CN113618618A - 一种bga锡球表面处理方法及设备 - Google Patents

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王钰森
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Abstract

本发明公开了一种BGA锡球表面处理方法及设备，涉及BGA锡球生产领域，旨在解决现有技术中工作滚筒数量无法改变的问题，采用的技术方案是，通过将底座分为基础座和扩展座，可根据要处理的锡球量变更扩展座的数量，将处理仓放入旋转笼后，可通过驱动电机驱动旋转笼转动从而驱动处理仓转动，处理仓在转动过程中，内部的锡球相互碰撞摩擦，不仅使光亮剂涂布的更加均匀，还能够将锡球表面的氧化层磨掉，降低含氧量，提高锡球质量，同时防止氧化层导致产品质量下降，提高了良品率；当锡球数量较少时，可减少扩展座、旋转笼和处理仓的数量，始终使驱动电机驱动的所有处理仓均负载运行，防止能源浪费。

Description

一种BGA锡球表面处理方法及设备
技术领域
本发明涉及BGA锡球生产领域，具体为一种BGA锡球表面处理方法及设备。
背景技术
BGA锡球是用来代替IC元件封装结构中的引脚，从而满足电性互连以及机械连接要求的一种连接件。其终端产品为数码相机/MP3/MP4/笔记型电脑/移动通信设备/LED/LCD/DVD/电脑主机板/PDA/车载液晶电视/家庭影院(AC3系统)/卫星定位系统等消费性电子产品；BGA/CSP封装件的发展顺应了技术发展的趋势并满足了人们对电子产品短、小、轻、薄的要求，这是一种高密度表面装配封装技术，对bga返修台、bga封装、bga返修、BGA植球要求都非常高。在封装的底部，引脚都成球状并排列成一个类似于格子的图案，由此命名为BGA；产品特点：锡球的纯度和圆球度均非常高，适用于BGA，CSP等尖端封装技术及微细焊接使用，锡球最小直径可为0.14mm，对非标准尺寸可以依客户的要求而定制；使用时具自动校正能力并可容许相对较大的置放误差，无端面平整度问题。
BGA锡球主要用途广泛用于马口铁、助熔剂、有机合成、化工生产、合金制造，以及电子行业中多组集成电路的装配等，还用于测定砷、磷酸盐的试剂、还原剂，镀锡制品等。
优质BGA锡球须具有真圆度、光亮度、导电和机械连线性能佳、球径公差微小、含氧量低等特点，而精密、先进的锡球生产设备、是决定提供优质锡球产品的关键。
BGA元件是电子元器件的重要组成部分，BGA元件的质量直接影响着电子产品的可靠性，在电子产品贴片加工过程中经常发现BGA锡球存在严重氧化现象，由于BGA锡球氧化，一方面无法使用，造成巨大浪费，另一方面勉强使用，装联后可靠性无法保证，产品存在严重质量隐患。对于多品种小批量的高可靠性产品，BGA锡球氧化浭水不可忽视的温度，因此必须采取有效的工艺方法，在焊接前对BGA锡球进行去氧化处理。
因锡球用于芯片封装及电子产品中，在使用回流焊或激光焊过程中极易氧化形成氧化膜，容焊点容易脱落，影响力学性能。因此，BGA锡球的表面含氧量是衡量产品质量的重要因素。
中国专利CN201010535570.2公开了BGA焊锡球表面光洁度处理方法及设备，采用的方法步骤是：将BGA焊锡球封装入工作滚筒，保持锡球间松动；转动工作滚筒，使其中的锡球自磨抛光；研磨结束，停止工作滚筒转动，取出锡球，工作滚筒是围绕同一轴心线转动的一个圆筒或者是围绕同一轴心线公转的一个或者多个圆筒。设备是个BGA焊锡球自磨机，它有机座、工作滚筒、电机和减速机，工作滚筒的筒壁上有装料和放料开关，工作滚筒的两端有实心轴，实心轴安装在轴承机构上转动，实心轴与减速机通过刚性联轴节连接传动，工作滚筒里面可装内摇球杯，杯中装锡球，电机为变频调速电机；本技术方案中，存在工作滚筒数量无法改变的问题，若锡球数量较多，需要多次处理，若锡球数量较少，则多余工作滚筒空载运行，浪费能源。
