JP2016134538A - Multilayer substrate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の層が積層されて構成された積層基板に関するものである。 The present invention relates to a laminated substrate configured by laminating a plurality of layers.
従来より、複数の層が積層されて構成された積層基板が、例えば特許文献1で提案されている。積層基板は、当該積層基板の厚み方向に延びる切り欠き部を有している。言い換えると、切り欠き部は積層基板の側面が凹んだ部分である。 Conventionally, for example, Patent Document 1 proposes a multilayer substrate configured by laminating a plurality of layers. The multilayer substrate has a notch extending in the thickness direction of the multilayer substrate. In other words, the notch is a portion where the side surface of the laminated substrate is recessed.
通常、積層基板は、複数の層が積層されて構成された一枚の基板が積層基板毎に分割されることで製造される。このため、切り欠き部は隣同士の積層基板に共通の貫通孔として基板に予め形成されている。これにより、基板が分割されたときに貫通孔が各積層基板の切り欠き部となる。 Usually, a multilayer substrate is manufactured by dividing a single substrate configured by laminating a plurality of layers into each multilayer substrate. For this reason, the notch part is previously formed in the board | substrate as a through-hole common to adjacent laminated substrates. Thereby, when a board | substrate is divided | segmented, a through-hole becomes a notch part of each laminated substrate.
そして、積層基板は、切り欠き部が実装用装置に設けられた凸部に嵌め込まれることで実装用装置に位置決め固定される。 Then, the laminated substrate is positioned and fixed to the mounting apparatus by fitting the notch portion into a convex portion provided in the mounting apparatus.
ここで、加速度センサ等の慣性センサが積層基板に実装されるものでは、慣性センサが特定の方向に対して検出軸が傾いた状態にならないように上述の切り欠き部によって実装用装置に対する積層基板の位置決めが行われる。 Here, when an inertial sensor such as an acceleration sensor is mounted on a multilayer substrate, the multilayer substrate with respect to the mounting apparatus is provided by the above-described notch so that the inertial sensor is not inclined with respect to a specific direction. Positioning is performed.
しかし、基板が分割された際の衝撃で切り欠き部の角部に応力が集中し、当該角部に割れや欠けが発生してしまうという問題がある。これにより、切り欠き部に対する凸部の接触範囲が小さくなるので、凸部に対して積層基板が回転しやすくなる。したがって、慣性センサの他軸感度の精度が低下してしまう。 However, there is a problem that stress is concentrated on the corner of the notch due to the impact when the substrate is divided, and the corner is cracked or chipped. Thereby, since the contact range of the convex part with respect to a notch part becomes small, a laminated substrate becomes easy to rotate with respect to a convex part. Accordingly, the accuracy of the other axis sensitivity of the inertial sensor is lowered.
本発明は上記点に鑑み、基板が分割されたことで製造された積層基板において、切り欠き部の割れや欠けが発生しても積層基板の回転を抑制することができる構造を提供することを目的とする。 In view of the above points, the present invention provides a structure capable of suppressing the rotation of the laminated substrate even if the cutout portion is cracked or chipped in the laminated substrate manufactured by dividing the substrate. Objective.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、複数の層(130)が積層された基板(160)が複数に分割されたことにより構成されていると共に、表面(110)及び側面(120)を有する板状であり、特定の方向に物理量を検出する検出軸が設定されたセンサチップ(200)が表面(110)に実装される積層基板であって、以下の点を特徴としている。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the substrate (160) on which the plurality of layers (130) are stacked is divided into a plurality of parts, and the surface (110) and the side surface are formed. (120) is a laminated substrate on which a sensor chip (200) on which a detection axis for detecting a physical quantity in a specific direction is set is mounted on a surface (110), and is characterized by the following points Yes.
すなわち、側面(120)の一部が凹んでいると共に、表面(110)に垂直な方向に複数の層(130)を貫通した切り欠き部(140)を有している。 That is, a part of the side surface (120) is recessed and has a notch (140) penetrating a plurality of layers (130) in a direction perpendicular to the surface (110).
