JP2006173477A - リジッドフレックス多層プリント配線板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 可撓性樹脂基材上に配線回路が形成されたフレキシブル部と可撓性樹脂基材上に硬質樹脂基材が層間接着材を介して貼り合わされてなり電子部品の実装がされるリジッド部とによって構成されたリジッドフレックス多層プリント配線板において、リジッドフレックス多層プリント配線板の小型化を困難とすることなく、リジッド部の層間接着材のフレキシブル部上への流出、染み出しを防止する。
【解決手段】
リジッド部１１を構成する硬質樹脂基材１ａの層間接着材４により接着される側の面にフレキシブル部１０との境界近傍に位置する溝３を形成しておき、この硬質樹脂基材１ａを両面フレキシブル配線板５に貼り合わせるための加熱及び加圧をするときに、圧縮された層間接着材４を溝３内に流し込むことによって、フレキシブル部１０への染み出しを抑制する。
【選択図】 図３

Description

本提案は、可撓性を有するフレキシブル部と電子部品の実装がされるリジッド部によって構成されたリジッドフレックス（Ｒ−Ｆ）多層プリント配線板及びその製造方法に関する。

近年、種々の電子機器においては、小型化、薄型化及び軽量化が求められており、このような電子機器を構成するプリント配線板においても、小型化、薄型化及び高集積化が求められるに至っている。そして、ガラスエポキシ基板等を用いたいわゆるリジッドプリント配線板の他、様々な形態のプリント配線板が実用化されている。例えば、フレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）や、多層プリント配線板などが実用化されている。フレキシブルプリント配線板は、可撓性を有し、また、薄いことから、プリント配線板の占めるスペースを少なくすることができ、あるいは、筐体が屈曲されることがある電子機器において、広く利用されている。また、多層プリント配線板も、高集積化が図られていることにより、プリント配線板の占めるスペースを少なくすることができる。

そして、フレキシブルプリント配線板上の回路と多層プリント配線板の回路とを接続する必要がある場合においては、従来、コネクタを介して接続することが行われていた。しかし、近年においては、コネクタの占める体積の削減を図るべく、図５に示すように、可撓性を有するフレキシブル部１０１と電子部品の実装がされるリジッド部（多層化部）１０２とによって構成されたいわゆるリジッドフレックス多層プリント配線板が提案されている。このリジッドフレックス多層プリント配線板は、フレキシブルプリント配線板１０３上の一部領域に、リジッドプリント配線板をなす硬質樹脂基材１０４が載置され多層化されて構成される。

このようなリジッドフレックス多層プリント配線板において、フレキシブルプリント配線板１０３上にリジッドプリント配線板をなす硬質樹脂基材１０４を積層させるにあたっては、これらフレキシブルプリント配線板１０３と硬質樹脂基材１０４とは、層間接着材１０５を介して互いに接着される。したがって、これらフレキシブルプリント配線板１０３及び硬質樹脂基材１０４の側縁部においては、層間接着材１０５層の側縁部が外方側に露出することとなる。

そして、硬質樹脂基材１０４をフレキシブルプリント配線板１０３上に層間接着材１０５によって貼り合わせるときには、貼り合わせるときの加熱及び加圧により、図６に示すように、層間接着材層１０５がつぶれて、この層間接着材１０５がフレキシブル部１０１上にまで染み出してしまう虞れがある。なお、リジッド部１０２となるリジッドプリント配線板の硬質樹脂基材１０４は、フレキシブル部１０１との境界において、予め切断されており、硬質樹脂基材１０４をフレキシブルプリント配線板１０３に貼り合わせるときには、層間接着材１０５がフレキシブル部１０１上には載置されないようになっている。このような層間接着材１０５の染み出しが顕著である場合には、フレキシブル部１０１の可撓性、屈曲性が劣化してしまう虞れがある。したがって、層間接着材１０５のフレキシブル部１０１への染み出しは、最小限の範囲内に抑える必要がある。

このような課題の解決のためには、特許文献１に記載されているように、フレキシブル部とリジット部との境界近傍の導電層に、ダミーパターンを設けることが考えられる。すなわち、このようなダミーパターンを設けることにより、層間接着材を堰き止めて、流出、染み出しを抑えることができると考えられる。
特開２００１−１５６４４５

