JP2010171050A - 電子部品パッケージ - Google Patents

Abstract

【課題】ウエハからの取出個数を多くできるとともに、機能面を両面に有する電子部品でも容易に、かつ、確実に電気的に導通可能であり、かつ従来に比べて小型化が可能な電子部品パッケージを提供する。
【解決手段】電子部品１１と、電子部品を覆うように複数の構成部材を接合して形成されたケーシング１３と、を有する電子部品パッケージ１０において、ケーシング１３の電子部品の機能面１１ａ，１１ｂと交差する面に信号処理用ＩＣが形成されており、電子部品の機能面１１ａ，１１ｂと、ケーシングの構成部材２１，２２，２３間の接合面２１ａ，２１ｂとが、交差するように配置されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子部品パッケージに関するものである。

近年、電子部品の一つとして、半導体プロセス技術を用いて基板に機械的構造を形成した電気的に駆動する微小デバイスであるＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）デバイスが注目されている。このＭＥＭＳデバイスは、半導体技術を利用して製造されることから、加工精度の高さ、量産の容易さなどといった利点があり、ＩＴ関連のみならず、通信や化学、医療やバイオなどといった様々な分野に応用され始めている。

このＭＥＭＳデバイスなどの電子部品は、一般的に、内部にキャビティが形成されたパッケージに収容されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の表面実装型圧電デバイスは、平板状のパッケージ本体と、パッケージ本体上に支持した圧電振動素子（電子部品）を含むパッケージ本体上の空間を包囲した状態で固定される逆碗状の金属リッドと、からなり、パッケージ本体の上面周縁に沿って形成された金属メッキ壁と、金属メッキ壁の内側のスルーホールの各上側開口を塞ぐようにパッケージ本体上面にそれぞれ配置され、かつ、圧電振動素子を支持する内部電極と、パッケージ本体下面に配置された金属メッキ外部電極と、を備えたものである。

また、この種のＭＥＭＳデバイスとしては、ＭＥＭＳチップおよびＭＥＭＳチップの出力信号を信号処理する信号処理用ＩＣを直方体状のセラミックパッケージに収納したものやキャンパッケージに収納したものなどが提供されている。
また、従来から、セラミック基板の一面に実装した信号処理用ＩＣチップ上にＭＥＭＳチップを搭載するとともに、ＭＥＭＳチップと信号処理用ＩＣチップをボンディングワイヤを介して電気的に接続し、各チップを覆うセラミックキャップをセラミック基板の一面側に覆着した構成のＭＥＭＳデバイスも提案されている。（例えば、特許文献２参照）

特開２００３−８７０７１号公報 特開平８−１１０３５１号公報

ところで、特許文献１の表面実装型圧電デバイスは、平板状のパッケージ本体と略平行に圧電振動素子（電子部品）が配され、圧電振動素子の上方から逆碗状の金属リッドを被せるようにして形成されている。つまり、パッケージ本体と金属リッドとの接合面が、圧電振動素子の機能面と略平行になっている。このように構成すると、パッケージ本体を構成するウエハの表面と電子部品において面積が大きい機能面とが平行になるように配置され、ウエハ上に載置可能な電子部品の個数が限られるという問題がある。また、両面が機能面として構成された電子部品を実装する場合、電子部品の両面と電気的に導通をとるためには、電子部品の機能面と内部電極との間に導通可能な貫通電極やワイヤボンディングなどの配線を新たに形成する必要がある。したがって、機能面を両面に有する電子部品の場合、従来の製造方法では生産効率が悪い。

また、特許文献２のＭＥＭＳデバイスのようにセラミック基板の一面上に実装した信号処理用ＩＣチップ上にＭＥＭＳチップを搭載するとともに、ＭＥＭＳチップと信号処理用ＩＣチップとをボンディングワイヤを介して電気的に接続し、各チップを覆うセラミックキャップをセラミック基板の一面側に覆着した構成のものでは、ＭＥＭＳデバイス全体の厚み寸法が大きくなってしまう。

そこで、本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、ウエハからの取出個数を多くできるとともに、機能面を両面に有する電子部品でも容易に、かつ、確実に電気的に導通可能であり、かつ従来に比べて小型化が可能な電子部品パッケージを提供するものである。

