JP2016178106A - 切削装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】被加工物の切削によって発生し第1の蛇腹手段に落下した端材が第1の蛇腹手段の両側に配設された排水路への落下を防止することができる切削装置を提供する。【解決手段】被加工物を保持する保持テーブル3と、被加工物を切断するための切削ブレードを備えた切削手段と、切削加工部に切削水を供給する切削水供給手段と、切削送り手段と、割り出し送り手段と、切削送り手段を覆う伸縮自在な上壁及び側壁を備えた第1の蛇腹手段51および第2の蛇腹手段52と、第1の蛇腹手段及び第2の蛇腹手段の向両側に配設され切削水を受け止める排水路と、第1の蛇腹手段の切削送り方向側方に配設され切削屑を受け入れる切断屑収容手段7とを具備する。排水路に沿って配設され第1の蛇腹手段の上壁に落下した端材が排水路に落下するのを防止するための落下防止プレート8を備えている。【選択図】図2
Description
本発明は、半導体チップをパッケージしたチップサイズパッケージ(CSP)基板等の被加工物を切断する切削装置に関する。
半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列された多数の領域にIC、LSI等の回路を形成し、該回路が形成された各領域を所定のストリートといわれる切断ラインに沿ってダイシングすることにより個々の半導体チップを製造している。このようにして分割された半導体チップは、パッケージングされて携帯電話やパソコン等の電気機器に広く利用されている。
携帯電話やパソコン等の電気機器はより軽量化、小型化が求められており、半導体チップのパッケージもチップサイズパッケージ(CSP)と称する小型化できるパッケージ技術が開発されている。CSP技術の一つとして、Quad Flat Non−lead Package(QFN)と称するパッケージ技術が実用化されている。このQFNと称するパッケージ技術は、半導体チップの接続端子に対応した接続端子が複数形成されているとともに半導体チップ毎に区画するストリートが格子状に形成された銅板等の金属板に複数個の半導体チップをマトリックス状に配設し、半導体チップの裏面側から樹脂をモールディングした樹脂部によって金属板と半導体チップを一体化することによりCSP基板を形成する。このCSP基板をストリートに沿って切断することにより、個々にパッケージされたチップサイズパッケージ(CSP)に分割する。
上記CSP基板の切断は、一般に切削装置によって実施される。この切削装置は、被加工物を保持する保持テーブルと、保持テーブル上に保持された被加工物を切断するための切削ブレードを備えた切削手段と、該切削ブレードによる切削加工部に切削水を供給する切削水供給手段と、保持テーブルを切削送り方向に移動せしめる切削送り手段と、保持テーブルの切削送り方向両端にそれぞれ一端が連結され切削送り手段を覆う第1の蛇腹手段および第2の蛇腹手段と、該第1の蛇腹手段および第2の蛇腹手段のそれぞれ両側方に切削送り方向に沿って配設され切削水を受け止める排水路と、該排水路および第1の蛇腹手段の端部に配設され切削屑を含む切削水および切削によって生成される端材を受け入れる切断屑収集容器を具備し、CSP基板の切削によって発生する端材が切削の妨げにならないように構成されている(例えば特許文献1参照)。
しかるに、CSP基板の切削によって発生する端材が第1の蛇腹手段から排水路に落下して堆積すると、切削水の排水が滞り切削水が排水路から溢れ出して装置内部を汚染するという問題がある。
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、被加工物の切削によって発生し第1の蛇腹手段に落下した端材が第1の蛇腹手段の両側に配設された排水路への落下を防止することができる切削装置を提供することである。
上記主たる技術的課題を解決するため、本発明によれば、被加工物を保持する保持テーブルと、該保持テーブル上に保持された被加工物を切断するための切削ブレードを備えた切削手段と、該切削ブレードによる切削加工部に切削水を供給する切削水供給手段と、該保持テーブルを切削送り方向に移動せしめる切削送り手段と、該切削手段を切削送り方向と直交する割り出し送り方向に移動せしめる割り出し送り手段と、該保持テーブルの切削送り方向両端にそれぞれ一端が連結され該切削送り手段を覆う伸縮自在な上壁および側壁を備えた第1の蛇腹手段および第2の蛇腹手段と、該第1の蛇腹手段および第2の蛇腹手段のそれぞれ割り出し送り方向両側に配設され切削水を受け止める排水路と、該第1の蛇腹手段の切削送り方向側方に配設され切削屑を受け入れる切断屑収容手段と、を具備する切削装置であって、
