JP2012182330A - ダイピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ダイピックアップ装置において、安定したシート剥離性能を確保する。
【解決手段】吸着ノズル３０のパッド３０ａでダイシングシート２９上のダイ２１を吸着保持しながら、該ダイ２１の貼着部分の手前側から剥離ステージ１８を該ダイ２１の貼着部分の真下へスライドさせることで該ダイ２１の貼着部分を徐々にシート剥離した後、吸着ノズル３０を上昇させてダイ２１をピックアップする。吸着ノズル３０のパッド３０ａの吸着面部を多孔質部材又は多孔状部材で形成し、シート剥離開始側の吸着面に対する孔の面積比（気孔率）がシート剥離終了側の吸着面に対する孔の面積比より大きくなるように構成する。これにより、吸着ノズル３０のパッド３０ａのシート剥離開始側の吸着力を相対的に大きくして、安定したシート剥離性能を確保できるようにする。
【選択図】図８

Description

本発明は、ダイシングシートに貼着されたダイを吸着ノズルでピックアップする際に、吸着ノズルでピックアップするダイの貼着部分をシート剥離するための剥離ステージを備えたダイピックアップ装置に関する発明である。

ダイシングシートに貼着されたダイを剥離する方式には、突き上げ剥離方式とスライド剥離方式とがある。突き上げ剥離方式では、特許文献１（特開２０１０−１２９９４９号公報）に記載されているように、碁盤目状にダイシングされたウエハが貼着された伸縮可能なダイシングシート上のウエハから分割したダイを吸着ノズルで吸着してピックアップする際に、ダイシングシートのうちの吸着しようとするダイの貼着部分をその真下から突き上げポットで突き上げて該ダイの貼着部分をダイシングシートから部分的に剥離させながら、吸着ノズルで該ダイを吸着してダイシングシートからピックアップするようにしている。

しかし、ダイが薄くて割れやすいダイの場合は、上記突き上げ剥離方式ではダイが割れてしまう可能性があるため、スライド剥離方式が用いられる。スライド剥離方式では、特許文献２（特許第３２０９７３６号公報）に記載されているように、多数のダイが貼着されたダイシングシート上のダイをピックアップする吸着ノズル（コレット）と、シート吸引孔を有する剥離ステージとを備え、吸着ノズルのパッドでダイシングシート上のダイを吸着保持しながら、該ダイの貼着部分の手前側から剥離ステージのシート吸引孔を該ダイの貼着部分の真下へスライドさせることで、該ダイの貼着部分を徐々にシート剥離するようにしている。

特開２０１０−１２９９４９号公報 特許第３２０９７３６号公報

ところで、シート剥離する際に、薄いダイが割れないようにするために、シート剥離するダイのほぼ全面を吸着ノズルのパッドで吸着保持する必要があり、そのために、吸着ノズルのパッドを多孔質材料で形成するのが一般的である。しかし、多孔質パッドの孔は微細であるため、生産設備の負圧源から吸着ノズルに供給される負圧（バキューム圧）に対して多孔質パッドの吸着力が大幅に弱められてしまう。特に、シート剥離開始部分については比較的大きな吸着力が必要となるため、シート剥離開始部分の吸着力が不足して、安定したシート剥離性能を確保できない可能性があった。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、安定したシート剥離性能を確保できるダイピックアップ装置を提供することである。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、ウエハをダイシングして形成した多数のダイが貼着されたダイシングシート上のダイをピックアップする吸着ノズルと、前記吸着ノズルでピックアップするダイの貼着部分をシート剥離する剥離ステージとを備え、前記吸着ノズルのパッドで前記ダイシングシート上のダイを吸着保持しながら、該ダイの貼着部分の手前側から前記剥離ステージを該ダイの貼着部分の真下へスライドさせることで該ダイの貼着部分をシート剥離するダイピックアップ装置において、前記吸着ノズルのパッドを、シート剥離開始側の吸着力がその反対側の吸着力より大きくなるように形成したことを特徴とするものである。本発明では、吸着ノズルのパッドのうちのシート剥離開始部分で比較的大きな吸着力を必要とするという事情を考慮して、吸着ノズルのパッドをシート剥離開始側の吸着力が相対的に大きくなるように形成しているため、シート剥離開始部分の吸着力を十分に確保できて、安定したシート剥離性能を確保できる。

