CN107436405B - 电气检查方法以及电气检查装置 - Google Patents

Abstract

一种电气检查方法，通过利用在与印刷基板抵接的抵接面配设有多个探针的第一电气检查头及第二电气检查头夹住印刷基板，使所述多个探针与印刷基板的导电图案抵接而进行电气检查，具备：对所述印刷基板的外缘部进行把持的把持工序；相对于印刷基板在平面方向上对所述第一电气检查头进行定位，使所述第一电气检查头在法线方向上进行压接的第一压接工序；在所述第一压接工序之后相对于印刷基板在平面方向上对所述第二电气检查头进行定位，使所述第二电气检查头在法线方向上进行压接的第二压接工序；在所述第一压接工序中，使第一电气检查头的抵接面比包括印刷基板的外缘部的把持位置的厚度方向中心的基准平面向第二电气检查头侧突出。

Description

电气检查方法以及电气检查装置

技术领域

本发明涉及电气检查方法以及电气检查装置。

背景技术

在印刷基板的制造现场，使用以下所述的电气检查装置，即，将具有多个探针(电触点)的电气检查头压接于印刷基板、使探针与印刷基板的测定点接触从而对印刷基板的电气特性进行检查。在现有的电气检查装置中，如果在所要检查的印刷基板上存在翘曲或起伏，则存在使电气检查头进行压接时印刷基板位置偏移的情况。

于是，例如在日本特开2010-237061号公报中提出了一种电气检查装置，该电气检查装置具有对探针进行引导的多个贯通孔，使用与基板的一部分的区域压接的托盘(板状体)。在上述公报中，通过对基板的一部分的区域进行压接，与对基板整体进行压接的情况相比能够抑制基板的位置偏移。

近些年，印刷基板的配线密度越来越大，在所述公报所记载的那样使板状体对印刷基板的较小区域进行压接的情况下，由于印刷基板的翘曲或起伏所引起的位置偏移，探针从印刷基板的测定点脱离而不能对印刷基板的特性精确地进行检查。

专利文献1：(日本)特开2010-237061号公报

发明内容

鉴于上述不利之处，本发明的课题在于提供一种电气检查方法以及电气检查装置，能够较为可靠地对印刷基板的特性进行检查。

本发明是为了解决上述技术问题而做出的，该电气检查方法通过利用在与印刷基板抵接的抵接面配设有多个探针的第一电气检查头及第二电气检查头夹住印刷基板，使所述多个探针与印刷基板的导电图案抵接而进行电气检查，该电气检查方法的特征在于，具备：对所述印刷基板的外缘部进行把持的把持工序；相对于印刷基板在平面方向上对所述第一电气检查头进行定位，使所述第一电气检查头在法线方向上进行压接的第一压接工序；在所述第一压接工序之后相对于印刷基板在平面方向上对所述第二电气检查头进行定位，使所述第二电气检查头在法线方向上进行压接的第二压接工序；在所述第一压接工序中，使第一电气检查头的抵接面比包括印刷基板的外缘部的把持位置的厚度方向中心的基准平面向第二电气检查头侧突出。

可以使所述第一电气检查头对印刷基板的导电图案的配线宽度大的一侧进行压接。

所述第一压接工序中的第一电气检查头从抵接面的基准平面的突出量优选为彼此对置的把持位置的平均间隔的0.1％以上1％以下。

为了解决上述技术问题，本发明的电气检查装置具备：在与印刷基板抵接的抵接面上配置有多个探针，并且夹住印刷基板的第一电气检查头及第二电气检查头；驱动所述第一电气检查头的第一驱动机构；驱动所述第二电气检查头的第二驱动机构；对所述印刷基板的外缘部进行把持的把持机构；对所述第一驱动机构及第二驱动机构进行控制的控制器；所述控制器具有：第一压接控制元件，其控制第一驱动机构，从而相对于印刷基板在平面方向上对所述第一电气检查头进行定位，使所述第一电气检查头在法线方向上进行压接；第二压接控制元件，其控制第二驱动机构，从而在所述第一电气检查头的定位及压接后，相对于印刷基板在平面方向上对所述第二电气检查头进行定位，使所述第二电气检查头在法线方向上进行压接；所述第一压接控制元件构成为使第一电气检查头的抵接面比包括印刷基板的外缘部的把持位置的厚度方向中心的基准平面向第二电气检查头侧突出。

