CN101634682A - 一种用于检测电试样的电检测装置及电检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于检测电试样的电检测装置，包括一个线路基板，该线路基板通过一个触点间距转换器与一个检测头电连接，其中，所述线路基板与一个第一加强装置机械连接并因此得到加强。至少一个穿过所述线路基板(12)的间隔装置(30)机械连接至所述触点间距转换器(7)，并通过倾斜调节装置(34)固定在所述第一加强装置(26)上。

Description

一种用于检测电试样的电检测装置及电检测方法
技术领域
本发明涉及一种用于检测电试样的电检测装置，包括一个线路基板，该线路基板通过触点间距转换器电连接到一个检测头，其中，该线路基板机械连接至一个第一加强装置并因此被加强。
背景技术
前述类型的电检测装置是已知的，被用于电接触一个电试样，例如晶片。这包括物理接触，通过物理接触，连接到检测试样电性能的检测装置的电路被接通。通过这种方式，可以将可靠性好的试样与可靠性差的试样区分开来。已知的电检测装置包括一个线路基板，该线路基板通过一个触点间距转换器与一个检测头电连接。检测头的触针与所述触点间距转换器电连接，用于所述试样的触点接通。所述线路基板连接至前述检测装置。因此，由于不断增加的集成密度，试样的触点间距非常小，为了增加可被检测的布线密度，在接触头和线路基板间布置了触点间距转换器，该转换器将检测头的触针的小触点间距转变为较大的触点间距，其中，较大的触点间距与线路基板上相同大小的触点间距相互关联，且线路基板优选地实现触点间距的进一步放大，最后，触点间距较大的线路基板触头通过适合的导线或类似电缆与检测装置连接。由于所述线路基板和接触头之间设有至少一个电连接所需的组件，因此，相关部件并不总是能够相互对准以实现触点接通，从而使这种电检测装置的可靠性受到质疑。因此，值得注意的是，接触头与触点间距转换器仅仅是物理电接触，而触点间距转换器与线路基板也仅仅是物理电接触。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供一种用于检测电试样的电检测装置，该检测装置具有高度的接触可靠性和功能可靠性，从而能够准确地检测电试样。
本发明的目的通过如下方式实现：至少一个穿过所述线路基板的间隔装置与所述触点间距转换器机械连接，并通过倾斜调节装置固定于所述第一加强装置上。当给予一个高的检测接触密度时，作用于所述线路基板上的总的物理接触力可以非常大。为避免由于上述接触力导致线路基板的机械变形，第一加强装置被装在所述线路基板上。为了实现接触头和线路基板之间的无故障物理电连接——两者之间布置触点间距转换器以及其它可能的电连接装置(连接器)——本发明规定，触点间距转换器(空间转换器)相对于线路基板的倾斜度可调。为此，设置了倾斜调节装置，该调节装置通过至少一个穿过所述线路基板并与所述触点间距转换器机械连接的间隔装置调节倾斜度。特别是设置了一个倾斜元件，该倾斜元件通过所述至少一个穿过线路基板的间隔装置与所述触点间距转换器机械连接，并通过所述倾斜调节装置固定于所述第一加强装置上，并且倾斜度为可调的。因此，所述加强装置和倾斜元件组成了一个由所述间隔装置操纵的刚性结构，所述线路基板设置于这两个部分之间。然而，由于所述线路基板被所述至少一个间隔装置穿过，倾斜板的倾斜转动通过所述间隔装置，使触点间距转换器产生相应的运动，但线路基板的位置不会因此而改变。所述至少一个间隔装置优选无物理接触地穿过所述电路板上的至少一个孔。为能使倾斜元件能够相对于所述线路基板倾斜，倾斜元件通过倾斜调节装置被固定于第一加强装置上，而所述第一加强装置与所述线路基板连接且不可移动。如果倾斜元件相对于所述第一加强装置倾斜，这将引起触点间距转换器(也称为空间转换器)相对于所述线路基板出现相应的倾斜运动。无论本发明的具体实施例中是否具有倾斜元件，触点间距转换器的基准面均相对于线路基板的基准面调整倾斜度。通过这种方式，触点间距转换器与线路基板可以以正确的方式相互对准，从而在检测头的触针和电试样(晶片)之间实现良好的接触，同时，保证了与线路基板——必要时中间布置电连接装置(连接器)——的良好接触。