上記の課題を解決するために、本発明は以下の手段を提供する。
電子部品と、前記電子部品を覆うように複数の構成部材を接合して形成されたケーシングと、を有する電子部品パッケージにおいて、前記電子部品の機能面と、前記ケーシングの構成部材間の接合面とが、交差するように配置されており、かつ前記ケーシングの構成部材の接合面と平行な面に信号処理用ＩＣが形成されていることを特徴としている。

このように構成することで、一般的に電子部品の中で面積が大きい機能面が、複数の部材からなるケーシングの部材同士の接合面と平行でなくなるため、例えば、ケーシングをウエハで形成する際に、ウエハに対して電子部品の配置個数を多くすることができる。つまり、ウエハからの電子部品パッケージの取出個数を多くすることができる。また、電子部品の表面および裏面の両面が機能面である場合、電子部品の側面とケーシングの内面とが接するように構成されるため、電子部品の表裏面の電極を側面付近に形成しつつ、ケーシングの内面との間に導電性ペーストなどの導電材料を介して配置することにより容易に、かつ、確実に電気的に導通をとることができる。また、電子部品パッケージにおける電子部品の機能面と平行な面内のサイズが電子部品の機能面のサイズとほぼ同じ大きさとすることが可能となるので、従来に比べてＭＥＭＳデバイス全体の小型化を図ることができる。

また、前記電子部品の機能面と、前記ケーシングにおける前記電子部品の実装面とが、交差するように配置されていることを特徴としている。

このように構成することで、電子部品をケーシングに実装する際に、実装面積を小さくすることができる。したがって、ケーシングを構成するウエハに対して電子部品を数多く配置することができ、ウエハからの取出個数を多くすることができる。

また、前記ケーシングが、前記電子部品を収容可能な貫通孔が形成された第一ケーシングと、前記信号処理用ＩＣが形成され、かつ前記貫通孔の両端開口部を覆う第二ケーシングおよび第三ケーシングとで構成され、前記電子部品の機能面が前記貫通孔の内周面に対向するように配置されていることを特徴としている。

このように構成することで、電子部品の機能面が、第一ケーシングと第二ケーシングとの接合面および第一ケーシングと第三ケーシングとの接合面とそれぞれ平行でなくなるため、例えば、第一〜第三ケーシングをウエハで形成する際に、ウエハに対して電子部品の配置個数を多くすることができる。つまり、ウエハからの電子部品パッケージの取出個数を多くすることができる。また、電子部品の表面および裏面の両面が機能面である場合、電子部品の側面と第二ケーシングまたは第三ケーシングの内面とが接するように構成されるため、電子部品の表裏面の電極を側面付近に形成しつつ、第二ケーシングまたは第三ケーシングの内面との間に導電性ペーストなどの導電材料を介して配置することにより容易に、かつ、確実に電気的に導通をとることができる。また、電子部品パッケージにおける電子部品の機能面と平行な面内のサイズが電子部品の機能面のサイズとほぼ同じ大きさとすることが可能となるので、従来に比べてＭＥＭＳデバイス全体の小型化を図ることができる。

また、前記ケーシングが、前記電子部品の少なくとも一部を収容可能な凹部と外表面に信号処理用ＩＣが形成された第四ケーシングおよび前記電子部品の少なくとも一部を収容可能な凹部が形成された第五ケーシングで構成され、前記電子部品の機能面が前記第四ケーシングの凹部の側面および前記第五ケーシングの凹部の側面に対向するように配置されていることを特徴としている。

このように構成することで、電子部品の機能面が、第四ケーシングと第五ケーシングとの接合面と平行でなくなるため、例えば、第四〜第五ケーシングをウエハで形成する際に、ウエハに対して電子部品の配置個数を多くすることができる。つまり、ウエハからの電子部品パッケージの取出個数を多くすることができる。また、電子部品の表面および裏面の両面が機能面である場合、電子部品の側面と第四ケーシングまたは第五ケーシングの凹部の底面とが接するように構成されるため、電子部品の表裏面の電極を側面付近に形成しつつ、第四ケーシングまたは第五ケーシングの凹部の底面との間に導電性ペーストなどの導電材料を介して配置することにより容易に、かつ、確実に電気的に導通をとることができる。また、電子部品パッケージにおける電子部品の機能面と平行な面内のサイズが電子部品の機能面のサイズとほぼ同じ大きさとすることが可能となるので、従来に比べてＭＥＭＳデバイス全体の小型化を図ることができる。

