IPC-TM-650测试方法规范

IPC-TM-650测试方法规范

编号： 2.4.1 主题： 胶带测试镀层附着力 制定日期：1997 年8月 修订版本： D

原创工作组：刚性板测试方法任务组（7-11d） 1.0 范围

本方法使用压敏胶带测定镀层、标记油墨或油漆以及与连接印制板有关的其它材料的附着质量。 2.0 适用文件

商业产品规格型号（CID）A-A-113 压敏胶带 3.0 试样

试生产、检验或生产中印制板，每次鉴定应至少进行三次测试。 4.0 器具或材料 4.1 胶带

一卷3M 600型宽1/2英寸压敏胶带，或者是除了胶带为透明外，符合（CID）A-A-113规定的1型B级压敏胶带要求的其他胶带。 5.0 操作程序 5.1 测试

将一块至少长50 mm（2.0英寸）的压敏胶带紧紧贴在测试区域的表面上，排除压敏胶带下的空气。压贴胶带和揭撕胶带之间的时间应少于1分钟。与测试区域大致呈垂直（直角），迅速施加拉力，撕起胶带。每次测试均应使用未使用过的胶带。 5.2 鉴定

目视检查胶带和测试区域，是否有任何部分被撕掉的痕迹。 5.3 报告

报告应说明测试中是否有材料被撕掉的痕迹。

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6.0 注

6.1 如果镀层突沿断裂（碎屑）并附着在胶带上，这只是突沿断裂的痕迹，而不能证明附着力不合格。

6.2 如果测试表面有杂质（油、脂等），则可能影响测试结果。

注：本测试方法规范中所适用的材料是IPC技术委员会自行而定的，只是建议性的，使用与否或适用与否完全自定。IPC对于这种材料的使用、应用或适用概不负责。使用人还应完全负责保护自己，避免因侵犯专利权而遭受索赔或承担责任。本测试方法规范中所提到的设备，仅供使用人参考，并不意味着是IPC所指定的设备。

编号： 2.4.3.2

主题： 挠性敷金属介质的弯曲疲劳和延展性测定 制定日期：1991 年3月 修订版本： C 原创工作组：不适用 1 范围

本测试方法用于测定敷金属层在给定弯曲半径条件下的弯曲疲劳寿命、弯曲疲劳特性和拉伸断裂后的延展变形百分数。

注：当铜箔试样的几何形状和尺寸使得拉伸和断裂测试不适合延展度测定时，可以使用疲劳测试的方法间接测定铜箔的延展度。

注：测试处理可能改变金属导线原有的机械特性。 2 适用文件

IPC-TM-650测试方法 2.1.1 显微切片

IPC-TM-650测试方法 2.4.18 铜箔的抗拉强度和延伸率 IPC-D-330 IPC设计指南 3 试样

使用足够尺寸的铜箔/介质层压板，切割三块试样，宽3.2 mm、长至少50.8

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mm。切割应整齐，没有毛刺和缺口。 4 设备/器具

4.1 Universal 制造公司生产的FDF或2FDF型延展挠曲测试仪或等同设备（参见6.4和图1）。

图1疲劳延展弯曲测试仪

（原图见原文第5-181页 -- 译者）

4.2 试样切割刀、冲压机或拉伸切割刻纹机。参见6.4.2。 4.3 测微计，测量精度至0.0025 mm。

4.4 惠普公司生产的HP-67型可编程序计算器或等同产品。

4.5 试样架，203.2 x 12.7 mm，用挠性材料，例如环氧树脂-玻璃漆布、纸等制做。 4.6 显微镜，放大倍率200X。 5 操作程序 5.1 制备试样

