JP2023104752A - マスク検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】マスク検査装置を小型化し、且つマスク体の張力を精度良く検査できるようにする。【解決手段】マスク検査装置（１）は、ワーク受け具（１０）と、ワーク受け具（１０）の上方に配置された定盤（２０）と、ワーク受け具（１０）に載置されたマスク印刷版（５００）の版枠（５０２）を定盤（２０）の下面に押し付ける押付機構（３０）と、定盤（２０）の上方に配置された測定ユニット（８０）と、測定ユニット（８０）を定盤（２０）の上方位置で移動させる移動機構（４０）と、押付機構（３０）、測定ユニット（８０）および移動機構（４０）の動作を制御する制御装置（５）とを備える。当該マスク検査装置（１）は、マスク印刷版（５００）の版枠（５０２）を定盤（２０）の下面に押し付けた状態で、所定の荷重を付加したときのマスク体（５０４）の変位量を測定する。【選択図】図１１

Description

本開示は、マスク検査装置に関する。

マスク印刷版は、印刷手法の一つであるスクリーン印刷に使用される。マスク印刷版は、シート状のマスク体と版枠とを含んで構成される。マスク体には、印刷パターンが形成される。印刷パターンは、所定の形状に開口する孔で構成される。マスク体は、版枠の内側に張力の掛かった状態で支持される。スクリーン印刷では、マスク体に載せたペースト（インキ）をスキージと呼ばれる押付け部材で押し付けながら擦って印刷パターンの孔に刷り込むことにより、その孔を通過させたペーストをワークに印刷（転写）する。

スクリーン印刷において、ワークにペーストを印刷するときには、押付け部材がマスク体をワークの表面に押し付けられる。このため、押付け部材の移動に追随してマスク体がワークの表面から離れる、いわゆる版離れ時に、マスク体をワークの表面から確実に離し、ワークに印刷されたペーストパターンの品質に影響を与えないことが重要である。マスク体の版離れを良くするには、マスク体の張力を管理する必要がある。そこで、マスク体の張力を検査することが行われる。

マスク体の張力を検査するための機器としては、マスク検査装置が使用される。マスク検査装置の一例は、特許文献１に開示される。特許文献１に開示のマスク検査装置は、メタルマスクのテンション測定装置である。このテンション測定装置は、メタルマスク（マスク体）に対して一定の荷重を加えたときの当該メタルマスクの変位量を測定する。これにより、メタルマスクの張力の変化を検査する。

特開２００１－０６２９９６号公報

特許文献１に開示のテンション測定装置では、メタルマスク台（定盤）にメタルマスクを載置し、メタルマスクに分銅を載せることにより一定の荷重を加える。このテンション測定装置を自動化すると、メタルマスク台上には、分銅を含む測定ユニットおよび測定ユニットを移動させる移動機構が設けられる。そのため、当該テンション測定装置は、メタルマスクと移動機構との干渉（ぶつかり合い）を避けるべく、メタルマスクが大型であると、そのサイズに合わせてメタルマスク台を拡大しなくてはならない。このことは、テンション測定装置の大型化を招く。

また、メタルマスクの版枠（メタルマスク枠）には捩れや歪みが生じることがある。特許文献１に開示のテンション測定装置では、メタルマスクをメタルマスク台に載せた後、メタルマスク上にテンプレートを置いているだけであり、版枠に捩れや歪みが生じた場合、その捩れや歪みを矯正できない。版枠に捩れや歪みが生じた状態では、分銅で加えた荷重に対するメタルマスクの変位量を正確に測定することが難しい。そのため、メタルマスクの張力を精度良く検査できない。

本開示の目的は、マスク検査装置を小型化し、且つマスク体の張力を精度良く検査できるようにすることにある。

上記の目的を達成するために、本開示の技術では、マスク印刷版のセット位置を定盤の下側とし、マスク印刷版の版枠を定盤に押し付けて矯正するようにした。

具体的には、本開示の第１の態様は、印刷パターンを有するシート状のマスク体が張力の掛かった状態で版枠の内側に支持されてなるマスク印刷版を検査対象として、前記マスク体の張力を検査するマスク検査装置を対象とする。

第１の態様のマスク検査装置は、前記マスク印刷版が載置されるワーク受け具と、前記ワーク受け具の上方に配置され、前記ワーク受け具に載置された前記マスク印刷版の前記版枠と対向し、前記マスク体に対応する開口が形成された定盤と、前記ワーク受け具を前記定盤側に移動させることにより、当該ワーク受け具に載置された前記マスク印刷版の前記版枠を前記定盤の下面に押し付ける押付機構と、前記定盤の上方に配置され、前記開口を介して前記マスク体に下方向への荷重を付加し、荷重を付加したときの前記マスク体の変位量を測定する測定ユニットと、前記測定ユニットを前記定盤の上方位置で移動させる移動機構と、前記マスク体に設定された複数の測定箇所の間で前記測定ユニットを移動させ、それぞれの前記測定箇所において、前記マスク印刷版の前記版枠を前記定盤の下面に押し付けた状態で、前記マスク体の変位量を測定するように、前記押付機構、前記測定ユニットおよび前記移動機構の動作を制御する制御装置とを備える。

この第１の態様では、マスク印刷版は、定盤の下側でワーク受け具に支持される。マスク印刷版を定盤の下に潜り込ませると、測定ユニットおよび移動機構とマスク印刷版とが、定盤に対して互いに反対側に位置し、互いの干渉が避けられる位置関係にある。そして、測定ユニットは、定盤の開口を介してマスク印刷版のマスク体における荷重を付加したときの変位量を測定する。こうした構成により、マスク印刷版が大型のものであっても対応することができ、マスク印刷版のサイズに合わせて定盤を拡大しなくても済む。したがって、マスク検査装置を小型化できる。また、測定ユニットによる荷重を付加したときのマスク体の変位量の測定は、マスク印刷版の版枠を定盤の下面に押し付けた状態で行われる。マスク印刷版の版枠に捩れや歪みが生じた場合、版枠を定盤の下面に押し付けることで、版枠に生じた捩れや歪みを矯正できる。そのことで、版枠の捩れや歪みを矯正しながらマスク体の変位量を測定できる。これによれば、測定ユニットで付加した荷重に対するマスク体の変位量を好適に測定し、マスク体の張力を精度良く検査できる。