具体的には、請求項２のように、吸着ノズルのパッドを多孔質部材又は多孔状部材により形成し、シート剥離開始側の吸着面に対する孔の面積比（気孔率）がシート剥離終了側の吸着面に対する孔の面積比より大きくなるように構成すると良い。吸着面に対する孔の面積比が大きくなるほど、吸着力が大きくなるためである。

更に、ダイのシート剥離量が増加するに従ってシート剥離に必要な吸引力が小さくなることを考慮して、請求項３のように、吸着ノズルのパッドは、シート剥離開始側からシート剥離終了側に向けて吸着力が徐々に又は段階的に小さくなるように形成しても良い。

また、請求項４のように、吸着ノズルのパッドには、シート剥離開始側の吸着面の端部に沿ってスリット状の吸着孔を形成しても良い。このようにすれば、シート剥離開始側の吸着面の端部の吸着力をスリット状の吸着孔によって確実に大きくすることができる。但し、スリット状の吸着孔のスライド方向の幅が大きくなり過ぎると、その吸着力によってダイ自体が吸着孔内に引き込まれて撓んでしまい、ダイが割れてしまう可能性があるため、スリット状の吸着孔は、そのスライド方向の幅が大きくなり過ぎないように制限する必要がある。

また、請求項５のように、剥離ステージには、ダイシングシートをその下面側から吸引してダイの貼着部分をシート剥離するためのシート吸引孔を形成すると良い。このようにすれば、ダイシングシートの下面に沿って剥離ステージをスライドさせることで、該剥離ステージのシート吸引孔からの吸引力によりダイシングシートを下方に吸引してダイの貼着部分をシート剥離することができる。

また、請求項６のように、剥離ステージのシート吸引孔を、シート剥離しようとするダイの貼着部分に対応する大きさに形成し、該シート吸引孔のスライド方向側の縁部に、該ダイの貼着部分を浮かせながらシート剥離するための凸部を形成しても良い。このようにすれば、剥離ステージのシート吸引孔のスライド方向側の縁部に形成した凸部によってダイの貼着部分を浮かせながらシート剥離することができ、シート剥離性能を更に向上させることができる。

図１は本発明の実施例１におけるダイピックアップ装置の斜視図である。 図２は実施例１のダイピックアップ装置をセットした部品実装機の斜視図である。 図３は実施例１におけるダイのシート剥離のスライド動作開始時の状態（ダイシングシートの図示を省略）を示す斜視図である。 図４は実施例１におけるダイのシート剥離のスライド動作終了時の状態（ダイシングシートの図示を省略）を示す斜視図である。 図５は実施例１におけるダイシングシート上の各ダイと剥離ステージのシート吸引孔との位置関係を説明する平面図である。 図６は実施例１におけるダイのシート剥離のスライド動作の途中の状態を示す部分拡大断面図である。 図７（ａ）は実施例１の吸着ノズルのパッドを示す縦断正面図、同（ｂ）は同下面図である。 図８は実施例１におけるダイのシート剥離・ピックアップ動作のシーケンス制御を説明する図である。 図９（ａ）は実施例２の吸着ノズルのパッドを示す縦断正面図、同（ｂ）は同下面図である。

以下、発明を実施するための形態を具体化した２つの実施例１，２を説明する。

本発明の実施例１を図１乃至図８を用いて説明する。
図１に示すように、本実施例１のダイピックアップ装置１１は、マガジン保持部１２（トレイタワー）、パレット引き出しテーブル１３、パレット引き出し機構１４、サブロボット１５、シャトル機構１６、反転機構１７、剥離ステージ１８（図３〜図６参照）、ＮＧコンベア１９、ノズルチェンジャー２０等を備えた構成となっている。このダイピックアップ装置１１は、図２に示すように、部品実装機２５のフィーダセット用スロットにパレット引き出しテーブル１３を差し込んだ状態にセットされる。

