CN102204024B - 用于电连接器的引线框架组件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于电连接器的引线框架组件(1)。所述引线框架组件包括第一引线(2)、与第一引线相邻的第二引线(2)和电介质材料(3)。所述引线具有第一端、第二端以及所述第一端和第二端之间的中间部分。引线接纳在电介质材料之内，中间部分基本被电介质材料包围。电介质材料包括布置于第一引线和第二引线之间的电介质材料中的至少第一通道(7)。第一通道由至少三个侧面界定并且具有沿基本平行于第一引线的中间部分的方向和所述第二引线的中间部分的方向延伸的长度。

Description

用于电连接器的引线框架组件
技术领域
本发明涉及电连接器领域，尤其涉及用于电连接器的引线框架组件。
背景技术
在电连接器领域中，通常知道为连接器提供多根引线，例如用于传输多个信号。以大致模块化形式提供这样的连接器被证明是有用的，尤其是对于板到板连接器和背板连接器而言，模块化形式包括若干引线框架组件。
已知连接器会给要传输的信号带来损耗。这是不希望出现的。
此外，在包括多根引线的连接器中，在邻近引线上的信号间可能发生串扰。例如，应当通过提供引线间较大的分离来减少甚至防止这种串扰。不过，这种解决方案与目前减小电气装置和连接器尺寸的希望相背离。另一个选择是在引线之间提供低介电常数的体积，优选为空气隙。不过，这种选择可能会削弱连接器结构。
而且，将包括多根引线的连接器连接到装置，尤其是诸如电路板的基板，需要用力。要施加的力可能取决于引线数量、安装布置和/或要连接部分的尺寸和/或公差。因此连接器应当较为鲁棒以抵抗安装期间施加的力，尤其是对于自动化安装来说，对发生的力几乎没有或没有控制或反馈。对鲁棒连接器的需求往往与减小连接器尺寸的驱使发生冲突。
因此，希望有一种改进的连接器减轻一个或多个上述问题。
发明内容
在本发明的第一方面中，提供了一种根据权利要求1所述的引线布置。
第一端和第二端通常对应于引线的触点部分(压配合触点和公母触点)。引线的中间部分对应于这些触点部分之间延伸的端子部分。通常，中间部分在端子长度的大部分上延伸。这一中间部分被第一电介质材料围绕。换言之，中间部分完全嵌入诸如塑料材料的电介质材料中。
布置于第一引线的中间部分和第二引线的中间部分之间的第一通道对应于第一引线的中间部分和第二引线的中间部分以及两个虚拟平面之间围绕的空间或体积，所述两个虚拟平面中的每一个都位于第一引线和第二引线的各处并且与第一引线和第二引线都相切。换言之，通道基本完全占据所述两个相邻引线之间的体积并且填充诸如空气的第二电介质。
引线的中间部分基本被电介质材料围绕能够在引线周围提供基本恒定量的电介质材料，减小了沿引线的阻抗变化，从而减少了信号的损耗，例如反射损耗。引线优选以直列方式布置成基本平行，以便于制造和使用。引线可以组成差分信号对。
电介质材料中的通道能够在第一引线和第二引线之间提供空气隙。这有助于减少第一引线和第二引线之间的串扰。通道可以有利地沿着第一引线的中间部分和/或第二引线的中间部分的基本整个长度延伸，减小了基本沿引线的串扰可能性。
有利地，由沿通道的电介质材料互连围绕第一引线和第二引线的电介质材料部分，为组件赋予机械鲁棒性。这又有助于防止由于引线和邻近电介质材料的相对位置变化导致引线阻抗变化。这样就改善了引线的电气行为。这还允许沿引线的相对布置，例如沿引线列的方向施加力，例如，用于将组件安装到例如电路板的另一对象。
通道还允许减少组件中电介质材料的量，降低材料成本。通道还可以有助于冷却引线，例如通过允许冷却剂流经其来冷却。
改进引线框架组件提供的电气和机械行为允许其相对较小。
组件可以包括三根或更多根引线；这种组件能够传输信号，并减少至少第二引线和第三引线之间的串扰。三根引线可以组成差分信号对和地。
