JP4326341B2 - Electrolytic regeneration treatment equipment - Google Patents
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Description
技術分野
本発明は電解再生処理装置に関し、更に詳細には金属イオンを含有するエッチング処理液を、電極が設けられた再生槽内で再生する電解再生処理装置に関する。
背景技術
半導体装置等に用いる多層回路基板には、いわゆるビルドアップ基板が用いられることがある。
かかるビルドアップ基板の製造には、例えば、コア基板の両面側の各々に形成した所定厚さの樹脂層に、コア基板に形成された導体パターン等が底面に露出するヴィア穴を形成した後、ヴィア穴の内壁面を含む樹脂層の全表面に、めっき金属層を形成し、次いで、このめっき金属層にパターニングを施して導体パターン及びヴィアを形成する。更に、同様な操作を繰り返してコア基板の両面側に複数の導体パターンが積層された多層回路基板を得ることができる。
このビルドアップ基板の製造工程では、樹脂層の表面にめっき金属層を形成する際に、樹脂層とめっき金属層との密着性を良好にすべく、樹脂層の表面に微細な凹凸を形成する粗面化処理を施す。
かかる粗面化処理には、樹脂層をエッチングするエッチング液として、例えば過マンガン酸塩水溶液や6価クロム含有液等の金属イオンを含むエッチング液が用いられる。
この様な金属イオンを含むエッチング液は、樹脂層の表面に粗面化処理等を施すことにより、そのエッチング性能が低下するが、エッチング性能が低下したエッチング処理液に電解処理を施すことによって、そのエッチング性能を再生できる。
かかる電解処理装置としては、特開平10−245443号公報に、図5に示す装置が提案されている。
図5に示す電解処理装置100は、粗面化処理が施される樹脂製基板102がエッチング液中に浸漬されたエッチング処理槽104と配管106によって一体化された再生槽108が設けられており、この再生槽108には、整流器に電気的に接続された複数本の電極110,110・・が配設されている。
かかる再生槽108とエッチング処理槽104との間には、両槽を結ぶ循環配管112が設けられており、この循環配管112の途中に設けられ循環ポンプ114によって、エッチング処理槽104から再生槽108に流入したエッチング処理液は、電極110,110・・の電解処理によって再生されてエッチング処理槽104に戻る。
ところで、再生槽108内での電解処理の際には、エッチング処理液を再生する再生反応と共に、不溶性のスラッジを生成する副反応が惹起される。例えば、エッチング液として過マンガン酸塩水溶液を用いた場合、エッチング処理槽104内ではMn7+がMn6+に還元される際に、樹脂製基板102の表面粗化がなされる。このエッチング処理槽104で生成したMn6+を含有するエッチング処理液は、再生槽108に入り、電極110,110・・の電解処理によってMn6+がMn7+に酸化され、再度、エッチング処理槽104に戻る。かかる電極110,110・・による電解処理の際には、Mn6+をMn7+に酸化し再生される。しかし、再生効率により、一部のMn6+は再生されずに二酸化マンガン(MnO2)が生成される。
この様にして生成された二酸化マンガン(MnO2)は、不溶性のスラッジ(以下、単にスラッジと称することがある)としてエッチング処理槽104及び再生槽108を循環して次第に蓄積され、配管等の目詰まりの原因となり易く、樹脂製基板102の表面粗化にも悪影響を与える。
このため、図5に示す電解処理装置100では、エッチング処理液中のスラッジを沈殿除去するスラッジ除去槽200を設けている。このスラッジ除去槽200と再生槽108とは、循環ポンプ202が配設された循環配管204,206によって接続されているため、再生槽108内のスラッジは、エッチング処理液と共にスラッジ除去槽200に送液され、スラッジが除去された処理液を再生槽108に戻すことができる。
図5に示す電解処理装置100では、スラッジ除去槽200の設置によってエッチング処理液中のスラッジを除去できるため、エッチング処理槽104及び再生槽108内にスラッジが蓄積することを防止できる。
しかしながら、スラッジ除去槽200に沈殿蓄積されたスラッジは定期的に除去することが必要であるが、その除去作業は煩雑な作業であり、しかも沈殿蓄積されたスラッジ塊は硬く、スラッジの除去作業は困難である。
また、スラッジ除去槽200を併設することは、電解処理装置100を大型化することになる。