ところで、前述のように、フレキシブル部とリジット部との境界近傍にダミーパターンを設けることにより、層間接着材の流出、染み出しを防止しようとする場合には、このダミーパターンは、デッドスペースとなってしまい、リジッドフレックス多層プリント配線板の小型化が困難となってしまう。

そこで、本発明は、前述の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、可撓性樹脂基材上に配線回路が形成されたフレキシブル部と可撓性樹脂基材上に硬質樹脂基材が層間接着材を介して貼り合わされてなり電子部品の実装がされるリジッド部とによって構成されたリジッドフレックス多層プリント配線板及びその製造方法において、リジッドフレックス多層プリント配線板の小型化を困難とすることなく、リジッド部の層間接着材のフレキシブル部上への流出、染み出しが防止されたリジッドフレックス多層プリント配線板及びその製造方法を提供することにある。

本発明者らは、可撓性樹脂基材上に配線回路が形成されたフレキシブル部と可撓性樹脂基材上に硬質樹脂基材が層間接着材を介して貼り合わされてなり電子部品の実装がされるリジッド部とによって構成されたリジッドフレックス多層プリント配線板の製造方法において、可撓性樹脂基材及び硬質樹脂基材を貼り合わせるための加熱及び加圧をするときに、圧縮された層間接着材が流れ込む空間を設けておくことによって、前述の課題を解決できるとの知見を得るに至った。

すなわち、本発明に係るリジッドフレックス多層プリント配線板及びその製造方法は、以下の構成の少なくともいずれか一を備えるものである。

〔構成１〕
可撓性樹脂基材上に配線回路が形成されたフレキシブル部と可撓性樹脂基材上に硬質樹脂基材が層間接着材を介して貼り合わされてなり電子部品の実装がされるリジッド部とによって構成されたリジッドフレックス多層プリント配線板であって、リジッド部を構成する硬質樹脂基材には、層間接着材により接着される側の面に、溝が形成されていることを特徴とするものである。

このリジッドフレックス多層プリント配線板においては、可撓性樹脂基材及び硬質樹脂基材を貼り合わせるための加熱及び加圧をするときに、圧縮された層間接着材は、溝に流れ込むことによって、フレキシブル部への染み出しを抑制される。

〔構成２〕
構成１を有するリジッドフレックス多層プリント配線板において、溝は、硬質樹脂基材のフレキシブル部との境界近傍に形成されていることを特徴とするものである。

このリジッドフレックス多層プリント配線板においては、溝が硬質樹脂基材のフレキシブル部との境界近傍に形成されていることにより、層間接着材のフレキシブル部への染み出しを抑制することができる。

〔構成３〕
構成１、または、構成２を有するリジッドフレックス多層プリント配線板において、リジッド部の硬質樹脂基材の表面上には、配線回路となる銅箔が貼り合わされており、溝は、硬質樹脂基材の銅箔が貼り合わされた面の反対側の面に形成されていることを特徴とするものである。

このリジッドフレックス多層プリント配線板において、表面上に銅箔が貼り合わされている硬質樹脂基材を使用する場合には、銅箔とは反対側の面に溝を形成しておくことにより、可撓性樹脂基材及び硬質樹脂基材を貼り合わせるための加熱及び加圧をするときに、圧縮された層間接着材は、溝に流れ込むことによって、フレキシブル部への染み出しが抑制される。また、配線回路となる銅箔が貼り合わされた側に溝が設けられていると、その部分に回路回路を配置できないが、溝が反対側の面に形成されていることにより、配線回路は、溝とは無関係に配置することができる。

〔構成４〕
構成１乃至構成３のいずれか一を有するリジッドフレックス多層プリント配線板において、溝は、層間接着材によって充填されていることを特徴とするものである。

このリジッドフレックス多層プリント配線板においては、溝が層間接着材によって充填されていることにより、局所的な密着強度の低下を抑制することができる。

〔構成５〕
可撓性樹脂基材上に配線回路が形成されたフレキシブル部と可撓性樹脂基材上に硬質樹脂基材が層間接着材を介して貼り合わされてなり電子部品の実装がされるリジッド部とによって構成されたリジッドフレックス多層プリント配線板の製造方法であって、リジッド部を構成する硬質樹脂基材のフレキシブル部との境界近傍となる部分に溝を形成する工程と、硬質樹脂基材の溝が形成された面に溝の内面との間に空隙を形成しつつ層間接着材シートを貼り合わせる工程と、硬質樹脂基材を層間接着材シートが貼り合わせられた面を可撓性樹脂基材側に向けて可撓性樹脂基材に重ね加熱及び加圧することによってこれら硬質樹脂基材及び可撓性樹脂基材を貼り合わせる工程とを有することを特徴とするものである。