权利要求3的组件便于制造通道。对于权利要求4的组件这是这种情况。可以利用嵌件成型(insert molding)适当地制造这种组件。
有利地，组件具有侧面，通道朝向组件侧面开放。通道可以沿其整个长度都是开放的，例如，用于提供基本垂直于通道纵向的基本恒定的截面形状。在这样的实施例中，可以由与通道相邻的引线周围的电介质材料部分以及互连前述引线周围电介质材料部分的电介质材料网部分界定通道。
第一侧和第二侧可以彼此不同，且有利地，可以基本彼此相对，例如可以是引线框架组件的相对侧面。这便于制造组件，还可以提供相对于包括引线的平面的基本对称布置，对施加到组件的力提供了基本对称的响应。
可以将组件形成为具有一定弹性，允许其经得起较大的力而基本没有损伤。
权利要求4的组件有助于防止组件在通道位置弯曲或屈曲。它还允许针对组件附近的其它对象，从而针对由于第一和/或第二引线的电介质环境造成的其阻抗，调节通道。通道长度的第一部分和第二部分有利地是不同的相邻部分，其中通道的相邻部分形状基本相同，可能是相对于组件主平面的镜像方式，使得与通道相邻的引线阻抗在从第一部分过渡到第二部分时基本是恒定的。
在通道朝向不同侧面开放的情况下，尤其是在开放侧面基本彼此相对并且朝向引线框架组件的侧面时，组件相对于沿引线相对布置的方向，例如沿引线列的方向施加的力，较为鲁棒。向特定侧面开放的通道部分可以具有不同长度。
朝向组件的不同侧面布置开放侧允许冷却剂流经组件而无需通过组件，例如垂直通过其的额外开口。这种额外的开口可能导致引线上的阻抗变化和/或形成组件中的结构脆弱点。
通道长度的第一部分和第二部分可以延伸通道长度的相同比例，使得两个通道的第一部分-第二部分过渡基本布置在第一通道和第二通道间沿第二引线中间部分的第一位置。通过这种方式，第一位置任一侧的电介质材料量可以基本相等，并可以基本防止阻抗沿引线变化。此外，可以在组件上较均匀地分布施加到组件的力，由此提高了其对这种力的抵抗力而基本没有变形。
该组件还提供了多个开口，用于通过电介质材料通风而无需通往包括引线的组件和/或平面，例如垂直于它通过的通孔。
引线间具有空气隙的组件改善了抵抗不同引线间串扰的行为并且减少了组件所需的电介质材料量。引线被电介质材料包围能够为与通道相邻的引线保持基本恒定的阻抗。
本发明的一方面是包括一个或多个上述引线框架组件的连接器。这样的连接器提供了改进的强度/体积比。它还提供了相邻引线之间的空气隙，以减少串扰并且允许冷却引线。
以下将参考附图更充分地解释本发明，附图通过举例示出了本发明的不同实施例。
附图说明
图1A-1B是本发明第一实施例的透视图。
图2A-2B是本发明第二实施例的透视图。
图3A-3B是本发明第三实施例的透视图。
图4A-4B是本发明第四实施例的透视图。
图5A-5B是本发明第五实施例的透视图。
图6A-6D示出了图4A-4B的实施例(图6A-6B)和基本相同但反转的实施例(图6C-6D)。
图7A-7D是包括多个引线框架组件的连接器实施例的透视图。
具体实施方式
在下文中，用类似的附图标记表示类似元件。应当指出，为了附图清楚，并未示出所有这样的元件。还应当指出，在整个文本中，除非明确有其它表述，提到诸如“顶部”、“底部”“侧”、“左”、“右”、“上方”等方向是指图中所示实施例的取向。
图1A和1B是引线框架组件1不同侧面的两个透视图，引线框架组件1包括电介质材料制成的外壳或框架3中布置的多根导电引线2(仅示出了三根)。在外壳3中基本彼此平行地布置引线2。引线具有第一端4、第二端5以及第一端4和第二端5之间的中间部分6。以基本平面方式布置引线2，提供两个彼此相对的侧面S。
第一端4包括触点部分，这里触点部分被形成为用于与母对应物(未示出)连接的公触点端，第二端5也包括触点部分，这里被形成为用于接触印刷电路板(未示出)的针眼型压配合触点。不过，触点端4、5可以具有任何其它适当形状。中间部分6容纳于外壳3中并且被其电介质材料环绕，使得引线固定在适当位置。