发明内容
鉴于现有技术中所存在的问题，本发明公开了一种BGA锡球表面处理设备，采用的技术方案是，包括底座、驱动电机，所述驱动电机装在所述底座上，所述驱动电机的输出轴上装有减速器，所述底座还包括基础座和扩展座，所述基础座和所述扩展座可拆卸连接，所述驱动电机安装在所述基础座上，所述基础座上装有基础轴承座和扩展轴承座，所述减速器的输出轴穿过所述基础轴承座连接有连接座，驱动电机经减速器减速后，减速器的输出轴驱动连接座转动，所述扩展轴承座上轴连接有转轴，所述转轴和所述减速器输出轴在同一轴线上，二者能够同轴转动，所述转轴两侧均连接有所述连接座，便于扩展传动，两个相邻不相连的所述连接座之间可拆卸连接有旋转笼，所述旋转笼还包括上笼和下笼，所述上笼和所述下笼铰接且设有限位机构，所述旋转笼两端与所述连接座可拆卸连接，可根据需处理的锡球数量将适当数量的旋转笼安装在连接座之间，所述上笼和所述下笼之间有处理仓，所述处理仓上有仓盖，处理仓可从旋转笼内取出，内部有圆筒式内仓，处理仓转动时便于内部的锡球滚动；所述扩展座有多个，多个所述扩展座之间可拆卸连接，可根据需要在基础座右侧安装适当数量的扩展座，且所述扩展座顶面右侧装有所述扩展轴承座。
作为本发明的一种优选技术方案，所述基础座和所述扩展座之间，以及两个相邻所述扩展座之间采用燕尾槽结构连接，拆装简便，连接稳定。
作为本发明的一种优选技术方案，所述连接座为方形块，上方有顶面和外侧开通的方形槽，所述方形槽前后侧壁开有螺栓孔。
作为本发明的一种优选技术方案，所述螺栓孔包括沉孔和螺纹孔，沉孔可容纳螺栓沉头，螺纹孔可与螺栓螺纹段紧密连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述旋转笼为方形柱状笼体，所述上笼的下框边有向下凸起的凸块，所述凸块外侧装有连接块，所述连接块与所述旋转笼共轴，所述下笼上有与所述凸块位置相对应、尺寸相匹配的凹槽；所述连接块与所述方形槽位置相对应、尺寸相匹配，所述连接块上有与所述螺纹孔位置相对应、尺寸相匹配的第二螺纹孔，且所述旋转笼和所述转轴在同一条轴线上，在上笼上设置凸块，下笼上设置凹槽，可将连接块设在所述旋转笼的横向轴线上，在将连接块插在连接座的方形槽内时，便于使旋转笼与转轴和减速器输出轴同轴线。
作为本发明的一种优选技术方案，所述限位机构包括紧固螺栓，所述下笼的上方边框上有第三螺纹孔，所述上笼的下方边框上有与所述第三螺纹孔位置相对应、尺寸相匹配的第四螺纹孔，所述第四螺纹孔上有沉孔，所述紧固螺栓和所述第三螺纹孔、所述第四螺纹孔相啮合，可通过紧固螺栓将上笼与下笼相连。
作为本发明的一种优选技术方案，所述限位机构包括限位销、限位钩、解锁块、压板、压缩弹簧和滑座，所述上笼下方装有限位销，所述限位销上有楔形块，所述下笼上方有与所述限位销位置相对应的空腔，所述空腔内有所述限位钩，所述限位钩为“7”字形，上方横杆与所述限位销的所述楔形块上方平面滑动连接，下方斜杆和所述空腔侧壁轴连接，轴连接处装有扭簧，所述空腔底面装有滑座，所述滑座上有滑孔，所述空腔侧壁上开有按动槽，所述滑动槽和所述滑孔内滑动连接有解锁块，所述解锁块上装有压板，所述压板和所述滑座之间压装有所述压缩弹簧，所述解锁块左端和所述限位钩下端滑动连接，可通过解锁块驱动限位钩转动，以控制限位钩与限位销之间的限位关系，扭簧和压缩弹簧可使限位钩与解锁块自动复位。
