JP2020123715A - カバープレート及びその製造方法、並びにその応用 - Google Patents

カバープレート及びその製造方法、並びにその応用 Download PDF

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Abstract

【課題】カバープレート及びその製造方法、並びにその応用を提供する。【解決手段】本発明に係るカバープレート及びその製造方法、並びにその応用は、前記カバープレートがベーク板及び前記ベーク板の上面に塗布される複合樹脂層を備え、前記複合樹脂層の硬度は前記ベーク板の硬度未満である。本発明に係る前記カバープレートがFPC穴あけに用いられる場合、前記複合樹脂層の硬度が前記ベーク板の硬度未満であるため、穴あけに適し、穴あけの瞬間のスリップ現象を防止し、定位の精度及び穴あけの加工精度が高まる。従来のベーク板及び公開されている特許による片面粗面化ベーク板と比較し、本発明に係るカバープレートの穴あけ加工精度は更に高く、且つ穴あけ加工精度が向上する空間も大きくなり、その程度を制御可能となり、より好ましく効果的に穴あけ加工精度を制御しながら向上可能となる。【選択図】図1

Description

本発明は、回路基板の穴あけ分野に関し、更に詳しくは、カバープレート及びその製造方法、並びにその応用に関する。
ベーク板はフレキシブルプリント回路基板(略称FPC)が穴あけ加工されたカバープレートであり、平坦度が高く、表面が滑らかで、表面の硬度が高い等の特徴を有し、FPC穴あけ加工に広く応用される目下FPC穴あけ加工に最も多く使用されるカバープレートである。アルミニウム積層板は近年開発された新型のカバープレートであり、優れた穴あけ加工精度を誇り、すでにリジッドプリント回路基板に広く応用されている。一部はFPC穴あけ加工にも応用されており、その加工精度はベーク板よりも高く、穴あけ積層を増加させるのに適する。
しかしながら、前述した従来の技術では、穴あけ屑、ばり、剥離損傷等の問題が存在し、FPCの穴あけ加工に広めることができなかった。ベーク板の加工性能は高いが、加工精度には限界があり、且つFPCの積層を増加させたり、加工精度を高めることが難しかった。アルミニウム積層板は加工精度が高く、FPCに積層を増加させたり加工精度を高めるために用いられているが、FPCの穴あけ加工に使用するには品質の不安定さという問題が尚残っている。
そこで、本発明者は上記の欠点が改善可能と考え、鋭意検討を重ねた結果、合理的設計で上記の課題を効果的に改善する本発明の提案に至った。
本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたものである。上記課題解決のため、本発明は、カバープレート及びその製造方法、並びにその応用を提供することを主目的とする。すなわち、本発明は、従来技術ではFPCが穴あけされたカバープレートとしてベーク板を採用する場合、穴あけ精度が低いという問題を解決する。
上記課題を解決するために、本発明のある態様のカバープレートは、ベーク板及び前記ベーク板の上面に塗布される複合樹脂層を備え、前記複合樹脂層の硬度は前記ベーク板の硬度未満である。
また、本発明に係るカバープレートにおいて、前記複合樹脂層の材料は、重量部に基づいて30重量部〜55重量部のアクリル系樹脂、10重量部〜20重量部の活性化モノマー、5重量部〜12重量部の開始剤、2重量部〜8重量部のレベリング剤、1重量部〜5重量部の分散剤、及び0重量部〜22重量部の粉末剤を含む。
また、本発明に係るカバープレートにおいて、前記複合樹脂層の材料は、重量部に基づいて40重量部〜65重量部の熱硬化主樹脂、10重量部〜35重量部の硬化剤、5重量部〜15重量部の強靭化剤、0重量部〜5重量部の促進剤、1重量部〜5重量部のレベリング剤、1重量部〜5重量部の分散剤、及び0重量部〜25重量部の粉末剤を含む。
また、本発明に係るカバープレートにおいて、前記複合樹脂層の材料は、重量百分率に基づいて3重量部〜8重量部の接着性樹脂を更に含む。