また、前記ケーシングが、前記電子部品を収容可能な凹部と外表面に信号処理用ＩＣが形成された第六ケーシングと、前記凹部の開口部を覆う第七ケーシングとで構成され、前記電子部品の機能面が前記凹部の側面に対向するように配置されていることを特徴としている。

このように構成することで、電子部品の機能面が、第六ケーシングと第七ケーシングとの接合面と平行でなくなるため、例えば、第六〜第七ケーシングをウエハで形成する際に、ウエハに対して電子部品の配置個数を多くすることができる。つまり、ウエハからの電子部品パッケージの取出個数を多くすることができる。また、電子部品の表面および裏面の両面が機能面である場合、電子部品の側面と第六ケーシングの凹部の底面とが接するように構成されるため、電子部品の表裏面の電極を側面付近に形成しつつ、第六ケーシングの凹部の底面との間に導電性ペーストなどの導電材料を介して配置することにより容易に、かつ、確実に電気的に導通をとることができる。また、電子部品パッケージにおける電子部品の機能面と平行な面内のサイズが電子部品の機能面のサイズとほぼ同じ大きさとすることが可能となるので、従来に比べてＭＥＭＳデバイス全体の小型化を図ることができる。

本発明に係る電子部品パッケージによれば、一般的に電子部品の中で面積が大きい機能面が、複数の部材からなるケーシングの部材同士の接合面と平行でなくなるため、例えば、ケーシングをウエハで形成する際に、ウエハに対して電子部品の配置個数を多くすることができる。つまり、ウエハからの電子部品パッケージの取出個数を多くすることができる。また、電子部品の表面および裏面の両面が機能面である場合、電子部品の側面とケーシングの内面とが接するように構成されるため、電子部品の表裏面の電極を側面付近に形成しつつ、ケーシングの内面との間に導電性ペーストなどの導電材料を介して配置することにより容易に、かつ、確実に電気的に導通をとることができる。また、電子部品パッケージにおける電子部品の機能面と平行な面内のサイズが電子部品の機能面のサイズとほぼ同じ大きさとすることが可能となるので、従来に比べてＭＥＭＳデバイス全体の小型化を図ることができる。

本発明の第一実施形態における電子部品パッケージの斜視図である。 図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 本発明の第二実施形態における電子部品パッケージの斜視図である。 図１３のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。 本発明の第三実施形態における電子部品パッケージの斜視図である。 図２３のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。

（第一実施形態）
次に、本発明に係る電子部品パッケージの第一実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。

図１〜図３に示すように、電子部品パッケージ１０は、平板状の電子部品１１と、電子部品１１を覆うケーシング１３と、電子部品１１とケーシング１３との接合箇所に配された導電材料１５と、ケーシング１３の外周面に配された外部電極１７と、導電材料１５と外部電極１７との間を電気的に接続する配線部１９と、を備えている。

電子部品１１は、例えばＭＥＭＳや水晶振動子などで構成されており、その表面１１ａおよび裏面１１ｂに機能面を有している。また、電子部品１１の側面１１ｃは、第二ケーシング２２の表面２２ｃに設けられた図示しないＩＣと導電性ペーストからなる導電材料１５に接合されている。さらに、表面１１ａおよび裏面１１ｂにおける側面１１ｃ近傍には電極１２が形成されている。

ケーシング１３は、例えばシリコンで形成された外形略直方体で、内部に空洞が形成された部材である。本実施形態では、電子部品１１を収容可能な貫通孔２０が形成された第一ケーシング２１と、第一ケーシング２１の貫通孔２０の両端をそれぞれ閉塞する第二ケーシング２２および第三ケーシング２３と、で構成されている。

