JP2001296312A - 接触子および接触子の製造方法 - Google Patents
接触子および接触子の製造方法Info
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- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
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- G01R1/06—Measuring leads; Measuring probes
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 接触信頼性の高い接触子、およびその製造方
法を提供すること。 【解決手段】 コイルばね１１の先端部１１Ｂに接触片
１３を接合し、その接触片１３に、被検査端子としての
半田ボール２１の頂部を避けた周面に接触可能な複数の
突起１４を設けた。
法を提供すること。 【解決手段】 コイルばね１１の先端部１１Ｂに接触片
１３を接合し、その接触片１３に、被検査端子としての
半田ボール２１の頂部を避けた周面に接触可能な複数の
突起１４を設けた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、球状の被検査端子
に接触可能な接触子、およびその製造方法に関するもの
である。
に接触可能な接触子、およびその製造方法に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子機器には、小型軽量化と同時
に、高周波特性が要求されてきている。それに伴ない、
半導体素子もＢＧＡ、ＣＳＰのパッケージ形態が多く用
いられるようになっている。ＢＧＡ，ＣＳＰパッケージ
では、一般に、外部と接続される外部接続端子として半
田ボールが用いられている。これらの半田ボールは、半
導体素子の底面に平面的に多数配置される。このような
半導体素子を外部の回路基板に接続する場合には、外部
接続端子として用いられる半田ボールを溶融させる。そ
の場合には、半田ボールの高さの均一性が重要となる。
に、高周波特性が要求されてきている。それに伴ない、
半導体素子もＢＧＡ、ＣＳＰのパッケージ形態が多く用
いられるようになっている。ＢＧＡ，ＣＳＰパッケージ
では、一般に、外部と接続される外部接続端子として半
田ボールが用いられている。これらの半田ボールは、半
導体素子の底面に平面的に多数配置される。このような
半導体素子を外部の回路基板に接続する場合には、外部
接続端子として用いられる半田ボールを溶融させる。そ
の場合には、半田ボールの高さの均一性が重要となる。
【０００３】一方、半導体素子に関しては、それ自体の
特性評価や信頼性評価を行う必要がある。その場合に
は、検査装置における接触子を半田ボールに接触させな
ければならない。その際には、半田ボールの高さの均一
性を確保すべく、接触子との接触によって半田ボールの
特に頂部に傷が付いたり変形しないように工夫をする必
要がある。
特性評価や信頼性評価を行う必要がある。その場合に
は、検査装置における接触子を半田ボールに接触させな
ければならない。その際には、半田ボールの高さの均一
性を確保すべく、接触子との接触によって半田ボールの
特に頂部に傷が付いたり変形しないように工夫をする必
要がある。
【０００４】従来、半田ボールの頂部に傷を付けること
なく接触子を接触させるために、図１のようなＮｉ製の
接触子３１や、半田ボールを両側から挟み込むような接
触子が実用化されつつある。図１の接触子３１はフレキ
シブルシート３２に取り付けられており、半導体素子４
０の半田ボール４１の周面に対して、接触子３１の先端
の環状部３１Ａが環状に接触するようになっている。
なく接触子を接触させるために、図１のようなＮｉ製の
接触子３１や、半田ボールを両側から挟み込むような接
触子が実用化されつつある。図１の接触子３１はフレキ
シブルシート３２に取り付けられており、半導体素子４
０の半田ボール４１の周面に対して、接触子３１の先端
