JP2009027191A - 携帯電話 - Google Patents

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Abstract

【課題】複数の電子部品を一括被覆する樹脂部にシールド性が得られるとともに、基板に対する電子部品の実装強度を確保できる基板構造および電子機器を提供する。
【解決手段】基板構造１０は、基板１１と、基板１１に沿って実装された複数の電子部品１２と、各電子部品１２を樹脂１８により被覆するとともに基板１１に密着する樹脂部１３とを備える。この基板構造１０は、各電子部品１２を囲うとともに基板１１に密着する枠体１５と、枠体１５の開口１６を閉鎖する蓋部１７とを備え、樹脂１８が枠体１５の内部に充填されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板に沿って複数の電子部品を実装し、各電子部品を樹脂部で被覆するとともに樹脂部を基板に密着させた基板構造と、その基板構造を用いた携帯電話等の電子機器に関する。
従来より、基板に実装された電子部品を防水処理するために、電子部品を樹脂部により被覆する基板構造が広く知られている。
この基板構造に用いられる樹脂は、例えば熱可塑性樹脂やゲル状のシリコーン樹脂等が多用される。これらの樹脂は、固化後の弾性率が比較的低いことが知られている。
従って、このような基板構造は、落下試験等の衝撃に固化した後の樹脂が耐えられず、基板に対する電子部品の実装強度の確保が難しいという不都合がある。
一方、側面部および上面部を備えた補強フレームによりマザーボードに実装されたＩＣパッケージを覆い、補強フレーム内に樹脂を充填するＩＣパッケージの補強構造が提案されている（特許文献１参照）。
この特許文献１によれば、補強フレーム内における必要な個所に最小限の樹脂を注入するだけで、補強フレームとＩＣパッケージとをマザーボードに対して強固に固定できるとされている。
特許第３２４１６６９号
ところで、基板に実装される電子部品としては、電気的なシールド性が求められる電子部品が知られている。
ところが、前述した特許文献１は、補強フレームに複数の切欠きが設けられているため、充分なシールド性が得られないという問題がある。
さらに、前述した特許文献１は、補強フレームの切欠きから内部に樹脂が充填されるが、補強フレームが障害となるため、電子部品に対してアンダーフィル程度の補強しか行えず、基板に対する電子部品の実装強度が不充分となる虞がある。
本発明は、上述した従来の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、複数の電子部品を一括被覆する樹脂部にシールド性が得られるとともに、基板に対する電子部品の実装強度を確保できる基板構造および電子機器を提供することにある。
本発明の基板構造は、基板と、前記基板に実装された複数の電子部品と、前記各電子部品を樹脂により被覆するとともに前記基板に接する樹脂部とを備える基板構造であって、前記各電子部品を囲うとともに前記基板に実装される枠体と、前記枠体の開口を閉鎖する蓋部とを備え、前記樹脂が前記枠体の内部に充填されていることを特徴とする。
枠体の開口を閉鎖する蓋部を備えることで、枠体および蓋部で枠体の内部を密閉空間とする。そして、枠体の内部に樹脂を充填する。
これにより、基板に対する電子部品の実装強度を従来に比較して向上できる。
さらに、例えば枠体と蓋部とを金属性にしたり、シールド性が得られるような金属フィラーを樹脂に添加することで、複数の電子部品を被覆する樹脂部にシールド性が得られる。
また、本発明の基板構造は、前記蓋部の周部にリブが設けられているとともに、前記リブと前記枠体とが重複していることを特徴とする。
蓋部の周部にリブを設け、リブと枠体とを重複させることで、蓋部と枠体との隙間を抑えることが可能になり、確実なシールド性が得られる。
