JP2006024797A - 部品実装装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 大版の液晶パネルに半導体部品を実装する各工程において、より高い実装精度を実現した部品実装装置を提供する。
【解決手段】 本圧着装置１０３は、バックアップステージ２０３から約２０ｍｍ離れた位置に並設して、液晶パネルを吸引するために複数のジャバラパット２０２が設けられる反り矯正ユニット２０１と、液晶パネルの側縁部が半導体装置の圧着時に加圧されるのを背後からバックアップするためのバックアップステージ２０３と、加圧処理及び加熱処理により半導体部品を液晶パネルの側縁部へ本圧着する加圧ヘッド２０４とを備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、液晶パネルの側縁部にＩＣ等の半導体部品の実装を行う部品実装装置に関し、特に、大版の液晶パネルにおける半導体部品の実装を行う部品実装装置に関する。

近年、大型の液晶テレビに代表されるように、大版の液晶パネルの需要が増加し、大版の液晶パネルから小版の液晶パネルまで大小様々な大きさの液晶パネルが生産されている。

そして、従来、液晶パネルの側縁部に半導体部品を接着する液晶実装装置のＡＣＦ貼付け工程、仮圧着工程、本圧着工程等においては、液晶実装機側にバックアップステージが設けられ、このバックアップステージに液晶パネルの側縁部を載置することにより、ＡＣＦテープの貼付けや電子部品の装着処理が行われる。

また、液晶パネルの側縁部への電子部品の装着精度を向上させるために、液晶パネルの被吸着支持面と部品装着部との段差の違いにも関わらず、これを適正に保持して加圧を伴う部品の接合を首尾よく達成される液晶パネルの部品実装装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平５−２２８７５５号公報

しかしながら、近年、需要の増加している比較的大版の液晶パネルにおいては、液晶パネルの各辺の距離が長くなるために、小型の液晶パネルと比較して半導体部品の実装面である側縁部の反りやたわみが生じやすく、部品実装における各圧着過程において電子部品の装着精度が低下するという問題が生じている。例えば、液晶パネルの部品装着部である側縁部が反りによりバックアップステージから浮き、加圧ツールによって加圧したときに半導体部品の装着ズレ、或いは接合不良が生じたり、液晶パネルのガラスが損傷するという問題を生じている。

また、液晶パネルは大版の液晶パネルになるほど高価なものとなり、液晶実装装置において電子部品の接合不良を低減することが望まれている。
そこで、本発明は、上述の事情を考慮してなされたもので、大版の液晶パネルを用いて部品実装等の処理を行う場合においても、より電子部品の装着精度を向上した部品実装装置を提供することを目的とする。

以上の課題を解決するために、本発明に係る部品実装装置は、液晶パネルに電子部品を実装する部品実装装置であって、前記電子部品を前記液晶パネルの側縁部に加圧する加圧ヘッドと、前記電子部品を前記加圧ヘッドで加圧する際において、前記液晶パネルの側縁部を背後から支えるための載置台である第一ステージと、前記第一ステージと近接、且つ並設して配置され、前記液晶パネルの側縁部の近辺を吸着する吸着部が設けられている第二ステージと、前記吸着部と接続され、前記第二ステージ上に載置される前記液晶パネルを真空吸引する吸引手段とを備えることを特徴とする。

また、前記吸着部は、前記第二ステージの長手方向に亘って複数設けられ、前記液晶パネルの吸着方向である上下方向に可撓な部材となるジャバラパットであることを特徴とする。さらに、前記第二ステージの長手方向の長さは、前記第一ステージの長手方向の長さと同様であることを特徴とする。

これらの構成により、液晶パネルは前記第一ステージに近接、且つ並設して配置される第二ステージに載置され、この第二ステージ上の吸着部において吸着されることにより、側縁部を第二ステージ上に沿って平坦性を保つことが可能となり、部品実装機において大版の液晶パネルを用いる場合においても、平坦性を保ちながら電子部品の実装処理を行うことができる。

また、本発明に係る部品実装装置の吸着部は、前記第二ステージに中空して形成される中空孔を介して前記吸引手段に接続され、前記吸引手段はバキューム装置であることを特徴とする。そして、部品実装装置は、さらに、前記第二ステージにおける前記吸着部の領域を制限するために、前記吸着部の間において、前記中空孔の領域を調節する開閉調整部を備えることを特徴とする。さらに、開閉調整部は、エア止め栓であることを特徴とする。