該排水路に沿って配設され該第1の蛇腹手段の上壁に落下した端材が該排水路に落下するのを防止するための落下防止プレートを備えている、
ことを特徴とする切削装置が提供される。
該排水路に沿って配設され該第1の蛇腹手段の上壁に落下した端材が該排水路に落下するのを防止するための落下防止プレートを備えている、
ことを特徴とする切削装置が提供される。
上記落下防止プレートは、フッ素樹脂によって形成されていることが望ましい。
本発明による切削装置は、被加工物を保持する保持テーブルと、該保持テーブル上に保持された被加工物を切断するための切削ブレードを備えた切削手段と、切削ブレードによる切削加工部に切削水を供給する切削水供給手段と、保持テーブルを切削送り方向に移動せしめる切削送り手段と、切削手段を切削送り方向と直交する割り出し送り方向に移動せしめる割り出し送り手段と、保持テーブルの切削送り方向両端にそれぞれ一端が連結され切削送り手段を覆う伸縮自在な上壁および側壁を備えた第1の蛇腹手段および第2の蛇腹手段と、第1の蛇腹手段および第2の蛇腹手段のそれぞれ割り出し送り方向両側に配設され切削水を受け止める排水路と、第1の蛇腹手段の切削送り方向側方に配設され切削屑を受け入れる切断屑収容手段とを具備する切削装置であって、排水路に沿って配設され第1の蛇腹手段の上壁に落下した端材が排水路に落下するのを防止するための落下防止プレートを備えているので、切削ブレードによる被加工物の切削によって排水路の上方に飛散した端材および第1の蛇腹手段上に落下した後に排水路に向けて移動した端材は落下防止プレートよって受け止められる。従って、排水路に端材が落下することがないため、端材が排水路に落下して堆積することにより切削水の排水が滞り切削水が排水路から溢れ出して装置内部を汚染するという問題が解消される。
以下、本発明に従って構成された切削装置の好適な実施形態について、添付図面を参照して、更に詳細に説明する。
図1には、本発明に従って構成された切削装置の斜視図が示されている。図1に示す切削装置2は、略直方体状の装置ハウジング21を具備している。この装置ハウジング21内には、被加工物を保持する被加工物保持手段としての保持テーブル3が切削送り方向である矢印Xで示す方向に移動可能に配設されている。この保持テーブル3は、矩形状のテーブル本体31と、該テーブル本体31に配設された吸着チャック32とからなっている。吸着チャック32は、後述する板状の被加工物としてのパッケージ基板に設けられた分割予定ラインと対応する領域に後述する切削ブレードの切れ刃を逃がす逃がし溝が格子状に形成されるとともに逃がし溝によって区画された複数の領域にそれぞれ図示しない吸引手段に連通された複数の吸引孔が設けられている。このように構成された保持テーブル3は、図示しない切削送り手段によって矢印Xで示す切削送り方向(X軸方向)に移動せしめられるとともに、図示しない回転機構によって回転可能に構成されている。
図1に示す切削装置2は、切削手段としてのスピンドルユニット4を具備している。スピンドルユニット4は、図示しない割り出し送り手段によって切削送り方向(X軸方向)と直交する図1において矢印Yで示す割り出し送り方向(Y軸方向)に移動せしめられるとともに、図示しない切り込み送り手段によって図1において矢印Zで示す切り込み送り方向(Z軸方向)に移動せしめられるようになっている。この切削手段としてのスピンドルユニット4は、図示しない移動基台に装着され割り出し方向(Y軸方向)および切り込み方向(Z軸方向)に移動調整されるスピンドルハウジング41と、該スピンドルハウジング41に回転自在に支持された回転スピンドル42と、該回転スピンドル42の前端部に装着された外周に切れ刃を有する切削ブレード43とを具備している。また、切削手段としてのスピンドルユニット4は、切削ブレード43による切削加工部に切削水を供給するための切削水噴射ノズル44を備えている。この切削水噴射ノズル44は、図示しない切削水供給手段に接続されている。