このため、スラッジ除去槽200を不要化できる程度にスラッジの発生を可及的に少なくし得る再生槽108の提案が要請されている。
発明の開示
そこで、本発明の課題は、金属イオンを含有するエッチング処理液を、電極が設けられた再生槽内で再生する際に、発生する不溶性のスラッジを可及的に少なくでき、スラッジ除去槽等のスラッジ除去手段を特別に併設することを要しない電解再生処理装置を提供することにある。
本発明者等は、前記課題を解決すべく検討を重ねた結果、再生槽に流入したエッチング処理液を交互に上向又は下向に流し、上向に流れるエッチング処理液と接触するように電極を配設すること、及びエッチング処理液が淀む部分に攪拌を施すことによって、再生槽で発生するスラッジ量を可及的に少なくできることを見出し、本発明に到達した。
すなわち、本発明によれば、金属イオンを含有するエッチング処理液を再生する電解再生処理装置において、供給側から供給された前記エッチング処理液が流動方向を交互に上向又は下向に変更しながら出口側方向に順次流れるように、内部が複数個の区画に区分された再生槽と、前記複数個の区画のうち、前記エッチング処理液が上向に流れる区画内に設けられた電極と、前記区画内のエッチング液が淀む部分に設けられた、前記エッチング液を攪拌する攪拌手段と、を具備してなることを特徴とする電解再生処理装置が提供される。
かかる本発明において、電極として、陽極面積が陰極面積よりも大の電極を用いることが好ましく、特に、筒状の網体から成る陽極と、前記網体内に挿入された棒体から成る陰極とから構成される電極を、前記網体及び棒体が処理液の流動方向に沿って立設して用いることが好ましい。
また、攪拌手段を、エッチング処理液の流動方向が下向から上向に変更される部位の近傍に設けることによって、エッチング処理液の流動方向を変更する部分に不溶性のスラッジが蓄積することを防止できる。この攪拌手段としては、再生槽内のエッチング処理液を噴出するノズルを具備する攪拌手段が好適である。
再生槽からエッチング処理液を取り出し、エッチング処理液を再度該再生槽へ戻す循環経路を設け、該循環経路に前記ノズルを設けるのが好適である。
本発明に係る電解再生処理装置によれば、再生槽内で発生する不溶性のスラッジ量を、従来の装置に比較して大幅に減少できる。
しかも、二酸化マンガン(MnO2)等の不溶性のスラッジが生成される電極が、上向に流れるエッチング処理液と接触するように配設されていると共に、エッチング処理液が淀む部分には攪拌手段が設けられ、電極で生成された不溶性のスラッジが再生槽内で実質的に蓄積しないため、循還配管の途中に設けられたフィルター等の簡易のスラッジ除去手段により容易に除去できる。
その結果、本発明に係る電解再生処理装置には、スラッジ除去槽等のスラッジ除去手段を特別に併設することを要しないため、電解再生処理装置の小型化を図ることができる。
発明を実施するための最良の形態
本発明に係る電解再生処理装置の一例を図1に示す。図1に示す電解再生処理装置10を構成する再生槽12は、過マンガン酸塩水溶液等の金属イオンを含むエッチング液を用いて樹脂製基板の表面に粗面化処理等を施した、金属イオンを含有するエッチング処理液が供給される供給側から出口側方向に複数個の区画12a〜12hに区分されている。
かかる区画12a〜12hの各々は、二種類の仕切り板14a,14bによって仕切られており、仕切り板14aは、その上端がエッチング処理液の水面上に突出しているものの、その下端と再生槽12の底面との間にエッチング処理液が通過する通路が形成されている。一方、仕切り板14bは、その下端が再生槽12の底面に密着しているものの、その上端を越えてエッチング処理液が次の区画に流出するように設けられている。
図1に示す再生槽12では、再生槽12の内壁面と仕切り板14aとで形成された区画12aに流入したエッチング処理液は、仕切り板14aの下端と再生槽12の底面との間に形成された間隙から区画12bに流入するため、区画12aでは、エッチング処理液の流動方向は下向となる。
また、区画12bは、仕切り板14aと仕切り板14bとで形成されているため、仕切り板14aの下端側の間隙から区画12bに流入したエッチング処理液は、仕切り板14bの上端を越え、仕切り板14bと仕切り板14aとで形成された区画12cに流入するため、区画12bでのエッチング処理液の流動方向は上向となる。
この様に、区画12a〜12hは、区画12aに流入したエッチング処理液は、その流動方向を交互に上向又は下向に変更しながら出口方向(区画12hの方向)に、即ち、12a→12b→12c→12d→12e→12f→12g→12hの順序で順次流れるように、区画12a〜12hの各々が二種類の仕切り板14a,14bによって仕切られている。