第一ケーシング２１の貫通孔２０の内周面３１と電子部品１１の表面１１ａとが対向し、貫通孔２０の内周面３２と電子部品１１の裏面１１ｂとが対向するように配置されている。なお、内周面３１および３２は、互いに対向する面であり、貫通孔２０の４面ある内周面のうち、面積の大きい方の内周面である。

第二ケーシング２２および第三ケーシング２３は平板状の部材であり、第一ケーシング２１の端面２１ａ，２１ｂにおいて、陽極接合や接着剤接合、または金や錫を用いたはんだ接合、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｕ、Ｇｅ等を用いた金属−金属接合などによりそれぞれ接合されている。また、第二ケーシング２２の表面２２ｃには信号処理用ＩＣが形成されており、電子部品１１の出力信号を増幅する増幅回路、センサの感度やオフセット電圧およびそれらの温度特性を補正する温度補償回路、ノイズを除去するノイズ除去回路などが集積化されているが、これらの回路の回路構成および動作は周知なので図示および説明を省略する。

また、第二ケーシング２２に形成された貫通孔２５（本実施形態では２個）の内部に導電性ペーストなどを充填することによって貫通電極２７が形成されている。

また、第一ケーシング２１の外表面２１ｃにおける外部電極１７が形成される領域に、切欠部２１ｄが形成されている（本実施形態では２箇所）。さらに、第二ケーシング２２の外表面２２ａにおける貫通電極２７と外部電極１７との間の領域に、切欠部２２ｂが形成されている。この切欠部２２ｂには導電性ペーストなどからなる配線部１９が形成されている。この配線部１９により導電材料１５と外部電極１７とが電気的に接続されている。

本実施形態によれば、略平板状の電子部品１１において面積が大きい機能面（表面１１ａおよび裏面１１ｂ）が、第一ケーシング２１、第二ケーシング２２および第三ケーシング２３からなるケーシング１３の部材同士の接合面と平行でなく、略直交する方向に配置されているため、ケーシング１３を構成するウエハに対して電子部品１１の配置個数を多くすることができる。したがって、ウエハからの電子部品パッケージ１０の取出個数を多くすることができる。

また、電子部品パッケージ１０の略平板状の電子部品１１と平行な方向のサイズは略平板状の電子部品１１と同等のサイズ、電子部品パッケージ１０の略平板状の電子部品１１と平行な方向のサイズは信号処理用ＩＣとほぼ同等のサイズとすることが可能となるため、従来に比べ電子部品パッケージ１０の小型化を図ることができる。

また、電子部品１１の表面１１ａおよび裏面１１ｂの両面が機能面であり、電子部品１１の側面１１ｃと第二ケーシング２２の表面２２ｃとが接するように構成したため、電子部品１１の側面１１ｃと第二ケーシング２２の表面との間に導電性ペーストからなる導電材料１５を介して配置することにより容易に、かつ、確実に電気的に導通をとることができる。

（第二実施形態）
次に、本発明に係る電子部品パッケージの第二実施形態を図４および図５に基づいて説明する。なお、本実施形態は、第一実施形態とケーシングの構成が異なるのみであり、その他の構成は略同一であるため、同一箇所には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

図４、図５に示すように、電子部品パッケージ１１０は、電子部品１１と、電子部品１１を覆うケーシング１１３と、電子部品１１とケーシング１１３との接合箇所に配された導電材料１５と、ケーシング１１３の外周面に配された外部電極１７と、導電材料１５と外部電極１７との間を電気的に接続する配線部１９と、を備えている。

ケーシング１１３は、電子部品１１の略半分を収容可能な凹部１２０が形成された第四ケーシング１２４と、同じく電子部品１１の略半分を収容可能な凹部１２１が形成された第五ケーシング１２５と、で構成されている。

第四ケーシング１２４の凹部１２０の側面１３１と電子部品１１の表面１１ａとが対向し、凹部１２０の側面１３２と電子部品１１の裏面１１ｂとが対向するように配置されている。同様に、第五ケーシング１２５の凹部１２１の側面１３３と電子部品１１の表面１１ａとが対向し、凹部１２１の側面１３４と電子部品１１の裏面１１ｂとが対向するように配置されている。なお、側面１３１と側面１３２、および、側面１３３と側面１３４は、互いに対向する面であり、凹部１２０および凹部１２１の４面ある側面のうち、面積の大きい方の側面である。