これらの構成により、バキューム装置を用いて吸着部において液晶パネルを吸引する領域を、開閉調整手段であるエア止め栓を用いて調整でき、液晶パネルの大小の大きさに合せた吸着が行えると共に、吸引用のエアのリークを確実に防止できる。

尚、前記目的を達成するために、本発明は、部品実装装置の第二ステージそのものである反り矯正ユニット自体としたり、部品実装装置の特徴的な構成手段をステップとする部品実装方法としたり、この部品実装装置を備える液晶ドライバ実装機として用いることもできる。

本発明に係る部品実装装置は、大版の液晶パネルを用いて電子部品の実装を行う場合においても、液晶パネルの側縁部の平坦性を保ち、実装時の装着精度を向上できる。

以下、本発明に係る部品実装装置について図面を参照して説明する。
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態１に係る液晶ドライバ実装機の全体図である。

ライン型の液晶ドライバ実装機の工程は、図１（ａ）に示す１つ目の工程である液晶パネルに異方性導電性テープ（ＡＣＦテープ）を貼付けるＡＣＦ貼付け工程部１０１、２つ目の工程である液晶パネルに対して半導体部品等の電子部品を仮圧着する仮圧着工程部１０２、及び図１（ｂ）に示す３つ目の工程である液晶パネルに対して半導体部品を本圧着する本圧着工程部１０３を含む。

ＡＣＦ貼付け工程においては、ＡＣＦ貼付け装置１０１が備えられ、このＡＣＦ貼付け装置１０１は、バックアップステージ１０１ａ、反り矯正ユニット１０１ｂ、パネルステージ１０１ｃ、ＸＹテーブル１０１ｄ、ＡＣＦ供給部１０１ｅ等を備えている。

最初に、液晶パネルがＡＣＦ貼付け装置１０１に搬送されると、ＡＣＦ貼付けヘッドを用いてバックアップステージ１０１ａにおいて約３μｍの導電性粒子を含む粘着テープであって、液晶パネルと半導体部品との間に介在させて半導体部品を液晶パネルに加熱押圧することで上記導電性粒子にて半導体部品の電極と液晶パネルの電極とを電気的に接続するための異方性導電フィルムテープ（以下ＡＣＦフィルムテープを記載する）を液晶パネルに貼付ける。従って、ＡＣＦフィルムテープを用いることによりＩＣと液晶パネルとの間が導通できるようになる。

また、図１（ａ）に示すように、本実施の形態においては、ＡＣＦ貼付け装置１０１は反り矯正ユニット１０１ｂを備えているために、大版の液晶パネルにおいても実装時において、液晶パネルの側縁部の反りを矯正することが可能となる。

尚、液晶パネルの種類には、例えば液晶表示基板（ＬＣＤ基板）、プラズマ表示パネル基板（ＰＤＰ基板）等のガラス製基板、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ基板）を含む基板、そして、半導体部品の種類としてはＩＣチップ、各種半導体デバイス等となる。

パネルステージ１０１ｃは、液晶パネルを真空吸着して保持すると共に、回転、搬送して位置決めを行い、ＸＹテーブル１０１は、液晶パネルの側縁部近辺が、バックアップステージ１０１ａや反り矯正ユニット１０１ｂに載置されるように位置決めを行う。

次に、液晶パネルは仮圧着装置１０２に搬送されるが、この仮圧着装置１０２は、部品供給部１０２ａ、バックアップステージ１０２ｂ、ＸＹテーブル１０２ｃ等を備える。
この仮圧着工程においては、部品供給部１０２ａからＴＣＰテープ等を用いて供給される半導体部品を、バックアップステージ１０２ｂにおいて、半導体部品を液晶パネルの側縁部に位置合わせした後に液晶パネルに貼付けされたＡＣＦフィルムテープ上にのせる仮圧着処理を行う。

そして、仮圧着装置１０２は、液晶パネルの側縁部に装着される半導体部品を部品供給部からトレイ、又はＴＣＰテープ（テープから金型で切り抜き）を介して取ってくる部品供給部１０２ａを備えている。