根据本发明的一个实施形式，所述间隔装置穿过所述第一加强装置。这样，间隔装置就延伸到第一加强装置上远离线路基板的一侧，从而使那里能够设置倾斜调节装置。
根据本发明的另一个实施形式，线路基板具有第一触点表面，该触点表面通过接触装置连接于触点间距转换器的对向触点表面。这里所述的接触装置即前述的电连接装置，也称连接器。该接触装置与线路基板的第一触点表面物理接触，同时与触点间距转换器的对向触点表面物理接触。
如果接触装置能够补偿线路基板与触点间距转换器之间由于倾斜调节而造成的角度偏差，这将是有利的。为此，接触装置具有灵活的结构，这样，当在线路基板的基准面与触点间距转换器的基准面之间进行倾斜调节时，接触装置保持着与所述线路基板的第一触点表面之间以及触点间距转换器的对向触点表面之间的物理接触。
根据本发明的另一个实施形式，所述触点间距转换器具有第二触点表面，该触点表面与检测头的导电杆/触针、尤其是挠曲触针电接触。所述检测头优选地具有多个相互间隔的导向板，它具有多个优选地由挠曲触针形成的导电杆穿过的导向开口。所述挠曲触针的一端与触点间距转换器的第二触点表面物理接触，而挠曲触针的另一端则与试样的电接触端进行物理接触。这样，在试样的电检测过程中，检测装置和试样相互靠近，以和试样形成物理接触。检测装置和试样要么一起运动，要么其中的一个进行运动。上述运动沿接触头的导电杆的纵向进行。由于挠曲触针被优选地用作导电杆，它们可以通过在纵向范围内的挠曲来进行长度调节。
根据本发明的另一个实施形式，接触元件固定地布置在触点间距转换器上，以用于与试样的物理电接触。在前面所述的实施形式中，触点间距转换器具有第二触点表面，该触点表面与导电杆进行物理接触并进而导致与试样形成物理电接触，与之相反，用于与试样接触的接触元件固定地布置在触点间距转换器上。这里就没有优选地可拆下的检测头。
在一个备选的实施形式中，所述接触装置直接固定在触点间距转换器上也是很有利的。接触装置直接与触点间距转换器对应并固定于其上。可替代地，接触装置也可以是一个布置在线路基板和触点间距转换器之间的单独组件中的元件。
本发明的另一个实施形式中设有一个第二加强装置，其中，第一加强装置布置在线路基板的一侧，而第二加强装置布置在线路基板的另一侧。这样，由于两个加强装置均与所述线路基板机械连接，线路基板在两侧均得到加强。优选的是，通过相应的压紧装置，使两个加强装置朝着对方压紧，从而使线路基板以夹紧和支撑的方式固定在两者之间。
根据本发明的一个优选实施形式，触点间距转换器与第二加强装置相对应。所述第二加强装置优选地具有一个容纳通孔，所述触点间距转换器以不接触的方式至少局部地容纳于其中。这种布置使得所述第二加强装置与所述线路基板直接结合，同时，通过容纳通孔使所述触点间距转换器与线路基板靠近。为了操纵由倾斜元件引起的触点间距转换器的倾斜运动，所述触点间距转换器不能靠在所述第二加强装置上。由于所述触点间距转换器以不接触的方式处于所述第二加强装置的容纳通孔中，因此倾斜运动不会受到阻碍。
对于前述的倾斜调节，优选地采用形式为螺纹螺栓的倾斜调节装置。所述螺纹螺栓可以为调节螺栓和/或定位螺栓。所述调节螺栓用于在所述倾斜元件和所述第一加强装置之间产生一个合适的角度位置，而所述定位螺栓则用于固定该角度位置。这样，所述调节螺栓可调节地旋入到所述倾斜元件中，而调节螺栓的一个端部则支撑在所述第一加强装置上。所述定位螺栓旋入到所述第一加强装置中，其头部以压紧方式紧贴在所述倾斜部件上。倾斜调节也可以以其它方式进行。为此，可优选地采用下方垫有塞尺片(特殊的箔，具有非常精细的厚度等级)的螺栓。该特殊箔优选地由钢或锌白铜制成。
