JP5954612B2 - プリント配線板の接続構造、プリント配線板及びプリント配線板接続体の製造方法 - Google Patents

Description

本願発明は、プリント配線板の接続構造等に関する。詳しくは、ハードディスク装置等に用いられる、フライングリードを利用したプリント配線板の接続構造等に関する。

たとえば、ハードディスクドライブ等の磁気ディスク装置においては、磁気ディスクに記録されたデータの書き込みや読み込みを行うためにヘッドスタックアセンブリ（Ｈｅａｄ Ｓｔａｃｋ Ａｓｓｅｍｂｌｙ）が用いられる。

上記ヘッドスタックアセンブリを構成するサスペンション側のフレキシブルプリント配線板の端子と、アクチュエータアセンブリ側のメインプリント配線板の端子とが、揺動可能に保持されたキャリッジの側部で接続されている。磁気ディスク装置の小型化、高密度化にともない、上記プリント配線板の接続構造の電気的及び機械的な接続強度が、磁気ディスク装置の信頼性を左右する重要な要素となっている。

従来、上記サスペンション側のフレキシブルプリント配線板の端子として、リードを露出させたフライングリードの形態が採用されることが多い。このフライングリードと、上記アクチュエータアセンブリ側のフレキシブルプリント配線板の接続リードとが超音波等を用いて接続される。

特開２００９−１５７９９９号公報

たとえば、超音波によって上記接続を行う場合、上記接続リードと上記フライングリードに金メッキが設けられている。そして、金メッキを設けた上記接続リードと上記フライングリードとを対接させて積層し、積層部分に超音波を作用させて発熱させることにより、上記金メッキが溶融して上記接続リードと上記フライングリードとが接続される。

上記接続リードには、絶縁性の基材に接着剤層を介して設けられた銅箔層をエッチング加工等により、上記接続リードを含む回路パターンが形成されている。したがって、各接続リードは、上記接着剤層の上に突出するようにして設けられている。

ところが、上記超音波接続を行う際に発生する熱が上記接着剤層に伝わって、これを軟化させる。しかも、超音波による接続工程は、上記接続部分に所定の圧力を加えて行われるため、上記接続リードを介して、軟化した接着剤層が流動させられて変形することが多い。上記接着剤層が変形すると、図１１に示すように、上記接続リードに変位や傾斜が生じることになり、上記接続リードと上記フライングリードとを適正に対接させることができなくなる。このため、各接続リードに設けた金メッキを充分に溶融させることができなくなり、接続不良が生じる恐れが高くなる。

特に、複数の接続リードが所定間隔で形成されている場合、両端部に設けた接続リードに、外側に向かう変位や傾斜が生じることが多い。このため、両端部の接続リードとこれに接続されるフライングリードの接続構造に接続不良が生じやすい。

また、上記接続リードと上記フライングリードを接続する前に、上記接続リードを設けた領域におけるプリント配線板の裏面側に、補強板を設ける場合がある。上記補強板は、上記接続リードを形成した後に熱プレス等によって接合されるため、上記接続リードに所定の温度と圧力が作用する。このため、上記の場合と同様に接着剤が変形あるいは流動して、上記接続リードに変位や傾斜が生じやすくなる。変位や傾斜が生じた接続リードに対してフライングリードを適正に対接させることができないため、超音波を充分に作用させることができなくなる。この結果、上記と同様に接続不良が生じやすくなって、接続信頼性が低下してしまう。

さらに、上記接続リードと上記フライングリードとを、導電性接着剤で接続する場合にも、所定の温度及び圧力が作用するため、上記と同様の問題が発生しやすい。

本願発明は、上記問題を解決し、銅箔を接合する接着剤の軟化による接続リードの傾斜や移動を防止して、接続信頼性を高めることができるプリント配線板の接続構造を提供することを課題としている。

本願の発明は、複数の接続リードが基材上に露出して設けられたプリント配線板と、上記接続リードに接続されるフライングリードが設けられたフレキシブルプリント配線板とを接続して構成されるプリント配線板の接続構造であって、上記接続リードに所定の隙間をあけて形成されたダミー接続リードが上記プリント配線板に設けられており、上記ダミー接続リードは、上記接続リードより小さい幅を備え、上記接続リード間の隙間と同じ大きさの隙間をあけて設けられているとともに、上記接続リードと上記フライングリードとが、接続用金メッキ層又は導電性接着剤層を介して接続されて構成されている。