作为本发明的一种优选技术方案，所述仓盖和所述处理仓的仓体螺纹连接，螺纹连接连接稳定，操作简便。
作为本发明的一种优选技术方案，所述处理仓外壁为与所述旋转笼形状相一致、尺寸相匹配的方形柱状结构，在旋转笼转动时，能够使旋转笼与处理仓相对静止，避免发生滑动。
本发明还公开了一种BGA锡球表面处理方法，采用的技术方案是，包括以下步骤：
步骤1，根据需要处理的BGA锡球量取用适当数量的处理仓、扩展座和旋转笼，当处理量少使，防止设备空载运行浪费能源，并将待处理的BGA锡球和光亮剂放入处理仓内；
步骤2，将扩展座与基础座相连，并将所述旋转笼连接在基础轴承座和扩展轴承座以及相邻的扩展轴承座之间；
步骤3，将所述步骤的处理仓装入所述步骤中的旋转笼内，启动驱动电机驱动旋转笼转动，使BGA锡球与光亮剂充分混合并相互碰撞，对BGA锡球进行抛光；步骤4，抛光结束后取出BGA锡球进行清洗，洗去表面残留光亮剂。
本发明的有益效果：本发明通过将底座分为基础座和扩展座，可根据要处理的锡球量变更扩展座的数量，因旋转笼与连接座之间可拆卸连接，变更扩展座数量也就变更了旋转笼的数量，将处理仓放入旋转笼后，可通过驱动电机驱动旋转笼转动从而驱动处理仓转动，处理仓在转动过程中，内部的锡球相互碰撞摩擦，不仅使光亮剂涂布的更加均匀，还能够将锡球表面的氧化层磨掉，降低含氧量，提高锡球质量，同时防止氧化层导致产品质量下降，提高了良品率；当锡球数量较少时，可减少扩展座、旋转笼和处理仓的数量，始终使驱动电机驱动的所有处理仓均负载运行，防止能源浪费。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明旋转笼侧视结构示意图；
图3为本发明限位机构第一种实施方式结构示意图；
图4为本发明限位机构第二种实施方式结构示意图；
图5为本发明A处放大结构示意图；
图6为本发明处理仓结构示意图；
图7为本发明仓体结构示意图；
图8为本发明连接座结构示意图；
图9为本发明基础座与扩展座连接结构示意图。
图中：1、底座；101、基础座；102、扩展座；2、驱动电机；3、基础轴承座；4、扩展轴承座；5、减速器；6、旋转笼；601、上笼；602、连接块；603、下笼；7、连接座；8、紧固螺栓；9、限位销；10、限位钩；11、解锁块；12、压板；13、压缩弹簧；14、滑座；15、处理仓；1501、仓盖；1502、仓体；16、螺栓孔。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相正对地重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
如图1至图3、图5至图9所示，公开了一种BGA锡球表面处理设备的第一种实施方式，采用的技术方案是，包括底座1、驱动电机2，所述驱动电机2装在所述底座1上，所述驱动电机2的输出轴上装有减速器5，所述底座1还包括基础座101和扩展座102，所述基础座101和所述扩展座102可拆卸连接，所述驱动电机2安装在所述基础座101上，所述基础座101上装有基础轴承座3和扩展轴承座4，所述减速器5的输出轴穿过所述基础轴承座3连接有连接座7，所述扩展轴承座4上轴连接有转轴，所述转轴和所述减速器5输出轴在同一轴线上，所述转轴两侧均连接有所述连接座7，两个相邻不相连的所述连接座7之间可拆卸连接有旋转笼6，所述旋转笼6还包括上笼601和下笼603，所述上笼601和所述下笼603铰接且设有限位机构，所