また、本発明に係るカバープレートにおいて、前記熱硬化主樹脂として、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、及びポリウレタン樹脂のうちの1種類以上から選択される。
また、本発明に係るカバープレートにおいて、前記複合樹脂層の厚さは10um〜60umの間の範囲である。
また、本発明に係るカバープレートにおいて、前記複合樹脂層の硬度は10B〜2Hの間の範囲である。
なお、本発明に係るカバープレートの製造方法において、重量部に基づいて複合樹脂層の材料を混合撹拌し、混合液を得る工程と、前記混合液をベーク板の上面に塗布し、硬化処理を行い複合樹脂層を形成して、前記カバープレートを得る工程と、を含み、前記複合樹脂層の硬度は、前記ベーク板の硬度未満である。
また、本発明に係るカバープレートの製造方法において、前記カバープレートの製造方法は、前記硬化処理は光硬化処理及び熱硬化処理のうちの何れかである。
更に、本発明に係るカバープレートの応用において、前記カバープレートがFPC穴あけに用いられる。
本発明によれば、次のような効果がある。本発明に係るカバープレートは、ベーク板及び前記ベーク板の上面に塗布される複合樹脂層を備え、前記カバープレートがFPC穴あけに用いられる場合、前記複合樹脂層の硬度が前記ベーク板の硬度未満であるため、穴あけに適し、穴あけの瞬間のスリップ現象を防止し、定位の精度及び穴あけの加工精度が高まる。従来のベーク板及び公開されている特許による片面粗面化ベーク板と比較し、本発明に係るカバープレートの穴あけ加工精度は更に高く、且つ穴あけ加工精度が向上する空間も大きくなり、その程度を制御可能となり、より好ましく効果的に穴あけ加工精度を制御しながら向上可能となる。
本発明のカバープレート構成の好ましい実施形態を示す概略図である。 本発明の好ましい実施形態によるカバープレートの製造方法のフローチャートである。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明は以下の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更可能であることは言うまでもない。
従来技術では、あるメーカーでは予めベーク板表面に粗面化処理を施し、その後粗面化処理されたベーク板をカバープレートとしてFPCに対する穴あけ加工を行うことにより、穴あけの瞬間のスリップ現象を防止し、穴あけ位置を正確にし、穴あけ加工精度を高めている。また他のあるメーカーでは予め穴あけする方式により穴あけの加工精度を確保している。従来の処理方式はFPCの穴あけ精度の向上を一定程度実現できるが、但し、穴あけ精度の向上には限りがあり、且つ穴あけ精度の向上程度も制御不能であり、FPCの穴あけに高い精度が要求される場合はその要求を満たせなかった。
従来技術に存在する問題を鑑み、本発明では、図1に示すように、カバープレートを提供し、ベーク板10及びベーク板10の上面に塗布される複合樹脂層20を備える。前記複合樹脂層20の硬度は前記ベーク板10の硬度未満である。本発明は表層複合樹脂層の硬度がベーク板自身の表面硬度未満であるという特徴を利用し、前記カバープレートがFPC穴あけに用いられる場合、穴あけに適し、穴あけの瞬間のスリップ現象を防止し、FPCの穴あけ位置が正確になり、穴あけ加工の精度が高まる。
更に、本発明は複合樹脂層の硬度及び厚さを制御することによりFPCの穴あけ加工精度の調整を行う。従来のベーク板及び公開されている特許による片面粗面化ベーク板と比較し、本発明の片面コーティングベーク板は穴あけ加工精度がより高く、且つ穴あけ加工精度が向上する空間も大きくなり、その程度を制御可能となり、より好ましく効果的に穴あけ加工精度を制御しながら向上可能となり、FPCの穴あけに対する様々な要求を満たす。