本開示の第２の態様は、第１の態様のマスク検査装置において、前記マスク印刷版として、第１マスク印刷版と、該第１マスク印刷版よりも小さいサイズの第２マスク印刷版とを検査対象とする、マスク検査装置である。前記ワーク受け具は、前記第１マスク印刷版の前記版枠が載置される第１載置部と、前記第１マスク印刷版の前記版枠を前記第１載置部で位置決めする第１位置決め部と、前記第２マスク印刷版の前記版枠が載置される第２載置部と、前記第２マスク印刷版の前記版枠を前記第２載置部で位置決めする第２位置決め部とを有する。前記第１載置部と前記第２載置部とは段差を介して互いに隣り合う。前記第１載置部と前記第２載置部との間の前記段差をなす段差壁面は、前記第１位置決め部または前記第２位置決め部として機能する。

この第２の態様では、ワーク受け具が段差を介して互いに隣り合う第１載置部および第２載置部を有する。第１載置部に載置された第１マスク印刷版は、第１位置決め部によって位置決めされる。第２載置部に載置された第２マスク印刷版は、第２位置決め部によって位置決めされる。第１位置決め部または第２位置決め部は、第１載置部と第２載置部との間の段差をなす段差壁面で構成される。これによれば、互いに異なるサイズの第１マスク印刷版および第２マスク印刷版を位置決めして載置可能なワーク受け具を簡単な構成で実現できる。

本開示の第３の態様は、第１または第２の態様のマスク検査装置において、前記定盤の上方に配置され、前記開口を介して前記マスク印刷版の前記マスク体の表面を撮影するカメラユニットをさらに備える、マスク検査装置である。前記移動機構は、前記カメラユニットを移動させる機構としても機能する。

この第３の態様では、マスク検査装置がカメラユニットを備える。カメラユニットは、移動機構によって移動し、定盤の開口を介してマスク体の表面を撮影する。制御装置は、カメラユニットによって撮影された撮影画像を取得でき、撮影画像を画像処理などで解析することにより、マスク体の印刷パターンにペーストが残留しているかなど、マスク体の表面状態を検査できる。移動機構は、測定ユニットおよびカメラユニットを移動させる機構として兼用される。このことは、マスク検査装置を小型化するのに有利である。

本開示の第４の態様は、第１～第３の態様のいずれか１つのマスク検査装置において、前記マスク印刷版としてメタルマスクを検査対象とする、マスク検査装置である。

この第４の態様では、メタルマスクを検査対象とする。メタルマスクは、マスク印刷版の一種であって、主にワークとしての基板に対して半田ペースト（クリーム半田）を印刷するのに使用される。メタルマスクでも基板からの版離れの良さがペーストパターンの品質を向上させるのに肝心である。よって、本開示の技術は、メタルマスクを検査対象とするマスク検査装置においても有効である。

本開示の技術によれば、マスク検査装置を小型化し、且つマスク体の張力を精度良く検査できる。

図１は、マスク検査装置の概略構成を例示する図である。 図２は、検査対象とするマスク印刷版の概略構成を例示する平面図である。 図３は、検査機の概略構成を例示する平面図である。図３では、第１マスク印刷版をセットした場合を二点鎖線で例示する。 図４は、図３の矢視Ａから見た検査機の側面図である。図４では、第１マスク印刷版をセットした場合を実線で例示し、第２マスク印刷版および第３マスク印刷版をセットした場合を二点鎖線で例示する。図４では、便宜上、第１～第３マスク印刷版を断面図として示す。 図５は、図３の矢視Ｂから見た検査機の側面図である。図５では、第１マスク印刷版をセットした場合を実線で例示し、第２マスク印刷版および第３マスク印刷版をセットした場合を二点鎖線で例示する。図５では、便宜上、第１～第３マスク印刷版を断面図として示す。 図６Ａは、ワーク受け具の概略構成を第１マスク印刷版のセット状態および定盤（いずれも二点鎖線で示す）と共に例示する平面図である。 図６Ｂは、ワーク受け具の概略構成を第２マスク印刷版のセット状態および定盤（いずれも二点鎖線で示す）と共に例示する平面図である。 図６Ｃは、ワーク受け具の概略構成を第３マスク印刷版のセット状態および定盤（いずれも二点鎖線で示す）と共に例示する平面図である。 図７は、測定ユニットの概略構成を例示する斜視図である。 図８は、測定ユニットの連結機構の構成を例示する断面図である。 図９は、測定ユニットの連結機構の動作を例示する断面図である。 図１０は、制御装置と主な関連機器とを例示するブロック図である。 図１１は、マスク検査装置での検査時における押付機構の動作を例示する図５相当図である。図１１では、第１マスク印刷版をセットした場合を例示する。図１１では、便宜上、マスク印刷版を断面図として示す。 図１２は、マスク検査装置でのマスク印刷版の開口検査時の動作を例示する平面図である。図１２では、第１マスク印刷版をセットした場合を二点鎖線で例示する。 図１３は、マスク検査装置でのマスク印刷版の張力検査時における測定ユニットと移動機構との連結動作を例示する平面図である。図１３では、第１マスク印刷版をセットした場合を二点鎖線で例示する。 図１４は、マスク検査装置でのマスク印刷版の張力検査時の動作を例示する平面図である。図１４では、第１マスク印刷版をセットした場合を二点鎖線で例示する。 図１５は、マスク検査装置でのマスク印刷版の張力検査時におけるゼロ点調整の動作を例示する要部の断面図である。図１５では、第１マスク印刷版をセットした場合を例示する。 図１６は、マスク検査装置でのマスク印刷版の張力検査時におけるゼロ点調整の動作を例示する要部の断面図である。図１６では、第１マスク印刷版をセットした場合を例示する。 図１７は、マスク検査装置でのマスク印刷版の張力検査時におけるマスク体の変位量測定の動作を例示する要部の断面図である。図１７では、第１マスク印刷版をセットした場合を例示する。 図１８は、マスク検査装置でのマスク印刷版の張力検査時におけるマスク体の変位量測定の動作を例示する要部の断面図である。図１８では、第１マスク印刷版をセットした場合を例示する。