5.1.1 样品应平滑，没有变形（无皱褶）。

5.1.2 切割宽为3.2 mm的试样，检查试样有无缺口、切痕或卷边。有缺陷的试样一律不予使用。

5.1.3 使用测微计测量试样中心的厚度t，精确至0.0025 mm。如果试样为单面板，则还必须测定芯层厚度tM(参见图2)。

Conductor 导线 Substrate 基材 图2 芯层厚度图

（原图见原文第5-182页 -- 译者）

注：厚度是测定疲劳延展性的关键参数，10%的芯层厚度tM误差，就会导致14%的疲劳延展度D f误差。

注：图2 中的第2 个结构中，芯层厚度tM最好使用按照PC-TM-650测试方

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法 2.1.1中规定的程序制备的显微切片，在金相显微镜以至少200X的放大倍率下用适合的细丝目镜或带标度线目镜测定，作为试样厚度的分数。如果铜箔一面是粗糙表面，按由谷底至光滑表面进行测量；如果铜箔两面均是粗糙表面，则按谷底至谷底进行测量。芯层厚度tM应每批铜箔测量一次或按批测量，然后再将这一分数值 tM/t 乘以使用测微计测得的其它试样厚度值t，即可求得供所有样品使用的芯层厚度。

5.1.4 将需测试导线连接起来，接成串联进行监控，在导线的2个自由端接上中继细导线。

5.1.5 用胶带将试样固定在2个试样架的端头，在试样架空着的端头吊挂一块224 g（8盎司）的电路重块而构成一个匝环（参见图1）。

注：由于弯曲疲劳试验需进行1000次以上循环，胶带固定必须牢固，防止由于周期性的弯曲运动而使试样和试样架之间相对滑动。 5.2 测试程序

5.2.1 将心轴安装到疲劳延展弯曲测试仪上，调节各个支承轮的位置，（用垫片）使支承轮和心轴之间保持1.27 mm间隙。

注：进行延展性测试时，试样应在测试进行到30至500次循环时即疲劳损坏。因此建议双面层压板使用直径为19.50 mm的心轴，单面层压板使用直径为6.35 mm的心轴，对于有些试样，就必须使用较大或较小的心轴。心轴直径大，循环周期寿命长；心轴直径小，循环周期寿命短。

5.2.2 将试样装入心轴之间，将中继导线插入插孔，计数器归零，最后启动疲劳延展弯曲测试仪。

5.2.3 电连接断开即构成试样疲劳损坏，疲劳延展弯曲测试仪自动停车。 5.2.4 记录计数器显示的疲劳损坏的循环数。 5.3 鉴定 5.3.1 延展度测试

5.3.1.1迭代法解下式，计算每块试样的延展度： （数学式见原文第5-182页 -- 译者） 式中：D f = 疲劳延展度，英寸/英寸（x 100，%） N f = 疲劳损坏的循环数

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S u = 极限抗拉强度，psi E = 弹性模量，psi tM = 芯层厚度，英寸 t = 测微计试样厚度，英寸

p = 心轴曲率半径，英寸，+/-0.005 mm

注：上述公式仅适用于对称横截面的试样测试。要测试非对称单面层压板时，由于中性轴定位不确定， 这往往造成一些误差。如果 t E substrate

［------ - 1］2 -------------- ＜＝0.1，则误差D f 即可保持在20%以下。

tM E

至于中性轴定位和周期应变的精确测定有关详细资料，可查阅IPC 设计指南。

注：按照IPC-TM-650测试方法 2.4.18中规定的要求测定S u。在测定S u的同时，铜箔延展约2%之后，通过卸载和重新装载测得重新装载曲线的斜率后测定E。

5.3.1.2 测试应报告至少三块试样的平均产品延展度。 5.3.2 疲劳测试

疲劳损坏的循环数即是按相当于所用测试心轴半径（1/2直径）进行充分反复弯曲条件下的弯曲疲劳寿命。测试应报告至少三块试样的平均弯曲疲劳寿命。 5.3.3疲劳特性

使用若干不同直径的心轴测定弯曲疲劳寿命，即可测得试样的疲劳特性。将应变范围对疲劳寿命的测得结果绘制成曲线图，（Manon-Coffin曲线图log △ε= [2tM/(2e + t)]对log N f），即可用内推法和外推法求得其它弯曲半径或者弯曲疲劳寿命。 6 注