ダイピックアップ装置１１のマガジン保持部１２内に上下動可能に収納されたマガジンには、ダイ２１を載せたウエハパレット２２と、トレイ部品を載せたトレイパレット（図示せず）とを多段に混載できるようになっている。ウエハパレット２２は、碁盤目状にダイシングされたウエハ（多数のダイ２１）を貼着した伸縮可能なダイシングシート２９（図６、図８参照）を、円形の開口部を有するウエハ装着板２３にエキスパンドした状態で装着し、該ウエハ装着板２３をパレット本体２８にねじ止め等により取り付けた構成となっている。尚、ダイシングシート２９のエキスパンドは、どのような方法で行っても良く、例えば、ダイシングシート２９を下方から円形リングで押し上げた状態でウエハ装着板２３に装着すれば良い。

パレット引き出し機構１４は、ウエハパレット２２、トレイパレットのいずれかのパレットをマガジン保持部１２内のマガジンからパレット引き出しテーブル１３上に引き出すものであり、パレット上の部品やダイを部品実装機２５（図２参照）の吸着ノズル（図示せず）でピックアップする位置（以下「部品実装機用引き出し位置」という）と、マガジンに近い引き出し位置（以下「サブロボット用引き出し位置」という）とのいずれの位置にもパレットを引き出し可能に構成されている。部品実装機用引き出し位置は、パレット引き出しテーブル１３の前端の位置（マガジンから最も離れた位置）であり、サブロボット用引き出し位置は、サブロボット１５の吸着ノズル３０（図３、図４、図７、図８参照）でウエハパレット２２のダイシングシート２９上のダイ２１を吸着可能な位置である。

サブロボット１５は、マガジン保持部１２の背面部（サブロボット用引き出し位置側の面）のうちのパレット引き出しテーブル１３の上方に位置して設けられ、ＸＺ方向（パレット引き出しテーブル１３の幅方向及び垂直方向）に移動するように構成されている。尚、サブロボット１５の移動方向をＸ方向のみとし、ウエハパレット２２に対するサブロボット１５のＹ方向（パレット引き出し方向）の相対的位置は、パレット引き出し機構１４によってウエハパレット２２をＹ方向に徐々に引き出すことで制御している。

このサブロボット１５には、カメラ２４が設けられ、このカメラ２４の撮像画像に基づいて、ピックアップ対象となるダイ２１の位置又はダイ２１の吸着姿勢を確認できるようになっている。シャトル機構１６は、サブロボット１５の吸着ノズル３０でピックアップされた部品をシャトルノズル２６で受け取って部品実装機２５の吸着ノズルでピックアップ可能な位置まで移送する。

反転機構１７は、サブロボット１５から受け取るダイ２１を必要に応じて上下反転させるものである。ダイ２１の種類によっては、ウエハパレット２２のダイシングシート２９に上下反対に貼着されたダイ（例えばフリップチップ等）が存在するためである。

剥離ステージ１８（図３参照）は、パレット引き出しテーブル１３の下側に配置され、剥離ステージ駆動手段であるＸＹロボット（図示せず）によってウエハパレット２２のダイシングシート２９の下面に沿ってＸＹ方向（パレット引き出しテーブル１３の幅方向及びその直角方向）に移動すると共に、ウエハパレット２２のダイシングシート２９の高さ位置に応じて剥離ステージ１８の高さ位置を上下動させる機能を備えている。そして、部品実装機用引き出し位置とサブロボット用引き出し位置のいずれの位置にウエハパレット２２を引き出した場合でも、部品実装機２５又はサブロボット１５の吸着ノズル３０で吸着ノズル３０上のダイ２１をピックアップする際に、該吸着ノズル３０でダイシングシート２９上のダイ２１を吸着保持しながら、該ダイ２１の貼着部分の手前側から剥離ステージ１８を該ダイ２１の貼着部分の真下へスライドさせることで該ダイ２１の貼着部分を徐々にシート剥離する。剥離ステージ１８と吸着ノズル３０の構成とシート剥離方法については、後で詳しく説明する。尚、ＮＧコンベア１９は、不良部品や吸着不良のダイ２１を排出するコンベアである。

以上のように構成したダイピックアップ装置１１の制御装置３２は、キーボード、マウス等の入力装置３３と、液晶ディスプレイ等の表示装置３４等の周辺装置を備えたコンピュータにより構成され、部品実装機２５に供給する部品の種類に応じてパレットの引き出し位置と部品のピックアップ方法を選択すると共に、その選択結果に応じてパレット引き出し機構１４、サブロボット１５及びシャトル機構１６、反転機構１７、剥離ステージ１８、吸着ノズル３０等の動作を次のように制御する。