本願発明では、電気的に導通させられる接続リードとフライングリードに加えて、ダミー接続リードが設けられる。上記ダミー接続リードは、上記接続リードに所定の隙間をあけて形成されるため、上記ダミー接続リードと接続リードの隙間にある接着剤層の流動を低減させることが可能となる。すなわち、接続リードの側部にある接着剤層の流動が低減される結果、上記接続リードの変位や傾斜を防止できる。

一方、上記ダミー接続リードは、電気的接続を行う必要はなく、これらダミー接続リードに変位や傾斜が生じても、接続の信頼性が低下することがない。このため、上記接続リードと上記フライングリードの接続を確実に行うことが可能となり、プリント配線板の接続信頼性が向上する。

上記ダミー接続リードを設ける部位は特に限定されることはない。超音波接続等を行う場合に、樹脂の流動を防止する部分に形成することができる。たとえば、所定隙間をあけて平行に形成された複数の接続リード及びフライングリードを備える場合、少なくとも両端部に設けられた上記接続リードの外側に、上記ダミー接続リードを形成するのが好ましい。

たとえば、複数の接続リード及びフライングリードが櫛歯状に成形されている場合、上記ダミー接続リードを、両端部の接続リードに隣接するとともに、上記接続リードより小さい幅を備え、上記接続リード間の隙間と同じ大きさの隙間をあけて形成することができる。また、上記接続リード及びフライングリードと異なる形態のダミー接続リードを形成することもできる。

上記接続リードの変位や傾斜を防止できれば、上記接続リードと上記ダミー接続リードの間の隙間の大きさも特に限定されることはない。たとえば、上記接続リードと上記ダミー接続リードの間の隙間を、０．１〜０．５ｍｍに設定するとともに、０．１〜０．５ｍｍの幅のダミー接続リードを設けることができる。また、複数の接続リードが設けられる場合、上記接続リード間の隙間と同じ大きさの隙間をあけて、ダミー接続リードを設けることができる。

上記ダミー接続リードに対応するダミーフライングリードを、上記フレキシブルプリント配線板に設け、上記ダミー接続リードと上記ダミーフライングリードとを対接させることができる。

上記ダミー接続リードと上記ダミーフライングリードとは、接続リードとフライングリードと同様に、接続する際に互いに対接させるように構成するのが好ましい。この構成を採用することにより、接続時にダミー接続リードがダミーフライングリードに押圧される。このため、上記ダミー接続リードの変位や傾斜をより減少させることができる。この結果、ダミー接続リードと接続リード間にある接着剤層の流動をより低減させることが可能となり、上記接続リードに変位や傾斜が発生するのを防止できる。

上記ダミーフライングリードは、上記ダミー接続リードに対応して形成される。なお、ダミー接続リードの全域に対応するように形成する必要はない。樹脂の流動によるダミー接続リードの変位を減少させることができれば、ダミー接続リードの一部に対応し、あるいは、ダミー接続リードより大きな面積で形成することもできる。

また、上記ダミーフライングリードの寸法や形態も特に限定されることはない。たとえば、フライングリードと同じ形態のダミーフライングリードを形成することができる。また、フライングリードと異なる形態のダミーフライングリードを形成することもできる。

本願発明が適用されるプリント配線板の接続構造における接続手法は特に限定されることはない。たとえば、少なくとも上記各接続リード及び上記各フライングリードに、接続用金メッキが設けられているとともに、上記接続リードと上記フライングリードとが超音波接続により接続される接続構造に本願発明を適用できる。

上記ダミー接続リードや上記ダミーフライングリードは、各プリント配線板において回路を構成しないように設けることができる。また、接続する必要がない回路を構成する銅箔の一部を、上記ダミー接続リードやダミーフライングリードとして利用することもできる。

また、上記ダミーフライングリードを設ける場合、上記ダミー接続リードと上記ダミーフライングリードは、電気的に接続する必要がない。このため、上記ダミー接続リードと上記ダミーフライングリードとを、接続リードとフライングリードの接続と同様に接続してもよいし、また、単に対接させるだけでもよい。