若需近一步技术详情，请参阅如下所示的资料。

6.1 IPC-TP-204 “铜箔和挠性印制线路的延展性和弯曲疲劳测试新方法”，作者：W. Engelmaier，出版年份：1978年4月

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小时。如果某生产线的统计资料证明可以缩短调整时间而达到稳定，则稳定时间可予缩短。

5.6.3将试样按下列时间-温度顺序，进行5个循环的测试：

150 +5/-0℃（302 +9/-0o F）：1/2小时； 23±10℃（73.4±18o F）：1/4小时； -55 –5/+0℃（-67 –9/+0 F）：1/2小时； 23±10℃（73.4±18o F）：1/4小时。

5.6.4重复5.2.2至5.2.4中规定方法B所用的各项操作程序。 5.7 鉴定

5.7.1 如果失效模式没有变化，则应将两个试样整个揭撕长度的图表纪录结果进行平均。如果失效模式有变化，则应使用与测得最低剥离强度数值相关的图表纪录区计算平均试样剥离强度（参见图4、5和6）。

Load 负载 Average load 平均负载 Peel distance 揭撕距离 图4 单一失效模式图

（原图见原文第5-154页 -- 译者） Load

High peel strength failure mode 高剥离强度损坏方式 Low peel strength failure mode 低剥离强度损坏方式 Minimum average load 最小平均负载 Peel distance 揭撕距离 图5 多种失效模式图

（原图见原文第5-154页 -- 译者）

Load 负载 Average load 平均负载

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Peel distance 揭撕距离 图6 计算尺失效模式图

（原图见原文第5-154页 -- 译者）

5.7.2 测量和记录蚀刻导线或揭撕铜箔的宽度，精确至0.02毫米（0.001英寸）。 5.7.3剥离强度计算公式：

剥离强度（磅/英寸宽度） = 5.7.1中计算的平均负载/导线宽度 6.0 注

6.1使测试导线弯曲的力，也对测得的剥离强度有影响。这种影响的幅度随导线厚度的增加而增加。

6.2 为防止受揭撕试样隆起，试样背面可使用适合的支撑材料。仲裁测试用的支撑材料为0.25毫米（10 mil） 玻璃环氧树脂材料。试样制备期间，粘合支撑材料应在不超过65.6 –9/+0℃（150-10/+0o F）和100 psi压力下固化1小时。遇有不同意见时，应使用支撑材料，防止受揭撕试样隆起。

注：非测试面上的铜箔可以保留，以便提供稳定性，防止试样由于自由轮转鼓而隆起。 6.3 定义

计算尺失效是指剥离速度大于十字头移动速度的这种剥离损坏（又称为拉链式失效）。

注：本测试方法规范中所适用的材料是IPC技术委员会自行而定的，只是建议性的，使用与否或适用与否完全自定。IPC对于这种材料的使用、应用或适用概不负责。使用人还应完全负责保护自己，避免因侵犯专利权而遭受索赔或承担责任。本测试方法规范中所提到的设备，仅供使用人参考，并不意味着是IPC所指定的设备。

编号： 2.4.13

主题： 挠性印制线路材料的耐浮焊性测定

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制定日期：1998 年5月 修订版本： F

原创工作组：挠性抗剥离强度测试方法任务组（D-13A） 1.0 范围

本方法制定和规定的程序，用于测定覆铜板和挠性介质材料的耐浮焊性。 2.0 适用文件

J-STD-D04 助焊剂的要求 3.0 试样

3.1 2块试样，铜箔面尺寸约50 mm x 50 mm。

3.2 对于双面敷铜板，则每面应分别制备试样进行测试。每块试样的反面或不测试面上的铜箔应使用标准蚀刻工艺去除。裸介质材料保持原样进行测试。 4.0 设备 4.1 烘箱