図1に示す再生槽12では、エッチング処理液の流動方向が上向となる区画12b,12d,12fの各区画に電極16が配設されている。かかる電極16は、図3に示す様に、筒状の網体16aから成る陽極と、網体16a内に挿入された棒体16bから成る陰極とから構成される電極である。棒体16bは例えばポリテトラフルオロエチレン製のチューブで導体表面の一部を被覆したものである。また、筒状の網体16には金属製のラス又はメッシュから成る。このため、電極16は、網体16aから成る陽極が、棒体16bから成る陰極よりも大面積に形成されている。かかる図3に示す電極16は、区画12b,12d,12fの各区画に、網体16a及び棒体16bが上向のエッチング処理液の流動方向に沿って立設されている。陽極と陰極の面積比や電流値はエッチング処理液の処理量をいかに設定するかで異なるが、二酸化マンガン(MnO2)を処理するには、後述のように、陽極陰極面積比を20:1程度に設定するのが適当である。
また、区画12b,12d,12fの各区画に設けられる電極16は、図2に示す様に、複数個の電極16,16,16を設けてもよい。
図1に示す再生槽12では、区画12aに流入したエッチング処理液は、その流動方向を交互に上向又は下向に変更しながら出口方向(区画12hの方向)に、各区画を順次流れる。
かかるエッチング処理液の流動方向が、上向から下向或いは下向から上向に変更される際に、エッチング処理液の流速が極めて遅くなる淀み部分が発生する。かかる淀み部分には、エッチング処理液に含有されているスラッジが沈殿し易くなる。
この点、図1に示す再生槽12では、エッチング処理液の流動方向が、上向から下向或いは下向から上向に変更される近傍に、エッチング処理液を攪拌する攪拌手段を設けている。この攪拌手段では、再生槽12の底面に沿って配管20を配設し、エッチング処理液の流動方向が変更される近傍に位置する配管20の部分に、図4に示す様に、配管20の再生槽12の底面側に形成したノズル穴20a,20aから、区画12hに流入した再生された再生エッチング液をポンプ18で昇圧して噴出して再生中のエッチング処理液を攪拌する。
このノズル穴20a,20aからは、再生槽12の底面側に向けて再生エッチング液が噴出され、スラッジが再生槽12の底面に沈殿蓄積することも防止できる。
かかるノズル穴20a,20aが形成された配管20は、図2に示す様に、各区画と、次にエッチング処理液が流入する区画と間の仕切り板14a,14bに沿って略平行に、かつ再生槽12の底面の近傍に配設されている。配管20をこのように配置するのは、この仕切り板14a,14bの近傍でかつ再生槽12の底面の近傍位置でエッチング処理液の流動方向が下向から上向に変更され、その付近でスラッジの沈殿蓄積を起しやすいからである。
尚、配管20のノズル穴20a,20aから噴出する噴出液は、再生中のエッチング処理液を攪拌し、スラッジが再生槽12の底面に沈殿蓄積することを防止するものであるため、図1に点線で示す様に、再生槽12の区画12h以外の区画に溜められているエッチング処理液を、配管20のノズル穴20a,20aから噴出してもよい。
この様な図1に示す電解再生処理装置10は、樹脂製基板の表面に粗面化処理等のエッチングを施す処理装置30に併設されている。この処理装置30には、樹脂製基板の表面に粗面化処理等のエッチングを施す過マンガン酸塩水溶液等の金属イオンを含むエッチング液が貯留された処理槽32が設けられており、処理槽32の外周には、処理槽32をオーバーフローして流出するエッチング液を受けるオーバーフロー槽34が設けられている。オーバーフロー槽34には、電解再生処理装置10の区画12hから再生された再生エッチング液が配管36を経由して戻される。
オーバーフロー槽34に流入したエッチング液及び再生エッチング液は、配管38、ポンプ40及びフィルター42を経由して処理槽32に戻される。このフィルター42は、オーバーフロー槽34に流入したエッチング液及び再生エッチング液中の樹脂粉を分離するためのものである。
また、処理槽32には、貯留しているエッチング液の一部をエッチング処理液として、電解再生処理装置10の再生槽12に送液する配管44が設けられており、配管44には送液ポンプ46及びフィルター48が設けられている。フィルター48は、再生槽12に送液するエッチング処理液中の樹脂粉を分離するためのものである。フィルター48で除去されるスラッジは、主として処理槽32での樹脂製基板の表面に粗面化処理等のエッチングによって発生した樹脂粉である。