そして、切り欠き部(140)は、側面(120)に一対として設けられており、さらに、複数の層(130)のうちの少なくとも一つの層(131)が他の層(132)から表面(110)に平行な面方向のうち検出軸に対して平行な方向に突出した一対の第1突出部(141)及び第2突出部(142)を有し、各突出部(141、142)それぞれに接触するようにリブ(340)が嵌め込まれるようになっている。 The notches (140) are provided as a pair on the side surface (120), and at least one layer (131) of the plurality of layers (130) extends from the other layer (132) to the surface ( 110) and a pair of first protrusions (141) and second protrusions (142) that protrude in a direction parallel to the detection axis, and each of the protrusions (141, 142). The ribs (340) are fitted so as to come into contact with each other.
さらに、各突出部(141、142)は、当該突出部(141、142)を表面(110)に垂直な方向に見たときの側面(120)側の端部(145、146)が当該側面(120)から離れて位置していることを特徴とする。 Furthermore, each protrusion (141, 142) has an end (145, 146) on the side surface (120) side when the protrusion (141, 142) is viewed in a direction perpendicular to the surface (110). It is characterized by being located away from (120).
これによると、切り欠き部(140)における一対の各突出部(141、142)が側面(120)から離れて位置しているので、基板(160)が分割されたときの応力が一対の各突出部(141、142)に印加されないようにすることができる。このため、基板(160)が分割されたときに側面(120)と切り欠き部(140)の壁面とで構成される角部に割れや欠けが発生しても、一対の突出部(141、142)には割れや欠けが発生しない。したがって、一対の突出部(141、142)がリブ(340)に確実に接触するので、リブ(340)に対して積層基板の回転を抑制することができる。 According to this, since the pair of protrusions (141, 142) in the notch (140) is located away from the side surface (120), the stress when the substrate (160) is divided is a pair of each of the protrusions (141, 142). It can be prevented from being applied to the protrusions (141, 142). For this reason, even when a crack or a chip occurs in a corner formed by the side surface (120) and the wall surface of the notch (140) when the substrate (160) is divided, the pair of protrusions (141, 142) is not cracked or chipped. Therefore, since the pair of projecting portions (141, 142) is in reliable contact with the rib (340), the rotation of the multilayer substrate can be suppressed with respect to the rib (340).
なお、この欄及び特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, the same or equivalent parts are denoted by the same reference numerals in the drawings.
(第1実施形態)
以下、本発明の第1実施形態について図を参照して説明する。本実施形態に係る積層基板は、加速度や角速度等のように検出軸が設定された物理量を検出する慣性センサのセンサチップが実装されるものであり、慣性センサの一部品として用いられるものである。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The multilayer substrate according to the present embodiment is mounted with a sensor chip of an inertial sensor that detects a physical quantity with a detection axis set such as acceleration and angular velocity, and is used as a component of the inertial sensor. .
図1に示されるように、積層基板100は、表面110及び側面120を有する板状のものである。本実施形態では、積層基板100は表面110の平面形状が四角形状をなしている。また、積層基板100は、センサチップ200や図示しない回路チップ及びパッド等が表面110に実装されている。なお、図1の側面図ではセンサチップ200を省略している。