の環状部３１Ａが環状に接触するようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図６の接触子３１の場
合、それ自体は弾性を有していないため、その接触子３
１を半田ボール４１に弾性的に押し付ける手段として、
異方性の導電ゴムが使用される。このことは、半田ボー
ル４１に対する接触子３１の接触の信頼性に不安を招く
ことになる。
合、それ自体は弾性を有していないため、その接触子３
１を半田ボール４１に弾性的に押し付ける手段として、
異方性の導電ゴムが使用される。このことは、半田ボー
ル４１に対する接触子３１の接触の信頼性に不安を招く
ことになる。
【０００６】また、多数の半田ボールに対して、それら
に対応する複数の接触子を高い信頼性をもって同時に接
触させるためには、それぞれの接触子が相互に独立して
弾性変形できることが望ましい。その場合、接触子の弾
性変形量は、検査装置の測定精度にも左右されるが０．
２〜０．３ｍｍ程度必要となる。上記のように異方性の
導電ゴムを用いた場合、それが圧縮されたときの電気抵
抗を安定させるためには、その厚みをあまり大きくでき
ず、そのため接触子の弾性変形量は０．１〜０．２ｍｍ
程度と小さくなってしまう。
に対応する複数の接触子を高い信頼性をもって同時に接
触させるためには、それぞれの接触子が相互に独立して
弾性変形できることが望ましい。その場合、接触子の弾
性変形量は、検査装置の測定精度にも左右されるが０．
２〜０．３ｍｍ程度必要となる。上記のように異方性の
導電ゴムを用いた場合、それが圧縮されたときの電気抵
抗を安定させるためには、その厚みをあまり大きくでき
ず、そのため接触子の弾性変形量は０．１〜０．２ｍｍ
程度と小さくなってしまう。
【０００７】このように、従来の接触子は、その接触信
頼性に不安があった。
頼性に不安があった。
【０００８】本発明の目的は、接触信頼性の高い接触
子、およびその製造方法を提供することにある。
子、およびその製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の接触子は、球状
の被検査端子に接触可能な接触子であって、ばねの先端
部に接触片を取り付け、前記接触片に、前記被検査端子
の頂部を避けた周面に接触可能な複数の突起を設けたこ
とを特徴とする。
の被検査端子に接触可能な接触子であって、ばねの先端
部に接触片を取り付け、前記接触片に、前記被検査端子
の頂部を避けた周面に接触可能な複数の突起を設けたこ
とを特徴とする。
【００１０】本発明の接触子の製造方法は、球状の被検
査端子に接触可能な接触子の製造方法であって、前記被
検査端子の頂部を避けた周面に接触可能な複数の突起を
有する接触片をメッキ法によって形成してから、前記接
触片を前記ばねの先端部に結合することを特徴とする。
査端子に接触可能な接触子の製造方法であって、前記被
検査端子の頂部を避けた周面に接触可能な複数の突起を
有する接触片をメッキ法によって形成してから、前記接
触片を前記ばねの先端部に結合することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。
基づいて説明する。
【００１２】図１は、本実施形態の接触子１０を備えた
検査装置の要部の断面図であり、その接触子１０は、検
査装置の基板１に取り付けられる。１１は接触子１０を
構成するコイルばねであり、その基端部１１Ａに接合さ
れた接合端子１２は、基板１の電極１Ａに対して、半田
などによって電気的および機械的に接続される。コイル
ばね１１は、検査装置におけるばねガイド板２のガイド
孔２Ａ内に位置する。本例のコイルばね１１は、その両
端１１Ａ，１１Ｂが中間部よりも小径とされている。Ｏ
はコイルばね１１のばね軸であり、基板１に対して直交
する。コイルばね１１の先端部１１Ｂには、接触片１３
が接合されている。その接触片１３において、ばね軸Ｏ
上に位置する中央部１３Ａの周囲には、円錐状の３つの
突起１４が設けられている。それらの突起１４は、ばね
軸Ｏを中心とする同一円周上に等間隔に位置する。
検査装置の要部の断面図であり、その接触子１０は、検
査装置の基板１に取り付けられる。１１は接触子１０を