次に、半導体部品を液晶パネルに本圧着する本圧着工程を行う。図１（ｂ）に示す本圧着装置１０３は、反り矯正ユニット２０１、バックアップステージ２０３、加圧ヘッド２０４、パネルステージ２０５、シート供給部２０６、ＸＹステージ２０７等を備えている。

この本圧着装置１０３においては、バックアップステージ２０３においてプレスするための加圧ヘッド２０４を用いて加熱処理及び加圧処理しながら仮圧着された半導体部品を液晶パネルの側縁部に本接合する。また、本発明においては、反り矯正ユニット２０１を備え、大版の液晶パネルにおいても側縁部の反りを矯正して平坦性を保ちながら、本圧着処理を行うことが可能となる。

パネルステージ２０５は、ＸＹステージ２０７と共に、液晶パネルを真空吸着しながら所定方向に回転、移動することにより液晶パネルを搬送して位置決め処理を行う。
また、本圧着工程においては、例えば、液晶パネルの縦方向、及び液晶パネルの横方向の２つの本圧着装置１０３が設置される。尚、本圧着工程においては、電子部品を一括して加圧する加圧ヘッド部を備える一括加圧方式や、個別的に加圧するための加圧ヘッド２０４を備える個別加圧方式がある。また、ＡＣＦ貼付け装置１０１、仮圧着装置１０２、本圧着装置１０３の各工程は、コントローラである操作盤を用いて操作される。

そして、本発明に係る部品実装装置に備えられる反り矯正ユニット２０１は、図１においてはＡＣＦ貼付け装置１０１及び本圧着装置１０３において使用されているが、仮圧着装置１０２においても使用することができる。また、本発明に係る反り矯正ユニットは、特に仮圧着工程や本圧着工程等、高い装着精度を要求される工程において用いることが有効となる。

図２は、図１に示す本圧着工程における部品実装装置１０３の拡大斜視図を示す。
部品実装装置１０３は、反り矯正ユニット２０１、バックアップステージ２０３、加圧ヘッド２０４等を備え、反り矯正ユニット２０１には、液晶パネルを吸引するために複数のジャバラパット２０２が設けられ、この反り矯正ユニット２０１は、バックアップステージ２０３から約２０ｍｍ離れた位置に並設して、バックアップステージ２０３と同様の長手方向の長さを持って配置される。

そして、反り矯正ユニット２０１の上に液晶パネルの側縁部近辺が載置され、ジャバラパット２０２を用いて吸引処理を行うことにより液晶パネルの側縁部の平坦性を保つことが可能となる。尚、本図において反り矯正ユニット２０１はバックアップステージ２０３に固定して装着されている。

バックアップステージ２０３は、液晶パネルの側縁部が半導体装置の圧着時に加圧されるのを背後からバックアップするためのステージであり、加圧ヘッド２０４は加圧処理及び加熱処理により半導体部品を液晶パネルの側縁部へ本圧着する。尚、図２において、加圧ヘッド２０４は半導体部品を個別的に加圧する個別加圧方式を示している。

図３は、本発明に係る部品実装装置２００の反り矯正ユニット２０１の上面図及び側面図である。
図３（ａ）は、反り矯正ユニット２０１の上面図であり、吸引部となるジャバラパット２０２は約３０ｍｍ間隔毎に、所定間隔において長手方向に亘って複数設けられる。ジャバラパット２０２は真空吸着を行うために、反り矯正ユニット２０１の内部に設けられる中空孔３０１ａを介してバキューム装置に接続されている。

図３（ｂ）は、反り矯正ユニット２０１の側面図であり、本図に示すように、液晶パネルが載置される前においては、ジャバラパット２０２の上面が反り矯正ユニット２０１の上面より、例えば約２．５ｍｍ突出するように構成されている。この構成により、載置される液晶パネルの側面部の形状に沿ってジャバラパット２０２を確実に接触させて、真空吸引を行うことにより液晶パネルの反りを矯正できる。尚、ジャバラパット２０２はゴム製の市販のものであり、ジャバラパット２０２の径は例えば約１０ｍｍとなる。