述旋转笼6两端与所述连接座7可拆卸连接，所述上笼601和所述下笼603之间滑动连接有处理仓15，所述处理仓15上有仓盖1501，外部与所述旋转笼6尺寸相匹配且滑动连接，内部有圆筒式内仓，可将待处理BGA锡球放入处理仓15内，将其放入旋转笼6内，驱动电机2通过连接座7驱动旋转笼6转动，同时经旋转笼6的传动使后续扩展轴承座4内的转轴转动；所述扩展座102有多个，多个所述扩展座102之间可拆卸连接，且所述扩展座102顶面右侧装有所述扩展轴承座4，根据需处理的BGA锡球数量使用合适数量的扩展座102和旋转笼6。
作为本发明的一种优选技术方案，所述基础座101和所述扩展座102右侧有燕尾槽，所述扩展座102左侧有与所述燕尾槽位置相对应、尺寸相匹配的梯形块。
作为本发明的一种优选技术方案，所述连接座7为方形块，上方有顶面和外侧开通的方形槽，外侧指远离所连接的输出轴或转轴的一侧，所述方形槽前后侧壁开有螺栓孔16。
作为本发明的一种优选技术方案，所述螺栓孔16包括沉孔和螺纹孔。
作为本发明的一种优选技术方案，所述旋转笼6为方形柱状笼体，所述上笼601的下框边有向下凸起的凸块，所述凸块外侧装有连接块602，所述连接块602与所述旋转笼6共轴，所述下笼603上有与所述凸块位置相对应、尺寸相匹配的凹槽；所述连接块602与所述方形槽位置相对应、尺寸相匹配，所述连接块602上有与所述螺纹孔位置相对应、尺寸相匹配的第二螺纹孔，且所述旋转笼6和所述转轴在同一条轴线上；将连接块602插入方形槽内，并通过螺栓将连接座7与连接块602相连，将处理仓15放入下笼603内，扣合上笼601，并通过限位机构限位，即完成安装。
作为本发明的一种优选技术方案，所述限位机构包括紧固螺栓8，所述下笼603的上方边框上有第三螺纹孔，所述上笼601的下方边框上有与所述第三螺纹孔位置相对应、尺寸相匹配的第四螺纹孔，所述第四螺纹孔上有沉孔，所述紧固螺栓8和所述第三螺纹孔、所述第四螺纹孔相啮合，通过紧固螺栓8将第三螺纹孔、第四螺纹孔相连即可完成固定。
作为本发明的一种优选技术方案，所述仓盖1501和所述处理仓15的仓体1502螺纹连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述处理仓15外壁为与所述旋转笼6形状相一致、尺寸相匹配的方形柱状结构。
实施例2
如图1至图2、图4至图9所示，本实施例与实施例1的区别在于，采用的技术方案是，所述限位机构包括限位销9、限位钩10、解锁块11、压板12、压缩弹簧13和滑座14，所述上笼601下方装有限位销9，所述限位销9上有楔形块，所述下笼603上方有与所述限位销9位置相对应的空腔，所述空腔内有所述限位钩10，所述限位钩10为“7”字形，上方横杆与所述限位销9的所述楔形块上方平面滑动连接，下方斜杆和所述空腔侧壁轴连接，轴连接处装有扭簧，所述横杆上方有与所述楔形块斜面位置相对应、斜率相同的倾斜面，所述空腔底面装有滑座14，所述滑座14上有滑孔，所述空腔侧壁上开有按动槽，所述滑动槽和所述滑孔内滑动连接有解锁块11，所述解锁块11上装有压板12，所述压板12和所述滑座14之间压装有所述压缩弹簧13，所述解锁块11左端和所述限位钩10下端滑动连接；扣合上笼601时，限位销9进入空腔，进入时楔形块的斜面挤压限位钩10的斜面使限位钩10顺时针转动，扭簧蓄力，在限位销9完全进入空腔后，限位钩10的横杆达到所述楔形块上方，限位钩10在扭簧作用下复位，横杆对限位销9进行限位。
本发明还公开了一种BGA锡球表面处理方法，采用的技术方案是，包括以下步骤：