以下、例示的な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

以下の説明では、マスク検査装置１について、上下方向における上側を「上」、下側を「下」と称し、ワーク受け具１０へのマスク印刷版５００のセット作業を行う側を「前」、マスク印刷版５００のセット作業を行う側から見て奥側を「後」と称し、前側から後側を見たときの左側を「左」、右側を「右」と称する。なお、以下に述べる「第１」、「第２」、…という記載は、これらの記載が付与された語句を区別するために用いられており、その語句の数や順序までも限定するものではない。

この実施形態のマスク検査装置１は、マスク印刷版５００を検査対象として、マスク印刷版５００の印刷パターン５０１の孔５０１ｈの開口状態を検査する開口検査と、マスク体５０２に掛かった張力を検査する張力検査とを行う用途で使用される。図１に示すマスク検査装置１は、ユーザの操作に従い、マスク印刷版５００の開口検査および張力検査を選択的に実行する装置である。マスク検査装置１は、マスク印刷版５００の開口検査および張力検査を連続的に実行可能であってもよい。

図２に示すように、マスク印刷版５００は、版枠５０２と、マスク体５０４とを含んで構成される。版枠５０２は、例えば平面視で矩形状に形成された枠体である。版枠５０２は、例えばアルミニウム製のものである。アルミニウム製の版枠５０２は、比較的軽量であって扱い易いが、捩れや歪みが生じて平面度が損なわれることがある。マスク体５０４は、シート状物であって、印刷パターン５０１を有する。印刷パターン５０１は、所定の形状に開口する孔５０１ｈで構成される。

マスク検査装置１は、マスク印刷版５００としてメタルマスクを検査対象とする。メタルマスクのマスク体５０４は、例えばステンレス製のものである。マスク体５０４は、所要の張力の掛かった状態で版枠５０２の内側に支持される。メタルマスクは、紗と呼ばれるメッシュ部材（不図示）が版枠５０２に張り付けられ、マスク体５０４がメッシュ部材に接着剤により固定された、いわゆるコンビネーションマスクである。メタルマスクは、マスク体５０４が版枠５０２に直接張り付けられた、いわゆる直張りマスクであってもよい。

マスク検査装置１は、複数種類のサイズのマスク印刷版５００に対応する。本例のマスク検査装置１は、マスク印刷版５００として、第１マスク印刷版５００Ａと、第２マスク印刷版５００Ｂと、第３マスク印刷版５００Ｃとを検査対象とする（図６Ａ～図６Ｃ参照）。第１マスク印刷版５００Ａ、第２マスク印刷版５００Ｂおよび第３マスク印刷版５００Ｃは、互いに異なる寸法に設計される。第１マスク印刷版５００Ａ、第２マスク印刷版５００Ｂおよび第３マスク印刷版５００Ｃのサイズは、この順で大きい。

第１マスク印刷版５００Ａは、相対的に大きなサイズの版である。第１マスク印刷版５００Ａのサイズは、例えば７３６ｍｍ×７３６ｍｍである。第２マスク印刷版５００Ｂは、第１マスク印刷版５００Ａよりも小さなサイズの版である。第２マスク印刷版５００Ｂのサイズは、例えば５５０ｍｍ×６５０ｍｍである。第３マスク印刷版５００Ｃは、第２マスク印刷版５００Ｂよりも小さなサイズの版である。第３マスク印刷版５００Ｃは、例えば５５０ｍｍ×６００ｍｍである。

－マスク検査装置の構成－
図１に示すように、マスク検査装置１は、検査機３と、制御装置５と、記憶装置７とを備える。図３～図５に示すように、検査機３は、ワーク受け具１０と、定盤２０と、押付機構３０と、移動機構４０と、カメラユニット６０と、ガイド機構７０と、測定ユニット８０とを備える。

〈ワーク受け具〉
ワーク受け具１０は、マスク印刷版５００が載置される治具である。図６Ａ～図６Ｃに示すように、ワーク受け具１０は、マスク印刷版５００の版枠５０２を受ける。本例のワーク受け具１０は、一対の受け部材１１によって構成される。一対の受け部材１１は、左右方向に互いに間隔をあけて配置される。一対の受け部材１１はそれぞれ、前後方向に延びる帯板状に形成される。各受け部材１１は、長さ方向を前後方向に、幅方向を左右方向に対応させて設けられる。各受け部材１１は、水平板部１２と、縦壁部１３とを含んで構成される。

各受け部材１１の水平板部１２には、第１載置部１４と、第２載置部１５とが設けられる。第１載置部１４は、第１マスク印刷版５００Ａの版枠５０２が載置される部分である（図６Ａ参照）。第２載置部１５は、第２マスク印刷版５００Ｂの版枠５０２および第３マスク印刷版５００Ｃの版枠５０２が載置される部分である（図６Ｂおよび図６Ｃ参照）。第１載置部１４と第２載置部１５とは、段差を介して互いに隣り合う。第１載置部１４は、一対の受け部材１１の互いの近接側に位置する。第２載置部１５は、一対の受け部材１１の互いの離間側に位置する。第１載置部１４の版枠５０２を受ける面は、第２載置部１５の版枠５０２を受ける面よりも高い位置に形成される。

各受け部材１１の縦壁部１３は、水平板部１２の端部から上方に突出する壁部である。縦壁部１３は、第１載置部１４の第２載置部１５とは反対側の端部、つまり一対の受け部材１１の互いの離間側の端部に設けられる。当該縦壁部１３は、第１マスク印刷版５００Ａの版枠５０２を第１載置部１４で位置決めする第１位置決め部１６として機能する。また、第１載置部１４と第２載置部１５との間の段差をなす段差壁面１７は、第２マスク印刷版５００Ｂの版枠５０２および第３マスク印刷版５００Ｃの版枠５０２を第２載置部１５で位置決めする第２位置決め部１８として機能する。各受け部材１１は、平面視で定盤２０から手前側に延び出る。

〈定盤〉
定盤２０は、マスク印刷版５００の検査を行うための基準平面（水平面）を提供する盤体である。定盤２０は、例えば矩形状の板状物である。定盤２０は、例えば鋳鉄製のものである。定盤２０は、ワーク受け具１０の上方に配置される。定盤２０は、ワーク受け具１０に載置されたマスク印刷版５００の版枠５０２と対向する位置に設けられる。定盤２０には、検査用開口２２と、第１確認窓２４と、第２確認窓２６とが形成される。