さらに、本発明の基板構造は、基板と、前記基板に実装された複数の電子部品と、前記各電子部品を樹脂により被覆するとともに前記基板に接する樹脂部とを備える基板構造であって、前記各電子部品を囲うとともに前記基板に実装される枠体と、前記枠体の開口を閉鎖する蓋部とを備え、前記樹脂に誘電性フィラーが含まれるとともに、前記樹脂が前記枠体の内部に充填されていることを特徴とする。
樹脂に誘電性フィラーあるいは金属フィラーを添加し、この樹脂を枠体の内部に充填することで、複数の電子部品を被覆する樹脂部にシールド性が得られる。
また、本発明の基板構造は、基板と、前記基板に実装された複数の電子部品と、前記各電子部品を樹脂により被覆するとともに前記基板に接する樹脂部とを備える基板構造であって、前記各電子部品を囲うとともに前記基板に実装される枠体と、前記枠体の開口を閉鎖する蓋部とを備え、前記樹脂が前記枠体の内部に充填されているとともに、前記樹脂の表面に配線が設けられていることを特徴とする。
樹脂を枠体の内部に充填するとともに、樹脂の表面に蓋体として配線を設けた。これにより、枠体の開口に配線を臨ませることが可能になり、配線で複数の電子部品に対するシールド性を確保できる。
さらに、蓋部として配線を用いることで、蓋部の厚さ寸法を薄くでき、基板構造の薄型化が図れる。
また、本発明の電子機器は、前述した基板構造を有することを特徴とする。
本発明によれば、枠体および蓋部で枠体の内部を密閉空間とし、枠体の内部に樹脂を充填することで、複数の電子部品を一括被覆する樹脂部にシールド性が得られるとともに、基板に対する電子部品の実装強度を確保できるという効果を有する。
以下、本発明の実施の形態に係る基板構造について、図面を参照して説明する。
図１、図２に示すように、第１実施形態の基板構造１０は、基板１１と、基板１１に沿って実装された複数の電子部品１２と、各電子部品１２を樹脂により被覆するとともに基板１１に密着する樹脂部１３とを備え、携帯電話等の電子機器の筐体に収容される。
樹脂部１３は、各電子部品１２を囲うとともに基板１１に密着する枠体１５と、枠体１５の開口１６を閉鎖する蓋部１７とを備え、樹脂１８が枠体１５の内部に充填されている。
枠体１５は、外枠２１が略矩形状に形成され、外枠２１の下部が基板１１に密着され、上部が開口されている。外枠２１の内部には、第１、第２の仕切枠体２２，２３が設けられている。第１、第２の仕切枠体２２，２３は、それぞれの下部が基板１１に密着されている。
外枠２１の上部、および第１、第２の仕切枠体２２，２３の上部は、面一になるように、それぞれの高さが決められている。
第１仕切枠体２２の上部には、第１仕切枠体２２の両側の空間を連通する第１連通溝２４が形成されている。第２仕切枠体２３の上部には、第２仕切枠体２３の両側の空間を連通する第２連通溝２５が形成されている。
枠体１５の開口１６は蓋部１７で閉鎖されている。蓋部１７は、外枠２１の上部より一回り大きく形成された略矩形状のプレートである。
蓋体１５は、角部２７に切欠き２８が形成されている。この蓋部１７で枠体１５の開口１６を閉鎖した際に、切欠き２８と外枠２１とで連通孔２９を形成する。また、第１連通溝２４と蓋体１５とで第１連通孔を形成する。さらに、第２連通溝２５と蓋体１５とで第２連通孔を形成する。
これにより、枠体１５の内部が連通孔２９を経て枠体１５の外部と連通する。
枠体１５の内部には、樹脂１８が充填されている。具体的には、樹脂１８のうち、殆どの樹脂１８Ａが外枠２１の内部に充填され、残りの少量の樹脂１８Ｂが外枠２１の外部に沿って設けられる。
第１実施形態の基板構造１０によれば、枠体１５の開口１６を閉鎖する蓋部１７を備えることで、枠体１５および蓋部１７で枠体１５の内部を密閉空間とする。そして、枠体１５の内部に樹脂１８を充填する。
これにより、基板１１に対する複数の電子部品１２の実装強度を従来に比較して向上できる。
さらに、例えば枠体１５と蓋部１７とを金属性にしたり、シールド性が得られるような金属フィラーを樹脂１８に添加することで、複数の電子部品１２を被覆する樹脂１８にシールド性が得られる。