図1に示す処理装置30及び電解再生処理装置10によれば、再生槽12内での電解によるエッチング処理液の再生の際に、スラッジの発生が極めて少なく、図5に示す従来のエッチング処理槽104で発生するスラッジ量に比較して約1/10程度に抑制できる。このため、図1に示す処理装置30及び電解再生処理装置10では、再生された再生エッチング液及びエッチング液中のスラッジを除去する手段として、オーバーフロー槽34に流入したエッチング液及び再生エッチング液を処理槽32に戻す配管38の途中にフィルター42を設ける程度で足り、図5に示すスラッジ除去槽200等の特別の装置を再生槽12に併設することを要しない。
したがって、図1に示す処理装置30及び電解再生処理装置10では、スラッジ除去作業としては、フィルター42の交換程度で足りるため、スラッジ除去槽200に沈殿蓄積されたスラッジ塊を除去する作業を省略でき、装置の小型化も図ることができる。
次に、表1及び表2、図6及び図7を参照して本発明の効果について説明する。これらの図表は、図1に示すような電解再生処理装置を使用して、金属イオンとして過マンガン酸塩水溶液を含むエッチング液を電解処理した場合の実験結果を示すものである。
表1は、ノズル20a,20bの有無、攪拌量(装置を通過するエッチング液の流速)を変化させた場合の、電解時間(初期状態、2時間、4時間、6時間経過後)ごとの過マンガン酸の含有率の変化(上昇率)をならびにスラッジ量の変化を示したものである。いずれの条件でも、縦方向の仕切り板14a,14bは存在するが、条件1では、ノズル20a,20b無しで、通過流速を67リットル/分とした場合、条件2では同様にノズル20a,20b無しであるが、通過流速を150リットル/分と上げた場合、条件3ではノズル20a,20b有りで、通過流速を67リットル/分とした場合、条件4では同様にノズル20a,20b有りであるが、通過流速を150リットル/分と上げた場合である。図6は表1の結果を示したグラフである。
この実験結果からわかるように、再生電極の通過流速と停滞部分の攪拌により再生率、即ち過マンガン酸増加率が上昇するが、この場合において、再生電極の通過流速による攪拌のみでは、スラッジを十分に除去することができない。一方で、ノズル20a,20bにより攪拌することで、スラッジの量を著しく減少させることができる。
表2は極比(陰極16bと陽極16aの電極面積比率)及び陽極電流密度を変化させた場合の実験結果による再生効率を示し、図7はその結果を示すもので、電流密度に対する過マンガン酸再生率を示す。再生率のピークの値は、極比1:20の場合と1:10の場合とでは実質的な差はないが、実用的には使用電流の密度範囲を出来る限り広くとれるようにするために、極比を1:20とするのが好ましい。
産業上の利用可能性
以上に説明したように、本発明に係る電解再生処理装置によれば、金属イオンを含有するエッチング処理液を電解再生する際に、不溶性のスラッジの発生を可及的に少なくできるため、スラッジの除去手段を簡便なものとすることができ、スラッジの除去作業を簡単化できると共に、装置の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
図1は本発明に係る電解再生処理装置の一例を説明する説明図である。
図2は図1に示す電解再生処理装置の平面図である。
図3は図1に示す電解再生処理装置で用いる電極の斜視図である。
図4は図1に示す電解再生処理装置で用いる攪拌手段として、再生槽内のエッチング処理液を噴出するノズル穴を説明する断面図である。
図5は従来の電解処理装置を説明するための説明図である。
図6は電解時間に対する過マンガン酸の増加率を示すグラフである。
図7は電流密度に対する過マンガン酸の再生率を示すグラフである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to an electrolytic regeneration processing apparatus, and more particularly to an electrolytic regeneration processing apparatus that regenerates an etching treatment liquid containing metal ions in a regeneration tank provided with electrodes.