框架或外壳3包括形成于布置于引线2的中间部分6之间的电介质材料中并且基本平行于其延伸的多个通道7(仅示出了三个)。从图1A-1B可以看出，每个通道7朝向组件1的一侧开放并且每个都由三个侧面界定；第一侧和第二侧由通道相邻的引线2周围的外壳部分的电介质材料界定，第三侧由外壳3的网部分8形成，网部分8互连引线2周围的外壳的前述部分。
于是，外壳3包括由引线2周围的外壳部分和其间的网部分8形成的基本连续侧壁。可以认识到，离开引线2布置网部分8，使得通道7分开两个相邻引线，基本完全补足了两根相邻引线2之间的体积。通道7就这样通过相邻引线2之间的空气隙分隔相邻引线2，从而减少了两根相邻引线2之间的串扰。
在图示的实施例中，引线2具有沿其中间部分6的长度基本一致形状的电介质材料3部分，而且网部分8形状也基本一致。于是，引线2沿其长度具有基本均匀的阻抗。
外壳3维持着引线2的相对位置，由此防止由于组件1变形，引线的环境变化导致引线的阻抗变化。
具体而言，为了将图1A-1B所示的实施例安装到诸如印刷电路板的另一对象上，可能需要较大的力(图1A中黑体箭头F所示)以确保针眼型触点5适当地压配合，可能包括其变形。由于外壳材料沿力F的方向侧壁基本是连续的，所以组件1(的外壳3)适于抵抗较大的力F而不会显著变形。这便于安装组件1并且改善了成品的可靠性。对于包括多个组件1的连接器而言这是尤其重要的，因为那样的话要连接的引线2数目倍增，从而安装要施加的总力倍增。
可以利用嵌件成型适当地制造引线框架组件1，使得引线2固定到外壳3且组件基本形成一体。
在将两个这样的组件1并排并且紧密接触布置时，例如在连接器中，通道7允许沿通道7，从而沿引线2的纵向的冷却剂流动，例如空气流动。
此外，在将两个这样的组件1并排且紧密接触布置时，例如在连接器中，其包括通道的主侧面S之一面对平坦的主侧面S。这提供了额外的刚度，因为这样的组件能够彼此依靠。
图2A-2B示出了基本类似于图1A-1B的本发明第二实施例。不过，在这一实施例中，相邻通道7朝向组件1的不同侧面，这里是相对侧面开放的。换言之，在通道7和组件1的不同侧面上交替布置相邻通道的网络8，这里朝向组件的相对主侧面。
通道7和网络(网状物)8的这种布置带来了图1A-1B实施例的益处。与图1A-1B的实施例相比，由于图1A-1B的实施例全部通道都朝向一侧开放，这种布置还提供了对外加力F影响下整个组件1向一侧弯曲的抵抗力。加强的效果尤其发生在直角连接器的情况下，因为靠近引线第二端5(参考图1A-1B)布置的网络8部分形成基本平直平行的壁，从而抵抗弯曲。
根据一个变体，一个或多个通道7可以在组件两侧都闭合，网部分8在沿通道7的长度(或等价地，沿相邻引线2的长度)基本相同位置上彼此相对。包括基本管状通道或通道部分(未示出)的这种实施例提供了如下益处：在引线2之间具有空气隙，而由于通道7周围有两个网络8，它可以在外力F作用下提供对弯曲的更大抵抗。
图3A-5B中示出的实施例基本提供了管状通道的结构益处和上述电学益处，但其便于制造，尤其是通过嵌件成型制造。
图3A-3B示出了第三实施例，其中每个通道7沿其长度的第一部分朝向组件1的一侧沿其纵向开放，然后沿其长度的第二部分朝向组件1的相对侧开放，接着再次朝向组件1的第一侧开放。换言之，沿着通道7的纵向，在通道7和组件1的不同侧面上交替布置网络8，这里不同侧面是组件1的相对侧面S。
在这一实施例中，网部分8布置于通道7的不同侧面上，并且被布置成在沿每个通道7以及与该通道7相邻的引线2的纵向的每个位置，基本提供单个网络8，即，基本没有交叠的网部分8且没有在任一侧都没有网络8的部分。于是，所考虑的引线2周围电介质材料的量以及那些引线2的阻抗沿引线2的长度基本是恒定的。