所述倾斜元件优选为倾斜板。所述线路基板优选为电路板。所述第一和/或第二加强装置优选为板状。
根据本发明的另一个实施形式，所述间隔装置具有一个间隔套。该间隔套的一端与触点间距转换器紧密接触，另一端则与倾斜元件紧密接触。
发明优选地采用从侧面使所述线路基板与触点间距转换器对齐的对准装置，以便通过这种方式使线路基板的第一触点表面相对于触点间距转换器的对向触点表面定位，从而使处于中间的接触装置(连接器)能使相互对应的第一触点表面和对向触点表面之间相互电连接。
根据本发明的另一个实施形式，所述倾斜调节装置设置于所述间隔装置上。所述倾斜调节装置和所述第一加强装置共同作用。
此外，发明还优选采用多个相互间隔开的间隔装置。
本发明还涉及一种电试样的电检测方法，特别是使用上述检测装置，该检测装置具有一个线路基板，该线路基板通过触点间距转换器和检测头电连接，其中，所述线路基板与一个第一加强装置机械连接并由此加强，同时，至少一个穿过所述线路基板的间隔装置与所述触点间距转换器机械连接，并通过倾斜调节装置固定在所述第一加强装置上。
这种方法的其它优选实施形式由权利要求提供。
附图说明
根据一个典型的实施例，附图显示了本发明。
图1显示了用于检测电试样的电检测装置的纵向剖面示意图，其中检测装置没有完全地显示全部的部件。
图2显示了图1的检测装置的纵向剖面的透视图，其中没有显示连接头。
图3显示了检测装置的触点间距转换器和倾斜元件的透视图。
图4显示了图3的排列的另一个角度的透视图。
图5显示了穿过电检测装置的区域的纵向剖面示意图，其中没有显示连接头。
图6显示了另一实施例的穿过电检测装置的区域的纵向剖面的透视图。
图7为图6的检测装置的详细视图。
图8为图6的检测装置的更详细的视图。
具体实施方式
图1显示了检测装置1，但没有显示所有的部件。检测装置1具有接触头2(也称为检测头2)，接触头2上具有导电杆4，导电杆4被可位移地处于导向孔3内，该导电杆4优选为挠曲触针。导电杆4具有自由端5，它可与电试样(图未示)的触点物理接触。为此，将检测装置1下降到试样上，或者试样被抬高到检测装置1，或者两者相互靠近。导电杆4的另一端6与一个触点间距转换器7物理接触，该触点间距转换器7具有支架8和电触点间距转换电路9。支架8优选为金属支架。所述触点间距转换电路9与所述陶瓷支架8固定连接。支架8具有一个凹槽10，所述触点间距转换电路9以下陷的方式容纳于其中。该触点间距转换器7在靠近所述接触头2的一侧具有一个基准面11。一个线路基板12，优选为导体板13，非常靠近所述触点间距转换器7。该导体板13具有多个第一触点表面14，所述第一接触表面与多个大表面触点15电连接，其中，所述第一触点表面14设置在线路基板12的一个面16上，而大表面触点15设置在另一个面17上。在触点间距转换器7和线路基板12之间设置有电接触装置18，该电接触装置18在一个绝缘支架19上具有多个电触点20。在朝向线路基板12的面21上，触点间距转换器7具有多个设置在电触点间距转换电路9区域的对向触点表面22，所述对向触点表面22通过触点20电连接至所述第一触点表面14。在触点间距转换电路9区域，触点间距转换器7具有多个与所述对向触点表面22电连接的第二触点表面23。所述导电杆4的末端6以物理接触的方式抵靠在所述第二接触表面23上。
从试样(图未示)的角度，检测装置1具有以下电通路，其中，为了简便起见，这里仅描述这些通路中的一个。其它通路与描述的通路相似。当检测电试样时，试样的一个触点与导电杆4的末端5形成物理接触，导电杆4的另一端6与所述第二触点表面23中的一个形成物理接触，该第二触点表面23在所述触点间距转换电路9内通过导线与对向触点表面22中的一个连接，一个触点20的一端以物理接触的方式靠在所述对向触点表面22上，所述触点20的另一端以物理接触的方式靠在一个所述第一触点表面14上，该第一触点表面14在线路基板12内通过导线与大表面触点15中的一个相连接。大表面触点15通过电线(图未示)连接到一个检测装置。很明显，电检测电流通路可以在检测装置和试样间形成，以检测试样的无差错电性能。导电杆4的触点间距对应于试样的触点密度。触点间距转换器7用于将紧密的触点间距变为不紧密的触点间距。如图1所示，对向触点表面22相比第二触点表面23具有更大的相互间隔。由于大表面触点15的触点间距大于第一触点表面14的触点间距，通过所述线路基板12，第一触点表面14的触点间距被再次增大。