つぎに、第１実施形態の基板構造１０を製造する工程を図３〜図４に基づいて説明する。
図３に示すように、基板１１に複数の電子部品１２を実装し、樹脂部１３のうち、枠体１５および蓋部１７を設ける。
この状態で、金型３０、すなわち上型３１、下型３２間に配置する。上型３１と蓋部１７との間に離型フィルム３３を配置する。
離型フィルム３３は、ロール状に巻き付けたものを巻き戻した状態で、上型３１と蓋部１７との間に配置される。
配置した離型フィルム３３を、上型３１の成形面３１Ａに真空吸着し、この状態で金型３０を型締めする。
図４に示すように、図１に示す樹脂１８用の溶融樹脂を、上型３１のゲート３１Ｂから連通孔２９を経て外枠２１の内部、および外枠２１の外側に射出する。
溶融樹脂が凝固することにより、樹脂１８を得る。
溶融樹脂が凝固した後、金型３０を型開きする。
これにより、基板構造１０の製造工程が完了する。
以下、第２〜第７実施形態を図５〜図２２に基づいて説明する。なお、第２〜第７実施形態において、第１実施形態の基板構造１０と同一類似部材については同じ符号を付して説明を省略する。
第２実施形態
図５に示す第２実施形態の基板構造４０は、第１実施形態の樹脂１８を樹脂４１に代えたもので、その他の構成は第１実施形態の基板構造１０と同様である。
樹脂４１は、フィラー４２を添加した樹脂を射出形成したもので、枠体１５の内部に充填されている。
フィラー４２は、一例としてシリカフィラー（ＳｉＯ２）が用いられ、粒径としては、例えば平均８μｍ以上、または最大４０μｍ以下のものを用いることが好ましい。
また、樹脂４１にフィラー４２として金属フィラー、一例としてフェライト粒子を添加した場合、枠体１５の内部に充填することで、複数の電子部品１２を被覆する樹脂４１にシールド性が得られる。
特に、樹脂４１を射出成形の際に、フィラー４２が自重で沈降する。よって、フィラー４２が電子部品１２の周辺に集まり、高濃度のシールド層が形成される。
さらに、第２実施形態の基板構造４０によれば、第１実施形態の基板構造１０と同様の効果が得られる。
第２実施形態の変形例
第２実施形態の基板構造４０では、フィラー４２を自重で沈降させる例について説明したが、樹脂４１を射出成形の際に、遠心力を作用させることで、フィラー４２が電子部品１２の周辺に集めることも可能である。
遠心力を利用することで、フィラー４２を、時間をかけないで効率よく電子部品１２の周辺に集めることが可能になり、より一層高濃度のシールド層が得られるとともに、生産性の向上が図れる。
第３実施形態
図６〜図７に示す第３実施形態の基板構造５０は、第１実施形態の蓋部１７を蓋部５１に代えたもので、その他の構成は第１実施形態の基板構造１０と同様である。
蓋部５１は、複数の注入口５２が形成されている。複数の注入口５２は、外枠２１の内部（すなわち、枠体１５の内部）に連通している。
これにより、枠体１５の内部が複数の注入口５２を経て枠体１５の外部と連通する。
つぎに、第３実施形態の基板構造５０を製造する工程を図８〜図１１に基づいて説明する。
図８に示すように、基板１１に複数の電子部品１２を実装し、樹脂部１３のうち、枠体１５および蓋部５１を設ける。この状態で、蓋部５１の上方から、図６に示す樹脂１８用の溶融樹脂５３を供給して、蓋部５１の注入口５２から枠体１５の内部に注入する。
枠体１５の内部に溶融樹脂５３が完全に充填する前に、溶融樹脂５３の注入を停止する。すなわち、枠体１５の内部への注入量が、図８に示す状態で、溶融樹脂の注入を停止する。
図９に示すように、蓋部５１の上部に溶融樹脂５３を盛り上げる。
この状態で、図１０に示すように、金型５５、すなわち上型５６、下型５７間に配置する。上型５６と溶融樹脂５３との間に離型フィルム３３を配置する。
配置した離型フィルム３３を、上型５６の成形面５６Ａに真空吸着し、この状態で金型５５を型締めする。
図１１に示すように、金型５５を型締めすることで、蓋部５１の上部に盛り上げた溶融樹脂５３を、複数の注入口５２から枠体１５の内部へ注入する。枠体１５の内部に溶融樹脂５３が充填される。