本发明的电气检查方法及电气检查装置通过使第一电气检查头的抵接面比包括印刷基板的外缘部的把持位置的厚度方向中心的基准平面向第二电气检查头侧突出，能够使张力作用在印刷基板上而在除去翘曲和起伏的状态下，使第二电气检查头进行按压，能够使第二电气检查头相对于印刷基板准确地进行定位而进行压接。因此，该电气检查方法及电气检查装置能够较为可靠地对印刷基板的特性进行检查。

附图说明

图1是表示本发明一实施方式的电气检查装置的结构的示意图。

图2是表示图1的电气检查装置的控制器的第一压接控制元件进行控制时的情况的示意图。

图3是表示图1的电气检查装置的控制器的第二压接控制元件进行控制时的情况的示意图。

图4是表示使用图1的电气检查装置的电气检查方法的程序的流程图。

附图标记说明

1第一电气检查头；2第二电气检查头；3第一驱动机构；4第二驱动机构；5把持机构；6第一摄像头；7第二摄像头；8控制器；9探针；10导向板；11抵接面；P印刷基板；S1把持工序；S2第一压接工序；S3第二压接工序；S4测定工序；S5分离工序。

具体实施方式

以下，适当地参照附图，对本发明的实施方式详细地进行说明。

[电气检查装置]

图1所示的本发明一实施方式的电气检查装置能够对具有可挠性且可能会产生翘曲和起伏的印刷基板P的电气特性进行检查。

该电气检查装置具备：夹住印刷基板P的第一电气检查头1及第二电气检查头2；分别驱动该第一电气检查头1及第二电气检查头2的第一驱动机构3及第二驱动机构4；对印刷基板P的外缘部进行把持的把持机构5；拍摄印刷基板P的第一摄像头6及第二摄像头7；对第一驱动机构3及第二驱动机构4进行控制的控制器8。

另外，该电气检查装置还可以具备对各构成要素进行支承的未图示的框架等。

＜印刷基板＞

作为由该电气检查装置对电气特性进行检查的印刷基板P，典型来说，在俯视时为方形且具有可挠性的片状基材上形成多个功能部，最后切下包括各功能部的部分而得到多个电子部件。

这样的印刷基板P的包括各个功能部或少数功能部的较小的区域成为第一电气检查头1及第二电气检查头2所要检查的检查对象部。换句话说，印刷基板P具有多个检查对象部。因此，第一电气检查头1及第二电气检查头2改变位置而反复地夹持印刷基板P，依次对各检查对象部的电气特性进行检查。

＜电气检查头＞

第一电气检查头1及第二电气检查头2以夹住印刷基板P的方式对置配置，分别具有多个探针9以及导向板10，该导向板10具有分别插入有多个探针9的多个导向孔。

(探针)

多个探针9以相对于导向板10垂直且各自的前端从导向板10略微突出的方式被保持。并且，多个探针9配置为能够与印刷基板P的导电图案的规定的测定点抵接。

(导向板)

导向板10由具有绝缘性的材料形成，具有与印刷基板P对置，在电气检查时与印刷基板抵接的平坦的抵接面11。

另外，优选第一电气检查头1及第二电气检查头2具有经由多个探针9而用于对印刷基板P的电气特性进行测定的电路。也就是说，优选第一电气检查头1及第二电气检查头2具有对印刷基板P的电气特性进行测定，能够将测定结果经由较少数量的配线输出至控制器8的测定电路。

另外，如同后文详细说明的那样，优选先与印刷基板P压接的第一电气检查头1与印刷基板P的正反面中导电图案的配线宽度相对大的一侧的面压接。换句话说，在使用该电气检查装置时，优选将印刷基板P配置为导电图案的配线宽度大的一侧与第一电气检查头1对置配置。

另外，在该电气检查装置中，如后所述，优选第一电气检查头1配置在第二电气检查头2的下方，以使得在利用第一电气检查头1对印刷基板P施加张力而除去印刷基板P的翘曲和起伏时，借助重力使印刷基板P紧贴于抵接面11。换言之，在该电气检查装置中，优选印刷基板P大致水平地被保持，第一电气检查头1从下方与印刷基板P压接，第二电气检查头2从上方与印刷基板P压接。