検査用開口２２は、定盤２０において、ワーク受け具１０に載置されたマスク印刷版５００のマスク体５０４に対応する部分に形成される。検査用開口２２は、検査対象とする複数のマスク印刷版５００（本例では、第１～第３マスク印刷版５００Ａ，５００Ｂ，５００Ｃ）に共通するマスク体５０４の変位量測定に必要なエリアに開口する。検査用開口２２は、例えば、矩形状の開口の一辺（図２などに示す例では左側の辺）に外側へ延びる長孔を付加したような形状に形成される。検査用開口２２は、平面視で一対の受け部材１１の間に位置し、各受け部材１１の水平板部１２の端縁部分にかかるように設けられる。検査用開口２２の長孔部分２２ａは、一方の受け部材１１の第１載置部１４および第２載置部１５にかかるように延びる。

第１確認窓２４および第２確認窓２６はそれぞれ、ワーク受け具１０におけるマスク印刷版５００の載置状態を確認するための開口である。第１確認窓２４および第２確認窓２６はいずれも、定盤２０の手前側に形成される。第１確認窓２４と第２確認窓２６とは、左右方向おける両側に分けて形成される。第１確認窓２４は、検査用開口２２に対して左前側に位置し、左側の受け部材１１における第１載置部１４および第２載置部１５と上方に覗かせる。第２確認窓２６は、検査用開口２２に対して右前側に位置し、右側の受け部材１１における第１載置部１４および第２載置部１５を上方に覗かせる。

第１確認窓２４は、例えば矩形状の開口によって構成される。第２確認窓２６は、例えば手前側に開放された矩形状の切欠きによって構成される。第２確認窓２６は、マスク印刷版５００（少なくとも版枠５０２の角部）を第１確認窓２４よりも広範囲に亘って上方に定盤２０から露出させる。そのことで、第２確認窓２６は、ワーク受け具１０に対するマスク印刷版５００の載置位置を調整する際の作業領域としても利用可能になっている。

〈押付機構〉
押付機構３０は、ワーク受け具１０に載置されたマスク印刷版の版枠を定盤の下面に押し付ける機構である。押付機構３０は、支持ステー３２と、アクチュエータ３４とを備える。支持ステー３２およびアクチュエータ３４は、受け部材１１ごとに設けられる。支持ステー３２の一端側は、受け部材１１の縦壁部１３に固定される。支持ステー３２の他端側は、アクチュエータ３４に取り付けられる。アクチュエータ３４は、定盤２０の下側に配置される。アクチュエータ３４は、定盤２０の下面に取り付けられる。

押付機構３０は、ワーク受け具１０を吊り下げ状態に支持する。アクチュエータ３４は、支持ステー３２を介してワーク受け具１０を上下方向に移動させる機械部品である。アクチュエータ３４は、例えばエアシリンダによって構成される。押付機構３０は、アクチュエータ３４の作動により、ワーク受け具１０を上方に移動させる。そのことにより、マスク印刷版５００の版枠５０２を定盤２０の下面に宛がい、所定の圧力で押し付ける。また、押付機構３０は、アクチュエータ３４の作動により、ワーク受け具１０を下方に移動させる。そのことにより、マスク印刷版５００の版枠５０２を定盤２０の下面から離間させる。

〈移動機構〉
移動機構４０は、測定ユニット８０を定盤２０の上方位置で移動させる機構である。移動機構４０は、カメラユニット６０を移動させる機構としても機能する。移動機構４０は、カメラユニット６０を前後方向および左右方向に移動可能に支持する。移動機構４０は、第１直動機構４１と、第２直動機構４５とを含んで構成される。第１直動機構４１は、カメラユニット６０および測定ユニット８０を左右方向に移動させる機構である。第２直動機構４５は、カメラユニット６０および測定ユニット８０を前後方向に移動させる機構である。

第１直動機構４１は、第１送りねじ機構４２と、第１駆動モータ４４とを有する。第１送りねじ機構４２は、定盤２０上において検査用開口２２の後側に設置される。第１送りねじ機構４２は、キャリッジ４３と、リニアガイドおよびボールねじ（共に不図示）とを含んで構成される。第１駆動モータ４４は、第１送りねじ機構４２を作動させる。第１駆動モータ４４は、回転方向を切り換え可能に構成される。第１駆動モータ４４は、例えばサーボモータである。第１直動機構４１は、第１駆動モータ４４の駆動によりキャリッジ４３を左右方向に移動させる。

第２直動機構４５は、第１送りねじ機構４２のキャリッジ４３上に設置される。第２直動機構４５は、検査用開口２２の前後方向における全長にかかるように、第１直動機構４１と直交する姿勢で設けられる。第２直動機構４５は、第２送りねじ機構４６と、第２駆動モータ４８とを有する。第２送りねじ機構４６は、キャリッジ４７と、リニアガイドおよびボールねじ（共に不図示）とを含んで構成される。第２駆動モータ４８は、第２送りねじ機構４２を作動させる。第２駆動モータ４８は、回転方向を切り換え可能に構成される。第２駆動モータ４８は、例えばサーボモータである。第２直動機構４５は、第２駆動モータ４８の駆動によりキャリッジ４７を前後方向に移動させる。

移動機構４０は、第１駆動モータ４４の作動により、第２直動機構４５ごとキャリッジ４７を左右方向に移動させる。移動機構４０は、第２駆動モータ４８の作動により、第２直動機構４５のキャリッジ４７を前後方向に移動させる。第２直動機構４５のキャリッジ４７は、主面を左側に臨ませて設けられる。当該キャリッジ４７の主面には、ブラケット４９が取り付けられる。ブラケット４９は、キャリッジ４７から左側に延びる。ブラケット４９には、連結ステー５０が当該ブラケット４９を延長するようにして固定される。連結ステー５０の先端部には、挿通孔５２が形成される。

〈カメラユニット〉
カメラユニット６０は、定盤２０の検査用開口２２を介してマスク印刷版５００のマスク体５０４の表面を撮影する装置である。カメラユニット６０は、図示しないが、撮影装置と、照明装置とを有する。撮影装置は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）カメラなどの公知の撮影装置により構成される。照明装置は、撮影対象に向けて光を照射する装置である。照明装置は、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）を含んで構成される。