そして、ジャバラパット２０２間には、真空吸着領域を調整するために、中空孔３０１ａの領域を調節するエア止め栓３０１が設けられており、液晶パネルの大きさに合せてエア止め栓３０１の開閉調整を行うことにより、真空吸着のためのジャバラパット２０２の領域を変更して、吸着時におけるジャバラパット２０２からのエアのリークを確実に防止することが可能となる。

図４は、部品実装装置において部品が実装される大版の液晶パネル４０１の外観図を示す。ここで大版の液晶パネルとは、例えば、２０インチ以上の３４インチ（７７３ｍｍ×４３３ｍｍ）や、２５インチ（５７３ｍｍ×３２１ｍｍ）のパネルであり、小版の液晶パネルとは、例えば２０インチ以下の１５インチ（３１５ｍｍ×２３９ｍｍ）のパネルとなる。

図５は、図３に示す本発明に係る部品実装装置１０３の拡大断面図である。
本図に示すように、液晶パネル４０１の側縁部はバックアップステージ２０３の上部まで移動された後に、矢印に示す方向に下降して反り矯正ユニット２０１及びバックアップステージ２０３上に載置される。そして、液晶パネル４０１の側縁部は、反り矯正ユニット２０１より突出して形成されるジャバラパット２０２上に載置されることとなる。

図６は、本実施の形態に係る部品実装装置の反り矯正ユニット２０１において液晶パネル４０１の反りを矯正する場合の説明図を示す。
図６（ａ）は、液晶パネル４０１の側縁部の反りが矯正される前の側面図を示し、液晶パネル４０１がジャバラパット２０２の上に載置される。また、大版の液晶パネル４０１は複数のガラスが重ね合わせて構成されているため、長手方向の中心部が撓むと共に、側縁部が図６（ａ）に示すように波打つ形状となっている。

図６（ｂ）は、液晶パネル４０１の側縁部の反りが矯正された後の側面図を示し、ジャバラパット２０２を用いて真空吸着することにより、確実に液晶パネル４０１の反りを矯正して側縁部の平坦性を保つことが可能となる。

図７は、本発明に係る部品実装装置１０３の液晶パネル４０１の反り矯正における動作手順を示すフローチャートである。
最初に、液晶実装が行われる液晶パネル４０１の大きさに合せて、反り矯正ユニット２０１において真空吸着を行うジャバラパット２０２の領域をエア止め栓３０１の開閉により調節する（Ｓ７０１）。

次に、ＸＹテーブル２０７やパネルステージ２０５を用いて液晶パネル４０１の側縁部が、反り矯正ユニット２０１及びバックアップステージ２０３上に載置されるように搬入される（Ｓ７０２）。

そして、反り矯正ユニット２０１に備えられているジャバラパット２０２を用いて液晶パネル４０１の側縁部の吸引を行って反りを矯正する（Ｓ７０３）。
最後に、反り矯正後において、液晶パネル４０１上への電子部品の本圧着処理を行う（Ｓ７０４）。

以上の説明のように、本実施の形態に係る部品実装装置は、液晶パネル４０１の本圧着処理が行われるバックアップステージ２０３に並設して反り矯正ユニット２０１を設ける。そして、反り矯正ユニット２０１には真空吸着するためのジャバラパット２０２を用いて液晶パネル４０１の側縁部を吸引することにより、特に反りや撓みの生じやすい大版の液晶パネル４０１の側縁部の平坦性を保つことができ、本圧着工程や仮圧着工程において、電子部品の装着精度を向上させることが可能となる。

また、ジャバラパット２０２の上面は、反り矯正ユニット２０１の上面から突出するように構成されているために、載置された液晶パネル４０１の側縁部を確実に捕らえて吸着処理を行うことが可能となる。

さらに、液晶パネル４０１の大きさに応じてエア止め栓３０１を開閉調整することにより、エアのリークを防止できる。

（変形例）
次に、本発明に係る部品実装装置において、反り矯正ユニットを用いる場合の他の変形例を示す。

図８は、本変形例に係る部品実装装置１０３において半導体部品の装着が行われる液晶パネルの拡大断面図を示す。
液晶パネル４０１は、図８に示すように、例えば、アレイ基板４０１ｄ、カラーフィルタ基板４０１ｃ等の２枚の合せガラスと、これらの表面に張り合わされた偏光板４０１ｅ及び保護フィルム４０１ｂから構成されている。