サブロボット１５の吸着ノズル３０でウエハパレット２２上のダイ２１をピックアップする場合は、マガジン保持部１２内のマガジンからウエハパレット２２をサブロボット用引き出し位置に引き出して、サブロボット１５の吸着ノズル３０で当該ウエハパレット２２のダイシングシート２９上のダイ２１を同時にピックアップし、当該ダイ２１をシャトル機構１６のシャトルノズル２６で受け取って所定のピックアップ位置まで移送し、このピックアップ位置で、シャトル機構１６のシャトルノズル２６からダイ２１を部品実装機２５の装着ノズルでピックアップする。

本実施例１では、サブロボット１５の吸着ノズル３０は、ダイ２１をピックアップした状態で上下反転可能に構成され、シャトル機構１６を使用せずに、サブロボット１５の吸着ノズル３０から部品実装機２５の装着ノズルへのダイ２１の受け渡しが可能となっている。シャトル機構１６を使用しない場合は、マガジン保持部１２内のマガジンからウエハパレット２２を部品実装機用引き出し位置に引き出して、サブロボット１５の吸着ノズル３０のパッド３０ａでダイ２１をピックアップした状態で該吸着ノズル３０を上下反転させ、部品実装機２５の装着ノズルで該吸着ノズル３０のパッド３０ａ上のダイ２１を吸着して回路基板に実装する。

トレイ部品を部品実装機２５に供給する場合は、マガジン保持部１２内のマガジンからトレイパレットを部品実装機用引き出し位置に引き出して、当該トレイパレット上のトレイ部品を部品実装機２５の装着ノズルで直接ピックアップする。

次に、剥離ステージ１８と吸着ノズル３０の構成とシート剥離方法を図３〜図８を用いて説明する。尚、図３及び図４では、ダイシングシート２９の図示を省略し、ダイ２１と剥離ステージ１８と吸着ノズル３０のパッド３０ａのみを図示している。

剥離ステージ１８は、パレット引き出しテーブル１３の下側に配置され、剥離ステージ駆動手段であるＸＹロボット（図示せず）によってウエハパレット２２のダイシングシート２９の下面に沿ってＸＹ方向に移動する。剥離ステージ１８には、ダイシングシート２９をその下面側から吸引するシート吸引孔４０が上向きに形成され、該シート吸引孔４０は、電磁バルブ（図示せず）を介して負圧源（バキューム源）に接続され、ダイ２１のシート剥離に適した圧力に調整された負圧がシート吸引孔４０内に供給されるように構成されている。シート吸引孔４０は、１個のダイ２１の貼着部分のほぼ全面を吸引できるように当該ダイ２１のサイズと同等若しくは若干小さいサイズに形成されている（図５参照）。

このシート吸引孔４０のスライド方向側の縁部には、凸部４１が形成され、シート剥離するダイ２１の貼着部分を凸部４１で浮かせながらシート剥離するようになっている（図６参照）。尚、凸部４１は、必ずしもシート吸引孔４０のスライド方向側の縁部全体に沿って一直線状に形成する必要はなく、当該縁部の一部に１個又は複数個の凸部を形成するだけでも良く、また、各シート吸引孔４０のスライド方向とは異なる方向の縁部にも凸部を形成しても良い。

一方、サブロボット１５の吸着ノズル３０は、ピックアップするダイ２１のサイズに応じてノズルチェンジャー２０で自動交換できるようになっている。吸着ノズル３０の下端部には、ピックアップするダイ２１のサイズと同等若しくは若干小さいサイズのパッド３０ａが設けられている。

図７に示すように、パッド３０ａの吸着面部３０ｂは、多数の微細孔を有する多孔質部材又は多孔状部材で形成され、シート剥離開始側の吸着面に対する孔の面積比（気孔率）がシート剥離終了側の吸着面に対する孔の面積比より大きくなるように構成されている。本実施例１では、ダイ２１のシート剥離量が増加するに従ってシート剥離に必要な吸引力が小さくなることを考慮して、パッド３０ａの吸着面部３０ｂは、シート剥離開始側からシート剥離終了側に向けて吸着力が徐々に又は３段階以上に段階的に小さくなるように形成されている。パッド３０ａの内部には、吸着面部３０ｂ全面に負圧（バキューム圧）を作用させる負圧導入空洞部４２が形成され、該負圧導入空洞部４２が電磁バルブ（図示せず）を介して負圧源（バキューム源）に接続されている。