このリジッドフレックス多層プリント配線板の製造方法においては、可撓性樹脂基材及び硬質樹脂基材を貼り合わせるための加熱及び加圧をするときに、圧縮された層間接着材は、溝に流れ込むことによって、フレキシブル部への染み出しを抑制される。

〔構成６〕
可撓性樹脂基材上に配線回路が形成されたフレキシブル部と可撓性樹脂基材上に硬質樹脂基材が層間接着材を介して貼り合わされてなり電子部品の実装がされるリジッド部とによって構成されたリジッドフレックス多層プリント配線板の製造方法であって、リジッド部を構成する硬質樹脂基材のフレキシブル部との境界近傍となる部分に溝を形成する工程と、可撓性樹脂基材に層間接着材シートを貼り合わせる工程と、硬質樹脂基材を溝が形成された面を可撓性樹脂基材側に向けて可撓性樹脂基材の層間接着材シートが貼り合わせられた面上に重ね加熱及び加圧することによってこれら硬質樹脂基材及び可撓性樹脂基材を貼り合わせる工程とを有することを特徴とするものである。

このリジッドフレックス多層プリント配線板の製造方法においては、可撓性樹脂基材及び硬質樹脂基材を貼り合わせるための加熱及び加圧をするときに、圧縮された層間接着材は、溝に流れ込むことによって、フレキシブル部への染み出しを抑制される。

〔構成７〕
構成５、または、構成６を有するリジッドフレックス多層プリント配線板の製造方法において、溝は、加熱及び加圧するときに、硬質樹脂基材の外縁部、または、硬質樹脂基材の溝が設けられた面の反対側の表面部に形成された開口部に到達して形成され、溝内の空間を外方側に開放させていることを特徴とするものである。

このリジットフレックス多層プリント配線板の製造方法においては、可撓性樹脂基材及び硬質樹脂基材を貼り合わせるための加熱及び加圧をするときに、溝が硬質樹脂基材の外縁部、または、硬質樹脂基材の溝が設けられた面の反対側の表面部に形成された開口部に到達して形成され、溝内の空間を外方側に開放させていることにより、この溝内の空気が外方に排出され、溝の内部に層間接着材が充填される。

本発明に係るリジッドフレックス多層プリント配線板及びその製造方法においては、可撓性樹脂基材及び硬質樹脂基材を貼り合わせるための加熱及び加圧をするとき、圧縮された層間接着材は、溝に流れ込むことによって、フレキシブル部への染み出しを抑制される。

すなわち、本発明は、可撓性樹脂基材上に配線回路が形成されたフレキシブル部と可撓性樹脂基材上に硬質樹脂基材が層間接着材を介して貼り合わされてなり電子部品の実装がされるリジッド部とによって構成されたリジッドフレックス多層プリント配線板及びその製造方法において、リジッドフレックス多層プリント配線板の小型化を困難とすることなく、リジッド部の層間接着材のフレキシブル部上への流出、染み出しが防止されたリジッドフレックス多層プリント配線板及びその製造方法を提供することができるものである。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。

本発明に係るリジッドフレックス多層プリント配線板は、可撓性を有するフレキシブル部と、電子部品の実装がされるリジッド部によって構成されるものである。

〔第１の実施の形態〕
図１乃至図３は、本発明の実施形態におけるリジッドフレックス多層プリント配線板の製造工程を示す斜視図及び断面図である。

このリジッドフレックス多層プリント配線板は、以下の工程により作製されるものである。すなわち、まず、図１中の（Ａ）に示すように、出発基材として、銅箔付きガラスエポキシ基材１を準備する。この銅箔付きガラスエポキシ基材１は、硬質樹脂基材であるガラスエポキシ基材１ａの表面部に、銅箔１ｂが被着されて構成されたものである。この銅箔付きガラスエポキシ基材１の外形は、作製されるべきリジッドフレックス多層プリント配線板の大きさに応じて、例えば、２０ｍｍ角程度の大きさのものとする。