＜驱动机构＞

第一驱动机构3及第二驱动机构4只要能够进行第一电气检查头1及第二电气检查头2的三维定位即可，更优选的是能够以印刷基板P的法线方向的轴为中心进行第一电气检查头1及第二电气检查头2的旋转位置的定位。

作为第一驱动机构3及第二驱动机构4，可以使用多关节型机器人，优选采用成本和占用空间较小的正交坐标型驱动系统。作为该正交坐标型驱动系统，具备：能够在印刷基板P的平面方向上进行两轴定位的正交坐标型机器人；在该正交坐标型机器人的末端配设的升降设备；由该升降设备能够升降地进行保持，并且能够分别对第一电气检查头1及第二电气检查头2进行旋转定位地进行保持的旋转定位设备。

另外，第一驱动机构3及第二驱动机构4可以具有在由第一电气检查头1及第二电气检查头2夹持印刷基板P时在印刷基板P的法线方向上弹性变形的缓冲部，从而使作用于印刷基板P的压接力成为适当的力。

＜把持机构＞

把持机构5通过对印刷基板P的外缘部进行把持，将印刷基板P大致保持在法线方向上第一电气检查头1及第二电气检查头2进行夹持的位置。

作为该把持机构，能够使用例如遍及整周地夹持印刷基板的周缘的一对框体、连续地对印刷基板P的四边分别进行把持的宽度宽的四个夹子、在印刷基板P的四边分别空出间隔配设的多个夹子等。

＜摄像头＞

为了获得印刷基板P的位置信息，第一摄像头6及第二摄像头7对印刷基板P的图像进行拍摄，向后述控制器8提供图像数据。

第一摄像头6和第二摄像头7可以保持在该电气检查装置的未图示的框架上等，但也可以与第一电气检查头1和第二电气检查头2一起利用第一驱动机构3和第二驱动机构4保持为至少能够在印刷基板P的平面方向上移动。通过使第一摄像头6和第二摄像头7与第一电气检查头1和第二电气检查头2一起移动来限定图像处理的范围，由于所需的摄像头的像素及控制器的运算能力较小，因此能够以较低成本实现该电气检查装置，并且能够缩短印刷基板P的检查周期。

第一摄像头6及第二摄像头7所拍摄的图像数据在控制器8中通过公知的图像处理技术解析，用于确定印刷基板P的检查对象部的特征点的坐标。具体地说，第一摄像头6及第二摄像头7根据所拍摄的图像数据，指定第一摄像头6或第二摄像头7与印刷基板P的检查对象部的相对位置，进而指定印刷基板P的检查对象部的绝对位置。

需要说明的是，在利用第一摄像头6和第二摄像头7对印刷基板P拍摄数字图像时，通过使第一摄像头6和第二摄像头7的印刷基板P的法线方向的位置(与印刷基板P分开的距离)一定，能够较为容易地计算出第一摄像头6和第二摄像头7与印刷基板P的检查对象部的平面方向的相对位置。

在图像处理中提取的特征点可以是印刷基板P的导电图案中预先设定的特征形状的部分，也可以是在印刷基板P上专门设置的图像处理的标记。

＜控制器＞

作为控制器8，例如能够使用可编程逻辑控制器，个人计算机等。

控制器8具有：第一压接控制元件，其控制第一驱动机构3，从而在相对于印刷基板P在平面方向上对第一电气检查头1进行定位之后使其在法线方向上进行压接；第二压接控制元件，其控制第二驱动机构4，从而在第一电气检查头1的定位及压接后，在相对于印刷基板P在平面方向上对第二电气检查头2进行定位之后使其在法线方向上进行压接。

上述第一压接控制元件及第二压接控制元件能够通过例如零件加工程序、子程序等软件实现。

(第一压接控制元件)

第一压接控制元件依次进行以下步骤：使用第一摄像头6获得印刷基板P的位置信息的步骤〔第一位置信息获取步骤〕；使用第一驱动机构3在平面方向上对第一电气检查头1进行定位，使其正对印刷基板P的检查对象部的步骤〔第一平面方向定位步骤〕；使用第一驱动机构3使第一电气检查头1在印刷基板P的法线方向上移动而与印刷基板P压接的步骤〔第一压接步骤〕。