溶融樹脂５３が凝固することにより、樹脂１８を得る。溶融樹脂が凝固した後、金型５５を型開きする。
これにより、基板構造５０の製造工程が完了する。
第３実施形態の基板構造５０によれば、蓋部５１に盛り上げた溶融樹脂５３を、金型５５を型締めすることで枠体１５の内部に注入するので、枠体１５の内部に溶融樹脂５３を注入する際に、枠体１５の上部から蓋部５１が浮き上がることを確実に防いで、枠体１５と蓋部５１との接触性を一層良好に確保できる。
さらに、第３実施形態の基板構造５０によれば、第１実施形態の基板構造１０と同様の効果が得られる。
第４実施形態
図１２（Ａ）〜（Ｃ）に示す第４実施形態の基板構造６０は、第３実施形態の基板構造５０の製造方法を変えて、枠体１５に蓋部５１を設ける前に、枠体１５の内部に溶融樹脂５３を注入したもので、構成は第３実施形態の基板構造５０と同様である。
第４実施形態の基板構造６０を製造する工程を図１２（Ａ）〜（Ｃ）に基づいて説明する。
図１２（Ａ）に示すように、基板１１に複数の電子部品１２を実装し、樹脂部１３の枠体１５を設ける。この状態で、枠体１５の上方から、図６に示す樹脂１８用の溶融樹脂５３を供給して枠体１５の内部に注入する。
枠体１５の内部に溶融樹脂５３を完全に充填する前に、溶融樹脂５３の注入を停止する。すなわち、枠体１５の内部への注入量が、図１２（Ａ）に示す状態で、溶融樹脂５３の注入を停止する。
図１２（Ｂ）に示すように、枠体１５の上部に蓋部５１を設ける。この状態で、図１２（Ｃ）に示すように、蓋部５１の上部に溶融樹脂５３を盛り上げる。
この状態で、図１０に示すように、金型５５、すなわち上型５６、下型５７間に配置する。上型５６と溶融樹脂５３との間に離型フィルム３３を配置する。
配置した離型フィルム３３を、上型５６の成形面５６Ａに真空吸着し、この状態で金型５５を型締めする。
図１１に示すように、金型５５を型締めすることで、蓋部５１の上部に盛り上げた溶融樹脂５３を、複数の注入口５２から枠体１５の内部へ注入する。枠体１５の内部に溶融樹脂５３が充填される。
溶融樹脂５３が凝固することにより、樹脂１８を得る。溶融樹脂が凝固した後、金型５５を型開きする。
これにより、基板構造６０の製造工程が完了する。
第４実施形態の基板構造６０によれば、枠体１５に蓋部５１を設ける前に、枠体１５に溶融樹脂５３を注入するので、枠体１５の上部から蓋部５１が浮き上がることを確実に防いで、枠体１５と蓋部５１との接触性をより一層良好に確保できる。
さらに、第４実施形態の基板構造６０によれば、第３実施形態の基板構造５０と同様の効果が得られる。
第５実施形態
図１３〜図１４に示す第５実施形態の基板構造７０は、第１実施形態の蓋部１７に代えて蓋部７１を備えたもので、その他の構成は第１実施形態の基板構造１０と同様である。 蓋部７１は、線状の導体７１Ａが複数本並列にシート状に配索された配線である。この蓋部７１は、離型フィルムの表面に配索された配線が、樹脂１８の頂部表面（表面）１８Ｃに転写されたものである。
蓋部７１は、平面状の頂部７２と、頂部７２の外形部に設けられた側壁７３と、側壁７３の下部に設けられた基端部７４とを備える。
頂部７２は、枠体１５の開口１６に臨ませて設けられ、枠体１５の内部に充填された樹脂１８Ａの頂部表面１８Ｃに転写されている。
側壁７３は、樹脂１８Ｂの表面１８Ｄに転写されている。樹脂１８Ｂは、外枠２１の外部に設けられている。
また、基端部７４は、基板１１に接触されている。基端部７４が、基板１１に接触しているので、枠体１５は金属性の部材でなくともよい。
基端部７４が基板１１に接触していない場合には、枠体１５を金属性にする必要がある。
なお、蓋部７１は、線状の導体を複数本並列に配索した配線に代えて、線状の導体を一本蛇行状に配索した配線を用いることも可能である。
つぎに、第５実施形態の基板構造７０を製造する工程を図１５〜図１６に基づいて説明する。