循环空气烘箱，可保持均匀温度135±10℃。 4.2焊料槽

电加热、恒温控制焊料槽，大小应足够放得下试样，可盛焊料不少于2.25千克。

4.3 切割样板和切割刀，用于制备约50 mm x 50 mm铜箔敷介质材料试样。 4.4 浮焊测试装置，如图1所示。

4.5 Sn60、Sn62或Sn63焊料，符合J-STD-D04中规定的要求。 5.0 操作程序

5.1 制备2块试样，清洗铜箔，再将试样放入循环空气烘箱，在135℃±10℃下烘1小时，然后放入室温干燥器。 5.2 从干燥器内取出试样。

5.3 试样进行浮焊之前，用揿钉或其它轻质固定装置，将试样装入浮焊测试装置（图1）。铜箔朝下，将试样浮在熔融焊料表面进行浮焊，焊料温度如表1所示，持续时间10秒钟。

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Wooden handle glued to cork 木柄粘接到软木上 Cork or other thermal insulator 软木或其它隔热材料

Window cut in cork , 44.5 mm x 44.5 mm (optional) 软木上开散热窗44.5 mm x 44.5 mm (选购件) 图1浮焊测试装置图

（原图见原文第5-145页 -- 译者）

表1 浮焊焊料温度表

方法A 260℃±5℃ 方法B 288℃±5℃

5.4 将试样表面进行浮焊，然后取出试样，轻拍试样板边，将多余焊料去除。 5.5 鉴定

彻底清洗试样并用目视检查，有无起泡、分层或皱褶。如果是裸介质材料，用目视检查，有无起泡、收缩、变形或熔化。 6.0 注

6.1 对于易吸潮的材料，要求进行预处理以去除材料中的水分，因为材料中吸收的水分，浸入焊料槽而急剧升温，产生挥发而引起分层和起泡。至于吸收水分低的材料，则无需进行干燥。

注：本测试方法规范中所适用的材料是IPC技术委员会自行而定的，只是建议性的，使用与否或适用与否完全自定。IPC对于这种材料的使用、应用或适用概不负责。使用人还应完全负责保护自己，避免因侵犯专利权而遭受索赔或承担责任。本测试方法规范中所提到的设备，仅供使用人参考，并不意味着是IPC所指定的设备。

编号： 2.4.14

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主题： 金属表面的可焊性测定 制定日期：1973 年4月 修订版本： 原创工作组：不适用 1.0 范围

本方法测定印制电路板的可焊性，这种印制电路板经涂助焊剂后浸入熔融焊料进行焊接作业或使用烙铁进行焊接作业。 2.0 适用文件 ASTM-B32 焊料 ASTM-D509 助焊剂

IPC-A-600 印制板的可接受性 3.0 试样

3.1 试样应能反映成品的特征，其中包括印制线路板上的三条焊盘条和宽0.64 cm长5 cm导线图形。

3.2 如受测试印制线路板上含有宽0.64 cm的电路通路，则这种电路通路即可用于代替焊盘条。

3.3 试样也可以是生产印制线路板或单块印制线路板上用作电连接的端接区域和导线通路。 4.0 设备/器具

4.1电加热、恒温控制焊料槽，可盛焊料至少1千克，可装得下需测试的试样（0.64 cm x 5 cm）。温度控制器应能使焊料保持232℃±6℃。

4.2焊料应符合ASTM-B32中规定合金级60B的要求，程序A、B和D用的焊料标称成分为锡60%和铅40%，程序C用的焊料应符合规定要求。 4.3 助焊剂

助焊剂应符合ASTM-D509中规定的要求，为重量比25%的WW级松香和重量比75%的99%异丙醇溶液。 4.4 秒表

4.5 显微镜，用于以10X的放大倍率检查试样。

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5.1.8方法B的试样制备现已完成，继续进行5.2中规定的各项程序。 5.1.9方法A – 涂敷保形膜 继续试样制备

使用与用户生产方法相一致的方法，或按保形膜供应商规定的方法在试样适合的区域涂敷保形膜。

5.1.10 试样涂敷保形膜后应按保形膜供应商规定的方法进行固化。 5.1.11试样涂敷保形膜固化后应稳定至环境温度。 5.2 测试

5.2.1 在实验室环境温度下测量初始绝缘强度值。使用电阻计向5.2.2中规定的试样测试点施加采购文件中规定的电压，测量稳定后读取测得的读数。

5.2.2 试样上的测试点连接时，应使导电层之间或在同一导电层上的相邻导线图形之间，可交替变换电源的或电阻计的正（+）、负（-）极性。

5.2.3 将试样成垂直位置放置于测试室内防凝集滴水棚下。按照5.2.2中规定，将直流电压源接到试样测试点上。向各试样施加100±10伏直流极性电压。 5.2.4 将试样放置于下列测试条件之一中（参见注6.4）：