次に、図８を用いてダイ２１のシート剥離・ピックアップ動作のシーケンス制御を説明する。
シート剥離したダイ２１を吸着ノズル３０でピックアップする毎に、剥離ステージ１８を駆動するＸＹロボットは、図８（ａ）に示すように、剥離ステージ１８を次にピックアップするダイ２１の貼着部分の手前側へ移動させて、該剥離ステージ１８のシート吸引孔４０のスライド側の縁部を次にピックアップするダイ２１の縁部に合わせるように位置決めする（図３参照）。この後、図８（ｂ）に示すように、吸着ノズル３０を下降させると共に、該吸着ノズル３０のバキュームをオンして該吸着ノズル３０のパッド３０ａでダイ２１のほぼ全面を吸着保持すると共に、剥離ステージ１８のバキュームをオンしてシート吸引孔４０でダイシングシート２９を吸引する。

この後、図８（ｃ）に示すように、剥離ステージ１８をダイ２１の貼着部分の真下方向へスライドさせて、シート吸引孔４０のスライド方向側の縁部に形成された凸部４１で、ダイ２１の貼着部分を浮かせながら徐々にシート剥離し、図８（ｄ）に示すように、最終的に、剥離ステージ１８のシート吸引孔４０全体をダイ２１の貼着部分の真下位置までスライドさせた時点で、該剥離ステージ１８のスライドを停止する（図４参照）。この後、吸着ノズル３０を上昇させてダイ２１をピックアップする。以後、上述した動作を繰り返して、ダイシングシート２９に貼着されたダイ２１を１個ずつピックアップする。

ところで、シート剥離する際に、薄いダイ２１が割れないようにするために、シート剥離するダイ２１のほぼ全面を吸着ノズル３０のパッド３０ａで吸着保持する必要があり、そのために、吸着ノズル３０のパッド３０ａを多孔質材料で形成するのが一般的である。しかし、多孔質のパッド３０ａの孔は微細であるため、生産設備の負圧源から吸着ノズル３０に供給される負圧に対して多孔質のパッド３０ａの吸着力が大幅に弱められてしまう。特に、シート剥離開始部分については比較的大きな吸着力が必要となるため、従来の多孔質パッド（吸着面全体の吸着力が均一）では、シート剥離開始部分の吸着力が不足して、安定したシート剥離性能を確保できない可能性があった。

この対策として、本実施例１では、吸着ノズル３０のパッド３０ａの吸着面に対する孔の面積比が大きくなるほど、吸着力が大きくなることを考慮して、吸着ノズル３０のパッド３０ａをシート剥離開始側の吸着面に対する孔の面積比（気孔率）がシート剥離終了側の吸着面に対する孔の面積比より大きくなるように構成している。これにより、吸着ノズル３０のパッド３０ａの吸着力をシート剥離開始側の吸着力が相対的に大きくなるように変化させることが可能となり、シート剥離開始部分の吸着力を十分に確保できて、安定したシート剥離性能を確保できる。

しかも、本実施例１では、剥離ステージ１８のシート吸引孔４０のスライド方向側の縁部に凸部４１を形成したので、この凸部４１によってダイ２１の貼着部分を浮かせながらシート剥離することができ、シート剥離性能を更に向上させることができる。

尚、本発明は、シート吸引孔４０を省略して、剥離ステージ１８上面に形成した凸部４１のみによってシート剥離するようにしても良い。

次に、本発明の実施例２を図９を用いて説明する。但し、上記実施例１と実質的に同一部分については同一符号を付して説明を省略又は簡単化し、主として異なる部分について説明する。

