성되고, 크랙(C)이 발생한 부분에서 저항이 급격하게 증가하게 된다.
제1접착층(430)에 포함되어 있는 금속입자(432)들은 크랙(C)의 양단에 형성된 전위차로 인해 크랙(C)으로 이동하게 된다. 그리고, 크랙(C)에서 발생된 급격한 저항의 증가는 열을 발생시키고, 크랙(C)으로 이동한 금속입자(432)는 크랙(C)에서 발생한 열에 의해 용융된다. 도체(440)에 발생된 크랙(C)은 크랙(C)으로 이동하여 크랙(C)에서 용융된 금속입자(432)에 의해 접합될 수 있고, 통전성을 회복할 수 있다.
이처럼 개시된 실시예에 따른 연성 평면 케이블(400)은 케이블의 도체(440)에 크랙(C)이 발생해도, 제1접착층(430)에 포함된 금속입자(432)에 의해 크랙(C)이 접합될 수 있으므로, 크랙(C)에 의한 통전성의 상실을 회복시킬 수 있고, 케이블의 수명을 연장시킬 수 있다.
도 6을 참조하여, 개시된 실시예에 따른 연성 평면 케이블(400)의 제조방법을 설명한다.
도 6을 참조하면, 우선 복수의 도체(440)에 금속입자(432)가 포함된 제1접착층(430)이 코팅된다. 전술한 것처럼, 금속입자(432)가 포함된 제1접착층(430)은 도체(440)의 전면을 감싸도록 마련되어야 하므로, 제1접착층(430)은 도체(440)에 코팅되는 방식으로 형성될 수 있다. 도체(440)에 제1접착층(430)을 코팅하기 전에, 도체(440)의 표면에 대한 세척이 수행될 수 있다. 도체(440) 표면 세척은 탈지 처리나 플라즈마 처리를 통해 수행될 수 있다.
도체(440) 표면에 대한 세척이 완료되면, 도체(440)가 미리 정해진 간격으로 이격되도록 배열되고, 전술한 제1접착층(430)의 코팅이 수행될 수 있다. 제1접착층(430)은 10μm 이상 500μm 이하의 두께를 갖도록 형성될 수 있다.
제1접착층(430)은 전술한 재료로 구현된 접착제에 금속입자(432)가 혼합된 재료로 구현될 수 있다. 즉 접착제의 제조 과정 중에 1μm 이상 20μm 이하의 직경을 갖는 금속입자(432)를 혼합하여 제조된 접착제가 제1접착층(430)으로 사용될 수 있다. 제1접착층(430)에 포함되는 금속입자(432)는 니켈, 코발트, 금, 은, 구리 중 적어도 한 금속의 입자 또는 니켈, 코발트, 금, 은, 구리 중 둘 이상의 합금의 입자를 포함할 수 있다.
제1접착층(430)은 제2접착층(420)처럼 연성 평면 케이블(400)의 전 영역에 걸쳐 마련될 수도 있고, 연성 평면 케이블(400)의 굴곡진 부분처럼 내구성이 취약할 것으로 예상되는 부분에만 형성될 수도 있다.
도체(440) 표면에 제1접착층(430)이 형성되면, 제1접착층(430)이 형성된 도체(440)의 상면 및 하면에 제2접착층(420)과 절연필름(410)이 적층된 상태에서, 절연필름(410)에 압력과 열이 인가되는 라미네이팅 과정을 통해 절연필름(410)이 도체(440)에 접착되어, 연성 평면 케이블(400)이 제조된다.
이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시예들을 설명하였다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시예들과 다른 형태로 본 발명이 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.
400: 연성 평면 케이블
410: 절연필름
420: 제2접착층
430: 제1접착층
432: 금속입자
440: 도체

Claims (15)

  1. 외관을 형성하는 절연필름;
    상기 절연필름 내부에 마련되는 도체; 및
    상기 도체와 상기 절연필름을 접착시키는 접착층;을 포함하고,
    상기 접착층은 상기 도체에 크랙(crack)이 발생하면, 상기 크랙이 발생한 도체를 접합시키도록 마련되는 금속입자를 포함하는 연성 평면 케이블(Flexible Flat Cable).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 금속입자는,
    상기 크랙이 발생하면, 저항의 증가로 인한 발열에 의해 크랙이 발생한 부분에서 용융되어 상기 도체의 통전성을 회복시키는 연성 평면 케이블.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 접착층은,
    상기 도체를 커버하도록 마련되고, 상기 금속입자를 포함하는 제1접착층; 및
    상기 제1접착층의 상하면에 마련되어 상기 도체와 상기 절연필름을 접착시키는 제2접착층;을 포함하는 연성 평면 케이블.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1접착층은 10μm 이상 500μm 이하의 두께를 갖도록 마련되는 연성 평면 케이블.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 금속입자는,
    니켈, 코발트, 금, 은, 구리 중 적어도 하나의 입자 또는 니켈, 코발트, 금, 은, 구리 중 둘 이상의 합금의 입자를 포함하는 연성 평면 케이블.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 금속입자는 1μm 이상 20μm 이하의 직경을 갖도록 마련되는 연성 평면 케이블.
  7. 도체에 금속입자가 포함된 제1접착층을 코팅하고;
    제2접착층을 이용하여 상기 제1접착층이 코팅된 도체의 상면 및 하면에 외관을 형성하는 절연필름을 접착시키는 것;을 포함하는 연성 평면 케이블의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    제2접착층을 이용하여 상기 제1접착층이 코팅된 도체의 상면 및 하면에 외관을 형성하는 절연필름을 접착시키는 것은,
    상기 제1접착층이 코팅된 도체의 상면 및 하면에 각각 제2접착층과 절연필름을 적층하고;
    상기 절연필름에 열과 압력을 가하여 상기 절연필름을 상기 도체에 접착시키는 것;을 포함하는 연성 평면 케이블의 제조방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제1접착층을 상기 도체에 코팅하기 위해 상기 도체의 표면을 세척하는 것;을 더 포함하는 연성 평면 케이블의 제조방법.
  10. 전자장치; 및
    상기 전자장치와 연결되어 전기적 신호를 전달하는 연성 평면 케이블;을 포함하고,
    상기 연성 평면 케이블은,
    외관을 형성하는 절연필름;
    상기 절연필름 내부에 마련되는 도체; 및
    상기 도체와 상기 절연필름을 접착시키고 상기 도체에 크랙(crack)이 발생하면 상기 크랙이 발생한 도체를 접합시키도록 마련되는 금속입자를 포함하는 접착층;을 포함하는 차량.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 금속입자는,
    상기 크랙이 발생하면, 저항의 증가로 인한 발열에 의해 크랙이 발생한 부분에서 용융되어 상기 도체의 통전성을 회복시키는 차량.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 접착층은,
    상기 도체를 커버하도록 마련되고, 상기 금속입자를 포함하는 제1접착층; 및
    상기 제1접착층의 상하면에 마련되어 상기 도체와 상기 절연필름을 접착시키는 제2접착층;을 포함하는 차량.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1접착층은 10μm 이상 500μm 이하의 두께를 갖도록 마련되는 차량.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 금속입자는,
    니켈, 코발트, 금, 은, 구리 중 적어도 하나의 입자 또는 니켈, 코발트, 금, 은, 구리 중 둘 이상의 합금의 입자를 포함하는 차량.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 금속입자는 1μm 이상 20μm 이하의 직경을 갖도록 마련되는 차량.
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