As shown in FIG. 1, the laminated
センサチップ200は、特定の方向に物理量を検出する検出軸が設定されたセンシング部を有するセンサデバイスである。本実施形態では、図1のx方向を特定の方向とする。センシング部は、例えば櫛歯状の可動電極と固定電極とを有して構成されている。このような構成により、可動電極に加速度等の物理量が印加されることで可動電極と固定電極との間の静電容量が変化する。これにより、当該静電容量の変化に応じた加速度等の物理量が検出されるようになっている。
The
そして、図1及び図2に示されるように、積層基板100は、複数の層130が積層されて構成されている。各層130は例えばセラミック基板である。すなわち、積層基板100は、積層セラミック基板である。積層基板100は、各層130の貼り合わせ部に図示しない配線パターンを有している。配線パターンは積層基板100の表面110に設けられた図示しないパッドに電気的に接続されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
また、積層基板100は外縁部の一部が切り取られた切り欠き部140を有している。言い換えると、切り欠き部140は積層基板100の外縁部のうちの一部が内側に凹んだ凹部であり、いわゆるキャスタレーションである。
In addition, the laminated
具体的には、切り欠き部140は、積層基板100の側面120のうち検出軸に対して平行な方向(x方向)に面する側面121、122の一部が凹んでいると共に、積層基板100の表面110に垂直な方向(z方向)に複数の層130を貫通する部分である。つまり、切り欠き部140は積層基板100の厚み方向に貫通しており、スリット状になっている。
Specifically, the
ここで、切り欠き部140は、側面120のうち検出軸に対して平行な方向に面する一対の側面121、122に対応して一対として設けられている。なお、面方向はx−y平面に平行な方向である。本実施形態では、1つの側面121に2個の切り欠き部140が設けられている。この側面121に対して反対側の側面122には、側面121に設けられた切り欠き部140に対して対となる切り欠き部140が2個設けられている。つまり、「一対」とは、側面121に形成された1個の切り欠き部140と、側面122に形成された1個の切り欠き部140と、を指している。
Here, the
さらに、本実施形態では、切り欠き部140は、側面120のうち一対の側面121、122に隣接する他の一対の側面123、124にも対応して一対として設けられている。各側面123、124には1個の切り欠き部140がそれぞれ形成されている。したがって、本実施形態では、積層基板100は4つの側面121〜124の全てに切り欠き部140を有している。
Furthermore, in this embodiment, the
そして、切り欠き部140は、複数の層130のうちの一つの層131に形成されたサイズが他の層132に形成されたサイズよりも小さくなっている。本実施形態では、複数の基板160のうち積層基板100の裏面150を構成する層131の切り欠き部140のサイズが小さくなっている。これにより、積層基板100の表面110に垂直な方向に切り欠き部140を見たとき、切り欠き部140において他の層132から一つの層131の一部が突出している。
In the
具体的には、切り欠き部140は、複数の層130のうちの少なくとも一つの層131が他の層132から表面110に平行な面方向のうち検出軸に対して平行な方向に突出した一対の第1突出部141及び第2突出部142を有している。また、切り欠き部140は、表面110に平行な面方向のうち切り欠き部140の深さ方向の底部143において、複数の層130のうちの少なくとも一つの層131が他の層132から深さ方向に沿って第3突出部144を有している。本実施形態では、第3突出部144は、第1突出部141及び第2突出部142に繋がっており、各突出部141、142、144が一体化されている。各突出部141、142、144の幅は同じになっている。
Specifically, the
さらに、第1突出部141及び第2突出部142は、当該突出部141、142を表面110に垂直な方向に見たときの側面121〜124側の各端部145、146が各側面121〜124から離れて位置している。すなわち、第1突出部141の端部145及び第2突出部142の端部146は、各側面121〜124に接続されておらず、一定の間隔を持って切り欠き部140の内部に位置している。
Further, the first projecting
このような第1突出部141及び第2突出部142の各端部145、146は、当該端部145、146を表面110に垂直な方向に見たときに、テーパ形状になっている。具体的には、各端部145、146は、検出軸に対して平行な方向の幅が各側面121〜124側に向かって小さくなるように、当該端部145、146の全部がテーパ形状になっている。以上が、本実施形態に係る積層基板100の全体構成である。
The
次に、積層基板100の製造方法について説明する。まず、配線パターンが形成された焼成前の生のセラミック板を複数用意して積層し、1つの大きな基板を構成する。一枚のセラミック基板が一つの層130に対応している。また、基板には積層基板100となる部分が複数含まれている。
Next, a method for manufacturing the
続いて、図3に示されるように、基板160において、隣り合う積層基板100の切り欠き部140に対応する部分に貫通孔161をプレス機によって形成する。このプレスの際に、最下層の層131だけ切り欠き部140のサイズが小さくなるように貫通孔161を形成する。すなわち、当該層131に各突出部141、142、144が残されるように基板160をプレスする。このとき、隣り合う積層基板100の境界部に基板160を割りやすくするライン等を入れても良い。