カメラユニット６０は、定盤２０の上方に配置される。カメラユニット６０は、ブラケット４９に取り付けられ、ブラケット４９の側方（例えば前側）に位置する。カメラユニット６０は、撮影レンズを下方に向けた姿勢で設けられる。カメラユニット６０は、移動機構４０の駆動により、水平方向（前後方向および左右方向）に移動する。カメラユニット６０は、照明装置により撮影対象に光を照射しつつ、撮影装置で撮影対象を撮影する。カメラユニット６０の撮影結果は、制御装置５に出力される。

〈ガイド機構〉
ガイド機構７０は、測定ユニット８０を支持すると共に測定ユニット８０の移動を案内する機構である。ガイド機構７０は、定盤２０上に設置される。ガイド機構７０は、一対の第１リニアガイド７１と、第２リニアガイド７５とを有する。

一対の第１リニアガイド７１は、検査用開口２２の後側と前側とに分けて設置される。前側の第１リニアガイド７１は、第１確認窓２４の前側に第２確認窓２６にかからないように設置される。各第１リニアガイド７１は、第１レール７２と、第１スライダ７３とを含んで構成される。第１レール７２は、第１スライダ７３のスライドを案内するガイドである。第１レール７２は、左右方向に直線状に延びる。第１スライダ７３は、第１レール７２に対して長手方向にスライド自在に取り付けられる。

第２リニアガイド７５は、検査用開口２２の前後方向における全長にかかるように、第１レール７２と直交する姿勢で設けられる。第２リニアガイド７５は、第２レール７６と、第２スライダ７７とを有する。第２レール７６は、第２スライダ７７のスライドを案内するガイドである。第２レール７６は、前後方向に直線状に延びる。第２レール７６の両端部分は、互いに異なる第１スライダ７３に固定される。第２スライダ７７は、第２レール７６に対して長手方向にスライド自在に取り付けられる。

〈測定ユニット〉
測定ユニット８０は、マスク印刷版５００のマスク体５０４に検査用開口２２を介して下方向への荷重を付加し、荷重を付加したときのマスク体５０４の変位量を測定する装置である。測定ユニット８０は、定盤２０の上方に配置される。測定ユニット８０は、ブラケット８１を介して第２スライダ７７に支持される。ブラケット８１は、第２スライダ７７に取り付けられる。

ブラケット８１は、側面視でＬ字形の金具であって、支持板部８２を有する。支持板部８２は、主面を右側に臨ませて設けられる。測定ユニット８０は、支持板部８２に取り付けられる。測定ユニット８０は、マスク印刷版５００の張力検査を行っていないときには、定盤２０の左右方向における一端寄りの位置（本例では左端寄りの位置）に退避される（図３および図５参照）。図７に示すように、測定ユニット８０は、分銅８３と、変位計８４と、アクチュエータ８７と、連結機構９２とを有する。

分銅８３は、円柱形の金属塊である。変位計８４は、マスク印刷版５００のマスク体５０４が分銅８３の荷重で下方に撓んだとき、その撓み量（移動量）を測定するセンサである。変位計８４は、例えば接触式の直動変位センサによって構成される。アクチュエータ８７は、分銅８３および変位計８４を上下方向に移動させる機械部品である。アクチュエータ８７は、ブラケット８１の支持板部８２に固定される。例えば電動スライダによって構成される。アクチュエータ８７は、上下方向に移動する可動板８８を有する。

変位計８４は、アクチュエータ８７の可動板８８に固定される。変位計８４は、直方体状の本体部８５と、棒状の接触子８６とを有する。接触子８６は、本体部８５からの突出側へ常時付勢される。変位計８４は、接触子８６が本体部８５から下方に向けて延びる姿勢に設けられる。可動板８８における変位計８４の下側位置には、板状の支持片８９が設けられる。支持片８９には、挿通孔（不図示）が形成される。この挿通孔には、分銅８３の上部に取り付けられたボルト９１が挿通される。分銅８３は、ボルト９１を介して支持片８９に吊り下げられる。

ボルト９１における支持片８９の挿通孔から上方に突出する長さは、分銅８３がマスク印刷版５００に載置された後の可動板８８の下降に応じて変化する。測定ユニット８０では、可動板８８が下降すると、マスク印刷版５００（ゼロ点調整時に版枠５０２、変位量の測定時にマスク体５０４）の表面に載置される（図１５および図１７参照）。これにより、マスク印刷版５００に所定の荷重が付加される。さらに可動板８８が下降すると、ボルト９１の上部が変位計８４の接触子８６に接近し、接触子８６の先端に突き当てられる（図１６および図１８参照）。接触子８６は、ボルト９１から付勢力に抗する上方への圧力が加えられると、本体部８５側に変位する。変位計８４は、接触子８６の変位量を計測可能に構成される。

連結機構９２は、測定ユニット８０を移動機構４０と連結する機構である。連結機構９２は、一対のガイド板９３と、連結ロッド９６と、アクチュエータ９８とを有する。図８に示すように、一対のガイド板９３は、Ｌ字形の金具である。各ガイド板９３は、ブラケット８１の支持板部８２に固定される。一対のガイド板９３は、上下方向において互いに対向するように設けられる。一対のガイド板９３は、互いに間隔をあけて配置される。一対のガイド板９３の間には、挿入空間９４が設けられる。挿入空間９４は、移動機構４０の連結ステー５０が挿入される空間である。

各ガイド板９３には、挿通孔９５が形成される。一対のガイド板９３の挿通孔９５同士は、上下方向に対応する。連結ロッド９６およびアクチュエータ９８は、下側のガイド板９３の下方に配置される。連結ロッド９６は、上下方向に延びる姿勢でアクチュエータ９８のピストンロッド９９に設けられる。アクチュエータ９８は、ブラケット８１の支持板部８２に固定される。アクチュエータ９８は、連結ロッド９６を上下方向に移動させる機械部品である。アクチュエータ９８は、例えばエアシリンダによって構成される。

図９に示すように、連結機構９２は、アクチュエータ９８の作動により、連結ロッド９６を上方に移動させる。このとき、移動機構４０の連結ステー５０が挿入空間９４に挿入されて、連結ステー５０の挿通孔５２と各ガイド板９３の挿通孔５２とが上下方向に対応していると、連結ロッド９６は、連結ステー５０の挿通孔５２と各ガイド板９３の挿通孔９５とに串刺し状に挿通される。それにより、測定ユニット８０が連結ステー５０を介して移動機構４０（第２直動機構４５のキャリッジ４７）と連結される。