図１５に示すように、基板１１に複数の電子部品１２を実装し、枠体１５を設ける。この状態で、金型７５、すなわち上型７６、下型７７間に配置する。上型７６と枠体１５との間に配線シート７８を配置する。
配線シート７８は、離型フィルム７９の下面に、配線状の蓋部７１が設けられている。 この配線シート７８を、上型７６の成形面７６Ａに真空吸着し、この状態で金型７５を型締めする。
図１６に示すように、金型７５を型締めした後、上型７６のゲート７６Ｂから、図１３に示す樹脂１８用の溶融樹脂を枠体１５の内部へ注入する。枠体１５の内部に溶融樹脂が充填される。
溶融樹脂が凝固することにより、樹脂１８を得る。溶融樹脂が凝固した後、金型７５を型開きする。
これにより、基板構造７０の製造工程が完了する。
第５実施形態の基板構造７０によれば、樹脂を枠体の内部に充填するとともに、樹脂の表面に配線を設けた。これにより、枠体の開口に配線を臨ませることが可能になり、配線で複数の電子部品に対するシールド性を確保できる。
また、第５実施形態の基板構造７０によれば、蓋部７１として配線を用いることで、蓋部７１の厚さ寸法を薄くでき、基板構造７０の薄型化が図れる。
加えて、第５実施形態の基板構造７０によれば、第１実施形態の基板構造１０と同様の効果が得られる。
第６実施形態
図１７〜図１８に示す第６実施形態の基板構造８０は、第１実施形態の蓋部１７に代えて蓋部８１を備えたもので、その他の構成は第１実施形態の基板構造１０と同様である。 蓋部８１は、開口１６に臨む頂部８２を備え、頂部８２の周部８３にリブ８４が設けられている。
このリブ８４は、枠体１５を構成する外枠２１の上部２１Ａに重複するように、外枠２１より一回り大きく形成されている。
加えて、リブ８４は、リブ８４が徐々に大きく開くようにテーパ状に形成されている。一方、外枠２１の上部２１Ａもテーパ状に形成されている。これにより、外枠２１の上部２１Ａにリブ８４が接触し、蓋部８１で開口１６が閉鎖される。
つぎに、第６実施形態の基板構造８０を製造する工程を図１９〜図２１に基づいて説明する。
図１９に示すように、基板１１に複数の電子部品１２を実装し、枠体１５を設ける。
この状態で、金型８５、すなわち上型８６、下型８７間に配置する。上型８６と枠体１５との間に離型フィルム３３を配置する。
この離型フィルム３３を、上型８６の成形面８６Ａに真空吸着し、この状態で金型８５を型締めする。
図２０に示すように、金型８５を型締めした後、上型８６のゲート８６Ｂから枠体１５の内部へ、図１７に示す樹脂１８用の溶融樹脂を注入する。枠体１５の内部に溶融樹脂が充填される。
溶融樹脂が凝固することにより樹脂１８を得る。溶融樹脂が凝固した後、金型８５を型開きする。
この状態で、外枠２１の上部２１Ａが露出されている。露出されている外枠２１の上部２１Ａに蓋部８１を被せる。
ここで、リブ８４が徐々に大きく開くようにテーパ状に形成され、加えて、リブ８４の端縁８４Ａが徐々に大きく開くようにテーパ状に形成されている。
これにより、外枠２１の上部２１Ａにリブ８４を容易に嵌め込むことができ、蓋部８１を簡単に被せることができる。
外枠２１の上部２１Ａに蓋部８１を被せることで、外枠２１の上部２１Ａとリブ８４とが接触した状態で重複する。
これにより、基板構造８０の製造工程が完了する。
第６実施形態の基板構造８０によれば、蓋部８１の周部にリブ８４を設け、外枠２１の上部２１Ａに重複させることで、蓋部８１と枠体１５との隙間を抑えることが可能になり、確実なシールド性が得られる。
さらに、第７実施形態の基板構造８０によれば、第１実施形態の基板構造１０と同様の効果が得られる。
第７実施形態
図２２に示す第７実施形態の基板構造９０は、第１実施形態の蓋部１７に代えて蓋部９１を備えたもので、その他の構成は第１実施形態の基板構造１０と同様である。
蓋部９１は、縁部９２を上向きのテーパ状に形成したもので、その他の構造は第１実施形態の蓋部１７と同様である。
蓋部９１の縁部９２を上向きのテーパ状に形成したので、金型３３で型締めした際に、上型の押圧力が矢印で示すように斜め向きになる。