また、上記接続リードと上記フライングリードとが、導電性接着剤を介して接続されている接続構造にも本願発明を適用できる。導電性接着剤を用いて接続する場合には、上記ダミー接続リードや上記ダミーフライングリードを設けることにより、上記と同様の効果が得られるばかりでなく、上記接続リードとフライングリードの接続領域における上記導電性接着剤の不要な方向への流れを抑制することができる。このため、接続信頼性をより高めることができる。

上記プリント配線板の種類も特に限定されることはない。たとえば、接続リードを設けたリジッドプリント配線板と、フライングリードを設けたフレキシブルプリント配線板との接続構造に本願発明を適用できる。

また、フレキシブルプリント配線板同士の接続構造に本願発明を適用することができる。

本願発明は、互いに接続される接続リードとフライングリードの接続信頼を向上させるためのものであり、ダミー接続リードを有するプリント配線板と、ダミーフライングリードとを組み合わせて構成することができる。

本願発明に係る接続構造が適用される電子機器の種類も特に限定されることはない。たとえば、ハードディスク装置におけるプリント配線板に適用することができる。

本願発明に係るプリント配線板の接続構造を備えるプリント配線板接続体は、接続リードと、この接続リードに所定隙間をあけて形成されたダミー接続リードとを備えるプリント配線板を準備する工程と、上記接続リードに対応するフライングリードを備えるフレキシブルプリント配線板を準備する工程と、上記接続リードと上記フライングリードとを対接させる位置決め工程と、上記接続リードと上記フライングリードとを接続する接続工程とを含むプリント配線板接続体の製造方法によって製造することができる。 上記プリント配線板を準備する工程において、上記ダミー接続リードを、上記接続リードより小さい幅を備えるとともに、上記接続リード間の隙間と同じ大きさの隙間をあけて形成することができる。

上記フレキシブルプリント配線板を準備する工程において、上記ダミー接続リードに対応するダミーフライングリードを備えるフレキシブルプリント配線板が準備されるとともに、上記位置決め工程において、上記ダミー接続リードと上記ダミーフライングリードが対接させられる。

上記接続工程は、超音波を用いて行うことができる。また、上記接続工程を、導電性接着剤を用いて行うこともできる。

接続リードを備えるプリント配線板と、フライングリードを備えるフレキシブルプリント配線板との接続構造における接続信頼性を高めることができる。

本願発明に係るプリント配線板の接続構造が適用されるハードディスク装置の概要を示す平面図である。 図１に示すハードディスク装置のヘッドスタックアセンブリの平面図である。 図２に示すヘッドスタックアセンブリにおけるプリント配線板の接続構造の分解斜視図である。 図３に示すプリント配線板の接続構造の接続前の状態を示す平面図である。 図３におけるＶ−Ｖ線に沿う断面図である。 図３に示すプリント配線板の接続後の状態を示す断面図である。 第２の実施形態に係るプリント配線板の接続構想を示す図であり、図３に対応する分解斜視図である。 図７に示すプリント配線板の接続構造の接続前の状態を示す平面図である。 図７におけるＩＸ−ＩＸ線に沿う断面図である。 図９に示すプリント配線板の接続後の状態を示す断面図である。 接続リードが傾斜した従来の状態を示す断面図である。

以下、本願発明の実施形態を図に基づいて具体的に説明する。

図１は、本願発明に係るプリント配線板の接続構造が採用されるハードディスク装置１の全体平面図である。ハードディスク装置１は、ケース２内に、情報が記録されるとともにモータで回転可能に支持された複数の磁気ディスク３と、ヘッドスタックアセンブリ４とを備えて構成される。上記ヘッドスタックアセンブリ４は、先端部に上記磁気ディスク３に対して情報を読み書きする図示しないヘッドコアが設けられており、上記ヘッドコアが上記磁気ディスク表面において揺動できるように、揺動可能に保持されている。

上記ヘッドスタックアセンブリは、基端部に設けられたボイスコイルモータ６によって軸１３の回りに揺動可能に支持されたキャリッジ７と、キャリッジ７のアーム部８に設けられたサスペンション９とを備え、このサスペンション９の先端部分に設けられる磁気ヘッド部１０に、上記ヘッドコアが保持されている。