幾つかの実施形態では、前記複合樹脂層の鉛筆硬度は10B〜2Hの間の範囲であり、前記ベーク板の硬度は一般的にH〜9Hの間の範囲である。ある好ましい実施方式において、前記複合樹脂層の硬度は10B〜3Bの間の範囲であり、前記硬度範囲内において、より容易に穴あけ可能となり、定位の精度が更に高まり、穴あけ加工精度も更に高まる。
幾つかの実施形態では、前記複合樹脂層の厚さは5um〜100umの間の範囲である。また、幾つかの好適な実施形態では、前記複合樹脂層の厚さは10um〜60umの間の範囲であり、複合樹脂層の硬度が低い場合、一定の厚さの範囲内では、コーティングされる複合樹脂層の厚さが厚くなるほど、穴あけ加工精度がより高まる。但し、コーティングされる複合樹脂層を厚くする場合、そのコストも高くなり、且つコーティングされる樹脂層の厚さが高い値に達すると、穴あけ加工の屑排出に影響し、穴あけ加工の精度にも影響する。このため、本発明は複合樹脂層の硬度及び厚さを制御することでFPCに対する穴あけ加工精度の調整を行って、FPCの穴あけに対する多様な要求を満たす。
穴あけ加工に対する結合された複合樹脂層の硬度及び厚さの影響は、両者の組み合わせを最適化することで最良の穴あけ加工効果を得ることが可能である。複合樹脂層の硬度が高い場合、穴あけ加工位置決めの精度が低下しやすいが、屑排出性能が高くなり、複合樹脂層の厚さを増すことにより穴あけ加工精度を高めることができる。複合樹脂層の硬度が低い場合、穴あけ加工位置決めの精度が高くなるが、屑排出性能が低くなりがちであり、複合樹脂層の厚さを減らして好ましい穴あけ加工精度及び屑排出性能に制御する。FPCの穴あけ加工精度、屑排出、及び孔径の違いに応じた要求を総合し、複合樹脂層の硬度及び厚さの調整を行うことで最良の穴あけ加工効果が得られる。
幾つかの具体的な実施形態では、前記複合樹脂層の硬度は10B〜3Bの間の範囲であり、前記複合樹脂層の厚さは10um〜60umの間の範囲である。本実施形態では、複合樹脂層の硬度及び厚さを共に調整し、前記複合樹脂層を穴あけしやすくすると同時に穴あけ加工の屑排出に影響が出ないようにし、FPCの穴あけ加工精度を効果的に満たす。更に具体的な実施方式では、前記複合樹脂層の硬度は8Bであり、前記複合樹脂層の厚さは30umである。更に好ましくは、前記複合樹脂層の硬度が5Bであり、前記複合樹脂層の厚さが40umである。
FPCの穴あけ加工精度に対する前記複合樹脂層の硬度及びコーティング厚の直接的影響は、従来のベーク板及び公開されている特許の片面粗面化ベーク板と比較すると、本発明に係るカバープレートの方が穴あけ加工精度が高く、複合樹脂層の硬度及び厚さを調整することで穴あけ加工精度の向上程度を制御可能である。よって、本発明に係るカバープレートが更に良くなり、穴あけ加工精度の精度向上をより効果的に制御可能である。
幾つかの実施形態では、前記カバープレートにおいて、複合樹脂層の材料は重量部に基づいて30重量部〜55重量部のアクリル系樹脂、10重量部〜20重量部の活性化モノマー、5〜10重量部の開始剤、2〜6重量部のレベリング剤、1〜6重量部の分散剤、及び0重量部〜25重量部の粉末剤を含む。本実施形態では、前記複合樹脂層の材料により混合液を形成した後、光硬化方式により複合樹脂層を生成し、複合樹脂層材料の成分比率を調整することにより異なる硬度の複合樹脂層を得ることができる。
好ましくは、前記アクリル系樹脂としてアクリル樹脂、ポリエステル変性アクリル樹脂、エポキシ変性アクリル樹脂、及びポリウレタンアクリル樹脂のうちの1種類以上から選択されるが、但しこれらに限られない。
幾つかの実施形態では、前記カバープレートにおいて、複合樹脂層の材料は重量部に基づいて40重量部〜65重量部の熱硬化主樹脂、10重量部〜35重量部の硬化剤、5重量部〜15重量部の強靭化剤、0重量部〜5重量部の促進剤、1重量部〜5重量部のレベリング剤、1重量部〜5重量部の分散剤、及び0重量部〜25重量部の粉末剤を含む。本実施形態では、前記複合樹脂層の材料により混合液を形成した後、熱硬化方式により複合樹脂層を生成し、複合樹脂層材料の成分比率を調整することにより異なる硬度の複合樹脂層を得ることができる。