〔第一位置信息获取步骤〕

在第一位置信息获取步骤中，第一压接控制元件利用第一摄像头6对印刷基板P进行拍摄，通过对所拍摄的图像数据进行图像处理，指定印刷基板P的测定对象部相对于第一摄像头6的平面方向上的相对位置。由此，计算出为使第一电气检查头1正对印刷基板P的测定对象部所需的平面方向的移动量。

〔第一平面方向定位步骤〕

在第一平面方向定位步骤中，第一压接控制元件通过利用第一驱动机构3使第一电气检查头1在印刷基板P的平面方向上移动在第一位置信息获取步骤中计算出的所需的移动量，从而使第一电气检查头1正对印刷基板P的检查对象部。

〔第一压接步骤〕

在第一压接步骤中，第一压接控制元件通过使第一电气检查头1的抵接面11与印刷基板P压接，而使第一电气检查头1的多个探针9与印刷基板P的一方的面的多个测定点压接。

另外，在第一压接步骤中，如图2所示，使第一电气检查头1的抵接面11比包括把持机构5对印刷基板P的外缘部进行把持的各把持位置的厚度方向中心的基准平面向第二电气检查头2侧突出。

通过以这种方式使第一电气检查头1的抵接面11由基准平面突出，在印刷基板P上作用有张力，印刷基板P的测定对象部与第一电气检查头1的抵接面11紧密贴合。也就是说，第一压接控制元件通过使第一电气检查头1的抵接面11比基准平面突出，而将印刷基板P的测定对象部拉伸为沿着抵接面11的平板状从而除去翘曲和起伏。

作为该第一电气检查头1的抵接面11从基准平面的突出量的下限，优选为印刷基板P的把持机构5的对置的把持位置的平均间隔的0.1％，更优选的是0.2％。另一方面，作为第一电气检查头1的抵接面11从基准平面的突出量的上限，优选为印刷基板P的把持机构5的对置的把持位置的平均间隔的1％，更优选的是0.5％。在第一电气检查头1的抵接面11从基准平面的突出量没有达到上述下限的情况下，存在不能充分除去印刷基板P的翘曲和起伏之虞。相反，在第一电气检查头1的抵接面11从基准平面的突出量超过上述上限的情况下，在印刷基板P上作用有过剩的应力而存在使印刷基板P受损的之虞。需要说明的是，“把持位置的平均间隔”是指对置的把持区域的间隔的极小值的平均，在把持区域的间隔成为极小的部分连续的情况下间隔的极小值表示以间隔成为极小的部分的长度进行加权平均的值(例如在利用平行的棒状部件夹住印刷基板P的各片而进行保持的情况下，将棒状部件的间隔以长度进行加权的平均值)。

另外，在该第一压接步骤中，在通过第一电气检查头1的压接来除去印刷基板P的翘曲和起伏时，存在印刷基板P的位置略微偏移之虞。因此，在该第一压接步骤中，优选使第一电气检查头1对印刷基板P的导电图案的配线宽度大的一侧进行压接。

(第二压接控制元件)

第二压接控制元件依次进行以下步骤：使用第二摄像头7来获得印刷基板P的位置信息的步骤〔第二位置信息获取步骤〕；使用第二驱动机构4在平面方向上对第二电气检查头2进行定位，使其正对印刷基板P的检查对象部的步骤〔第二平面方向定位步骤〕；使用第二驱动机构4使第二电气检查头2在印刷基板P的法线方向上移动而使其与印刷基板P压接，从而在与第一电气检查头1之间夹持印刷基板P的步骤〔第二压接步骤〕。

〔第二位置信息获取步骤〕

在第二位置信息获取步骤中，第二压接控制元件利用第二摄像头7对印刷基板P进行拍摄，通过对所拍摄的图像数据进行图像处理，指定印刷基板P的测定对象部相对于第二摄像头7的平面方向的相对位置。由此，计算出为使第二电气检查头2正对印刷基板P的测定对象部所需的平面方向的移动量。

〔第二平面方向定位步骤〕

在第二平面方向定位步骤中，第二压接控制元件利用第二驱动机构3使第二电气检查头2在印刷基板P的平面方向上移动在第二位置信息获取步骤中计算出的所需的移动量，由此使第二电气检查头2正对印刷基板P的检查对象部。