また、切削装置2は、上記保持テーブル3上に保持された被加工物の表面を撮像し、上記切削ブレード43によって切削すべき領域を検出するための撮像手段45を具備している。この撮像手段45は、顕微鏡からなる光学系と撮像素子(CCD)を具備しており、撮像した画像信号を図示しない制御手段に送る。
図1とともに図2および図3を参照して説明すると、図示の実施形態においては、保持テーブル3の切削送り方向(X軸方向)両側に配設され保持テーブル3をX軸方向に移動せしめる図示しない切削送り手段を覆う第1の蛇腹手段51および第2の蛇腹手段52を備えている。第1の蛇腹手段51は、布の如き折り畳み可能なシート部材によって複数の山部と谷部が交互に形成され上壁511aおよび両側壁511bを備え伸縮自在に構成された蛇腹部材511と、該蛇腹部材511の両端にそれぞれ装着され金属板から形成することができる連結部材512、513と、蛇腹部材511の上面を覆う複数の保護プレート部材514と、該複数の保護プレート部材514と蛇腹部材511との間に配設された複数の保護膜部材515(図4の(a)および(b)参照)と、からなっている。このように構成された第1の蛇腹手段51は、連結部材512が保持テーブル3の一端面に連結され、連結部材513が後述する静止部材に連結される。
上記複数の保護プレート部材514は、ポリエステル等の合成樹脂やアルミ合金等の金属材によって形成することができ、図3に示すように蛇腹部材511の割り出し送り方向(Y軸方向)の幅寸法L1以上の長さ寸法Laと、図4の(a)および(b)に示すように蛇腹部材511が最も伸長した状態において隣接する山部と山部との間隔L2より大きい伸縮方向の幅Lbを有している。このように形成された複数の保護プレート部材514は、蛇腹部材511の伸縮方向の片側縁辺部(図4の(a)(b)において右側片側縁辺部)即ち移動部材である保持テーブル3側の片側縁辺部が蛇腹部材511の山部にそれぞれ接着剤によって装着されている。このようにして、蛇腹部材511の上側に配設された複数の保護プレート部材514は、図4の(a)に示す蛇腹部材511が最も伸長した状態と図4の(b)に示す収縮した状態との間を伸縮するに伴って、隣接する保護プレート部材の表面上を摺動することにより、蛇腹部材511の伸縮作用の妨げとならないようになっている。従って、蛇腹部材511を構成する上壁511aは常に複数の保護プレート部材514に覆われているので、端材を含む切断屑が蛇腹部材511の谷部に侵入することがなく、上記切削ブレード43による被加工物の切削によって発生する端材を含む切断屑による蛇腹部材511の破損が防止される。
上記複数の保護プレート部材514と蛇腹部材511との間に配設された複数の保護膜部材515は、ポリウレタンエラストマー等の可撓性部材によって形成されており、保護プレート部材514の長さ寸法Laと略同じ長さ寸法を有している。このように形成された保護膜部材515は、その伸縮方向の片側縁辺が保護プレート部材514の伸縮方向中央部裏面に接着材によって装着され、その幅方向の他側縁辺が隣接する保護プレート部材514(図4の(a)および(b)において左側の保護プレート部材)が装着された蛇腹部材511の山部に接着材によって装着されている。保護膜部材515の伸縮方向の幅寸法は、少なくとも図4の(a)に示すように蛇腹部材511が最も伸長した状態まで蛇腹部材511の伸長を許容する値に設定されている。なお、保護膜部材515は、蛇腹部材511が収縮した場合には図4の(b)に示すように保護プレート部材514の裏面に沿って湾曲せしめられる。このように、保護膜部材515を配設することにより、万が一重なり合った保護プレート部材514間から切断屑が侵入しても蛇腹部材511の谷部に侵入することを防止できる。
上記第2の蛇腹手段52も上記第1の蛇腹手段51と同様に、布の如き折り畳み可能なシート部材によって複数の山部と谷部が交互に形成され上壁521aおよび両側壁521bを備え伸縮自在に構成された蛇腹部材521と、該蛇腹部材521の両端にそれぞれ装着され金属板から形成することができる連結部材522、523とからなっている。このように構成された蛇腹部材511は、連結部材522が保持テーブル3の他端面に連結され、連結部材523が図示しない静止部材に連結される。