そして、半導体部品４０１ａは液晶パネル４０１のアレイ基板４０１ｄの側縁部上に載置される。このため、バックアップステージ２０３の上面と、反り矯正ユニット２０１の上面との間に、偏光板４０１ｅの厚み分の段差ができる。尚、偏光板４０１ｅの厚さは、液晶パネル４０１毎の公差が大きく、また、液晶パネル４０１の品種によって異なるものである。

このため、液晶パネル４０１を吸着支持する反り矯正ユニット２０１の上面と、バックアップステージ２０３の上面との間に、この偏光板４０１ｅ分の段差に対応する高さの差分を設けることにより、半導体部品の圧着過程において偏光板４０１ｅの厚さの影響で浮いたり、傾いたりすることを防止できる。また、ジャバラパット２０２の吸着力より弱い程度のばねを用いて液晶パネル４０１の吸引することも考え得る。

従って、本変形例に係る部品実装装置においては、反り矯正ユニット２０１において偏光板４０１ｅの厚さを考慮して本圧着処理を行うために、半導体部品の装着精度を向上させることが可能となる。

図９は、本変形例に係る部品実装装置１０３の反り矯正ユニット２０１において偏光板４０１ｅの厚さを調整する際の動作手順を示すフローチャートである。
最初に、液晶パネル４０１の偏光板４０１ｅの厚さを特定し（Ｓ９０１）、次に偏光板４０１ｅの厚さを加味して反り矯正ユニット２０１の高さを特定して調整する（Ｓ９０２）。そして、液晶パネル４０１が搬入されてジャバラパット２０２上に載置され（Ｓ９０３）、ジャバラパット２０２を用いて液晶パネル４０１の真空吸着処理が行われ（Ｓ９０４）、その後、加圧ヘッド２０４を用いて半導体装置の本圧着処理を行う（Ｓ９０５）。

以上のように、本変形例においては、液晶パネル４０１を構成する偏光板４０１ｅの厚みを考慮に入れて、反り矯正ユニット２０１の高さを調整することができ、液晶パネル４０１の段差の違いに自動的に対応でき、装着精度を向上できる。

尚、本実施の形態においては、反り矯正ユニット２０１を部品実装装置に用いるものとして説明を行ったが、反り矯正ユニット２０１の使用形態はこれに限定されるものではなく、液晶パネルにＩＣを装着する前に行う端子洗浄器、ＩＣの装着後のリードチェッカー等においても使用できる。また、反り矯正ユニット２０１を大版の液晶パネルを用いるのみでなく、小版の液晶パネルの実装工程においても用いることができるのは言うまでもない。

本発明に係る部品実装装置は、特に大版の液晶パネルに半導体部品を実装する液晶ドライバ実装機のＡＣＦ貼付け装置、仮圧着工程、本圧着工程において用いることができ、その前後の工程である端子洗浄器やリードチェッカー等においても用いることができる。

本実施の形態１に係る液晶ドライバ実装機の全体図 図１に示す本圧着工程における部品実装装置の拡大斜視図 本発明に係る部品実装装置の反り矯正ユニットの上面図及び側面図 部品実装装置において部品が実装される大版の液晶パネルの外観図 図３に示す本発明に係る部品実装装置の拡大断面図 本実施の形態に係る部品実装装置の反り矯正ユニットにおいて液晶パネルの反りを矯正する場合の説明図 本発明に係る部品実装装置の液晶パネルの反り矯正における動作手順を示すフローチャート 本変形例に係る部品実装装置において半導体部品の装着が行われる液晶パネルの拡大断面図 本変形例に係る部品実装装置の反り矯正ユニットにおいて偏光板の厚さを調整する際の動作手順を示すフローチャート

符号の説明

１０１ ＡＣＦ貼付け装置
１０１ａ バックアップステージ
１０１ｂ 反り矯正ユニット
１０２ 仮圧着装置
１０２ｂ 反り矯正ユニット
１０３ 本圧着装置
２０１ 反り矯正ユニット
２０２ ジャバラパット
２０３ バックアップステージ
２０４ 加圧ヘッド
２０５ パネルステージ
３０１ エア止め栓
３０１ａ 中空孔
４０１ 液晶パネル
４０１ａ 半導体部品
４０１ｄ アレイ基板
４０１ｅ 偏光板