〔第二压接步骤〕

在第二压接步骤中，如图3所示，第二压接控制元件利用第二驱动机构4使第二电气检查头2与印刷基板P压接，在第一电气检查头1的抵接面11与第二电气检查头2的抵接面11之间对印刷基板P进行夹持。

并且，由于该第二压接步骤在第一压接步骤中除去印刷基板P的翘曲和起伏之后进行，因此几乎不产生印刷基板P的位置偏移。因此，在该第二压接步骤中，优选第二电气检查头2与印刷基板P的导电图案的配线宽度小的一侧压接。

也就是说，在存在由印刷基板P的翘曲或起伏引起探针9的抵接位置略微偏移之虞的第一压接步骤中，通过使探针9与印刷基板P的导电图案的配线宽度大的一侧的面抵接，能够抑制探针9的抵接位置偏移所导致的测定不良。另一方面，在难以产生由印刷基板P的翘曲和起伏引起的探针9的抵接位置偏移的第二压接步骤中，通过使探针9与印刷基板P的导电图案的配线宽度小的一侧的面抵接，能够防止测定不良。

[电气检查方法]

本发明实施方式的电气检查方法能够使用图1的电气检查装置进行。

该电气检查方法是通过利用第一电气检查头1和第二电气检查头2来夹住印刷基板P，来使多个探针9与印刷基板P的导电图案的测定点抵接，从而对印刷基板P的电气特性进行检查的方法。

如图4所示，该电气检查方法具备：利用把持机构5对印刷基板P的外缘部进行把持的工序＜步骤S1：把持工序＞；相对于印刷基板P在平面方向上对第一电气检查头1进行定位使其在法线方向上进行压接的工序＜步骤S2：第一压接工序＞；在第一压接工序后，相对于印刷基板P对第二电气检查头2在平面方向上进行定位使其在法线方向上进行压接的工序＜步骤S3：第二压接工序＞；利用第一电气检查头1及第二电气检查头2对印刷基板P的各部分的电气特性进行测定的工序＜步骤S4：测定工序＞。

另外，该电气检查方法还具备在步骤S4的测定工序后使第一电气检查头1及第二电气检查头2从印刷基板P分离的工序＜步骤S5：分离工序＞。通过该分离工序，能够使该电气检查装置再次进行从上述把持工序到测定工序的工序。也就是说，使用该电气检查装置的检查方法能够再次进行步骤S2的第一压接工序、步骤S3的第二压接工序以及步骤S4的测定工序。

也就是说，优选该电气检查方法相对于同一印刷基板P，一边改变测定对象部，一边反复执行步骤S2的第一压接工序、步骤S3的第二压接工序、步骤S4的测定工序以及步骤S5的分离工序，由此能够依次对印刷基板P的所有测定对象部的电气特性进行检查。

步骤S1的把持工序可以自动化执行，但是自动化需要极大的设备成本，因此可以使操作人员手动执行。另一方面，优选步骤S2的第一压接工序、步骤S3的第二压接工序、步骤S4的测定工序及步骤S5的分离工序通过控制器8自动执行。

＜把持工序＞

在步骤S1的把持工序中，利用把持机构5来把持印刷基板P的外缘部，从而将印刷基板P的厚度方向中心保持在大致基准平面上。

＜第一压接工序＞

在步骤S2的第一压接工序中，由控制器8的第一压接控制元件使用第一摄像头6及第一驱动机构3进行上述第一位置信息获取步骤、第一平面方向定位步骤以及第一压接步骤。

由此，使第一电气检查头1的多个探针9与印刷基板P的一方的面上的多个测定点抵接，并且消除印刷基板P的翘曲和起伏。

＜第二压接工序＞

在步骤S3的第二压接工序中，由控制器8的第二压接控制元件使用第二摄像头7及第二驱动机构4进行上述第二位置信息获取步骤、第二平面方向定位步骤以及第二压接步骤。

＜测定工序＞

在步骤S4的测定工序中，通过例如在多个探针9之间施加电压而对电流值进行测定等方法，分别对印刷基板P的电路各部分的电气特性进行测定。

＜分离工序＞

在步骤S5的分离工序中，利用第一驱动机构3及第二驱动机构4使第一电气检查头1及第二电气检查头2从印刷基板P分离。

＜优点＞

该电气检查装置及该电气检查方法通过使第一电气检查头1的抵接面11比包括印刷基板P的外缘部的把持位置的厚度方向中心的基准平面向第二电气检查头2侧突出，从而能够使张力作用于印刷基板P而除去翘曲和起伏。另外，该电气检查装置及该电气检查方法在利用第一电气检查头1的压接除去印刷基板P的翘曲和起伏的状态下对第二电气检查头2进行按压，因此能够使第二电气检查头2的多个探针9相对于印刷基板P的测定点更为准确地进行定位和压接。因此，该电气检查方法及电气检查装置能够较为可靠地检查印刷基板P的特性。