図2および図3を参照して説明を続けると、上記保持テーブル3および第1の蛇腹手段51、第2の蛇腹手段52の下側および両側方を覆う仕切部材6が配設されている。この仕切部材6は、保持テーブル3および第1の蛇腹手段51、第2の蛇腹手段52の下側を覆う底壁61とその両側縁から上方に延びる両側壁62、63を有している。底壁61の上面には図3に示されているように上記両側壁62、63とそれぞれ平行に仕切り板64、65が取り付けられている。従って、仕切部材6の底壁61上には、側壁62と仕切り板64によって形成される排水路66と、側壁63と仕切り板65によって形成される排水路67とが設けられる。このようにして設けられた排水路66および排水路67は、第1の蛇腹手段51および第2の蛇腹手段52のそれぞれ割り出し送り方向(Y軸方向)両側に配設され切削水を受け止める排水路として機能する。なお、上記仕切り板64と切り板65との間隔は、上記第1の蛇腹手段51および第2の蛇腹手段52を構成する蛇腹部材511および521の幅寸法L1より小さい値に設定されている。従って、仕切り板64、65は、第1の蛇腹手段51の蛇腹部材511および第2の蛇腹手段52の蛇腹部材521によって包囲される。図示の実施形態においては、上記仕切り板64、65の下流側端面には、両者間を連結する静止部材としての取付け板68が装着されている。この取付け板68に上記第1の蛇腹手段51を構成する蛇腹部材511に装着された連結部材513が締結ボルト69によって取り付けられる。
図2を参照して説明を続けると、第1の蛇腹手段51の切削送り方向(X軸方向)下流側の側方には、切削屑を受け入れる切断屑収容手段7が配設されている。切断屑収容手段7は、上記仕切部材6の下流側端に連結して取り付けられている。切断屑収容手段7内には底板71から所定の間隔を置いて網72が配設されおり、底板71には排水ダクト73が接続されている。
図2および図3を参照して説明を続けると、図示の実施形態における切削装置2は、上記排水路66および排水路67に沿って配設され第1の蛇腹手段51に落下した端材が排水路66および排水路67に落下するのを防止するための落下防止プレート8、8を備えている。この落下防止プレート8、8は、落下防止部81と装着部82とによって断面がL字状に形成されており、装着部82が締結ボルト9によって仕切部材7を構成する側壁62、63の内面に装着される。落下防止プレート8は、上記排水路66および排水路67の下流側端から保持テーブル3が図2に示す被加工物着脱位置に位置付けられた状態において保持テーブル3に達する長さを有している。また、落下防止プレート8を構成する落下防止部81は、装着部82が仕切部材6を構成する側壁62、63の内面に装着された状態で、第1の蛇腹手段51の両端部を覆う幅を有しており、第1の蛇腹手段51の上側に配設される。従って、落下防止プレート8を構成する落下防止部81は、排水路66および排水路67を完全に覆うことになる。なお、落下防止プレート8、8は、図示の実施形態においては潤滑性に優れたフッ素樹脂によって形成されている。
図示の実施形態における切削装置2は以上のように構成されており、以下その作用について説明する。
図5の(a)および(b)には、上述した切削装置2によって切削加工される被加工物としてのパッケージ基板の斜視図および断面図が示されている。図5の(a)および(b)に示すパッケージ基板10は金属板11を具備し、金属板11に所定の方向に延びる複数の第1の分割予定ライン111と、該第1の分割予定ライン111と直交する方向に延びる第2の分割予定ライン112が格子状に形成されている。第1の分割予定ライン111と第2の分割予定ライン112によって区画された複数の領域にそれぞれデバイス(チップサイズパッケージ)113が配置されており、このデバイス113は金属板11の裏面側から合成樹脂部12によってモールディングされている。このように形成されたパッケージ基板10は、第1の分割予定ライン111および第2の分割予定ライン112に沿って切断され個々にパッケージされたデバイス113に分割される。