为了能够调整触点间距转换器7的基准面11相对于线路基板12的基准面24的倾斜角度，提供了一个倾斜装置25(图2)。线路基板12的基准面24对应于该组件的面16。
图2再次显示了图1的设置，但是没有画出接触头2和接触装置18，同时图1中的检测装置1的朝下的区域在图2中变为朝上。从图2明显可以看到，第一加强装置26和第二加强装置27与线路基板12连接。第一加强装置26和线路基板12的表面17接触。第二加强装置27设置于线路基板12的表面16上。第一加强装置26和第二加强装置27通过夹紧装置28相互紧靠，以使线路基板12以夹持的方式容纳于两者之间，并因此而加强了所述线路基板。
第二加强装置27具有一个容纳通孔29，所述触点间距转换器7以不接触的方式容纳于其中。该触点间距转换器7被多个间隔装置30固定在那里，这些间隔装置30以无物理连接的方式穿过线路基板12的孔31，并延伸至一个倾斜元件32。该倾斜元件32特别地被设置为倾斜板33。该倾斜元件32通过倾斜调节装置34可倾斜地连接于所述第一加强装置26。该间隔装置30以无物理连接的方式穿过所述第一加强装置26的孔35。
图5清晰地显示了倾斜调节装置34的结构。该倾斜调节装置34具有螺纹螺栓36和37，其中，螺纹螺栓36被设置为调节螺栓38，而螺纹螺栓37被设置为定位螺栓39。从图3和图4可以明显看到，倾斜元件32具有多个相互间隔设置的调节螺栓38和定位螺栓39，其中，每一种情形都是一个调节螺栓38邻接一个定位螺栓39。在图3和图4所示的典型实施例中，倾斜元件32被设置为矩形倾斜板33，该倾斜板33包括，在倾斜板33的四个边的区域内的，设有一个调节螺栓38和一个定位螺栓39的突出部分40。
如图5所示，这种布置使得每一个调节螺栓38可以通过其螺纹被调节旋入倾斜元件32的螺孔41中，并且留出其一端42抵靠在所述第一加强装置26的一个外部侧面43上。相关联的定位螺栓39旋入所述第一加强装置26的螺孔44中，并以拉紧方式将所述定位螺栓39的头45抵靠在倾斜元件32上。因此，定位螺栓39朝向第一加强装置26的方向推动所述倾斜元件32，以便所述调节螺栓38的末端42被朝向所述第一加强装置26的外侧43压紧。容易看出，源自第一加强装置26的倾斜元件32的间隔位置可以根据调节螺栓38的伸出长度，即旋入深度，而被调节。由于提供了多对调节螺栓38和定位螺栓39，并考虑到其相对于所述第一加强装置26的倾斜角度，倾斜元件32的位置可以通过倾斜调节装置34被调节到需要的位置。由于倾斜元件32通过间隔装置30被牢固地连接于触点间距转换器7，当倾斜元件32的倾斜角度被调节时，触点间距转换器7的位置，特别是倾斜位置，被改变。紧接着，通过倾斜调节装置34，触点间距转换器7的基准面11可以相对于线路基板12的基准面24被调节。
此外，从图2-5中可以看出，对准装置46显示为定位销47的形式，用于对线路基板12相对于触点间距转换器7进行侧向对准。这种对准也称为对正，以确保第一触点表面14以正确的方式在所述导体板13的板的延伸方向上与对向触点表面22对齐。这样，棒状对准装置46，优选的非圆形，最好是截面为椭圆形，插入对应的线路基板12的导向孔48和触点间距转换器7的导向孔49。所述对准装置46通过固定螺栓50被固定于倾斜元件32。这些导向孔48和导向孔49构成了棒状对准装置46的通道。对准装置46以不接触的方式穿过所述第一加强装置26的孔51。