单个网部分8的末端位置，即沿引线2和通道7在纵向上网部分8“改变侧面”的位置，在图中用附图标记9表示。在图中将看出，在图示的实施例中，布置末端位置9，使得沿通道的纵向看，相邻通道的开放部分基本彼此对应。在图3A-3B中，末端位置9布置在通道7以及引线2的中间部分6长度的大约三分之一和三分之二处。
图4A-4B示出了第四实施例，其中每个通道7沿其长度的第一部分朝向组件1的一侧沿其纵向开放，然后沿其长度的第二部分朝向组件1的相对侧开放，接着再次朝向组件1的第一侧开放。此外，相邻通道7朝向组件1的不同侧面，这里是相对侧面开放的。换言之，在通道7和组件1的不同侧面上，这里是相对侧面上，交替布置相邻通道的网络8。相邻通道7的网络8的末端位置9布置在相应通道7长度的大约三分之一和三分之二的对应位置。
图4A-4B的实施例组合了图2A-2B和图3A-3B实施例的各方面。于是，组件1对外部施加的力F抵抗力较大。这进一步减少了相邻引线2之间的串扰。它还提供了引线2基本连续的阻抗。
图5A-5B示出了另一实施例，可以将其视为图4A-4B实施例的变体。在这一实施例中，每个通道7交替朝向组件的第一侧和组件的第二侧开放，使得每个通道7沿其长度的三个部分朝向组件1的第一侧开放，沿其长度的其它两个部分朝向组件1的第二侧开放。相邻通道7基本朝向组件1的相对侧面开放。相邻通道7的网络8的末端位置9布置在相应通道7沿纵向基本对应的位置。换言之，在这一实施例中，可以将每个通道7看作沿其长度包括五个朝向组件1的不同交替侧面开放的相继部分，网部分8布置在通道7的不同，交替侧面。
图6A-6B示出了图4A-4B的组件1的两个侧视图，图6C-6D示出了基本相同的组件1A，不过是相对于组件1主平面A(图6A中所示)的镜像。在图6A和6C或图6B和6D的这些组件1，1A分别以并排关系并且紧密接触放置时，例如它们可以在连接器中，每个组件1，1A的网部分8将紧密接触，而组件1，1A的通道7的开放侧将彼此面对。这种布置允许冷却剂，例如空气流动通过相邻组件1，1A的通道7。于是，布置多个相邻交替镜像组件1和1A允许冷却剂有效地流经整个布置，不需要垂直通过组件1，1A的开口，这种开口可能会给引线带来阻抗变化和/或给组件中带来结构脆弱点。
图7A-7D示出了示范性连接器10，包括在外壳11中基本彼此相邻平行安装的多个引线框架组件1，任选彼此有小的分离。在这里，连接器10是板连接器，外壳11是压头形式的。
外壳11包括用于将连接器10附着到安装腿12形式的另一对象的模块，用于将连接器10安装奥印刷电路板(未示出)。安装腿12沿基本平行于组件1的引线2的第二端5的方向突出。在图示的连接器10中，引线框架组件1如图5A-5B中更详细示出的那样，不过可以适当采用落在所附权利要求范围之内的任何引线框架组件1。在图7C中，组件1的通道7的布置是可见的。
可以通过在外壳11上并且从而在引线框架组件1上施加压力F，将连接器10压力安装到适当的印刷电路板上。针眼触点5可以与板的触点压配合接触。也可以焊接触点。
在图示的实施例中，由于它们在每个组件中的布置，引线2的第一触点端4基本布置在垂直列中，由于组件基本是相同的，所以基本布置在水平行中。第二触点端5类似地布置成列和行，相邻组件1中的引线2和通道7基本沿其长度彼此平行布置。
除了提供相邻引线间串扰减少的信号通路之外，连接器10还允许空气流经每个组件1以进行冷却。
本发明不限于上述实施例，在权利要求的范围之内可以通过若干方式变化。例如，可以选择组件中引线、通道和/或通道开放部分的数目是不同的。
此外，相邻的通道组，例如两个相邻通道可以具有朝向组件一侧开放的一个或多个部分，相邻组的相邻通道，例如另外两个通道，可以具有朝向组件另一侧开放的基本对应部分。
应当指出，不需要在引线框架组件之内相互相邻的每对引线之间都存在通道。