この斜め向きの押圧力で溶融樹脂を注入する際に、溶融樹脂が蓋部９１の表面９１Ａ側に回り込むことを防止する。
これにより、蓋部９１表面９１Ａの印字や刻印を樹脂で覆って判読不能になることを防止できる。
なお、前記第１〜第７実施形態で例示した樹脂部、枠体、蓋部、樹脂、リブの形状や寸法は適宜変更が可能である。
本出願は、２００５年８月３０日出願の日本特許出願（特願2005-250201）に基づくも
のであり、それらの内容はここに参照として取り込まれる。
本発明は、基板に沿って複数の電子部品を実装し、各電子部品を樹脂部で被覆するとともに樹脂部を基板に密着させた基板構造および電子機器への適用に好適である。
本発明に係る基板構造の第１実施形態を示す断面図である。 第１実施形態に係る基板構造を示す分解斜視図である。 第１実施形態に係る基板構造の製造工程において金型を型締めする例を説明する図である。 第１実施形態に係る基板構造の製造工程において溶融樹脂を注入する例を説明する図である。 本発明に係る基板構造の第２実施形態を示す断面図である。 本発明に係る基板構造の第３実施形態を示す断面図である。 第３実施形態に係る基板構造を示す分解斜視図である。 第３実施形態に係る基板構造の製造工程において溶融樹脂を一定量注入する例を説明する図である。 第３実施形態に係る基板構造の製造工程において蓋部に溶融樹脂を盛り上げる例を説明する図である。 第３実施形態に係る基板構造の製造工程において金型内にセットした例を説明する図である。 第３実施形態に係る基板構造の製造工程において金型を型締めすることにより溶融樹脂を注入する例を説明する図である。 図１２（Ａ）〜（Ｂ）は本発明に係る第４実施形態の基板構造を製造する工程について説明する図である。 本発明に係る基板構造の第５実施形態を示す断面図である。 第５実施形態に係る基板構造を示す分解斜視図である。 第５実施形態に係る基板構造の製造工程において金型を型締めする例を説明する図である。 第５実施形態に係る基板構造の製造工程において溶融樹脂を注入する例を説明する図である。 本発明に係る基板構造の第６実施形態を示す断面図である。 第６実施形態に係る基板構造を示す分解斜視図である。 第６実施形態に係る基板構造の製造工程において金型を型締めする例を説明する図である。 第６実施形態に係る基板構造の製造工程において溶融樹脂を注入する例を説明する図である。 第６実施形態に係る基板構造の製造工程において蓋部を被せる例を説明する図である。 本発明に係る基板構造の第７実施形態を示す断面図である。
符号の説明
１０，４０，５０，６０，７０，８０，９０ 基板構造
１１ 基板
１２ 電子部品
１３ 樹脂部
１５ 枠体
１６ 開口
１７，７１，８１ 蓋部
１８，４１ 樹脂
１８Ｃ 樹脂の表面
４２ フィラー
７１Ａ 線状の導体
８４ リブ

Claims (4)

  1. 筐体と、
    前記筐体内に配置された基板と、
    前記基板に実装された複数の電子部品と、
    前記複数の電子部品を囲い、前記基板に密着する金属性の枠体と、
    前記枠体の開口を閉鎖する金属性の蓋部と、
    前記蓋部の周部に設けられ、前記枠体の側面と重複し接触するリブと、
    前記枠体の内部に充填され、前記複数の電子部品を被覆する樹脂部と、
    下部が前記基板に密着され、前記複数の電子部品を仕切る仕切枠体と、
    を備えた携帯電話。
  2. 請求項１記載の携帯電話であって、
    前記枠体の上部と前記仕切枠体の上部とが同一面上にあることを特徴とする携帯電話。
  3. 請求項１又は請求項２に記載の携帯電話であって、
    前記枠体と前記仕切枠体が一体であることを特徴とする携帯電話。
  4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の携帯電話であって、
    前記樹脂部が金属性フィラーを含むことを特徴とする携帯電話。
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