Background Art A so-called build-up substrate may be used for a multilayer circuit substrate used for a semiconductor device or the like.
In the manufacture of such a build-up substrate, for example, after forming a via hole in which a conductor pattern or the like formed on the core substrate is exposed on the bottom surface in a resin layer having a predetermined thickness formed on each of both surfaces of the core substrate, A plated metal layer is formed on the entire surface of the resin layer including the inner wall surface of the via hole, and then the plated metal layer is patterned to form a conductor pattern and a via. Furthermore, the same operation is repeated to obtain a multilayer circuit board in which a plurality of conductor patterns are laminated on both sides of the core substrate.
In the manufacturing process of this build-up substrate, when forming the plated metal layer on the surface of the resin layer, fine irregularities are formed on the surface of the resin layer in order to improve the adhesion between the resin layer and the plated metal layer. A roughening treatment is performed.
In the roughening treatment, an etching solution containing metal ions such as an aqueous permanganate solution or a hexavalent chromium-containing solution is used as an etching solution for etching the resin layer.
Etching solution containing such metal ions reduces the etching performance by applying a roughening treatment or the like to the surface of the resin layer, but by applying electrolytic treatment to the etching processing solution having reduced etching performance, The etching performance can be regenerated.
As such an electrolytic treatment apparatus, an apparatus shown in FIG. 5 is proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-245443.
The
A
By the way, in the electrolytic treatment in the
The manganese dioxide (MnO 2 ) produced in this way is gradually accumulated as an insoluble sludge (hereinafter sometimes simply referred to as “sludge”) circulating through the etching treatment tank 104 and the
For this reason, the
In the
However, it is necessary to periodically remove the sludge accumulated in the
In addition, the addition of the
For this reason, the proposal of the reproduction |
DISCLOSURE OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to reduce sludge removal by reducing insoluble sludge generated as much as possible when regenerating an etching solution containing metal ions in a regeneration tank provided with electrodes. An object of the present invention is to provide an electrolytic regeneration processing apparatus that does not require any special sludge removing means such as a tank.
As a result of repeated studies to solve the above-mentioned problems, the inventors of the present invention alternately flow the etching solution flowing into the regeneration tank upward or downward and contact the etching solution flowing upward. The present inventors have found that the amount of sludge generated in the regeneration tank can be reduced as much as possible by arranging the slag and stirring the portion where the etching solution is contained.
That is, according to the present invention, in the electrolytic regeneration processing apparatus that regenerates the etching treatment liquid containing metal ions, the etching treatment liquid supplied from the supply side alternately changes the flow direction upward or downward. A regeneration tank whose interior is divided into a plurality of compartments so as to sequentially flow in the outlet side direction, an electrode provided in the compartment in which the etching solution flows upward among the plurality of compartments; There is provided an electrolytic regeneration processing apparatus characterized by comprising an agitating means for agitating the etching solution provided in a portion where the etching solution is contained in the compartment.
In the present invention, an electrode having an anode area larger than the cathode area is preferably used as the electrode, and in particular, from an anode composed of a cylindrical mesh and a cathode composed of a rod inserted into the mesh. It is preferable to use the electrode that is configured such that the mesh body and the rod body are erected along the flow direction of the processing liquid.
In addition, by providing a stirring means in the vicinity of the part where the flow direction of the etching treatment liquid is changed from downward to upward, insoluble sludge is prevented from accumulating in the portion where the flow direction of the etching treatment liquid is changed. it can. As this agitation means, an agitation means having a nozzle for ejecting the etching treatment liquid in the regeneration tank is suitable.