步骤1，根据需要处理的BGA锡球量取用适当数量的处理仓15、扩展座102和旋转笼6，并将待处理的BGA锡球和光亮剂放入处理仓15内；
步骤2，将扩展座102与基础座101相连，并将所述旋转笼6连接在基础轴承座3和扩展轴承座4以及相邻的扩展轴承座4之间；
步骤3，将所述步骤1的处理仓15装入所述步骤2中的旋转笼6内，启动驱动电机2驱动旋转笼6转动，对BGA锡球进行抛光；
步骤4，抛光结束后取出BGA锡球进行清洗即可。
本发明的工作原理：根据待处理BGA锡球的数量准备适当数量的扩展座102、旋转笼6和处理仓15，将扩展座102左端的梯形块对准基础座101或扩展座102右端的燕尾槽按入连接，将旋转笼6的连接块602插入连接座7的方形槽内，将螺栓与螺纹孔和第二螺纹孔相啮合，完成旋转笼6的安装，将待处理的BGA锡球和光亮剂放入处理仓15的仓体1502内，旋紧仓盖1501，将处理仓放入下笼603内，扣合上笼601并进行限位，启动驱动电机2驱动，驱动旋转笼6带动处理仓15转动，转动过程中对内部锡球进行处理；处理完成后打开旋转笼6和仓盖1501，倒出锡球。
对于第一种实施方式，在将上笼601扣在下笼603上后，将紧固螺栓8插入第三螺纹孔并旋入，将第三螺纹孔与第四螺纹孔用紧固螺栓8相连；打开旋转笼6时，反向旋拧紧固螺栓8将第三螺纹孔与第四螺纹孔分离即可。
对于第二种实施方式，在将上笼601扣在下笼603上，扣合过程中，限位销9进入空腔，进入时楔形块的斜面挤压限位钩10的斜面使限位钩10顺时针转动，扭簧蓄力，在限位销9完全进入空腔后，限位钩10的横杆达到所述楔形块上方，限位钩10在扭簧作用下复位，横杆对限位销9进行限位；当需解除限位时，按动解锁块11，解锁块11沿滑座14的滑孔滑动，同时压板12压缩压缩弹簧13，解锁块11顶住限位钩10使其顺时针转动解锁，打开旋转笼6后松开解锁块11，解锁块11在压缩弹簧13的作用下复位。
本发明涉及的电路和机械连接为本领域技术人员采用的惯用手段，可通过有限次试验得到技术启示，属于公知常识。
本文中未详细说明的部件为现有技术。
上述虽然对本发明的具体实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化，而不具备创造性劳动的修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种BGA锡球表面处理设备，包括底座(1)、驱动电机(2)，所述驱动电机(2)装在所述底座(1)上，所述驱动电机(2)的输出轴上装有减速器(5)，其特征在于：所述底座(1)还包括基础座(101)和扩展座(102)，所述基础座(101)和所述扩展座(102)可拆卸连接，所述驱动电机(2)安装在所述基础座(101)上，所述基础座(101)上装有基础轴承座(3)和扩展轴承座(4)，所述减速器(5)的输出轴穿过所述基础轴承座(3)连接有连接座(7)，所述扩展轴承座(4)上轴连接有转轴，所述转轴和所述减速器(5)输出轴在同一轴线上，所述转轴两侧均连接有所述连接座(7)，两个相邻不相连的所述连接座(7)之间可拆卸连接有旋转笼(6)，所述旋转笼(6)还包括上笼(601)和下笼(603)，所述上笼(601)和所述下笼(603)铰接且设有限位机构，所述旋转笼(6)两端与所述连接座(7)可拆卸连接，所述上笼(601)和所述下笼(603)之间滑动连接有处理仓(15)，所述处理仓(15)上有仓盖(1501)，外部与所述旋转笼(6)尺寸相匹配且滑动连接，内部有圆筒式内仓；所述扩展座(102)有多个，多个所述扩展座(102)之间可拆卸连接，且所述扩展座(102)顶面右侧装有所述扩展轴承座(4)。