好ましくは、前記熱硬化主樹脂として不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、及びポリウレタン樹脂のうちの1種類以上から選択されるが、但しこれらに限られない。
幾つかの実施形態では、前記複合樹脂層の材料は重量百分率に基づいて2重量部〜10重量部の接着性樹脂を更に含む。ベーク板は加工生成過程中に通常表面に剥離剤又は離型剤が含有されるため、その表面は他の材料との接着力(付着力)が極めて弱まり、接着(付着)しにくくなる。本実施例では、複合樹脂層とベーク板の表面との結合強度を高めるため、前記複合樹脂層材料に接着性樹脂が添加される。好ましくは、前記接着性樹脂は2種類の酸性基群を少なくとも含む樹脂であり、例えば、前記接着性樹脂はヒドロキシアクリル樹脂(型番:AC−1100)である。
更に、本発明は、図2に示すように、カバープレートの製造方法を更に提供し、
重量部に基づいて複合樹脂層材料を混合撹拌し、混合液を得る工程S10と、
前記混合液をベーク板の上面に塗布し、硬化処理を行い複合樹脂層を形成して、前記カバープレートを得る工程S20と、を含み、
前記複合樹脂層の硬度は前記ベーク板の硬度未満である。
幾つかの実施形態では、前記ベーク板は通常0.3mm〜0.5mmの厚さの範囲の薄板であり、通常の製造加工寸法は長さ1245mm×幅930mm〜1100mmである。好ましくは、前記混合液の粘度は4000±400CPSである。好ましくは、制限されないが、前記コーティング方式としてロールコーティング、吹付けコーティング、流しコーティング、キャストコーティング、シルクスクリーン等を含み、技術的簡易性、コスト、効率等を考慮し、本発明では好ましくはロールコーティング方式を選択する。
具体的には、前記複合樹脂層の材料が重量部に基づいて30重量部〜55重量部のアクリル系樹脂、10重量部〜20重量部の活性化モノマー、5〜10重量部の開始剤、2〜6重量部のレベリング剤、1〜6重量部の分散剤、及び0重量部〜25重量部の粉末剤を含む場合、本実施例では、前記複合樹脂層の材料により混合液を形成した後、光硬化方式により複合樹脂層を生成し、複合樹脂層材料の成分比率を調整することにより異なる硬度の複合樹脂層を得ることができる。
前記複合樹脂層の材料が重量部に基づいて40重量部〜65重量部の熱硬化主樹脂、10重量部〜35重量部の硬化剤、5重量部〜15重量部の強靭化剤、0重量部〜5重量部の促進剤、1重量部〜5重量部のレベリング剤、1重量部〜5重量部の分散剤、及び0重量部〜25重量部の粉末剤を含む場合、本実施例では、前記複合樹脂層の材料により混合液を形成した後、熱硬化方式により複合樹脂層を生成し、複合樹脂層材料の成分比率を調整することにより異なる硬度の複合樹脂層を得ることができる。ここで、「主樹脂」とは、当該樹脂が前記複合樹脂層の主原材料であることを意味する。
本発明では、選択される主樹脂が異なる場合、異なる硬化処理方式が採用される。熱硬化方式が採用されると共に対応する主樹脂が選択された場合、ベーク板自身に反りがあるため、受熱すると内部の応力の変化により反り変形が生じ、ベーク板の反り変形が更に深刻になり、製造加工及び品質の制御に不利となる。常温硬化方式が採用されると共に対応する主樹脂が選択された場合、常温硬化にかかる時間が長いため、製造効率が低下する。光硬化方式が採用される場合、前記主樹脂として好ましくはアクリル樹脂を選択し、光硬化速度が速いため、製造効率が高く、技術的にも簡易であり、製造温度が低く、ベーク板が受熱して反り変形が起こるという品質問題を効果的に制御できる。LED冷光源により硬化を行う場合、加工温度が更に低くなり、ベーク板が受熱により反り変形が生じる問題を完全に排除できる。