構成するコイルばねであり、その基端部１１Ａに接合さ
れた接合端子１２は、基板１の電極１Ａに対して、半田
などによって電気的および機械的に接続される。コイル
ばね１１は、検査装置におけるばねガイド板２のガイド
孔２Ａ内に位置する。本例のコイルばね１１は、その両
端１１Ａ，１１Ｂが中間部よりも小径とされている。Ｏ
はコイルばね１１のばね軸であり、基板１に対して直交
する。コイルばね１１の先端部１１Ｂには、接触片１３
が接合されている。その接触片１３において、ばね軸Ｏ
上に位置する中央部１３Ａの周囲には、円錐状の３つの
突起１４が設けられている。それらの突起１４は、ばね
軸Ｏを中心とする同一円周上に等間隔に位置する。
【００１３】図２は、このような構成の接触子１０を備
えた検査装置によって、被検査対象としての半導体素子
２０を検査している状況の説明図である。半導体素子２
０には、外部と接続される外部接続端子（被検査端子）
として半田ボール２１が用いられている。検査装置は、
その半田ボール２１に、接触子１０の突起１４を接触さ
せることにより、半導体素子２０の特性評価や信頼性評
価のためのデータを得る。突起１４は、同一円周上に等
間隔に３つ設けられているため、コイルばね１１の弾性
変形を伴ないながら、半田ボール２１の頂部を避けた周
面にバランスよく接触する。その際、突起１４の尖った
先端は、半田ボール２１の表面における酸化被膜を破っ
て、電気的に確実に接触することになる。また、３つの
突起１４が半田ボール２１の周面にバランスよく接触す
るため、半田ボール２１の表面の圧痕もきわめて小さく
抑えられる。
えた検査装置によって、被検査対象としての半導体素子
２０を検査している状況の説明図である。半導体素子２
０には、外部と接続される外部接続端子（被検査端子）
として半田ボール２１が用いられている。検査装置は、
その半田ボール２１に、接触子１０の突起１４を接触さ
せることにより、半導体素子２０の特性評価や信頼性評
価のためのデータを得る。突起１４は、同一円周上に等
間隔に３つ設けられているため、コイルばね１１の弾性
変形を伴ないながら、半田ボール２１の頂部を避けた周
面にバランスよく接触する。その際、突起１４の尖った
先端は、半田ボール２１の表面における酸化被膜を破っ
て、電気的に確実に接触することになる。また、３つの
突起１４が半田ボール２１の周面にバランスよく接触す
るため、半田ボール２１の表面の圧痕もきわめて小さく
抑えられる。
【００１４】また、突起１４は、図２のように半田ボー
ル２１と接触したときに、接触片１３の中央部１３Ａと
半田ボール２１の頂部との間に隙間を形成するように、
つまり接触片１３の中央部１３Ａを半田ボール２１に接
触させないように、その高さｈが設定されている。この
結果、接触片１３との接触による半田ボール２１の頂部
の変形が未然に防止されて、半田ボール２１の高さの均
一性が確保されることになる。
ル２１と接触したときに、接触片１３の中央部１３Ａと
半田ボール２１の頂部との間に隙間を形成するように、
つまり接触片１３の中央部１３Ａを半田ボール２１に接
触させないように、その高さｈが設定されている。この
結果、接触片１３との接触による半田ボール２１の頂部
の変形が未然に防止されて、半田ボール２１の高さの均
一性が確保されることになる。
【００１５】図４は、接触片１３の中央部１３Ａと半田
ボール２１の頂部とが丁度接触するように、突起１４の
高さｈが設定されたときの説明図である。図４におい
て、ｒは半田ボール２１の半径、ａは、ばね軸Ｏから突
起１４の先端までの距離であり、突起１４を下式（１）
の高さｈとすることによって、丁度、接触片１３の中央
部１３Ａと半田ボール２１の頂部とが接触する。
ボール２１の頂部とが丁度接触するように、突起１４の
高さｈが設定されたときの説明図である。図４におい
て、ｒは半田ボール２１の半径、ａは、ばね軸Ｏから突
起１４の先端までの距離であり、突起１４を下式（１）
の高さｈとすることによって、丁度、接触片１３の中央
部１３Ａと半田ボール２１の頂部とが接触する。
【００１６】 ｈ＝ｒ［１−｛１−（ａ／ｒ）2｝1/2］ …（１） 接触片１３の中央部１３Ａを半田ボール２１に接触させ