図5の(a)および(b)には、上述した切削装置2によって切削加工される被加工物としてのパッケージ基板の斜視図および断面図が示されている。図5の(a)および(b)に示すパッケージ基板10は金属板11を具備し、金属板11に所定の方向に延びる複数の第1の分割予定ライン111と、該第1の分割予定ライン111と直交する方向に延びる第2の分割予定ライン112が格子状に形成されている。第1の分割予定ライン111と第2の分割予定ライン112によって区画された複数の領域にそれぞれデバイス(チップサイズパッケージ)113が配置されており、このデバイス113は金属板11の裏面側から合成樹脂部12によってモールディングされている。このように形成されたパッケージ基板10は、第1の分割予定ライン111および第2の分割予定ライン112に沿って切断され個々にパッケージされたデバイス113に分割される。
このように構成されたパッケージ基板10を上記切削装置2を用いて個々にパッケージされたデバイス113(チップサイズパッケージ)に分割するには、切削装置の保持テーブル3の吸着チャック32上にパッケージ基板10を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することにより、パッケージ基板10は保持テーブル3の吸着チャック32上に吸引保持される(パッケージ基板保持工程)。
上記パッケージ基板保持工程を実施したならば、図示しない切削送り手段を作動してパッケージ基板10を保持した保持テーブル3を撮像手段45の直下まで移動せしめる。保持テーブル3が撮像手段45の直下に位置付けられると、撮像手段45および図示しない制御手段によってパッケージ基板10の切削加工すべき加工領域を検出するアライメント作業を実行する。即ち、撮像手段45および図示しない制御手段は、パッケージ基板10の所定方向に形成されている第1の分割予定ライン111と、該第1の分割予定ライン111に沿って切削する切削ブレード43との位置合わせを行うためのパターンマッチング等の画像処理を実行し、切削加工すべき加工領域のアライメントを遂行する。また、パッケージ基板10に形成されている上記所定方向に対して直交する方向に延びる第2の分割予定ライン112に対しても、同様に切削加工すべき加工領域のアライメントが遂行される。
上述したように、パッケージ基板10の切削加工すべき加工領域を検出するアライメント作業を実行したならば、保持テーブル3を切削ブレード43による切削領域に移動し、図6の(a)に示すように所定の第1の分割予定ライン111の一端を切削ブレード43の直下より図6の(a)において僅かに右側に位置付ける。そして、切削ブレード43を矢印43aで示す方向に回転しつつ図示しない切込み送り手段を作動して切削ブレード43を矢印Z1で示す方向に所定量切り込み送りし、所定の切り込み深さに位置付ける。この切り込み深さは、切削ブレード43の切れ刃の外周縁が保持テーブル3に設けられた逃がし溝(図示せず)に達する位置に設定されている。次に、図示しない切削送り手段を作動して保持テーブル3を図6の(a)において矢印X1で示す方向に所定の切削送り速度で移動する。そして、保持テーブル3の吸着チャック32に保持されたパッケージ基板10の所定の第1の分割予定ライン111の他端が図6の(b)に示すように切削ブレード43の直下より僅かに左側に達したら保持テーブル3の移動を停止するとともに、切削ブレード43を矢印Z2で示す方向に上昇せしめ、次に切削すべき第1の分割予定ライン111に割り出し送りして切削作業を繰り返す。この結果、パッケージ基板10は、第1の分割予定ライン111に沿って切断される(第1の切断工程)。この第1の切断工程を実施する際には、図示しない切削水供給手段を作動して切削水噴射ノズル44から切削ブレード43による切削加工部に切削水を供給する。
上述した第1の切断工程を実施したならば、保持テーブル3を90度回動し、保持テーブル3の吸着チャック32に保持されたパッケージ基板10に形成された第2の分割予定ライン112を切削送り方向(X軸方向)に位置付ける、そして、パッケージ基板10に対して上記第1の切断工程と同様に全ての第2の分割予定ライン112に沿って切断作業を実施する(第2の切断工程)。この第2の切断工程を実施する際にも、上記第1の切断工程と同様に図示しない切削水供給手段を作動して切削水噴射ノズル44から切削ブレード43による切削加工部に切削水を供給する。
以上のようにして第1の切断工程および第2の切断工程が実施されたパッケージ基板10は、図7に示すように第1の分割予定ライン111および第2の分割予定ライン112に沿って切断され、個々のデバイス113(チップサイズパッケージ)に分割される。このようにして分割された個々のデバイス113は、吸着チャック32に吸引保持された状態で維持される。一方、吸着チャック32によって吸引保持されていないパッケージ基板10の外周部は、端材10a、10bとなって飛散する。