測定ユニット８０は、移動機構４０に連結されると、移動機構４０の駆動により、水平方向（前後方向および左右方向）に移動可能になる。測定ユニット８０は、第１直動機構４１の駆動により牽引される。そのことにより、測定ユニット８０は、第１リニアガイド７１に案内されて左右方向に移動する。測定ユニット８０は、第２直動機構４５の駆動により牽引される。そのことにより、測定ユニット８０は、第２リニアガイド７５に案内されて前後方向に移動する。

〈制御装置〉
制御装置５は、検査機３の動作を総合的に制御する。図１０に示すように、制御装置５は、押付機構３０のアクチュエータ３４と、移動機構４０の各駆動モータ４４，４８と、カメラユニット６０と、測定ユニット８０の変位計８４、アクチュエータ８７および連結機構９２（アクチュエータ９８）とに電気的に接続される。制御装置５は、周知のマイクロコンピュータをベースとするコントローラである。

制御装置５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５ａと、メモリ５ｂとを有する。メモリ５ｂは、各種のプログラムおよびデータを記憶する。ＣＰＵ５ａは、メモリ５ｂから読み出したプログラムを実行する。制御装置５は、プログラムを実行することにより、自動モードのシーケンスに従って検査機３（押付機構３０、移動機構４０、カメラユニット６０、測定ユニット８０）を制御する。制御装置５は、マスク印刷版５００の開口検査と、マスク印刷版５００の張力検査とを、検査機３に実行させる。

制御装置５は、ワーク受け具１０に載置されたマスク印刷版５００のマスク体５０４にのうち定盤２０の検査用開口２２から露出する部分に対し、複数の測定箇所Ｐ１～Ｐ５を設定する（図６Ａ～図６Ｃ参照）。測定箇所Ｐ１～Ｐ５は、マスク印刷版５００の張力検査において、測定ユニット８０により所定の荷重を付加したときのマスク体５０４の変位量を測定する箇所である。本例において、複数の測定箇所Ｐ１～Ｐ５は、検査用開口２２の中央位置Ｐ１と、検査用開口２２の四隅寄りの各位置Ｐ２～Ｐ４との５箇所に設定される。

制御装置５は、マスク印刷版５００のサイズに応じたリセット箇所Ｐ０を設定する。リセット箇所Ｐ０は、変位計８４の測定値をゼロにリセットする箇所である（図６Ａ～図６Ｃ参照）。リセット箇所Ｐ０は、マスク印刷版５００の張力検査において、検査用開口２２の長孔部分２２ａにおいて、ワーク受け具１０に載置されたマスク印刷版５００の版枠５０２の位置に設定される。マスク印刷版５００の版枠５０２の位置は、検査対象とするマスク印刷版５００が第１マスク印刷版５００Ａ、第２マスク印刷版５００Ｂ、第３マスク印刷版５００Ｃのいずれであるかによって変わる。

制御装置５は、マスク印刷版５００の張力検査において、マスク体５０４に設定された複数の測定箇所Ｐ１～Ｐ５との間で測定ユニット８０を移動させる。制御装置５は、それぞれの測定箇所Ｐ１～Ｐ５において、マスク印刷版５００の版枠５０２を定盤２０の下面に押し付けた状態で、マスク体５０４の変位量を測定するように、押付機構３０、測定ユニット８０および移動機構４０の動作を制御する。制御装置５は、マスク印刷版５００の張力検査での計測結果（マスク体５０４の変位量）を、マスク印刷版５００ごとにシリアルナンバーなどで個別管理して記憶装置７に記憶させる。

制御装置５は、マスク印刷版５００の張力検査において、リセット箇所Ｐ０に測定ユニット８０を移動させ、リセット箇所Ｐ０において、マスク印刷版５００の版枠５０２を定盤２０の下面に押し付けた状態で、版枠５０２に対して変位量の測定を行うことで測定値をゼロにリセットするように、押付機構３０、測定ユニット８０および移動機構４０の動作を制御する。制御装置５は、測定箇所Ｐ１～Ｐ５でのマスク体５０４の変位量を測定する前に、測定値をゼロにリセットするゼロ点調整を測定ユニット８０に行わせる。

〈記憶装置〉
記憶装置７は、各種の情報を記憶する。記憶装置７は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）などの公知の記憶装置により構成される。記憶装置７は、検査機３に内蔵されるか、または制御装置５と一体に構成される。記憶装置７は、検査機３外に設けられた外部記憶装置によって構成されてもよい。記憶装置７には、マスク印刷版５００の開口検査で取得される撮影画像や、撮影画像の解析によって検出される不良箇所の情報が記憶される。記憶装置７にはさらに、マスク印刷版５００の張力検査で取得される、所定の荷重を付加したときのマスク体５０４の変位量の測定値が記憶される。

－マスク検査装置の動作－
マスク検査装置１を使用してマスク印刷版５００の開口検査を実施するには、まず、ユーザが、マスク印刷版５００を定盤２０の下側に潜り込ませて、図６Ａ～図６Ｃに示すようにワーク受け具１０にセットする。

検査対象のマスク印刷版５００が第１マスク印刷版５００Ａである場合には、版枠５０２を両方の受け部材１１の縦壁部１３（第１位置決め部１６）に沿わせて第１載置部１４に載置することでマスク印刷版５００を位置決めする（図６Ａ参照）。検査対象のマスク印刷版５００が第２マスク印刷版５００Ｂである場合には、版枠５０２を両方の受け部材１１の段差壁面１７（第２位置決め部１８）に沿わせて第２載置部１５に載置することで、マスク印刷版５００を位置決めする（図６Ｂ参照）。検査対象のマスク印刷版５００が第３マスク印刷版５００Ｃである場合には、版枠５０２を片方の受け部材１１（本例では右側の受け部材１１）の段差壁面１７（第２位置決め部１８）に沿わせて第２載置部１５に載置することでマスク印刷版５００を位置決めする（図６Ｃ参照）。

マスク検査装置１では、ユーザの操作に応じてマスク印刷版５００の開口検査の実行が指示されると、図１１に示すように、押付機構３０のアクチュエータ３４の作動により、ワーク受け具１０が上方に移動し、マスク印刷版５００の版枠５０２が定盤２０の下面に押し付けられる。そして、図１２に示すように、移動機構４０の各駆動モータ４４，４８の作動により、カメラユニット６０が検査用開口２２から露出するマスク体５０４を全域に亘って走査するように移動する。このとき、カメラユニット６０がマスク体５０４の表面を照明しながら撮影する。カメラユニット６０によって撮影された撮影画像は、制御装置５に入力される。