Subsequently, as shown in FIG. 3, in the
なお、上記では生のセラミック基板を複数積層して基板160を形成した後に貫通孔161を設けていたが、他の方法で基板160を形成しても良い。例えば、予め貫通孔161が設けられた生のセラミック基板を複数用意しておき、各セラミック基板の貫通孔161が連通するように複数のセラミック基板を積層して基板160を形成しても良い。
In the above description, the through-
上述のように、第1突出部141及び第2突出部142の各端部145、146が各側面121〜124から離間しているので、一方の切り欠き部140の第1突出部141の端部145と他方の切り欠き部140の第2突出部142の端部146との間に隙間がある。同様に、一方の切り欠き部140の第2突出部142の端部146と他方の切り欠き部140の第1突出部141の端部145との間に隙間がある。そして、生の状態の基板160を焼成する。この後、図3に示された破線に沿って基板160を積層基板100毎に分割する。こうして、積層基板100が完成する。
As described above, since the
次に、慣性センサのケースへの積層基板100の固定について説明する。まず、図4に示されるように、ケース300は、穴部310を有しており、例えば樹脂材料が成形されたものである。穴部310は、ケース300の外壁面の一部が凹んだ部分であり、壁部320及び底部330で構成されている。
Next, fixation of the
また、ケース300はリブ340を有している。リブ340は、穴部310の壁部320の一部が積層基板100の表面110に平行な面方向のうちセンサチップ200の検出軸(X方向)に対して垂直な方向(Y方向)に突出した半円柱状の部分である。このリブ340が、積層基板100の切り欠き部140に嵌め込まれることで、ケース300の底部330において積層基板100の位置が固定される。
The
リブ340は、一対の切り欠き部140に対応して一対としてケース300に設けられている。また、一対のリブ340は、積層基板100の側面121、122に設けられた一対の切り欠き部140に嵌め込まれている。また、一対の切り欠き部140において一つの層131に形成された部分のうちセンサチップ200の検出軸に対して平行な方向に接触している。すなわち、リブ340は切り欠き部140の第1突出部141及び第2突出部142に接触している。これにより、第1突出部141及び第2突出部142は、センサチップ200の検出軸に対して平行な方向にリブ340の相対的な動きを規制することができる。つまり、第1突出部141から第2突出部142までのサイズは、リブ340のうちセンサチップ200の検出軸に対して平行な方向のサイズと同じになっている。
The
さらに、リブ340の先端は、切り欠き部140の第3突出部144に接触している。これにより、第3突出部144は、センサチップ200の検出軸に対して垂直な方向にリブ340の相対的な動きを規制することができる。
Further, the tip of the
以上説明したように、本実施形態では、積層基板100の切り欠き部140において、他の層132よりもサイズが小さい層131による第1突出部141、第2突出部142、及び第3突出部144が設けられた構成が特徴となっている。そして、切り欠き部140における一対の各突出部141、142が側面121、122から一定の距離を持って離れて位置していることが特徴となっている。これにより、基板160が分割されたときの応力や、積層基板100の搬送、ケース300への組み付け時等の応力が各突出部141、142には印加されない。つまり、各突出部141、142の端部145、146は外部からの応力に強い構造になっているので、各突出部141、142に割れや欠けが発生しないようにすることができる。したがって、切り欠き部140の各突出部141、142にリブ340を確実に接触させることができ、ひいてはリブ340に対して積層基板100の回転を抑制することができる。
As described above, in the present embodiment, in the
特に、切り欠き部140の割れや欠けを許容して切り欠き部140のサイズを大きくすることが考えられるが、積層基板100のサイズの小型化が要求される状況においては切り欠き部140のサイズを大きくすることはできない。しかしながら、本実施形態のように、各突出部141、142を設けると共にその端部145、146を側面121〜124から離間させることで、各突出部141、142に対してリブ340が接触する長さを確保できると共に、切り欠き部140のサイズを大きくする必要もないというメリットがある。
In particular, it is conceivable to increase the size of the
さらに、本実施形態では、切り欠き部140の深さ方向に第3突出部144が設けられているので、切り欠き部140の深さ方向における積層基板100の移動を制限することもできる。
Furthermore, in this embodiment, since the
なお、本実施形態では、各側面121、122に2つの切り欠き部140が設けられているので、両方の切り欠き部140にリブ340が嵌め込むこともできる。これにより、一方の切り欠き部140やリブ340に何かしらの問題が発生しても他方の切り欠き部140及びリブ340によって積層基板100の固定を維持することができる。したがって、切り欠き部140が側面121、122に複数設けられていることにより、冗長性を向上させることができる。
In the present embodiment, since the two
(第2実施形態)
本実施形態では、第1実施形態と異なる部分について説明する。図5に示されるように、第1突出部141及び第2突出部142の各端部145、146は、当該端部145、146を表面110に垂直な方向に見たときに、当該端部145、146の一部がテーパ形状になっている。各端部145、146はこのような形状になっていても良い。