次に、図１中の（Ｂ）に示すように、銅箔付きガラスエポキシ基材１に、矩形の開口部２を設ける。この開口部２は、リジッドフレックス多層プリント配線板が完成したときにフレキシブル部となる領域に対応して形成される。

そして、図１中の（Ｃ）に示すように、ガラスエポキシ基材１ａの裏面部の開口部２の近傍に、この開口部２の両側の縁に沿って、一対の溝３，３を形成する。これら溝３，３は、例えば、リュータ加工などにより、開口部２から１５０μｍ程度離れた場所に、深さが５０μｍ程度、幅が１ｍｍ程度の溝として形成される。また、これら溝３，３は、図２中の（Ｄ）に示すように、ガラスエポキシ基材１ａの外縁部に到達して形成され、後述するように、このガラスエポキシ基材１ａの裏面部がフレキシブル配線板に対して貼り合わせられたときに、これら溝３，３内の空間を外方側に開放させる。

あるいは、これら溝３，３は、ガラスエポキシ基材１ａの外縁部に到達させない場合には、銅箔１ｂが被着されたガラスエポキシ基材１ａの表面部に開口部を形成し、この開口部に到達させて形成してもよい。この場合にも、溝３，３は、ガラスエポキシ基材１ａの裏面部がフレキシブル配線板に対して貼り合わせられたときに、これら溝３，３内の空間を外方側に開放させる。

なお、溝３，３の断面形状は、図示しているような矩形状に限定されず、半円形状（蒲鉾型の溝）や、三角形（三角溝、Ｖ溝）としてもよく、また、複数の溝が並列されたものであってもよい。

そして、図２中の（Ｅ）に示すように、ガラスエポキシ基材１ａの銅箔１ｂが被着された表面の反対側となる裏面、すなわち、溝３，３が形成された面に、層間接着材シート４を貼り合わせる。この層間接着材シート４としては、例えば、２５μｍ厚のオレフィン系の接着材シートを使用することができる。また、オレフィン系の他に、エポキシ系、ポリイミド系、アクリル系等、種々の層間接着材を使用することが可能である。この層間接着材シート４は、硬質ロールラミネータを用いて、ガラスエポキシ基材１ａに貼り合わせることができる。なお、オレフィン系の接着材の硬化点は８０°Ｃ程度であり、ガラスエポキシ基材１ａへの貼り合わせは、１２０°Ｃで行う。また、この層間接着材シート４をガラスエポキシ基材１ａに貼り合わせるときには、溝３，３内に層間接着材が充填されないようにする。

次に、図２中の（Ｆ）に示すように、両面フレキシブル配線板５の両面側に、銅箔付きガラスエポキシ基材１を位置合わせする。この両面フレキシブル配線板５は、ポリイミド樹脂の如き可撓性樹脂基材５ａの両面に配線回路６が形成され、これら配線回路６の表面にカバーレイヤ７が形成されて構成されている。ここで、各銅箔付きガラスエポキシ基材１は、溝３，３が設けられ層間接着材シート４が貼り付けられたガラスエポキシ基材１ａの裏面側を両面フレキシブル配線板５に向けた状態で位置合わせする。この位置合わせには、ピンラミネーション法を採用することができる。

そして、図２中の（Ｇ）に示すように、２枚のガラスエポキシ基材１ａ及び１枚の両面フレキシブル配線板５を重ね合わせた状態で、減圧チャンバー内において、加熱及び加圧し、これらガラスエポキシ基材１ａ及び両面フレキシブル配線板５を貼り合わせる。このとき、層間接着材シート４の層間接着材は、加熱により流動化し、溝３，３内及びフレキシブル部となるガラスエポキシ基材１ａの開口部２内にも染み出す。なお、層間接着材が溝３，３内に進入するとき、この溝３，３内の空気は、ガラスエポキシ基材１ａの外縁部、または、このガラスエポキシ基材１ａの表面部に形成された開口部を介して、外方側に排出される。