制御装置５に入力された撮影画像は、制御装置５により画像解析される。そのことにより、印刷パターン５０１の孔５０１ｈにインクの残留物が付着しているなどの、印刷パターン５０１の開口状態の不良が検査される。マスク印刷版５００の開口検査の結果（正常であるかまたは不良であるか、不良の場合は不良箇所の位置情報）は、記憶装置７に記憶される。記憶装置７に記憶された検査結果は、図示しないディスプレイに表示される。ユーザは、ディスプレイで検査結果およびその履歴を確認可能である。

マスク検査装置１では、マスク印刷版５００の開口検査が完了すると、押付機構３０のアクチュエータ３４の作動により、ワーク受け具１０が下方に移動し、マスク印刷版５００の版枠５０２が定盤２０の下面から離間する。これにより、ワーク受け具１０に載置されたマスク印刷版５００を手前側に引き出して、検査機３から検査済みのマスク印刷版５００を取り出すことができる。

マスク検査装置１を使用してマスク印刷版５００の張力検査を実施するには、まず、ユーザが、マスク印刷版５００を定盤２０の下側に潜り込ませて、図６Ａ～図６Ｃに示すようにワーク受け具１０にセットする。このときのワーク受け具１０に対するマスク印刷版５００の位置決めの方法は、上述した通りである。

マスク検査装置１では、ユーザの走査に応じてマスク印刷版５００の張力検査の実行が指示されると、図１１に示すように、押付機構３０のアクチュエータ３４の作動により、ワーク受け具１０が上方に移動し、マスク印刷版５００の版枠５０２が定盤２０の下面に押し付けられる。次に、図１３に示すように、移動機構４０の各駆動モータ４４，４８の作動により、第２直動機構４５のキャリッジ４７が測定ユニット８０に接近するように移動する。このとき、図８に示すように、連結ステー５０が測定ユニット８０の挿入空間９４に挿通孔５２を各ガイド板９３の挿通孔９５に対応させる位置に挿入される。さらに、図９に示すように、連結機構９２のアクチュエータ９８の作動により、測定ユニット８０が移動機構４０と連結する。

続けて、移動機構４０の駆動モータ４４，４８の作動により、測定ユニット８０が連結ステー５０に牽引されてリセット箇所Ｐ０に移動する。そして、図１５および図１６に示すように、リセット箇所Ｐ０において、測定ユニット８０のアクチュエータ８７の作動によりゼロ点調整が行われ、変位計８４の測定値がゼロにリセットされる。しかる後、図１４に示すように、移動機構４０の駆動モータ４４，４８の作動により、測定ユニット８０が連結ステー５０に牽引されて複数の測定箇所Ｐ１～Ｐ５に順次移動する。そして、図１７および図１８に示すように、各測定箇所Ｐ１～Ｐ５において、測定ユニット８０のアクチュエータ８７の作動により、分銅８３がマスク体５０４の表面に載置され、マスク体５０４に所定の荷重が付加される。さらに、各測定箇所Ｐ１～Ｐ５において、変位計８４が、所定の荷重に対するマスク体５０４の変位量を測定する。

測定ユニット８０によって各測定箇所Ｐ１～Ｐ５で測定された測定結果（マスク体５０４の変位量の計測値）は、制御装置５に入力される。制御装置５に入力された測定結果は、マスク印刷版５００におけるマスク体５０４の張力を算出するのに利用可能である。マスク体５０４の張力については、制御装置５に入力された測定結果に基づいて、ユーザが正常または不良の判断をしてもよく、制御装置５が閾値を用いて判定してもよい。マスク印刷版５００の張力検査での測定結果は、記憶装置７に記憶される。記憶装置７に記憶された測定結果は、図示しないディスプレイに表示される。ユーザは、ディスプレイで測定結果およびその履歴（つまり、マスク体５０４の張力の変化推移）を確認可能である。

マスク検査装置１では、マスク印刷版５００の張力検査が完了すると、押付機構３０のアクチュエータ３４の作動により、ワーク受け具１０が下方に移動し、マスク印刷版５００の版枠５０２が定盤２０の下面から離間する。これにより、ワーク受け具１０に載置されたマスク印刷版５００を手前側に引き出して、検査機３から検査済みのマスク印刷版５００を取り出すことができる。

－実施形態の特徴－
この実施形態のマスク検査装置１では、マスク印刷版５００が定盤２０の下側でワーク受け具１０に支持される。マスク印刷版５００を定盤２０の下に潜り込ませると、測定ユニット８０および移動機構４０とマスク印刷版５００とが、定盤２０に対して互いに反対側に位置し、互いの干渉が避けられる位置関係にある。そして、測定ユニット８０は、定盤２０の検査用開口２２を介してマスク印刷版５００のマスク体５０４における荷重を付加したときの変位量を測定する。こうした構成により、マスク印刷版５００が大型のものであっても対応することができ、マスク印刷版５００のサイズに合わせて定盤２０を拡大しなくても済む。したがって、マスク検査装置１を小型化できる。また、測定ユニット８０による荷重を付加したときのマスク体５０４の変位量の測定は、マスク印刷版５００の版枠５０２を定盤２０の下面に押し付けた状態で行われる。マスク印刷版５００の版枠５０２に捩れや歪みが生じた場合、版枠５０２を定盤２０の下面に押し付けることで、版枠５０２に生じた捩れや歪みを矯正できる。そのことで、版枠５０２の捩れや歪みを矯正しながらマスク体５０４の変位量を測定できる。これによれば、測定ユニット８０で付加した荷重に対するマスク体５０４の変位量を好適に測定し、マスク体５０４の張力を精度良く検査できる。