而且，通道的形状，尤其是基本垂直于其纵向的截面形状可以在通道整个长度上变化。可以有利地形成截面形状，用于调节与通道相邻的一个或多个引线周围电介质材料的量，用于调节那些引线的阻抗。
通道的一个或多个部分可以包括或填充具有不同介电常数的材料。这样至少能够调节与通道相邻的引线的阻抗。
尽管在图示实施例中，引线框架组件被形成为基本直角的连接器，但同样可以想到任何其它角度布置，例如基本45度或0度(直线连接器，例如夹层连接器)。
此外，对于截面基本为矩形的引线而言，电介质材料可以在至少三个侧面或所有四个侧面围绕引线。对于截面基本为圆形的引线，电介质材料可以环绕引线周围一圈的大约270度或更多。在这种情况下，可以由与通道相邻的引线侧面界定通道的顶壁或底壁。
连接器10的外壳可以具有与连接器的不同用途对应的不同形式。
连接器可以包括不同(类型)引线布置的混合，可能是
-一个或多个已知引线框架组件和根据本发明的一个或多个引线框架组件的组合，或
-根据本发明的一个或多个引线框架组件和一个或多个引线布置的组合。
可以将结合一个实施例论述的元件和/或方面与所附权利要求范围之内不同实施例的元件和/或方面适当组合。

Claims (10)

1.一种用于电连接器的引线框架组件(1)，包括用于电连接器的引线布置结构，包括第一引线(2)以及第二引线(2)，所述第二引线(2)与所述第一引线相邻且完全与所述第一引线位于同一平面，所述第一引线和所述第二引线具有第一端(4)、第二端(5)以及在所述第一端和所述第二端之间被第一电介质材料围绕的中间部分(6)，
其中第一通道(7)布置在所述第一引线的中间部分(6)和所述第二引线的中间部分(6)之间，所述第一通道(7)由以下部分来界定：所述第一引线与所述第二引线之间的所述第一电介质材料的网络(8)；以及围绕每个引线的所述第一端与所述第二端之间的中间部分的、并且延伸了从每个引线的所述第一端到所述第二端的长度的所述第一电介质材料的表面，并且所述第一通道(7)完全占据两个相邻的所述第一引线和所述第二引线(2)之间的体积，并且
其中所述第一通道(7)填充有第二电介质，并且
所述引线框架组件(1)还包括由电介质材料制成的框架(3)，其中所述框架包括布置于所述第一引线的中间部分(6)和所述第二引线的中间部分(6)之间的至少所述第一通道(7)，并且
其中所述第一通道(7)沿着所述第一通道的长度的至少第一部分朝向所述组件的第一侧开放，并且沿着所述第一通道的长度的至少第二部分朝向所述组件的第二侧开放。
2.根据权利要求1所述的引线框架组件(1)，其中所述第一通道(7)是由三个侧面界定的并且沿着所述第一通道的长度的至少第一部分朝向所述组件的第一侧开放。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的引线框架组件(1)，
其中所述第一引线的中间部分或所述第二引线的中间部分与第三引线的中间部分之间的第二通道(7)沿着所述第二通道的长度的至少第一部分朝向所述组件的所述第二侧开放，并且沿着所述第二通道的长度的至少第二部分朝向所述组件的所述第一侧开放。
4.根据权利要求3所述的引线框架组件(1)，其中沿所述第一通道和所述第二通道的方向看，所述第一通道(7)的长度的所述第一部分对应于所述第二通道(7)的长度的所述第一部分。
5.根据权利要求3所述的引线框架组件(1)，
其中所述第一通道(7)沿着所述第一通道的长度的多个第一部分朝向所述组件的第一侧开放，并且沿着所述第一通道的长度的多个第二部分朝向所述组件的第二侧开放，并且
其中所述第二通道(7)沿着所述第二通道的长度的多个第一部分朝向所述组件的所述第二侧开放，并且沿着所述第二通道的长度的多个第二部分朝向所述组件的所述第一侧开放。
6.根据权利要求4所述的引线框架组件(1)，
其中所述第一通道(7)沿着所述第一通道的长度的多个第一部分朝向所述组件的第一侧开放，并且沿着所述第一通道的长度的多个第二部分朝向所述组件的第二侧开放，并且