この実施形態において、層間接着材シート４の層間接着材の開口部２内への染み出し量、すなわち、フレキシブル部への染み出し長は、５０μｍ以下に抑えられた。

そして、このようにガラスエポキシ基材１ａ及び両面フレキシブル配線板５を貼り合わせたとき、溝３，３内は、層間接着材によって充填された。このように溝３，３内に層間接着材が充填されるようにするためには、溝３，３の深さや幅を、層間接着材の流動性や厚さに応じて、適宜、調整、変更する必要がある。

そして、図２中の（Ｈ）に示すように、銅箔付きガラスエポキシ基材１の表面の銅箔１ｂに対してエッチング処理によってコンフォーマルマスクを形成した後、炭酸ガスレーザ光を照射することにより、ビアホール８を形成した。このビアホール８は、銅箔付きガラスエポキシ基材１及び両面フレキシブル配線板５のカバーレイヤ７を貫通して、両面フレキシブル配線板５の配線回路６に至る開口部である。このビアホール８を設けるためのレーザ光源としては、炭酸ガスレーザの他、各種エキシマレーザ、ＹＡＧレーザ等を使用することができる。

次に、図３中の（Ｉ）に示すように、銅箔付きガラスエポキシ基材１の表面の銅箔１ｂ上と、ビアホール８の内壁部及び底部とに、銅メッキ層９を形成した。

そして、図３中の（Ｊ）に示すように、銅箔付きガラスエポキシ基材１の表面の銅箔１ｂ及び銅メッキ層９に対し、サブトラクティブ法により、配線回路を形成した。そして、開口部２の両側側の不要部分を切断して除去することにより、フレキシブル部１０とリジッド部１１とを有するリジッドフレックス多層プリント配線板を完成した。

なお、このガラスエポキシ基材１ａ上の配線回路は、サブトラクティブ法に限定されず、アディティブ法によって形成するようにしてもよい。

〔第２の実施の形態〕
このリジッドフレックス多層プリント配線板においては、銅箔付きガラスエポキシ基材１において溝３を形成する位置及び溝の形状は、前述した実施の形態におけるものに限定されず、種々の変形例が考えられる。

図４は、銅箔付きガラスエポキシ基材における溝の位置及び形状の変形例を示す平面図である。

すなわち、銅箔付きガラスエポキシ基材１には、図４中の（ａ）に示すように、開口部２の縁に平行な溝３をこの開口部２の近傍に形成するとともに、開口部２の縁に直交する方向の互いに平行な複数の溝３ａを、開口部２の縁に平行な溝３につなげて形成してもよい。これら溝３，３ａは、銅箔付きガラスエポキシ基材１の外縁部に到達して形成されている。

また、銅箔付きガラスエポキシ基材１には、図４中の（ｂ）に示すように、開口部２の縁に直交する方向の互いに平行な複数の溝３ａを、開口部２の縁に到達させて形成してもよい。これら溝３ａは、銅箔付きガラスエポキシ基材１の外縁部にも到達して形成されている。

そして、銅箔付きガラスエポキシ基材１には、図４中の（ｃ）に示すように、開口部２の縁に直交する方向の互いに平行な複数の溝３ａを、開口部２の近傍から銅箔付きガラスエポキシ基材１の外縁部までに至って形成してもよい。

さらに、銅箔付きガラスエポキシ基材１には、図４中の（ｄ）に示すように、開口部２の縁に平行で互いに平行な複数の溝３を形成してもよい。これら溝３，３ａは、両端側において、銅箔付きガラスエポキシ基材１の外縁部に到達して形成されている。

〔比較例〕
銅箔付きガラスエポキシ基材１に溝３，３を設けないこと以外は、前述の実施形態と同様にして、リジッドフレックス多層プリント配線板を作製した。そして、開口部２内に向けた層間接着材の染み出し長を確認したところ、２ｍｍ程度であった。