（a）1级，温度35±5℃（95±9o F），相对湿度85至93%，持续4天（静态）。 （b）2级，温度50±5℃（122±9o F），相对湿度85至93%，持续7天（静态）。

（c）3级，20个循环周期，温度范围25+5/-2℃（77+9/-4o F）至65±2℃，相对湿度85至93%，持续共计160小时。 5.2.4.1 温度循环周期

一个完整的温度循环周期（3级测试条件使用）由下列构成：

（a）测试开始温度25+5/-2℃（77+9/-4o F），将温度上升至65±2℃（149±4o F），持续150±5分钟。

（b）保持温度65±2℃（149±4o F），持续180±5分钟。

（c）从65±2℃（149±4o F）降温至25+5/-2℃（77+9/-4o F），持续150±5分钟。

各次循环周期之间没有延迟时间。20个循环周期期间始终保持极性电压。相对湿度由高温降到低温时至少可降80%。参见图1温度循环周期的图示。

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5.3 测量

5.3.1 卸下100伏直流极性电压源，然后进行绝缘强度测量。绝缘强度应按5.2.1中规定测量。测量的电压极性应与极性电压一致。

5.3.2 最后的绝缘强度测量应在试样从测试室取出之后、实验室环境温度条件下稳定之后1小时和实验室环境温度条件下稳定之前2小时分别进行。 任何删除测量值的理由，例如划痕、水凝、导线桥接等等，均应注明。 5.4 鉴定

5.4.1 每一试样均应，视其适用范围，在初始、浸湿和/或干燥条件之后和/或在初始、浸湿和/或干燥条件期间，评定绝缘强度质量的等级。

5.4.2 试样电测试结束后，接着在实验室环境温度条件下稳定24小时之后，检查有无白斑、起泡、分层或其它质量下降的形式等痕迹。

Temperature（℃） 温度（℃） 图1 耐湿性和绝缘强度测试曲线图

（原图见原文第2-13页。 译者）

3.8 (0.15) typ 3.8 (0.15)典型

Y pattern connection moves to next land on each sequential layer. Y形图形连接移到下一层上的下一个焊盘上。 Conductor 导线宽度 Spacing 导线间隔

图2 绝缘强度测试板E图（参见表7-3） （原图见原文第2-14页。 译者）

图3 典型“梳形图形”图（IPC-B-25A） （原图见原文第2-14页。 译者） 6.0 注

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6.1 测试图形示例 6.1.1 “Y”性图形

本行业内各种技术规范中有多种“Y”形测试图形（又称为“E”测试板）。参见图2“Y”形测试图形示例。 6.1.2 梳形图形

各种“梳形图形”都可使用本文件中规定的程序正确进行测试。图3所示的梳形图形上的测试点为1至2、2至3、3至4和4至5。测试点1-3-5连接到电阻计正（+）端点上，测试点2-4连接到电阻计负（-）端点上。 6.1.3 生产板测试

有时需用生产板代替测试图形。如果必须这样做，就必须进行正确判断和选定相邻导线做测试用的接线盘，因为导线间距和导线布置都能影响到测试结果。 6.2 有文件证明的其它清洗方法也可使用，比如说，有人担心擦洗可能对测试结果有不利的影响，即试样上的间距极其细微，而且电镀有软金属（锡/铅，金等等）。

6.3 如果印制板必须经过储存，然后才进行涂敷保形膜，则印制板必须储存于干燥无污染的环境中。

6.4 性能技术指标应规定试样的制备方法、测试条件的等级和偏离本测试方法的任何变化。

6.5 测试室应使用不腐蚀而又不会给测试环境增加离子污染的材料制造。

注：本测试方法规范中所适用的材料是IPC技术委员会自行而定的，只是建议性的，使用与否或适用与否完全自定。IPC对于这种材料的使用、应用或适用概不负责。使用人还应完全负责保护自己，避免因侵犯专利权而遭受索赔或承担责任。本测试方法规范中所提到的设备，仅供使用人参考，并不意味着是IPC所指定的设备。