本実施例２では、吸着ノズル３０のパッド３０ａの吸着面部３０ｃを多孔質部材又は多孔状部材により形成し、そのシート剥離開始側の端部に沿ってスリット状の吸着孔４２を形成することで、シート剥離開始側の吸着力がシート剥離終了側の吸着力より大きくなるように構成している。この場合、パッド３０ａの吸着面部３０ｃのうちのスリット状の吸着孔４２以外の部分は、吸着面に対する孔の面積比（気孔率）が一定であっても良いし、前記実施例１と同様に、シート剥離開始側からシート剥離終了側に向けて吸着力が徐々に又は段階的に小さくなるように形成しても良い。

以上説明した本実施例２では、吸着ノズル３０のパッド３０ａには、シート剥離開始側の吸着面部３０ｃの端部に沿ってスリット状の吸着孔４３を形成しているため、シート剥離開始側の吸着面部３０ｃの端部の吸着力をスリット状の吸着孔４３によって確実に大きくすることができて、安定したシート剥離性能を確保できる。但し、スリット状の吸着孔４３のスライド方向の幅が大きくなり過ぎると、その吸着力によってダイ２１自体が吸着孔４３内に引き込まれて撓んでしまい、ダイ２１が割れてしまう可能性があるため、スリット状の吸着孔４３は、そのスライド方向の幅が大きくなり過ぎないように制限する必要がある。

尚、本発明は、上記実施例１，２に限定されず、ダイ２１の貼着部分を複数のシート吸引孔で吸引するようにしても良く、また、シート吸引孔の形状も四角形に限定されず、円、楕円、長円、五角形以上の多角形等であっても良い。要は、ダイ２１の貼着部分にその下面側から吸引力（負圧）を作用させるようにシート吸引孔を形成すれば良い。

その他、本発明は、ダイピックアップ装置１１の構成を適宜変更しても良い等、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できることは言うまでもない。

１１…ダイピックアップ装置、１２…マガジン保持部、１３…パレット引き出しテーブル、１４…パレット引き出し機構、１５…サブロボット、１６…シャトル機構、１７…反転機構、１８…剥離ステージ、１９…ＮＧコンベア、２０…ノズルチェンジャー、２１…ダイ、２２…ウエハパレット、２３…ウエハ装着板、２４…カメラ、２５…部品実装機、２６…シャトルノズル、２８…パレット本体、２９…ダイシングシート、３０…吸着ノズル、３０ａ…パッド、３０ｂ，３０ｃ…吸着面部、３２…制御装置、４０…シート吸引孔、４１…凸部、４２…負圧導入空洞部、４３…スリット状の吸着孔

Claims (6)

1. ウエハをダイシングして形成した多数のダイが貼着されたダイシングシート上のダイをピックアップする吸着ノズルと、前記吸着ノズルでピックアップするダイの貼着部分をシート剥離する剥離ステージとを備え、前記吸着ノズルのパッドで前記ダイシングシート上のダイを吸着保持しながら、該ダイの貼着部分の手前側から前記剥離ステージを該ダイの貼着部分の真下へスライドさせることで該ダイの貼着部分をシート剥離するダイピックアップ装置において、
   前記吸着ノズルのパッドは、シート剥離開始側の吸着力がシート剥離終了側の吸着力より大きくなるように形成されていることを特徴とするダイピックアップ装置。
2. 前記吸着ノズルのパッドは、多孔質部材又は多孔状部材により形成され、シート剥離開始側の吸着面に対する孔の面積比がシート剥離終了側の吸着面に対する孔の面積比より大きくなっていることを特徴とする請求項１に記載のダイピックアップ装置。
3. 前記吸着ノズルのパッドは、シート剥離開始側からシート剥離終了側に向けて吸着力が徐々に又は段階的に小さくなるように形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のダイピックアップ装置。
4. 前記吸着ノズルのパッドには、シート剥離開始側の吸着面の端部に沿ってスリット状の吸着孔が形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のダイピックアップ装置。
5. 前記剥離ステージには、前記ダイシングシートをその下面側から吸引して該ダイの貼着部分をシート剥離するためのシート吸引孔が形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のダイピックアップ装置。
6. 前記シート吸引孔は、シート剥離しようとするダイの貼着部分に対応する大きさに形成され、該シート吸引孔のスライド方向側の縁部に、該ダイの貼着部分を浮かせながらシート剥離するための凸部が形成されていることを特徴とする請求項５に記載のダイピックアップ装置。

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