[其他实施方式]

上述实施方式并非用于对本发明的结构进行限定。因此，能够基于本说明书的记载及技术常识对上述实施方式各部分的构成要素进行省略、置换或追加，这些都应当被解释为属于本发明的范围。

该电气检查装置可以仅在第二电气检查头侧具备摄像头，基于使用该摄像头获得的位置信息，相对于印刷基板对第一电气检查头进行定位。

利用该电气检查装置及该电气检查方法检查的印刷基板可以是正反面不存在疏密差异的基板，也可以是仅在一方的面具有导电图案的单面基板。在进行单面基板的检查的情况下，使第一电气检查头与印刷基板的没有导电图案的一侧的面压接即可。

工业实用性

本发明的电气检查装置具有可挠性，能够适用于容易产生翘曲和起伏的印刷基板的电气检查。

Claims (4)

1.一种电气检查方法，通过利用在与印刷基板抵接的抵接面配设有多个探针的第一电气检查头及第二电气检查头夹住印刷基板，使所述多个探针与印刷基板的导电图案抵接而进行电气检查，该电气检查方法的特征在于，具备：

对所述印刷基板的外缘部进行把持的把持工序；

相对于印刷基板在平面方向上对所述第一电气检查头进行定位，使所述第一电气检查头在法线方向上进行压接的第一压接工序；

在所述第一压接工序之后相对于印刷基板在平面方向上对所述第二电气检查头进行定位，使所述第二电气检查头在法线方向上进行压接的第二压接工序；

在所述第一压接工序中，使第一电气检查头的抵接面比包括印刷基板的外缘部的把持位置的厚度方向中心的基准平面向第二电气检查头侧突出，将印刷基板拉伸为沿着抵接面的平板状，除去印刷基板的翘曲和/或起伏，

在所述第二压接工序中，相对于在所述第一压接工序中除去了翘曲和/或起伏的印刷基板在平面方向上对所述第二电气检查头进行定位，使所述第二电气检查头在法线方向上进行压接。

2.根据权利要求1所述的电气检查方法，

使所述第一电气检查头对印刷基板的导电图案的配线宽度大的一侧进行压接。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的电气检查方法，

所述第一压接工序中的第一电气检查头从抵接面的基准平面的突出量为彼此对置的把持位置的平均间隔的0.1％以上1％以下。

4.一种电气检查装置，其特征在于，具备：

在与印刷基板抵接的抵接面上配置有多个探针，并且夹住印刷基板的第一电气检查头及第二电气检查头；

驱动所述第一电气检查头的第一驱动机构；

驱动所述第二电气检查头的第二驱动机构；

对所述印刷基板的外缘部进行把持的把持机构；

对所述第一驱动机构及第二驱动机构进行控制的控制器；

所述控制器具有：

第一压接控制元件，其控制第一驱动机构，从而相对于印刷基板在平面方向上对所述第一电气检查头进行定位，使所述第一电气检查头在法线方向上进行压接；

第二压接控制元件，其控制第二驱动机构，从而在所述第一电气检查头的定位及压接后，相对于印刷基板在平面方向上对所述第二电气检查头进行定位，使所述第二电气检查头在法线方向上进行压接；

所述第一压接控制元件构成为使第一电气检查头的抵接面比包括印刷基板的外缘部的把持位置的厚度方向中心的基准平面向第二电气检查头侧突出，将印刷基板拉伸为沿着抵接面的平板状，除去印刷基板的翘曲和/或起伏，

所述第二压接控制元件控制第二驱动机构，从而相对于除去了所述翘曲和/或起伏的印刷基板在平面方向上对所述第二电气检查头进行定位，使所述第二电气检查头在法线方向上进行压接。

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