随后，由于间隔装置30(优选为间隔套)的存在，在触点间距转换器7和倾斜元件32之间确保了一个确定的间隔。所述触点间距转换电路9优选不可分离地与支架8连接，优选为粘接。具体地，四个调节螺栓38将它们的末端42压向也被称为背部加强件的第一加强装置26，。因此，使用这四根调节螺栓38可以调节所述倾斜元件32和第一加强装置26之间的间隔。由于所述第一加强装置26被牢固地连接于线路基板12，而所述倾斜元件32固定于所述触点间距转换器7，所述调节螺栓38可以用于调节/设定触点间距转换器7的基准面11以及线路基板12的基准面24之间的角度。在设置了基准面11和基准面24之间的角度后，拧紧定位螺栓39。这样就使相对于对方调节后的基准面11和基准面24固定下来。
图6-8涉及检测装置的另一个优选实施例。图1-5的实施例的描述在本实施例中也可以使用，因此，下文将仅描述两者的区别。与已描述过的实施例相比，图6-8的实施例不使用倾斜元件。图6显示了本实施例的检测装置1的一部分，其中，图6的角度相对于图2所示的实施例旋转了180度，由图可见，多个显示为相互间隔的螺纹螺栓60的形式的间隔装置30被固定于触点间距转换器7上。螺纹螺栓60具有头部61，通过将螺纹螺栓60旋入触点间距转换器7的螺孔63中，头部61被紧密地抵靠于触点间距转换器7的容纳孔62中。螺纹螺栓60的轴64绰绰有余的穿过线路基板12的导向孔48，到达第一加强装置26的容纳孔65。
如图7所示，每个容纳孔65均具有一个内螺纹的大直径部分66，一个邻接大直径部分66的没有螺纹的较小直径部分67，以及一个同样没有螺纹的更小直径的部分68。所述部分68可以相对于关联的螺纹螺栓60的轴64自由运动。旋上螺纹螺栓60的是一个螺帽69，其凸缘70抵靠在台阶71’上。该台阶71’位于部分66和部分67之间。位于凸缘70的另一侧的是一个螺环71，该螺环71具有外螺纹，并旋入部分66的内螺纹。螺环71的内部覆盖了螺帽69的连接端口73。在螺住的情况下，螺环71朝向台阶71’压紧螺帽69。
从这里显然可以看出，将螺帽69旋上各自相应的螺纹螺栓60适当的距离，触点间距转换器7可以以相对于线路基板12适当的倾斜角度被调整，其中，通过旋紧相关的螺环71，相应的螺帽可以被固定。
与图1-5所示的实施例明显不同，从图6-8可以明显看到，触点间距转换电路9没有与容纳孔10粘接，而是插入到支架8的容纳孔10中，并通过凸出的夹板75的方式固定，所述夹板75由固定螺栓74固定。夹板75伸出所述触点间距转换电路9。为保持触点间距转换电路9在长方形或正方形凹槽10中的可靠定位，凹槽10的两侧均设置了夹紧弹簧76，所述夹紧弹簧76迫使触点间距转换电路9紧贴在凹槽10的相对的边缘77上，从而确保高精确度的定位。
触点间距转换电路9的定位方法当然也可以由图1-5的实施例来提供。当然，图6-8的实施例也可以使用粘接的触点间距转换电路9。
由于减少了倾斜板，图6-8的实施例的检测装置1的结构高度更低。由于不使用倾斜板，该实施例也更经济。

Claims (25)

1、一种用于检测电试样的检测装置，包括一个线路基板，该线路基板通过一个触点间距转换器电连接至一个检测头，所述线路基板机械连接至一个第一加强装置并因此得到加强，其特征在于：至少一个穿过所述线路基板(12)的间隔装置(30)机械连接至所述触点间距转换器(7)，并通过倾斜调节装置(34)固定于所述第一加强装置(26)。
2、如权利要求1所述的检测装置，其特征在于：一个倾斜元件(32)通过穿过所述线路基板(12)的所述至少一个间隔装置(30)机械连接至所述触点间距转换器(7)，且所述倾斜元件(32)通过所述倾斜调节装置(34)可调节倾斜度地固定于所述第一加强装置(26)。
3、如前述权利要求中任一项所述的检测装置，其特征在于：所述间隔装置(30)穿过所述第一加强装置(26)。