更に、本発明はカバープレートの応用を更に提供し、前記カバープレートがFPCの穴あけに用いられる。具体的には、前記カバープレートの複合樹脂層がコーティングされる一面が上を向き、他面が前記FPCに緊密に貼着される。前記カバープレートがFPC穴あけに用いられる場合、前記複合樹脂層の硬度が前記ベーク板の硬度未満であるため、穴あけに適し、穴あけの瞬間のスリップ現象を防止し、定位の精度及び穴あけの加工精度が高まる。従来のベーク板及び公開されている特許による片面粗面化ベーク板と比較すると、本発明に係るカバープレートの穴あけ加工精度は更に高く、且つ穴あけ加工精度が向上する空間も大きくなり、その程度を制御可能となり、より好ましく効果的に穴あけ加工精度を制御しながら向上可能となる。
以下、本発明の具体的な実施例に係るカバープレートの製造方法及びその穴あけ性能について説明する。
アクリル樹脂を選択し、適量の活性化モノマー、開始剤、レベリング剤、分散剤、粉末剤、接着性樹脂(型番:1100)等を組み合わせ、51:12:6:3:3:20:5の固体配合比で混合して2時間分散撹拌し、4000±400CPSの混合液粘度(膠液粘度)に調製し、ロールコーティング方式によりベーク板の上面に30um及び60umの厚さでそれぞれコーティングし、UV光により硬化させる。
ポリエステル変性アクリル樹脂、エポキシ変性アクリル樹脂を選択し、適量の活性化モノマー、開始剤、レベリング剤、分散剤、粉末剤、接着性樹脂(型番:1200)等を組み合わせ、40:11:11:7:3:3:20:5の固体配合比で混合して2時間分散撹拌し、4000±400CPSの混合液粘度に調製し、ロールコーティング方式によりベーク板の上面に30um及び60umの厚さでそれぞれコーティングし、UV光により硬化させる。
ポリエステル変性アクリル樹脂、ポリウレタン変性アクリル樹脂を選択し、適量の活性化モノマー、開始剤、レベリング剤、分散剤、粉末剤、接着性樹脂1100等を組み合わせ、32:20:11:6:3:3:20:5の固体配合比で混合して2時間分散撹拌し、4000±400CPSの混合液粘度に調製し、ロールコーティング方式によりベーク板の上面に30um及び60umの厚さでそれぞれコーティングし、UV光により硬化させる。
ポリウレタン変性アクリル樹脂を選択し、適量の活性化モノマー、開始剤、レベリング剤、分散剤、粉末剤、接着性樹脂1200等を組み合わせ、50:13:6:3:3:20:5の固体配合比で混合して2時間分散撹拌し、4000±400CPSの混合液粘度に調製し、ロールコーティング方式によりベーク板の上面に30um及び60umの厚さでそれぞれコーティングし、UV光により硬化させる。
変性エポキシ樹脂を選択し、適量の硬化剤、強靭化剤、促進剤、レベリング剤、分散剤、粉末剤等を組み合わせ、45:15:12:2:3:3:20の固体配合比で適量の溶剤と組み合わせて混合して2時間分散撹拌し、4000±400CPSの混合液粘度に調製し、ロールコーティング方式によりベーク板の上面に30um及び60umの厚さでそれぞれコーティングし、180℃で10分間焼き硬化させる。
脂肪族変性エポキシ樹脂、ポリエーテル変性エポキシ樹脂を選択し、適量の硬化剤、強靭化剤、促進剤、レベリング剤、分散剤、粉末剤等を組み合わせ、30:20:17:14:3:3:3:10の固体配合比で適量の溶剤と組み合わせて混合して2時間分散撹拌し、4000±400CPSの混合液粘度に調製し、ロールコーティング方式によりベーク板の上面に30um及び60umの厚さでそれぞれコーティングし、200℃で10分間焼き硬化させる。
変性不飽和ポリエステルを選択し、適量の硬化剤、強靭化剤、促進剤、レベリング剤、分散剤、粉末剤等を組み合わせ、56:12:14:2:3:3:10の固体配合比で適量の溶剤と組み合わせて混合して2時間分散撹拌し、4000±400CPSの混合液粘度に調製し、ロールコーティング方式によりベーク板の上面に30um及び60umの厚さでそれぞれコーティングし、60℃で8分間焼き硬化させる。
上述の実施例1〜実施例7で製造されるカバープレート及び従来のベーク板がFPC穴あけ加工に用いられる場合に得られる試験結果を表1に示す。なお、表1中の各項目は、従来技術に記載された一般的な方法により測定した。
Figure 2020123715