なくするためには、突起１４の高さを上式（１）の高さ
ｈよりも大きくすればよい。つまり、突起１４の高さを
下式（２）の高さｈとすればよい。
なくするためには、突起１４の高さを上式（１）の高さ
ｈよりも大きくすればよい。つまり、突起１４の高さを
下式（２）の高さｈとすればよい。
【００１７】 ｈ＞ｒ［１−｛１−（ａ／ｒ）2｝1/2］ …（２） また、このようにして半田ボール１４に接触する接触子
１０において、その弾性変形を受け持つ母体がコイルば
ね１１であるため、接触子１０の接触圧や変形量は、コ
イルばね１１の選定に応じて自由に設定することができ
る。また、本例のコイルばね１１は、その両端１１Ａ，
１１Ｂが中間部よりも小径とされているため、接合端子
１２、電極１Ａ、および接触片１４の小型化と、それら
の複数高密度配備を可能として、半田ボール２１の小ピ
ッチ化に対応することができる。
１０において、その弾性変形を受け持つ母体がコイルば
ね１１であるため、接触子１０の接触圧や変形量は、コ
イルばね１１の選定に応じて自由に設定することができ
る。また、本例のコイルばね１１は、その両端１１Ａ，
１１Ｂが中間部よりも小径とされているため、接合端子
１２、電極１Ａ、および接触片１４の小型化と、それら
の複数高密度配備を可能として、半田ボール２１の小ピ
ッチ化に対応することができる。
【００１８】図５は、接触子１０における接触片１３の
成形方法を説明するための図である。
成形方法を説明するための図である。
【００１９】まず、図５（ａ）のように、突起１４に対
応する凹部５１Ａが形成されたメッキ板５１を用意す
る。メッキ板５１は、例えば、ＳＵＳ板、Ａｌ板、ある
いはＣｕ板にＣｒを薄くメッキコートしたものである。
応する凹部５１Ａが形成されたメッキ板５１を用意す
る。メッキ板５１は、例えば、ＳＵＳ板、Ａｌ板、ある
いはＣｕ板にＣｒを薄くメッキコートしたものである。
【００２０】次に、図５（ｂ）のように、メッキ板５１
上にフォトレジスト５２を形成する。フォトレジスト５
２の形成されていない部分が接触片１３の形成部分とな
る。次に、図５（ｃ）のように、メッキ板５１をＮｉメ
ッキして、フォトレジスト５２が形成されていない部分
に、Ｎｉメッキ部５３を成長させる。そのメッキ部５３
が突起１４付きの接触片１３となる。
上にフォトレジスト５２を形成する。フォトレジスト５
２の形成されていない部分が接触片１３の形成部分とな
る。次に、図５（ｃ）のように、メッキ板５１をＮｉメ
ッキして、フォトレジスト５２が形成されていない部分
に、Ｎｉメッキ部５３を成長させる。そのメッキ部５３
が突起１４付きの接触片１３となる。
【００２１】その後、フォトレジスト５２を剥離してか
ら、図５（ｄ）のように、メッキ部５３の上に、印刷等
の手段によって半田ペースト５４を塗布する。次に、図
５（ｅ）のように、コイルばね１１の先端部１１Ｂをメ
ッキ部５３の上に置いてから、それらを半田５５によっ
て接合する。
ら、図５（ｄ）のように、メッキ部５３の上に、印刷等
の手段によって半田ペースト５４を塗布する。次に、図
５（ｅ）のように、コイルばね１１の先端部１１Ｂをメ
ッキ部５３の上に置いてから、それらを半田５５によっ
て接合する。
【００２２】その後、図５（ｆ）のように、メッキ板５
１からメッキ部５３を剥離する。そのメッキ部５３によ
って、突起１４と一体の接触片１３が形成される。そし
て、このような接触片１３の形成に前後して、コイルば
ね１１の基端部１１Ａに接合端子１２を接合することに
よって接触子１０が構成される。本例の場合は、１つの
メッキ板５１上に、突起１４と一体の接触片１３を複数
同時に形成することにより、複数の接触子１０を同時に
製造することができる。
１からメッキ部５３を剥離する。そのメッキ部５３によ
って、突起１４と一体の接触片１３が形成される。そし
て、このような接触片１３の形成に前後して、コイルば
ね１１の基端部１１Ａに接合端子１２を接合することに
よって接触子１０が構成される。本例の場合は、１つの
メッキ板５１上に、突起１４と一体の接触片１３を複数
同時に形成することにより、複数の接触子１０を同時に
製造することができる。