4、如前述权利要求中任一项所述的检测装置，其特征在于：所述线路基板(12)包括一个第一触点表面(14)，所述第一触点表面(14)通过接触装置(18)连接至所述触点间距转换器(7)的对向触点表面(22)。
5、如前述权利要求中任一项所述的检测装置，其特征在于：所述接触装置(18)补偿由倾斜调节引起的所述线路基板(12)和所述触点间距转换器(7)之间的角度偏差。
6、如前述权利要求中任一项所述的检测装置，其特征在于：所述触点间距转换器(7)包括一个第二触点表面(23)，所述第二触点表面(23)与检测头(2)的导电杆(4)/接触针、优选为挠曲触针电接触。
7、如前述权利要求中任一项所述的检测装置，其特征在于：用于与所述电试样物理电接触的接触元件固定地布置在所述触点间距转换器(7)上。
8、如前述权利要求中任一项所述的检测装置，其特征在于：所述接触装置(18)直接固定布置在所述触点间距转换器(7)上。
9、如前述权利要求中任一项所述的检测装置，其特征在于：还具有一个第二加强装置(27)，其中，所述第一支持装置(26)设置于所述线路基板(12)的一个面上，而所述第二加强装置(27)设置于所述线路基板(12)的另一个面上。
10、如前述权利要求中任一项所述的检测装置，其特征在于：所述第二加强装置(27)与所述触点间距转换器(7)相结合。
11、如前述权利要求中任一项所述的检测装置，其特征在于：所述第二加强装置(27)具有一个容纳孔(29)，所述触点间距转换器(7)以不接触的方式至少局部容纳于其中。
12、如前述权利要求中任一项所述的检测装置，其特征在于：所述倾斜调节装置(34)包括螺纹螺栓(36)。
13、如前述权利要求中任一项所述的检测装置，其特征在于：所述螺纹螺栓的下方设有塞尺片，以用于倾斜调节。
14、如前述权利要求中任一项所述的检测装置，其特征在于：所述螺纹螺栓(36)配置成调节螺栓(38)和/或定位螺栓(39)。
15、如前述权利要求中任一项所述的检测装置，其特征在于：所述调节螺栓(38)可调节地旋入所述倾斜元件(32)，其一端抵靠在所述第一加强装置(26)上。
16、如前述权利要求中任一项所述的检测装置，其特征在于：所述定位螺栓(39)旋入所述第一加强装置(26)，其头部(45)以压紧方式抵靠在所述倾斜部件(32)上。
17、如前述权利要求中任一项所述的检测装置，其特征在于：所述倾斜元件(32)配置成一个倾斜板(33)。
18、如前述权利要求中任一项所述的检测装置，其特征在于：所述线路基板(12)配置成一个导体板(13)。
19、如前述权利要求中任一项所述的检测装置，其特征在于：所述第一加强装置(26)和/或所述第二加强装置(27)配置成板形。
20、如前述权利要求中任一项所述的检测装置，其特征在于：所述间隔装置(30)包括一个间隔套。
21、如前述权利要求中任一项所述的检测装置，其特征在于：还设有一个对准装置(46)，从侧面使所述线路基板(12)与所述触点间距转换器(7)对齐。
22、如前述权利要求中任一项所述的检测装置，其特征在于：所述倾斜调节装置(34)设置于所述间隔装置(30)上。
23、如前述权利要求中任一项所述的检测装置，其特征在于：设有多个相互间隔的间隔装置(30)。
24、一种电试样的电检测方法，特别是使用前述一项或多项权利要求所述的检测装置，所述检测装置包括一个线路基板(12)，所述线路基板(12)通过一个触点间距转换器(7)电连接至一个检测头，其中，所述线路基板(12)机械连接至一个第一加强装置(26)并由此得到加强，其特征在于：至少一个穿过所述线路基板(12)的间隔装置(30)机械连接至所述触点间距转换器(7)，并通过倾斜调节装置(34)固定于所述第一加强装置(26)。
25、如权利要求24所述的检测方法，其特征在于：所述间隔装置(30)穿过所述第一加强装置(26)。
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