(Second Embodiment)
In the present embodiment, parts different from the first embodiment will be described. As shown in FIG. 5, the
(第3実施形態)
本実施形態では、第1、第2実施形態と異なる部分について説明する。図6に示されるように、第1突出部141及び第2突出部142の各端部145、146は、円弧形状になっている。すなわち、各端部145、146を表面110に垂直な方向に見たときに、検出軸に対して平行な方向の幅が各側面121、122側に向かって小さくなるように、各端部145、146が円弧形状になっている。各端部145、146はこのような形状になっていても良い。
(Third embodiment)
In the present embodiment, parts different from the first and second embodiments will be described. As shown in FIG. 6, the
(第4実施形態)
本実施形態では、第1〜第3実施形態と異なる部分について説明する。図7に示されるように、第1突出部141及び第2突出部142の各端部145、146は、直角の形状になっている。すなわち、各端部145、146を表面110に垂直な方向に見たときに、互いに対向する部分がそれぞれ直角の形状になっている。言い換えると、各端部145、146は各側面121〜124に沿った壁面と切り欠き部140の深さ方向に沿った壁面とが直角に接続されて構成されている。各端部145、146はこのような形状になっていても良い。
(Fourth embodiment)
In the present embodiment, parts different from the first to third embodiments will be described. As shown in FIG. 7, the
(第5実施形態)
本実施形態では、上記各実施形態と異なる部分について説明する。図8に示されるように、積層基板100の表面110が八角形になっている。また、切り欠き部140は、八角形状の各辺に対応した側面121〜128に1個ずつ設けられている。これにより、各切り欠き部140は対になっている。そして、積層基板100は一対のリブ340に嵌め込まれることでケース300に固定される。
(Fifth embodiment)
In the present embodiment, parts different from the above embodiments will be described. As shown in FIG. 8, the
ここで、図9に示されるように、センサチップ200の検出軸の方向を回転させて積層基板100をリブ340に固定することができる。このように、積層基板100の各側面121〜128に切り欠き部140を設けることでケース300に対して検出軸の方向を自由に変更することができる。なお、積層基板100を回転させたことにより積層基板100がケース300に干渉することを防止するため、積層基板100の表面110は正八角形であることが好ましい。
Here, as shown in FIG. 9, the direction of the detection axis of the
(他の実施形態)
上記各実施形態で示された積層基板100の構成は一例であり、上記で示した構成に限定されることなく、本発明を実現できる他の構成とすることもできる。例えば、第1突出部141、第2突出部142、及び第3突出部144は全て同じ層131に形成されている必要はなく、全て別々の層130に形成されていても良い。また、第3突出部144は、第1突出部141及び第2突出部142に繋がっていなくても良い。さらには、少なくとも第1突出部141及び第2突出部142が設けられていれば良く、第3突出部144が設けられていなくても良い。
(Other embodiments)
The configuration of the
そして、上記各実施形態では各突出部141、142、144は、複数の層130のうちの一つの層に形成されていたが、複数の層130に形成されていても構わない。例えば各突出部141、142、144は、複数の層130のうちの二つの層130に形成されていても良い。
In each of the above embodiments, each of the
上記各実施形態では、切り欠き部140は側面120のうち検出軸に対して平行な方向に面する側面121、122に設けられていたが、これは一例である。したがって、切り欠き部140は検出軸に対して平行な方向に面する側面121、122には設けられておらず、側面123、124に設けられていても良い。
In each of the above embodiments, the
上記各実施形態では、積層基板100の表面110の平面形状として四角形や八角形のものが示されているが、表面110の平面形状はこれらに限られない。例えば、三角形や五角形、六角形でも構わない。そして、切り欠き部140は、多角形状の各辺に対応した側面121〜128に少なくとも1つ設けられていれば良い。一方、積層基板100の表面110の平面形状は円形や楕円形でも良い。この場合でも、切り欠き部140は側面120に一対として設けられるので、積層基板100の回転の抑制は可能である。
In each of the above embodiments, a square or octagonal shape is shown as the planar shape of the
第1実施形態では、リブ340に対応した側面121、122には切り欠き部140が2個設けられていたが、1個でも良い。また、側面123、124に一対の切り欠き部140が設けられていなくても良い。すなわち、切り欠き部140は側面120の全てに設けられていなくても良い。第5実施形態についても、切り欠き部140は八角形の各辺に対応した側面121〜128に1つずつ設けられていたが、八角形の1つの辺に複数の切り欠き部140が設けられていても良い。もちろん、八角形以外の他の多角形についても同様である。