【００２３】このように、突起１４と一体の接触片１３
を形成するために、メッキ法によってメッキ板５１上に
メッキ部５３を形成する。したがって、そのメッキ部５
３は、メッキ板５１上に正確に位置決めされて高精度に
形成されることになる。さらに、そのメッキ部５３上に
コイルばね１１の先端部１１Ｂを正確に載置して、それ
らを高精度に結合できることになる。コイルばね１１を
メッキ部５３上に位置決めする際には、メッキ板５１上
に重ねた位置決め板を用いてもよい。その場合には、そ
の位置決め板に形成されたガイド孔内にコイルばね１１
を位置決めすることによって、コイルばね１１をメッキ
部５３上により正確に位置決めすることができる。ちな
みに、接触片１３を独立した単品として扱って、それを
コイルばね１１の先端部１１Ｂに接合しようとした場合
には、その接触片１３が微小片であるため、その取り扱
いがきわめて難しくなってしまう。
を形成するために、メッキ法によってメッキ板５１上に
メッキ部５３を形成する。したがって、そのメッキ部５
３は、メッキ板５１上に正確に位置決めされて高精度に
形成されることになる。さらに、そのメッキ部５３上に
コイルばね１１の先端部１１Ｂを正確に載置して、それ
らを高精度に結合できることになる。コイルばね１１を
メッキ部５３上に位置決めする際には、メッキ板５１上
に重ねた位置決め板を用いてもよい。その場合には、そ
の位置決め板に形成されたガイド孔内にコイルばね１１
を位置決めすることによって、コイルばね１１をメッキ
部５３上により正確に位置決めすることができる。ちな
みに、接触片１３を独立した単品として扱って、それを
コイルばね１１の先端部１１Ｂに接合しようとした場合
には、その接触片１３が微小片であるため、その取り扱
いがきわめて難しくなってしまう。
【００２４】（他の実施形態）突起１４は、円錐形状の
他、四角錐形状等の種々の錐体形状であってもよく、ま
た接触片１３は３つ以上設けてもよい。
他、四角錐形状等の種々の錐体形状であってもよく、ま
た接触片１３は３つ以上設けてもよい。
【００２５】また、接触片１３および突起１４の材質
は、Ｎｉに限定されず、ＣｕやＦｅ等のメッキ性のよい
金属であればよい。また、最初にＡｕメッキをした後、
Ｎｉ等のメッキをしたり、あるいはＮｉやＣｕのメッキ
を重ねてもよい。
は、Ｎｉに限定されず、ＣｕやＦｅ等のメッキ性のよい
金属であればよい。また、最初にＡｕメッキをした後、
Ｎｉ等のメッキをしたり、あるいはＮｉやＣｕのメッキ
を重ねてもよい。
【００２６】さらに、コイルばね１１の代わりに、板ば
ね等の他の形態のばね材を用いることもできる。
ね等の他の形態のばね材を用いることもできる。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の接触子
は、ばねの先端部に取り付けられる接触片に複数の突起
を設け、球状の被検査端子の頂部を避けた周面に対し
て、それら複数の突起を接触させるため、ばねの弾性変
形を伴ないながら、球状の被検査端子の周面に複数の突
起をバランスよく同時に接触させて、接触の信頼性を向
上させることができる。
は、ばねの先端部に取り付けられる接触片に複数の突起
を設け、球状の被検査端子の頂部を避けた周面に対し
て、それら複数の突起を接触させるため、ばねの弾性変
形を伴ないながら、球状の被検査端子の周面に複数の突
起をバランスよく同時に接触させて、接触の信頼性を向
上させることができる。
【００２８】また、本発明の接触子の製造方法は、複数
の突起を有する接触片をメッキ法によって形成すること
により、接触片を高精度に形成することができ、この結
果、信頼性の高い接触子を製造することができる。その
際、接触片をメッキ法によってメッキ板上に形成した
後、そのメッキ板上の接触片に対してばねの先端部を接
合してから、その接触片をメッキ板上から離すことによ
り、接触片とばねとを高精度に接合して、より信頼性の
高い接触子を製造することができる。
の突起を有する接触片をメッキ法によって形成すること
により、接触片を高精度に形成することができ、この結
果、信頼性の高い接触子を製造することができる。その