其中所述第二通道(7)沿着所述第二通道的长度的多个第一部分朝向所述组件的所述第二侧开放，并且沿着所述第二通道的长度的多个第二部分朝向所述组件的所述第一侧开放。
7.根据权利要求5或6所述的引线框架组件(1)，其中沿所述第一通道和所述第二通道的方向看，所述第一通道(7)的长度的第一部分和第二部分分别地对应于所述第二通道(7)的长度的第一部分和第二部分。
8.一种用于电连接器的引线框架组件(1)，包括第一引线(2)、第二引线(2)和第三引线(2)、以及由电介质材料制成的框架(3)，
所述第一引线、所述第二引线和所述第三引线具有第一端(4)、第二端(5)以及位于所述第一端和所述第二端之间的中间部分(6)，
其中所述第一引线、所述第二引线和所述第三引线在其中间部分的整个长度上被所述电介质材料围绕，
其中所述框架包括所述电介质材料中的至少第一通道(7)和第二通道(7)，其中所述第一通道布置在所述第一引线的中间部分和所述第二引线的中间部分之间，使所述第一引线和所述第二引线被空气隙分开，并且所述第二通道布置在所述第二引线的中间部分和所述第三引线的中间部分之间，使所述第二引线和所述第三引线被空气隙分开，
所述第一通道和所述第二通道由至少三个侧面界定，并且所述第一通道和所述第二通道分别具有沿平行于所述第一引线的中间部分和所述第二引线的中间部分的方向以及所述第二引线的中间部分和第三引线的中间部分的方向从每个引线的所述第一端延伸到所述第二端的长度，
其中所述第一通道沿着所述第一通道的长度的至少第一部分朝向所述组件的第一侧开放，并且沿着所述第一通道的长度的至少第二部分朝向所述组件的第二侧开放，并且
其中所述第二通道沿着所述第二通道的长度的至少第一部分朝向所述组件的所述第二侧开放，并且沿着所述第二通道的长度的至少第二部分朝向所述组件的所述第一侧开放，
并且其中所述第一通道和所述第二通道(7)完全占据相邻的所述第一引线、所述第二引线和所述第三引线(2)之间的体积。
9.一种用于电连接器的引线框架组件(1)，包括第一引线(2)、第二引线(2)和第三引线(2)、以及由电介质材料制成的框架(3)，
所述第一引线、所述第二引线和所述第三引线具有第一端(4)、第二端(5)以及位于所述第一端和所述第二端之间的中间部分(6)，
其中所述第一引线、所述第二引线和所述第三引线在其中间部分的整个长度上被所述电介质材料围绕，
其中所述框架包括所述电介质材料中的至少第一通道(7)和第二通道(7)，其中所述第一通道布置在所述第一引线的中间部分和所述第二引线的中间部分之间，使所述第一引线和所述第二引线被空气隙分开，并且所述第二通道布置在所述第二引线的中间部分和所述第三引线的中间部分之间，使所述第二引线和所述第三引线被空气隙分开，
所述第一通道和所述第二通道由至少三个侧面界定，并且所述第一通道和所述第二通道分别具有沿平行于所述第一引线的中间部分和所述第二引线的中间部分的方向以及所述第二引线的中间部分和所述第三引线的中间部分的方向延伸的长度，
其中所述第一通道和所述第二通道(7)完全占据相邻的所述第一引线、所述第二引线和所述第三引线(2)之间的体积，
其中所述第一通道沿着所述第一通道的长度的多个第一部分朝向所述组件的第一侧开放，并且沿着所述第一通道的长度的多个第二部分朝向所述组件的第二侧开放，并且
其中所述第二通道沿着所述第二通道的长度的多个第一部分朝向所述组件的所述第二侧开放，并且沿着所述第二通道的长度的多个第二部分朝向所述组件的所述第一侧开放，
沿所述第一通道和所述第二通道的方向看，所述第一通道的长度的第一部分和第二部分分别地对应于所述第二通道的长度的第一部分和第二部分。
10.一种连接器组件，包括一个或多个根据权利要求1-9中任一项所述的引线框架组件(1)。
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