上記ヘッドコアは、上記サスペンション９に沿って設けられるサンペンション用フレキシブルプリント配線板１１に形成された接続配線１２に接続されており、この接続配線１２を介して情報がやりとりされる。上記サスペンション用フレキシブルプリント配線板１１は、上記サスペンション９の中央部分を上記アーム部８の揺動中心に向かって延びるとともに、上記アーム部８の中間部において、上記キャリッジ７の側部に引き出される。そして、このサスペンション用フレキシブルプリント配線板１１の基端部が、上記キャリッジの側部に固定されたメンインプリント配線板１５に接続される。

本実施形態に係るメインプリント配線板１５は、上記キャリッジ７の側部に固定された矩形状の固定部１５ａと、上記固定部１５ａから屈曲可能に延出された長尺矩形状の延出部１５ｂとを備えて構成されるとともに、これら固定部１５ａと延出部１５ｂとが、接続部４１を介して一体的に接続されている。

上記固定部１５ａは、矩形状に形成されているとともに、中央部に信号増幅のための増幅集積回路１６を備える。そして、先端側に、上記サスペンション用フレキシブルプリント配線板１１との接続を行うための接続構造３２が設けられている。

図３は、上記接続構造３２の概要を示す要部の分解斜視図である。図３に示すように、上記メインプリント配線板１５は、絶縁性基材２０１と、この基材２０１上に積層された接着剤層２０２と、この接着剤層２０２の上に積層された銅箔層２０３と、上記銅箔層を覆う絶縁性のカバー層２０４とを備えて構成されている。また、上記絶縁性基材２０１の下面には、ステンレス板から形成された補強板２０５が図示しない接着剤層を介して積層接着されている。上記銅箔層２０３をエッチング加工等することにより、所要の回路が形成されている。

上記構成のメインプリント配線板１５の固定部１５ａの先端側に矩形状の接続部１７が突出形成されている。この接続部１７における上記カバー層２０４を切除することにより、複数の接続リード２１１，２１２，２１３，２１４が露出させられている。上記各接続リードの少なくとも接続面には、各接続リードの腐食を防止するとともに超音波接続を行うための金メッキ２５１が設けられている。

一方、上記サスペンション用フレキシブルプリント配線板１１は、絶縁性基材３２１と、この絶縁性基材３２１上に積層された接着剤層３２２と、上記接着剤層３２２に積層接着された銅箔層３２３と、上記銅箔層３２３を覆うカバー層３２４とを備えて構成されている。上記銅箔層３２３をエッチング加工等することにより、所要の接続配線１２が形成されている。

上記サスペンション用フレキシブルプリント配線板１１の基端部に、フライングリード３１１，３１２，３１３，３１４を設けた接続部２７が形成されている。上記フライングリード３１１，３１２，３１３，３１４は、銅箔層３２３から形成される上記フライングリード３１１，３１２，３１３，３１４のみ残して他の部材を矩形状に切除することにより形成されている。なお、上記接続部２７の先端側には、上記フライングリード３１１，３１２，３１３，３１４の保形性を確保するために上記他の部材を矩形状に残した先端枠部１１ｂが設けられている。上記各フライングリード３１１，３１２，３１３，３１４の少なくとも接続面には、各接続リードの腐食を防止するとともに超音波接続を行うための金メッキ３５１が設けられている。

本実施形態においては、上記接続部１７における両端部に位置する接続リード２１１，２１４に隣接して、ダミー接続リード２１５，２１６が、上記接続リード２１１，２１４と所定間隔をあけて平行に形成されている。図４に示すように、上記ダミー接続リード２１５，２１６は、上記接続リード２１１，２１２，２１３，２１４より小さい幅で、上記接続リード間の隙間と同じ大きさの隙間Ｈをあけて形成されている。本実施形態では、上記隙間Ｈが、０．２ｍｍに設定されているとともに、０．２ｍｍの幅のダミー接続リード２１５，２１６が設けられている。また、上記各ダミー接続リード２１５，２１６の少なくとも接続面には、上記接続リードと同様の金メッキ２５１が設けられている。