すなわち、銅箔付きガラスエポキシ基材１に溝３，３を設けることによって、層間接着材の染み出し長が抑制されることが確認された。

本発明の実施形態におけるリジッドフレックス多層プリント配線板の製造工程を示す斜視図である。 前記リジッドフレックス多層プリント配線板の図１に示した工程に続く製造工程を示す断面図である。 前記リジッドフレックス多層プリント配線板の図２に示した工程に続く製造工程を示す断面図である。 前記リジッドフレックス多層プリント配線板において、銅箔付きガラスエポキシ基材における溝の位置及び形状の変形例を示す平面図である。 従来のリジッドフレックス多層プリント配線板の構成を示す断面図である。 従来のリジッドフレックス多層プリント配線板における層間接着材の染み出しを示す断面図である。

符号の説明

１ 銅箔付きガラスエポキシ基材
１ｂ 銅箔
１ａ ガラスエポキシ基材
２ 開口部
３ 溝
４ 層間接着材シート
５ 両面フレキシブル配線板
５ａ 可撓性樹脂基材
６ 配線回路
７ カバーレイヤ
８ ビアホール
９ 銅メッキ層
１０ フレキシブル部
１１ リジッド部

Claims (7)

1. 可撓性樹脂基材上に配線回路が形成されたフレキシブル部と、前記可撓性樹脂基材上に硬質樹脂基材が層間接着材を介して貼り合わされてなり電子部品の実装がされるリジッド部とによって構成されたリジッドフレックス多層プリント配線板であって、
   前記リジッド部を構成する前記硬質樹脂基材には、前記層間接着材により接着される側の面に、溝が形成されている
   ことを特徴とするリジッドフレックス多層プリント配線板。
2. 前記溝は、前記硬質樹脂基材の前記フレキシブル部との境界近傍に形成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のリジッドフレックス多層プリント配線板。
3. 前記リジッド部の前記硬質樹脂基材の表面上には、配線回路となる銅箔が貼り合わされており、
   前記溝は、前記硬質樹脂基材の前記銅箔が貼り合わされた面の反対側の面に形成されている
   ことを特徴とする請求項１、または、請求項２記載のリジッドフレックス多層プリント配線板。
4. 前記溝は、前記層間接着材によって充填されている
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載のリジッドフレックス多層プリント配線板。
5. 可撓性樹脂基材上に配線回路が形成されたフレキシブル部と、前記可撓性樹脂基材上に硬質樹脂基材が層間接着材を介して貼り合わされてなり電子部品の実装がされるリジッド部とによって構成されたリジッドフレックス多層プリント配線板の製造方法であって、
   前記リジッド部を構成する前記硬質樹脂基材の前記フレキシブル部との境界近傍となる部分に溝を形成する工程と、
   前記硬質樹脂基材の前記溝が形成された面に、前記溝の内面との間に空隙を形成しつつ層間接着材シートを貼り合わせる工程と、
   前記硬質樹脂基材を、前記層間接着材シートが貼り合わせられた面を前記可撓性樹脂基材側に向けて該可撓性樹脂基材に重ね、加熱及び加圧することによって、これら硬質樹脂基材及び可撓性樹脂基材を貼り合わせる工程と
   を有することを特徴とするリジッドフレックス多層プリント配線板の製造方法。
6. 可撓性樹脂基材上に配線回路が形成されたフレキシブル部と、前記可撓性樹脂基材上に硬質樹脂基材が層間接着材を介して貼り合わされてなり電子部品の実装がされるリジッド部とによって構成されたリジッドフレックス多層プリント配線板の製造方法であって、
   前記リジッド部を構成する前記硬質樹脂基材の前記フレキシブル部との境界近傍となる部分に溝を形成する工程と、
   前記可撓性樹脂基材に層間接着材シートを貼り合わせる工程と、
   前記硬質樹脂基材を、前記溝が形成された面を前記可撓性樹脂基材側に向けて、該可撓性樹脂基材の前記層間接着材シートが貼り合わせられた面上に重ね、加熱及び加圧することによって、これら硬質樹脂基材及び可撓性樹脂基材を貼り合わせる工程と
   を有することを特徴とするリジッドフレックス多層プリント配線板の製造方法。
7. 前記溝は、加熱及び加圧するときに、前記硬質樹脂基材の外縁部、または、前記硬質樹脂基材の該溝が設けられた面の反対側の表面部に形成された開口部に到達して形成され、溝内の空間を外方側に開放させている
   ことを特徴とする請求項５、または、請求項６記載のリジッドフレックス多層プリント配線板の製造方法。

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