Claims (13)

1. 液晶パネルに電子部品を実装する部品実装装置であって、
   前記電子部品を前記液晶パネルの側縁部に加圧する加圧ヘッドと、
   前記電子部品を前記加圧ヘッドで加圧する際において、前記液晶パネルの側縁部を背後から支えるための載置台である第一ステージと、
   前記第一ステージと近接、且つ並設して配置され、前記液晶パネルの側縁部の近辺を吸着する吸着部が設けられている第二ステージと、
   前記吸着部と接続され、前記第二ステージ上に載置される前記液晶パネルを真空吸引する吸引手段とを備える
   ことを特徴とする部品実装装置。
2. 前記吸着部は、前記第二ステージの長手方向に亘って複数設けられ、前記液晶パネルの吸着方向である上下方向に可撓な部材となるジャバラパットである
   ことを特徴とする請求項１記載の部品実装装置。
3. 前記第二ステージの長手方向の長さは、前記第一ステージの長手方向の長さと同様である
   ことを特徴とする請求項１記載の部品実装装置。
4. 前記吸着部は、前記第二ステージに中空して形成される中空孔を介して前記吸引手段に接続され、
   前記吸引手段はバキューム装置である
   ことを特徴とする請求項１記載の部品実装装置。
5. 前記部品実装装置は、さらに、
   前記第二ステージにおける前記吸着部の領域を制限するために、前記吸着部の間において、前記中空孔の領域を調節する開閉調整部を備える
   ことを特徴とする請求項４記載の部品実装装置。
6. 前記開閉調整部は、エア止め栓である
   ことを特徴とする請求項５記載の部品実装装置。
7. 前記部品実装装置は、さらに、
   前記第一ステージの上面の高さと、当該第一ステージに載置される前記液晶パネルの側縁部の下面の高さが同じになるように前記第二ステージの高さを調整する高さ調整手段を備える
   ことを特徴とする請求項１記載の部品実装装置。
8. 前記吸着部の上面は、前記第二ステージの上面より高い位置となるように配設される
   ことを特徴とする請求項１記載の部品実装装置。
9. 前記請求項１から請求項８までのいずれかに記載の部品実装装置を備える
   ことを特徴とする液晶ドライバ実装機。
10. 液晶パネルに電子部品を実装する部品実装装置に用いる反り矯正ユニットであり、
    前記部品実装装置は、
    前記電子部品を前記液晶パネルの側縁部に加圧する加圧ヘッドと、
    前記電子部品を前記加圧ヘッドで加圧する際において、前記液晶パネルの側縁部の載置台となる第一ステージとを備え、
    前記反り矯正ユニットは、前記第一ステージと近接、且つ並設して配置され、前記液晶パネルを吸着する吸着部が設けられている
    ことを特徴とする反り矯正ユニット。
11. 前記部品実装装置は、さらに、
    前記反り矯正ユニット上に載置される前記液晶パネルを真空吸引する吸引手段を備え、
    前記反り矯正ユニットには、前記吸着部と前記吸引手段とを接続するために、中空して形成される中空孔が設けられる
    ことを特徴とする請求項１０記載の反り矯正ユニット。
12. 前記吸着部は、前記反り矯正ユニットの長手方向に亘って複数設けられ、前記液晶パネルの吸着方向である上下方向に可撓な部材となるジャバラパットである
    ことを特徴とする請求項１０記載の反り矯正ユニット。
13. 液晶パネルに電子部品を実装する部品実装装置に用いる部品実装方法であって、
    前記部品実装装置は、
    前記電子部品を前記液晶パネルの側縁部に加圧する加圧ヘッドと、
    前記電子部品を前記加圧ヘッドで加圧する際において、前記液晶パネルの側縁部を背後から支えるための載置台である第一ステージと、
    前記第一ステージと近接、且つ並設して配置され、前記液晶パネルの側縁部の近辺を吸着する吸着部が設けられている第二ステージとを備え、
    前記部品実装方法は、
    前記液晶パネルを前記第一ステージ及び前記第二ステージに載置する載置ステップと、
    前記吸着部と接続され、前記第二ステージに載置される前記液晶パネルの側縁部の近辺真空吸引する吸引ステップとを含む
    ことを特徴とする部品実装方法。

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