図５及び図６に示すように、メインプリント配線板側１５の上記接続部１７と、サスペンション用フレキシブルプリント配線板側の接続部２７とを対接させるとともに、図示しない超音波を作用させる治具がフライングリード側から、各フライングリードと接続リードを挟圧するように作用させられる。

上記超音波の作用により、上記各接続リードとこれに対接させられるフライングリード間に摩擦熱が発生し、上記金メッキ２５１，３５１を溶融させ、各接続リードと対応するフライングリードが金メッキ２５１，３５１を介して接続される。

上記超音波接続の際に作用する温度によってメインプリント配線板１５の接着剤層２０２が軟化させられるとともに、作用する圧力によって接着剤層が側部に向けて流動ないし変形させられる。このため、従来の接続構造においては、図１１に示すように、両端部の接続リード２１１，２１４が変位あるいは傾斜させられる。

上記ダミー接続リード２１５，２１６は、接続部１７の両側部に、各接続リード間の隙間Ｈと同様の隙間Ｈをあけて形成されている。したがって、上記ダミー接続リード２１５，２１６は、図１１に示す従来例と同様に、軟化した接着剤層２０２に一部が押し込まれるようにして外側に向けて変位あるいは傾斜させられる。

しかし、上記ダミー接続リード２１５，２１６を設けることによって、これらダミー接続リード２１５，２１６と両端部の接続リード２１１，２１４との間に位置する接着剤層の流動ないし変形が制限される。このため、上記ダミー接続リード２１５，２１６の内側に位置する接続リード２１１，２１４が変位し、あるいは傾斜するのを防止することができる。これにより、各接続リード２１１，２１２，２１３，２１４と各フライングリード３１１，３１２，３１３，３１４とを適正に対接させた状態で超音波を作用させることが可能になる。この結果、確実な接続構造を形成することができるとともに、上記接続構造における信頼性が高まる。

図７〜図１０に、本願発明に係る第２の実施形態を示す。この実施形態は、サスペンション用フレキシブルプリント配線板１１のフライングリード３１１，３１２，３１３，３１４の両側部に、ダミー接続リード２１５，２１６に対応するダミーフライングリード３１５，３１６を設けたものである。なお、メンインプリント配線板１５の構成、及び、上記ダミーフライングリード３１５，３１６を除くサスペンション用フレキシブルプリント配線板１１の構成は、第１の実施形態と同様であるので説明は省略する。

上記ダミーフライングリード３１５，３１６は、上記サスペンション用フレキシブルプリント配線板１１の接続部２７における両端のフライングリード３１１，３１４に隣接して、所定間隔Ｈをあけて平行に形成されている。図８に示すように、上記ダミーフライングリード３１５，３１６は、上記ダミー接続リード２１５，２１６に対応した位置及び形態で形成されている。

本実施形態では、上記ダミー接続リード２１５，２１６とダミーフライングリード３１５，３１６とが、上記接続リード２１１，２１２，２１３，２１４と上記フライングリード３１１，３１２，３１３，３１４の接続と同様に接続される。

上記ダミー接続リード２１５，２１６とダミーフライングリード３１５，３１６とは、各接続部１７，２７の両側部に、各接続リード間の隙間Ｈと同様の隙間Ｈをあけて形成されている。したがって、上記ダミー接続リード２１５，２１６は、図１１に示す従来例と同様に、軟化した接着剤層２０２に一部が押し込まれるようにして外側に向けて変位あるいは傾斜させられる。

しかし、上記ダミー接続リード２１５，２１６とダミーフライングリード３１５，３１６を設けることによって、ダミー接続リード２１５，２１６と両端部の接続リード２１１，２１４との間に位置する接着剤層の流動ないし変形が制限される。このため、第１の実施形態と同様に、上記ダミー接続リード２１５，２１６の内側に位置する接続リード２１１，２１４が変位し、あるいは傾斜するのを防止することができる。これにより、各接続リード２１１，２１２，２１３，２１４と各フライングリード３１１，３１２，３１３，３１４とを適正に対接させた状態で超音波を作用させることが可能になる。さらに、本実施形態では、接続時にダミー接続リードがダミーフライングリードに押圧されて、変位が規制される。これにより、上記ダミー接続リードの変位や傾斜を減少させることができるため、接続リード２１１，２１４の変位や傾斜をより確実に防止することができる。この結果、確実な接続構造を形成することができるとともに、上記接続構造における信頼性がより高まる。