In the first embodiment, two
120〜128 側面
130、131、132 層
140 切り欠き部
141、142、144 突出部
143 底部
145、146 端部
160 基板
200 センサチップ
120-128
Claims (7)
前記側面(120)の一部が凹んでいると共に、前記表面(110)に垂直な方向に前記複数の層(130)を貫通した切り欠き部(140)を有し、
前記切り欠き部(140)は、前記側面(120)に一対として設けられており、さらに、前記複数の層(130)のうちの少なくとも一つの層(131)が他の層(132)から前記表面(110)に平行な面方向のうち前記検出軸に対して平行な方向に突出した一対の第1突出部(141)及び第2突出部(142)を有し、前記各突出部(141、142)それぞれに接触するようにリブ(340)が嵌め込まれるようになっており、
さらに、前記各突出部(141、142)は、当該突出部(141、142)を前記表面(110)に垂直な方向に見たときの前記側面(120)側の端部(145、146)が当該側面(120)から離れて位置していることを特徴とする積層基板。 A substrate (160) on which a plurality of layers (130) are laminated is divided into a plurality of plates, and is a plate having a front surface (110) and a side surface (120). A sensor chip (200) on which a detection axis to be detected is set is a laminated substrate mounted on the surface (110),
A portion of the side surface (120) is recessed and has a notch (140) penetrating the plurality of layers (130) in a direction perpendicular to the surface (110);
The notch (140) is provided as a pair on the side surface (120), and at least one layer (131) of the plurality of layers (130) is separated from the other layer (132). It has a pair of first protrusions (141) and second protrusions (142) protruding in a direction parallel to the detection axis among the surface directions parallel to the surface (110), and each of the protrusions (141 142) the ribs (340) are fitted so as to be in contact with each other,
Further, the protrusions (141, 142) are end portions (145, 146) on the side surface (120) side when the protrusions (141, 142) are viewed in a direction perpendicular to the surface (110). Is located away from the side surface (120).
前記切り欠き部(140)は、前記多角形状の各辺に対応した側面(121〜128)に少なくとも1個設けられていることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1つに記載の積層基板。 The surface (110) has a polygonal shape in plan view.
The said notch (140) is provided in the side surface (121-128) corresponding to each side of the said polygonal shape at least 1 piece, The one of Claim 1 thru | or 5 characterized by the above-mentioned. Laminated substrate.
前記切り欠き部(140)は、前記多角形状の各辺に対応した側面(121〜128)に複数設けられていることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1つに記載の積層基板。 The surface (110) has a polygonal shape in plan view.
The multilayer substrate according to any one of claims 1 to 6, wherein a plurality of the notches (140) are provided on side surfaces (121 to 128) corresponding to the sides of the polygonal shape. .
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- 2015-01-21 JP JP2015009058A patent/JP2016134538A/en active Pending
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