第四ケーシング１２４と第五ケーシング１２５とは、それぞれの端面１２４ａ，１２５ａにおいて接合されている。また、第四ケーシング１２４には貫通孔２５が形成されており（本実施形態では２個）、貫通孔２５の内部に導電性ペーストなどを充填することによって貫通電極２７が形成されている。

また、第四ケーシング１２４の外表面１２４ｃには信号処理用ＩＣが形成されており、貫通電極２７および導電材料１５を通して信号処理用ＩＣと電子部品１１は電気的につながっている。

また、第四ケーシング１２４の外表面１２４ｃにおける外部電極１７が形成される領域に、切欠部１２４ｄが形成されている。さらに、第四ケーシング１２４の外表面１２４ｂにおける貫通電極２７と外部電極１７との間の領域に、切欠部１２４ｅが形成されている。この切欠部１２４ｅには配線部１９が形成されている。

本実施形態によれば、略平板状の電子部品１１において面積が大きい機能面（表面１１ａおよび裏面１１ｂ）が、第四ケーシング１２４および第五ケーシング１２５からなるケーシング１１３の部材同士の接合面と平行でなく、略直交する方向に配置されているため、ケーシング１１３を構成するウエハに対して電子部品１１の配置個数を多くすることができる。ウエハを有効に利用することができる。

また、電子部品パッケージ１０の略平板状の電子部品１１と平行な方向のサイズは略平板状の電子部品１１と同等のサイズ、電子部品パッケージ１０の略平板状の電子部品１１と平行な方向のサイズは信号処理用ＩＣとほぼ同等のサイズとすることが可能となるため、従来に比べ電子部品パッケージ１０の小型化を図ることができる。

また、電子部品１１の表面１１ａおよび裏面１１ｂの両面に機能面を有し、電子部品１１の側面１１ｃと第四ケーシング１２４の凹部１２０の底面１２０ａとが接するように構成したため、電子部品１１の側面１１ｃと凹部１２０の底面１２０ａとの間に導電性ペーストからなる導電材料１５を介して配置することにより容易に、かつ、確実に電気的に導通をとることができる。

（第三実施形態）
次に、本発明に係る電子部品パッケージの第三実施形態を図６および図７に基づいて説明する。なお、本実施形態は、第一実施形態とケーシングの構成が異なるのみであり、その他の構成は略同一であるため、同一箇所には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

図６、図７に示すように、電子部品パッケージ２１０は、電子部品１１と、電子部品１１を覆うケーシング２１３と、電子部品１１とケーシング２１３との接合箇所に配された導電材料１５と、ケーシング２１３の外周面に配された外部電極１７と、導電材料１５と外部電極１７との間を電気的に接続する配線部１９と、を備えている。

ケーシング２１３は、電子部品１１を収容可能な凹部２２０が形成された第六ケーシング２２６と、凹部２２０を閉塞する略平板状の第七ケーシング２２７と、で構成されている。

第六ケーシング２２６の凹部２２０の側面２３１と電子部品１１の表面１１ａとが対向し、凹部２２０の側面２３２と電子部品１１の裏面１１ｂとが対向するように配置されている。なお、側面２３１と側面２３２とは、互いに対向する面であり、凹部２２０の４面ある側面のうち、面積の大きい方の側面である。

第六ケーシング２２６と第七ケーシング２２７とは、第六ケーシング２２６の端面２２６ａにおいて接合されている。また、第六ケーシング２２６には貫通孔２５が形成されており（本実施形態では２個）、貫通孔２５の内部に導電性ペーストなどを充填することによって貫通電極２７が形成されている。

また、第六ケーシング２２６の外表面２２６ｃには信号処理用ＩＣが形成されており、貫通電極２７および導電材料１５を通して信号処理用ＩＣと電子部品１１は電気的につながっている。