上述した実施形態では、接続リード２１１，２１２，２１３，２１４と上記フライングリード３１１，３１２，３１３，３１４とを接続する場合における接続リード２１１，２１４の変位や傾斜を防止した。さらに、上記補強板２０５を積層接着する際に、上記接着剤層２０２が軟化して変形する程度の温度や圧力が作用する場合がある。上記ダミー接続リード２１５，２１６を設けることにより、上記補強板２０５を設ける際の接続リード２１１，２１４の変位や傾斜を防止することもできる。

さらに、本実施形態では、接続リード２１１，２１２，２１３，２１４と上記フライングリード３１１，３１２，３１３，３１４とを超音波を用いて接続したが、これらを、導電性接着剤を用いて接続する場合にも、同様の効果を発揮させることができる。

本願発明は、上述の実施例に限定されることはない。今回開示された実施例はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本願発明の範囲は、上記説明した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本願発明によって、接続信頼性の高いプリント配線板の接続構造を得ることができる。

１１ フレキシブルプリント配線板
１５ プリント配線板
２１１ 接続リード
２１２ 接続リード
２１３ 接続リード
２１４ 接続リード
３１１ フライングリード
３１２ フライングリード
３１３ フライングリード
３１４ フライングリード
２１５ ダミー接続リード
２１６ ダミー接続リード
３１５ ダミーフライングリード
３１６ ダミーフライングリード

Claims (11)

1. 複数の接続リードが基材上に露出して設けられたプリント配線板と、上記接続リードに接続されるフライングリードが設けられたフレキシブルプリント配線板とを接続して構成されるプリント配線板の接続構造であって、
   上記接続リードに所定の隙間をあけて形成されたダミー接続リードが上記プリント配線板に設けられており、
   上記ダミー接続リードは、上記接続リードより小さい幅を備え、上記接続リード間の隙間と同じ大きさの隙間をあけて設けられているとともに、
   上記接続リードと上記フライングリードとが、接続用金メッキ層又は導電性接着剤層を介して接続されている、プリント配線板の接続構造。
2. 上記ダミー接続リードに対応するダミーフライングリードが上記フレキシブルプリント配線板に設けられており、
   上記ダミー接続リードと上記ダミーフライングリードとが対接させられている、請求項１に記載のプリント配線板の接続構造。
3. 所定隙間をあけて平行に形成された複数の接続リード及びフライングリードを備え、
   少なくとも両端部に設けられた上記接続リードの外側に、上記ダミー接続リードが形成されている、請求項１又は請求項２のいずれか１項に記載のプリント配線板の接続構造。
4. 上記プリント配線板が、フレキシブルプリント配線板である、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のプリント配線板の接続構造。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載されたダミー接続リードを有するプリント配線板。
6. 請求項２に記載されたダミーフライングリードを有するフレキシブルプリント配線板。
7. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のプリント配線板の接続構造を備える、ハードディスク装置。
8. 接続リードと、ダミー接続リードとを備えるプリント配線板を準備する工程と、
   上記接続リードに対応するフライングリードを備えるフレキシブルプリント配線板を準備する工程と、
   上記接続リードと上記フライングリードとを対接させる位置決め工程と、
   上記接続リードと上記フライングリードとを接続する接続工程とを含み、
   上記プリント配線板を準備する工程において、上記ダミー接続リードを、上記接続リードより小さい幅を備えるとともに、上記接続リード間の隙間と同じ大きさの隙間をあけて形成する、プリント配線板接続体の製造方法。
9. 上記フレキシブルプリント配線板を準備する工程において、上記ダミー接続リードに対応するダミーフライングリードを備えるフレキシブルプリント配線板が準備されるとともに、
   上記位置決め工程において、上記ダミー接続リードと上記ダミーフライングリードが対接させられる、請求項８に記載のプリント配線板接続体の製造方法。
10. 上記接続工程が、超音波を用いて行われる、請求項８又は請求項９のいずれかに記載のプリント配線板接続体の製造方法。
11. 上記接続工程が、導電性接着剤を用いて行われる、請求項８又は請求項９のいずれかに記載のプリント配線板接続体の製造方法。
    

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