この実施形態のマスク検査装置１では、ワーク受け具１０が段差を介して互いに隣り合う第１載置部１４および第２載置部１５を有する。第１載置部１４に載置された第１マスク印刷版５００Ａは、第１位置決め部１６によって位置決めされる。第２載置部１５に載置された第２マスク印刷版５００Ｂおよび第３マスク印刷版５００Ｃは、第２位置決め部１８によって位置決めされる。第２位置決め部１８は、第１載置部１４と第２載置部１５との間の段差をなす段差壁面１７で構成される。これによれば、互いに異なるサイズの第１マスク印刷版５００Ａ、第２マスク印刷版５００Ｂおよび第３マスク印刷版５００Ｃを位置決めして載置可能なワーク受け具１０を簡単な構成で実現できる。

この実施形態のマスク検査装置１は、カメラユニット６０を備える。カメラユニット６０は、移動機構４０によって移動し、定盤２０の検査用開口２２を介してマスク体５０４の表面を撮影する。制御装置５は、カメラユニット６０によって撮影された撮影画像を取得でき、撮影画像を画像処理などで解析することにより、マスク体５０４の印刷パターン５０１にペーストが残留しているかなど、マスク体５０４の表面状態を検査できる。移動機構４０は、測定ユニット８０およびカメラユニット６０を移動させる機構として兼用される。このことは、マスク検査装置１を小型化するのに有利である。

この実施形態のマスク検査装置１では、メタルマスクを検査対象とする。メタルマスクは、マスク印刷版５００の一種であって、主にワークとしての基板に対して半田ペースト（クリーム半田）を印刷するのに使用される。メタルマスクでも基板からの版離れの良さがペーストパターンの品質を向上させるのに肝心である。よって、本開示の技術は、メタルマスクを検査対象とするマスク検査装置１においても有効である。

以上のように、本開示の技術の例示として、好ましい実施形態について説明した。しかし、本開示の技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。上記実施形態について、本開示の技術の趣旨を逸脱しない範囲においてさらに色々な変形が可能なこと、またそうした変形も本開示の技術の範囲に属することは、当業者に理解されるところである。

例えば、上記実施形態では、測定ユニット８０が、分銅８３をマスク印刷版５００のマスク体５０４に載せることでマスク体５０４に所定の荷重を付加する構成であるとしたが、これに限らない。測定ユニット８０には、電動スライダの駆動により円柱状の押当て体をマスク印刷版５００のマスク体５０４に押し当てることでマスク体５０４に所定の荷重を付加する構成など、任意の構成を採用できる。

また、上記実施形態では、測定ユニット８０に含まれる変位計８４として、接触式の直動変位センサを例に挙げたが、これに限らない。変位計８４は、レーザー式などの他の方式の変位センサによって構成されてもよい。

また、上記実施形態では、マスク検査装置１の検査対象として、メタルマスクを例に挙げたが、これに限らない。メタルマスクは、マスク印刷版５００の一例に過ぎず、マスク検査装置１の検査対象は、樹脂組成物からなるマスク膜が線材で編成されたメッシュ部材上に形成されてなるマスク体５０４を備えたスクリーンマスクであってもよく、印刷パターン５０１を有するシート状のマスク体５０４が張力の掛かった状態で版枠５０２の内側に支持されてなるマスク印刷版５００であればよい。

以上説明したように、本開示の技術は、マスク印刷版のマスク体に掛かった張力を検査するマスク検査装置について有用である。

Ｐ１～Ｐ５ 測定箇所
１ マスク検査装置
５ 制御装置
１０ ワーク受け具
１４ 第１載置部
１５ 第２載置部
１６ 第１位置決め部
１８ 第２位置決め部
１７ 段差壁面
２０ 定盤
２２ 検査用開口（開口）
３０ 押付機構
４０ 移動機構
６０ カメラユニット
８０ 測定ユニット
５００ マスク印刷版
５００Ａ 第１マスク印刷版
５００Ｂ 第２マスク印刷版
５０１ 印刷パターン
５０２ 版枠
５０４ マスク体

Claims (4)

1. 印刷パターンを有するシート状のマスク体が張力の掛かった状態で版枠の内側に支持されてなるマスク印刷版を検査対象として、前記マスク体の張力を検査するマスク検査装置であって、
   前記マスク印刷版が載置されるワーク受け具と、
   前記ワーク受け具の上方に配置され、前記ワーク受け具に載置された前記マスク印刷版の前記版枠と対向し、前記マスク体に対応する開口が形成された定盤と、
   前記ワーク受け具を前記定盤側に移動させることにより、当該ワーク受け具に載置された前記マスク印刷版の前記版枠を前記定盤の下面に押し付ける押付機構と、
   前記定盤の上方に配置され、前記開口を介して前記マスク体に下方向への荷重を付加し、荷重を付加したときの前記マスク体の変位量を測定する測定ユニットと、
   前記測定ユニットを前記定盤の上方位置で移動させる移動機構と、
   前記マスク体に設定された複数の測定箇所の間で前記測定ユニットを移動させ、それぞれの前記測定箇所において、前記マスク印刷版の前記版枠を前記定盤の下面に押し付けた状態で、前記マスク体の変位量を測定するように、前記押付機構、前記測定ユニットおよび前記移動機構の動作を制御する制御装置と、を備える
   ことを特徴とするマスク検査装置。
2. 請求項１に記載のマスク検査装置において、
   前記マスク印刷版として、第１マスク印刷版と、該第１マスク印刷版よりも小さいサイズの第２マスク印刷版とを検査対象とし、
   前記ワーク受け具は、前記第１マスク印刷版の前記版枠が載置される第１載置部と、前記第１マスク印刷版の前記版枠を前記第１載置部で位置決めする第１位置決め部と、前記第２マスク印刷版の前記版枠が載置される第２載置部と、前記第２マスク印刷版の前記版枠を前記第２載置部で位置決めする第２位置決め部と、を有し、
   前記第１載置部と前記第２載置部とは段差を介して互いに隣り合い、
   前記第１載置部と前記第２載置部との間の前記段差をなす段差壁面は、前記第１位置決め部または前記第２位置決め部として機能する
   ことを特徴とするマスク検査装置。
3. 請求項１または２に記載のマスク検査装置において、
   前記定盤の上方に配置され、前記開口を介して前記マスク印刷版の前記マスク体の表面を撮影するカメラユニットをさらに備え、
   前記移動機構は、前記カメラユニットを移動させる機構としても機能する
   ことを特徴とするマスク検査装置。
4. 請求項１～３のいずれか１項に記載のマスク検査装置において、
   前記マスク印刷版としてメタルマスクを検査対象とする
   ことを特徴とするマスク検査装置。

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