2.根据权利要求1所述的一种BGA锡球表面处理设备，其特征在于：所述基础座(101)和所述扩展座(102)之间，以及两个相邻所述扩展座(102)之间采用燕尾槽结构连接。
3.根据权利要求1所述的一种BGA锡球表面处理设备，其特征在于：所述连接座(7)为方形块，上方有顶面和外侧开通的方形槽，所述方形槽前后侧壁开有螺栓孔(16)。
4.根据权利要求3所述的一种BGA锡球表面处理设备，其特征在于：所述螺栓孔(16)包括沉孔和螺纹孔。
5.根据权利要求4所述的一种BGA锡球表面处理设备，其特征在于：所述旋转笼(6)为方形柱状笼体，所述上笼(601)的下框边有向下凸起的凸块，所述凸块外侧装有连接块(602)，所述连接块(602)与所述旋转笼(6)共轴，所述下笼(603)上有与所述凸块位置相对应、尺寸相匹配的凹槽；所述连接块(602)与所述方形槽位置相对应、尺寸相匹配，所述连接块(602)上有与所述螺纹孔位置相对应、尺寸相匹配的第二螺纹孔，且所述旋转笼(6)和所述转轴在同一条轴线上。
6.根据权利要求1所述的一种BGA锡球表面处理设备，其特征在于：所述限位机构包括紧固螺栓(8)，所述下笼(603)的上方边框上有第三螺纹孔，所述上笼(601)的下方边框上有与所述第三螺纹孔位置相对应、尺寸相匹配的第四螺纹孔，所述第四螺纹孔上有沉孔，所述紧固螺栓(8)和所述第三螺纹孔、所述第四螺纹孔相啮合。
7.根据权利要求1所述的一种BGA锡球表面处理设备，其特征在于：所述限位机构包括限位销(9)、限位钩(10)、解锁块(11)、压板(12)、压缩弹簧(13)和滑座(14)，所述上笼(601)下方装有限位销(9)，所述限位销(9)上有楔形块，所述下笼(603)上方有与所述限位销(9)位置相对应的空腔，所述空腔内有所述限位钩(10)，所述限位钩(10)为“7”字形，上方横杆与所述限位销(9)的所述楔形块上方平面滑动连接，下方斜杆和所述空腔侧壁轴连接，轴连接处装有扭簧，所述空腔底面装有滑座(14)，所述滑座(14)上有滑孔，所述空腔侧壁上开有按动槽，所述滑动槽和所述滑孔内滑动连接有解锁块(11)，所述解锁块(11)上装有压板(12)，所述压板(12)和所述滑座(14)之间压装有所述压缩弹簧(13)，所述解锁块(11)左端和所述限位钩(10)下端滑动连接。
8.根据权利要求1所述的一种BGA锡球表面处理设备，其特征在于：所述仓盖(1501)和所述处理仓(15)的仓体(1502)螺纹连接。
9.根据权利要求1所述的一种BGA锡球表面处理设备，其特征在于：所述处理仓(15)外壁为与所述旋转笼(6)形状相一致、尺寸相匹配的方形柱状结构。
10.使用如权利要求1所述的一种BGA锡球表面处理设备进行表面处理的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，根据需要处理的BGA锡球量取用适当数量的处理仓(15)、扩展座(102)和旋转笼(6)，并将待处理的BGA锡球和光亮剂放入处理仓(15)内；
步骤2，将扩展座(102)与基础座(101)相连，并将所述旋转笼(6)连接在基础轴承座(3)和扩展轴承座(4)以及相邻的扩展轴承座(4)之间；
步骤3，将所述步骤1的处理仓(15)装入所述步骤2中的旋转笼(6)内，启动驱动电机(2)驱动旋转笼(6)转动，对BGA锡球进行抛光；
步骤4，抛光结束后取出BGA锡球进行清洗即可。
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