際、接触片をメッキ法によってメッキ板上に形成した
後、そのメッキ板上の接触片に対してばねの先端部を接
合してから、その接触片をメッキ板上から離すことによ
り、接触片とばねとを高精度に接合して、より信頼性の
高い接触子を製造することができる。
【図１】本発明の接触子を備えた検査装置の要部の断面
図である。
図である。
【図２】図１における接触子の使用状況の説明図であ
る。
る。
【図３】図１における接触片の上下を逆にした斜視図で
ある。
ある。
【図４】図１における突起と半田ボールとの関係の説明
図である。
図である。
【図５】（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ），
（ｆ）は、本発明の接触子の製造方法の説明図である。
（ｆ）は、本発明の接触子の製造方法の説明図である。
【図６】従来の接触子の断面図である。
１ 基板 １Ａ 電極 ２ ガイド板 ２Ａ ガイド孔 １０ 接触子 １１ コイルばね（ばね） １１Ａ 基端部 １１Ｂ 先端部 １２ 接合端子 １３ 接触片 １３Ａ 中央部 １４ 突起 ２０ 半導体素子 ２１ 半田ボール（被検査端子） Ｏ ばね軸
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Claims (9)
- 【請求項１】 球状の被検査端子に接触可能な接触子で
あって、 ばねの先端部に接触片を取り付け、 前記接触片に、前記被検査端子の頂部を避けた周面に接
触可能な複数の突起を設けたことを特徴とする接触子。 - 【請求項２】 前記複数の突起は、前記被検査端子の頂
部と正対する前記接触片の中央部の周囲に間隔をおいて
位置し、かつ前記被検査端子の周面と接触したときに前
記中央部と前記被検査端子の頂部との間に隙間を形成す
ることを特徴とする請求項１に記載の接触子。 - 【請求項３】 前記複数の突起は、前記中央部の周りの
同一円周上に等間隔に位置することを特徴とする請求項
２に記載の接触子。 - 【請求項４】 前記複数の突起は少なくとも３つ設けた
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の接
触子。 - 【請求項５】 前記ばねは、前記接触片の中央部と直交
する軸をばね軸とするコイルばねであり、 前記複数の突起の高さｈは、前記被検査端子の半径を
ｒ、前記ばね軸から前記突起までの距離をａとしたとき
に、 ｈ＞ｒ［１−｛１−（ａ／ｒ）2｝1/2］ であることを特徴とする請求項２から４のいずれかに記
載の接触子。 - 【請求項６】 前記突起は錐体形状であることを特徴と
する請求項１から５のいずれかに記載の接触子。 - 【請求項７】 前記接触片は、前記複数の突起と一体的
にメッキ法によって形成されてから前記ばねの先端部に
接合されたことを特徴とする請求項１から６のいずれか
に記載の接触子。 - 【請求項８】 球状の被検査端子に接触可能な接触子の
製造方法であって、 前記被検査端子の頂部を避けた周面に接触可能な複数の
突起を有する接触片をメッキ法によって形成してから、 前記接触片を前記ばねの先端部に結合することを特徴と
する接触子の製造方法。 - 【請求項９】 前記接触片をメッキ法によってメッキ板
上に形成した後、 前記メッキ板上の前記接触片に対して前記ばねの先端部
を接合してから、 前記接触片を前記メッキ板上から離すことを特徴とする
請求項８に記載の接触子の製造方法。
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|---|---|---|---|
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| JP2000115677A JP2001296312A (ja) | 2000-04-17 | 2000-04-17 | 接触子および接触子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family Applications (1)
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