また、第六ケーシング２２６の外表面２２６ｃにおける外部電極１７が形成される領域に、切欠部２２６ｄが形成されている。さらに、第六ケーシング２２６の外表面２２６ｂにおける貫通電極２７と外部電極１７との間の領域に、切欠部２２６ｅが形成されている。この切欠部２２６ｅには配線部１９が形成されている。

本実施形態によれば、略平板状の電子部品１１において面積が大きい機能面（表面１１ａおよび裏面１１ｂ）が、第六ケーシング２２６および第七ケーシング２２７からなるケーシング２１３の部材同士の接合面と平行でなく、略直交する方向に配置されているため、ケーシング２１３を構成するウエハに対して電子部品１１の配置個数を多くすることができる。

また、電子部品パッケージ１０の略平板状の電子部品１１と平行な方向のサイズは略平板状の電子部品１１と同等のサイズ、電子部品パッケージ１０の略平板状の電子部品１１と平行な方向のサイズは信号処理用ＩＣとほぼ同等のサイズとすることが可能となるため、従来に比べ電子部品パッケージ１０の小型化を図ることができる。

また、電子部品１１の表面１１ａおよび裏面１１ｂの両面に機能面を有し、電子部品１１の側面１１ｃと第六ケーシング２２６の凹部２２０の底面２２０ａとが接するように構成したため、電子部品１１の側面１１ｃと凹部２２０の底面２２０ａとの間に導電性ペーストからなる導電材料１５を介して配置することにより容易に、かつ、確実に電気的に導通をとることができる。

尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な形状や構成等は一例にすぎず、適宜変更が可能である。

例えば、本実施形態では、ケーシングにシリコンウエハを用いた場合の説明をしたが、ガラス基板やセラミック、金属基板を用いることも可能である。

１０…電子部品パッケージ １１…電子部品 １１ａ…表面（機能面） １１ｂ…裏面（機能面） １３…ケーシング ２０…貫通孔 ２１…第一ケーシング ２１ａ…端面（接合面） ２１ｂ…端面（接合面） ２２…第二ケーシング ２２ｃ…表面（実装面） ２３…第三ケーシング ３１…内周面 ３２…内周面 １１０…電子部品パッケージ １２０…凹部 １２１…凹部 １２４…第四ケーシング １２５…第五ケーシング １３１，１３２…側面 １３３，１３４…側面 ２１０…電子部品パッケージ ２２０…凹部 ２２６…第六ケーシング ２２７…第七ケーシング ２３１，２３２…側面

Claims (5)

1. 電子部品と、
   前記電子部品を覆うように複数の構成部材を接合して形成されたケーシングと、を有する電子部品パッケージにおいて、
   前記電子部品の機能面と、前記ケーシングの構成部材間の接合面とが、交差するように配置されており、かつ前記ケーシングの構成部材の接合面と平行な面に信号処理用ＩＣが形成されている電子部品パッケージ。
2. 前記電子部品の機能面と、前記ケーシングにおける前記電子部品の実装面とが、交差するように配置されている請求項１に記載の電子部品パッケージ。
3. 前記ケーシングは、前記電子部品を収容可能な貫通孔が形成された第一ケーシングと、前記信号処理用ＩＣが形成され、かつ前記貫通孔の両端開口部を覆う第二ケーシングおよび第三ケーシングとで構成され、
   前記電子部品の機能面が前記貫通孔の内周面に対向するように配置されている請求項１または請求項２に記載の電子部品パッケージ。
4. 前記ケーシングは、前記電子部品の少なくとも一部を収容可能な凹部と外表面に信号処理用ＩＣが形成された第四ケーシングおよび前記電子部品の少なくとも一部を収容可能な凹部が形成された第五ケーシングで構成され、
   前記電子部品の機能面が前記第四ケーシングの凹部の側面および前記第五ケーシングの凹部の側面に対向するように配置されている請求項１または請求項２に記載の電子部品パッケージ。
5. 前記ケーシングが、前記電子部品を収容可能な凹部と外表面に信号処理用ＩＣが形成された第六ケーシングと、前記凹部の開口部を覆う第七ケーシングとで構成され、
   前記電子部品の機能面が前記凹部の側面に対向するように配置されている請求項１または請求項２に記載の電子部品パッケージ。

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