上述の実験結果から分かるように、異なる樹脂の配合で硬化された後の複合樹脂層の硬度には差異が生じ、穴あけ加工精度にも差異が生じる。一定の硬度範囲内で硬度が低くなるほど穴あけ加工精度が高くなる。コーティングの厚さの違いも穴あけ加工精度に影響し、一定の厚さ範囲内ではコーティングの厚さが厚くなるほど穴あけ加工精度が高くなる。また、同等の膜厚及び同等の硬度条件下では、光硬化複合樹脂層の穴あけ精度が熱硬化複合樹脂層の穴あけ精度よりも高くなる。
以上を総合すると、本発明に係るカバープレートはベーク板及び前記ベーク板の上面に塗布される複合樹脂層を備え、前記カバープレートがFPC穴あけに用いられる場合、前記複合樹脂層の硬度が前記ベーク板の硬度未満であるため、穴あけに適し、穴あけの瞬間のスリップ現象を防止し、定位の精度及び穴あけの加工精度が高まる。従来のベーク板及び公開されている特許による片面粗面化ベーク板と比較し、本発明に係るカバープレートの穴あけ加工精度は更に高く、且つ穴あけ加工精度が向上する空間も大きくなり、その程度を制御可能となり、より好ましく効果的に穴あけ加工精度を制御しながら向上可能となる。
上述の実施形態は本発明の技術思想及び特徴を説明するためのものにすぎず、当該技術分野を熟知する者に本発明の内容を理解させると共にこれをもって実施させることを目的とし、本発明の特許請求の範囲を限定するものではない。従って、本発明の精神を逸脱せずに行う各種の同様の効果をもつ改良又は変更は、後述の請求項に含まれるものとする。

Claims (10)

  1. ベーク板及び前記ベーク板の上面に塗布される複合樹脂層を備え、
    前記複合樹脂層の硬度は、前記ベーク板の硬度未満であることを特徴とするカバープレート。
  2. 前記複合樹脂層の材料は、重量部に基づいて30重量部〜55重量部のアクリル系樹脂、10重量部〜20重量部の活性化モノマー、5重量部〜12重量部の開始剤、2重量部〜8重量部のレベリング剤、1重量部〜5重量部の分散剤、及び0重量部〜22重量部の粉末剤を含むことを特徴とする請求項1に記載のカバープレート。
  3. 前記複合樹脂層の材料は、重量部に基づいて40重量部〜65重量部の熱硬化主樹脂、10重量部〜35重量部の硬化剤、5重量部〜15重量部の強靭化剤、0重量部〜5重量部の促進剤、1重量部〜5重量部のレベリング剤、1重量部〜5重量部の分散剤、及び0重量部〜25重量部の粉末剤を含むことを特徴とする請求項1に記載のカバープレート。
  4. 前記複合樹脂層の材料は、重量百分率に基づいて3重量部〜8重量部の接着性樹脂を更に含むことを特徴とする請求項2又は3に記載のカバープレート。
  5. 前記熱硬化主樹脂は、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、及びポリウレタン樹脂のうちの1種類以上から選択されることを特徴とする請求項3に記載のカバープレート。
  6. 前記複合樹脂層の厚さは、10um〜60umの間の範囲であることを特徴とする請求項1に記載のカバープレート。
  7. 前記複合樹脂層の硬度は、10B〜2Hの間の範囲であることを特徴とする請求項1に記載のカバープレート。
  8. 請求項1〜7の何れか1項に記載の前記カバープレートの製造方法であって、
    重量部に基づいて複合樹脂層の材料を混合撹拌し、混合液を得る工程と、
    前記混合液を前記ベーク板の上面に塗布し硬化処理を行い複合樹脂層を形成して、前記カバープレートを得る工程と、を含み、
    前記複合樹脂層の硬度は、前記ベーク板の硬度未満であることを特徴とするカバープレートの製造方法。
  9. 前記硬化処理は、光硬化処理及び熱硬化処理のうちの何れかであることを特徴とする請求項8に記載のカバープレートの製造方法。
  10. 請求項1〜7の何れか1項に記載の前記カバープレートをFPC穴あけに用いることを特徴とするカバープレートの応用。
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