编号： 2.1.1

主题： 手工法显微切片的制备

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制定日期：1998年3月 修订版本：D

原创工作组：后分离任务组（D-33a） 1.0 范围

本操作程序用于制备印制线路产品的金相试样。完工的显微切片可用于评定层压片系统和电镀通孔的质量。镀通孔可通过评定铜箔、电镀和/或涂层的特性，从而确定其是否符合适用的技术规范要求。同一基本程序还可用于其它领域的安装和检查。由于许多人都把手工金相试样的制备认为主要是艺术，本方法就是介绍已受到人们普遍接受的那些技术。本方法无意说得很特别，以致因不同金相学家而异的变化都成了不能接受得了的。另外，这些技术取得的成功也仍然取决于各个金相学家本身的技巧熟练程度。 2.0 适用文件

IPC-MS-810 大量制备显微切片的指导原则 ASTM E 3 制备金相试样的标准方法 3.0 试样

从印制电路板或测试样板上切割需用的试样，留有足够的余边，以免损伤要检验的区域。建议余边至少应留出2.54 mm.。砂轮切割机能够紧靠要检验的区域切割而不会造成损伤。常用的切割方法有：用宝石匠切割锯、微型带锯、砂轮切割机锯切，用小型铣床铣切或用锋利空心模冲切 （脆性材料，例如聚酰亚胺和有些改性环氧树脂，建议不用冲切）。参见IPC-MS-810。建议每种试样应最少制备一块至少含有三个最小直径镀通孔的显微切片。加工制备原设计各层都没有非功能性焊盘的多层印制板显微切片时，必须注意选定测试位置，使内层焊盘正好与选定的电镀通孔相连，从而可顺利进行完整的质量鉴定。 4.0 设备或材料

4.1 试样切割方法（参见IPC-MS-810，选用适合需要的方法） 4.2 安装模具

4.3 将安装表面整理光滑平整 4.4 脱模剂（任选项）

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4.5 试样支架（任选项） 4.6 金相旋转研磨/抛光系统 4.7 砂带磨光机（任选项）

4.8 金相显微镜，100X至200X放大倍率 4.9 真空泵和真空干燥器（任选项）

4.10 室温固化包封材料（建议最高固化温度为93°C）

4.11 砂纸（美国CAMI粒度180、240、320、400和600号砂纸。关于美国粒度与欧洲粒度相互转换关系，参见图1。）

U.S.A CAMI Grade 美国CAMI粒度等级 . European New “P” Grade 欧州新“P”粒度等级

Excerpt from Struers Catalog ration Europeanne des Fabri-cants des Produits Abrasifs (FEPA) and gives the grain sizes in um. The silicon carbide powders of Struers wet-grinding papers are classified to FEPA grades, and specifically to the P-series.

本表摘自欧洲Struers砂纸产品目录，粒度单位为微米。Struers牌碳化硅粉湿磨砂纸，划分为FEPA粒度等级，确切的说，划分为P系列粒度等级。 图1 砂纸粒度等级表（美国CAMI粒度等级与欧州新“P”粒度等级对应表）

（原表见原文第8 –3页 ---译者）

4.12 抛光轮用抛光布：粗呢、少起绒或不起绒织物用于粗抛光或中等抛光，软呢、纺织布或中等起绒织物用于最后抛光。

4.13 氧化物或硅胶抛光悬浮液（用于最后抛光，0.3 至0.04 微米） 4.14 金刚石抛光粉（6 至0.1微米） 4.15 抛光润滑剂

4.16 试样蚀刻溶液（参见6.4） 4.17 清洗和涂蚀刻溶液用棉球和棉签

4.18 异丙醇，25%甲醇水溶液，或其它适合的溶剂（用灌封介质和标记系统检查有无反应）

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/3pe5.html