It is preferable to provide a circulation path for taking out the etching treatment liquid from the regeneration tank, returning the etching treatment liquid to the regeneration tank again, and providing the nozzle in the circulation path.
According to the electrolytic regeneration processing apparatus according to the present invention, the amount of insoluble sludge generated in the regeneration tank can be greatly reduced as compared with the conventional apparatus.
Moreover, an electrode for generating insoluble sludge such as manganese dioxide (MnO 2 ) is disposed so as to come into contact with the etching solution flowing upward, and a stirring means is provided in the portion where the etching solution is contained. Since the insoluble sludge provided and generated by the electrode does not substantially accumulate in the regeneration tank, it can be easily removed by simple sludge removing means such as a filter provided in the middle of the circulation pipe.
As a result, the electrolytic regeneration treatment apparatus according to the present invention does not require any special sludge removal means such as a sludge removal tank, so that the electrolytic regeneration treatment apparatus can be downsized.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An example of an electrolytic regeneration processing apparatus according to the present invention is shown in FIG. The
Each of the
In the
Further, since the
In this manner, in the
In the
Further, as shown in FIG. 2, the
In the
When the flow direction of the etching processing solution is changed from upward to downward or from downward to upward, a stagnation portion where the flow rate of the etching processing solution becomes extremely slow occurs. In such a stagnation portion, sludge contained in the etching solution is likely to precipitate.
In this regard, in the
From this
As shown in FIG. 2, the
In addition, since the jetting liquid ejected from the
Such an electrolytic
The etching solution and the regenerated etching solution that have flowed into the
Further, the
According to the
Therefore, in the
Next, effects of the present invention will be described with reference to Tables 1 and 2 and FIGS. 6 and 7. These charts show experimental results in the case where an electrolytic solution containing a permanganate aqueous solution as metal ions is electrolytically processed using the electrolytic regeneration processing apparatus as shown in FIG.
Table 1 shows the excess for each electrolysis time (initial state, 2 hours, 4 hours, after 6 hours) when the presence or absence of the
As can be seen from the experimental results, the regeneration rate, that is, the permanganic acid increase rate, increases due to the flow rate of the regenerative electrode passing through and the stagnant portion. Can not be removed. On the other hand, the amount of sludge can be remarkably reduced by stirring with the
Table 2 shows the regeneration efficiency according to the experimental result when the pole ratio (electrode area ratio of the
Industrial Applicability As described above, according to the electrolytic regeneration processing apparatus of the present invention, insoluble sludge is generated as much as possible when electrolytically regenerating an etching treatment solution containing metal ions. Therefore, the sludge removal means can be simplified, the sludge removal operation can be simplified, and the apparatus can be downsized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view illustrating an example of an electrolytic regeneration processing apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the electrolytic regeneration processing apparatus shown in FIG.
FIG. 3 is a perspective view of an electrode used in the electrolytic regeneration processing apparatus shown in FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining a nozzle hole for ejecting the etching treatment liquid in the regeneration tank as a stirring means used in the electrolytic regeneration treatment apparatus shown in FIG.
FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining a conventional electrolytic treatment apparatus.
FIG. 6 is a graph showing the increase rate of permanganic acid with respect to electrolysis time.
FIG. 7 is a graph showing the regeneration rate of permanganic acid with respect to the current density.
Claims (6)
供給側から供給された前記エッチング処理液が流動方向を交互に上向又は下向に変更しながら出口側方向に順次流れるように、内部が複数個の区画に区分された再生槽と、
前記複数個の区画のうち、前記エッチング処理液が上向きに流れる区画内に設けられた電極と、
前記区画内のエッチング液が淀む部分に設けられた、前記エッチング液を攪拌する攪拌手段と、
を具備してなることを特徴とする電解再生処理装置。In an electrolytic regeneration processing apparatus that regenerates an etching treatment liquid containing metal ions,
A regeneration tank whose interior is divided into a plurality of compartments so that the etching treatment liquid supplied from the supply side flows sequentially in the outlet side direction while alternately changing the flow direction upward or downward;
Among the plurality of compartments, an electrode provided in a compartment in which the etching solution flows upward;
An agitation means for agitating the etchant, provided in a portion where the etchant in the compartment crawls;
An electrolytic regeneration treatment apparatus comprising:
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