上述した第1の切断工程および第2の切断工程を実施する際に切削水噴射ノズル44から切削ブレード43による切削加工部に供給された切削水は、切削によって生成された切削屑とともに第1の蛇腹手段51を構成する蛇腹部材511の上面を覆う複数の保護プレート部材514上に飛散し、排水路66および排水路67に落下して切断屑収容手段7に流れる。また、第1の切断工程および第2の切断工程を実施する際に切削ブレード43によってパッケージ基板10を切削することによって発生する端材10a、10bは、保護プレート部材514上にも飛散して落下するが保護プレート部材514の両側に配設された排水路66および排水路67の上方にも飛散する。しかるに、図示の実施形態においては、保護プレート部材514上に飛散して落下した端材10a、10bが排水路66および排水路67に落下するのを防止するための落下防止プレート8、8を備えているので、排水路66および排水路67の上方に飛散した端材10a、10bを含めた端材10a、10bが落下防止プレート8、8の落下防止部81によって受け止められる。従って、排水路66および排水路67に端材10a、10bが落下することがないため、端材10a、10bが排水路66および排水路67に落下して堆積することにより切削水の排水が滞り切削水が排水路66および排水路67から溢れ出して装置内部を汚染するという問題が解消される。
上述したようにして、落下防止プレート8、8の落下防止部81によって受け止められた端材10a、10bは、切断屑収容手段7に向けて押し出すことにより切断屑収容手段7に落下される。このとき、落下防止プレート8、8は潤滑性に優れたフッ素樹脂によって形成されているので、端材10a、10bを落下防止部81に沿って容易に移動させることができる。このようにして、切断屑収容手段7に落下された端材10a、10bは、切断屑収容手段7の底部に配設された網72によって受け止められ堆積される。なお、保護プレート部材514上に落下した端材10a、10bも保持テーブル3および保護プレート部材514の移動に伴って切断屑収容手段7に落下する。一方、切断屑収容手段7に落下した切削屑を含む切削水は、網72を通過し排水ダクト73を通して排出される。
2:切削装置
3:保持テーブル
32:吸着チャック
4:スピンドルユニット
43:切削ブレード
44:切削水噴射ノズル
45:撮像手段
51:第1の蛇腹手段
52:第2の蛇腹手段
511、521:蛇腹部材
514:保護プレート部材
6:仕切部材
66、67:排水路
7:切断屑収容手段
8:落下防止プレート
81:落下防止部
82:装着部
10:パッケージ基板
3:保持テーブル
32:吸着チャック
4:スピンドルユニット
43:切削ブレード
44:切削水噴射ノズル
45:撮像手段
51:第1の蛇腹手段
52:第2の蛇腹手段
511、521:蛇腹部材
514:保護プレート部材
6:仕切部材
66、67:排水路
7:切断屑収容手段
8:落下防止プレート
81:落下防止部
82:装着部
10:パッケージ基板
Claims (2)
- 被加工物を保持する保持テーブルと、該保持テーブル上に保持された被加工物を切断するための切削ブレードを備えた切削手段と、該切削ブレードによる切削加工部に切削水を供給する切削水供給手段と、該保持テーブルを切削送り方向に移動せしめる切削送り手段と、該切削手段を切削送り方向と直交する割り出し送り方向に移動せしめる割り出し送り手段と、該保持テーブルの切削送り方向両端にそれぞれ一端が連結され該切削送り手段を覆う伸縮自在な上壁および側壁を備えた第1の蛇腹手段および第2の蛇腹手段と、該第1の蛇腹手段および第2の蛇腹手段のそれぞれ割り出し送り方向両側に配設され切削水を受け止める排水路と、該第1の蛇腹手段の切削送り方向側方に配設され切削屑を受け入れる切断屑収容手段と、を具備する切削装置であって、
該排水路に沿って配設され該第1の蛇腹手段の上壁に落下した端材が該排水路に落下するのを防止するための落下防止プレートを備えている、
ことを特徴とする切削装置。 - 該落下防止プレートは、フッ素樹脂によって形成されている、請求項1記載の切削装置。
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