KR20190073550A - 안테나 기판 - Google Patents

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KR20190073550A
KR20190073550A KR1020197016035A KR20197016035A KR20190073550A KR 20190073550 A KR20190073550 A KR 20190073550A KR 1020197016035 A KR1020197016035 A KR 1020197016035A KR 20197016035 A KR20197016035 A KR 20197016035A KR 20190073550 A KR20190073550 A KR 20190073550A
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케이조우 사쿠라이
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쿄세라 코포레이션
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Abstract

제 1 절연층(11)의 양면에 서로 대향하는 상태에서 종횡으로 나란히 위치하는 제 1 안테나용 도체(12), 및 제 1 절연층(11) 하면의 외주 가장자리에 위치하는 제 1 접속 패드(13)를 갖는 캡 기판(10)과, 제 2 절연층(21)의 상면 외주 가장자리에 위치하는 제 2 접속 패드(22), 및 제 2 절연층(21)의 하면 외주 가장자리에 위치하는 제 3 접속 패드(23)를 갖는 프레임 기판(20)과, 제 3 절연층(31)의 상면에 위치하는 복수의 제 2 안테나용 도체(32) 및 제 3 절연층(31)의 상면 외주 가장자리에 위치하는 제 4 접속 패드(34)를 갖는 베이스 기판(30)을 포함하고, 베이스 기판(30)과 프레임 기판(20)과 캡 기판(10)이 순차 적층되고, 제 2 절연층(21)은 상면에서 볼 때 제 1 안테나용 도체(12)의 외주보다 외측에 위치하는 외주를 갖는 제 1 개구부(26)를 갖고 있다.

Description

안테나 기판
본 개시는 안테나 기판에 관한 것이다.
최근, 신호용 전자파를 송수신하기 위한 안테나 기판의 개발이 행해지고 있다. 안테나 기판은 전자 기기끼리 간의 무선 통신 또는 차재용 장해물 검지 장치 등에 사용되고 있다. 특허문헌 1에는 안테나 기판은 스페이서와 2개의 실장 기판을 구비하고 있고, 스페이서의 상방과 하방에 각각 실장 기판이 하나씩 배치되어 구성되어 있는 것이 기재되어 있다.
일본 특허공개 2004-327641호 공보
본 개시의 안테나 기판은 캡 기판과, 프레임 기판과, 베이스 기판을 구비하고 있다. 캡 기판은 제 1 절연층, 제 1 절연층의 상하 양면에 제 1 절연층을 통해서 서로 대향하는 상태에서 종횡으로 나란히 위치하는 복수의 제 1 안테나용 도체, 및 제 1 절연층의 하면의 외주 가장자리에 위치하는 제 1 접속 패드를 포함하고 있다. 프레임 기판은 제 2 절연층, 제 2 절연층의 상면의 외주 가장자리에 위치하는 제 2 접속 패드, 및 제 2 절연층의 하면의 외주 가장자리에 위치하는 제 3 접속 패드를 포함하고 있다. 베이스 기판은 제 3 절연층, 제 3 절연층의 상면에 위치하는 복수의 제 2 안테나용 도체, 및 제 3 절연층의 상면의 외주 가장자리에 위치하는 제 4 접속 패드를 포함하고 있다. 제 1 접속 패드와 제 2 접속 패드가 서로 접속되고, 제 3 접속 패드와 제 4 접속 패드가 서로 접속되고, 베이스 기판과 프레임 기판과 캡 기판이 순차 적층되어 있다. 제 2 절연층은 상면에서 볼 때 제 1 안테나용 도체의 외주보다 외측에 위치하는 외주를 갖는 제 1 개구부를 갖고 있다. 제 1 개구부는 제 1 안테나용 도체의 외주를 둘러싼 상태로 위치하고 있다.
도 1a는 본 개시의 안테나 기판의 제 1 실시형태의 예를 나타내는 개략 상면도이다.
도 1b는 도 1a에 나타내는 X-X 사이를 통과하는 개략 단면도이다.
도 2는 본 개시의 안테나 기판의 제 2 실시형태의 예를 나타내는 개략 상면도이다.
도 3은 본 개시의 안테나 기판의 제 3 실시형태의 예를 나타내는 개략 상면도이다.
도 1a 및 도 1b를 기초로 해서 본 개시의 안테나 기판(A)의 실시형태의 일례를 설명한다. 도 1a는 본 개시의 안테나 기판(A)의 실시형태의 예를 나타내는 상면도이다. 도 1b는 도 1a에 나타내는 X-X 사이를 통과하는 단면도이다.
안테나 기판(A)은 캡 기판(10)과, 프레임 기판(20)과, 베이스 기판(30)을 구비하고 있다. 안테나 기판(A)은 캡 기판(10), 프레임 기판(20) 및 베이스 기판(30)의 순서로 위에서부터 순차 적층된 적층체(부호 없음)를 포함하고 있다. 적층체는 안테나 기판(A)의 기계적인 강도를 확보하고 있다.
캡 기판(10)은 제 1 절연층(11), 제 1 안테나용 도체(12), 제 1 접속 패드(13), 및 솔더 레지스트층(14)을 갖고 있다.
복수의 제 1 안테나용 도체(12)가 제 1 절연층(11)의 상하면의 중앙부에 형성되어 있다. 제 1 안테나용 도체(12)는 제 1 절연층(11)을 통해서 서로 대향하는 상태에서 종횡으로 나란히 배치되어 있다. 즉, 상면에서 볼 때 제 1 안테나용 도체(12)가 제 1 절연층(11)의 상하면에 복수 포개진 상태로 형성되어 있다. 이 예에 있어서, 제 1 절연층(11)의 상면의 복수의 제 1 안테나용 도체(12)와 제 1 절연층(11)의 하면의 복수의 제 1 안테나용 도체(12) 중 제 1 절연층(11)을 통해서 서로 대향하는 것은 서로 동일한 형상 및 치수로 형성되어 있다.
복수의 제 1 접속 패드(13)가 제 1 절연층(11)의 하면의 외주 가장자리에 형성되어 있다. 또한, 솔더 레지스트층(14)이 제 1 절연층(11)의 상하면의 외주 가장자리에 형성되어 있다. 제 1 접속 패드(13)는 솔더 레지스트층(14)에 형성된 개구부(14a) 내로 노출되어 있다.
프레임 기판(20)은 제 2 절연층(21), 제 2 접속 패드(22), 제 3 접속 패드(23), 및 솔더 레지스트층(24)을 갖고 있다.
제 2 절연층(21)은 상면에서 볼 때 제 1 안테나용 도체(12)의 외주보다 외측에 위치하는 외주를 갖는 제 1 개구부(26)를 포함한다. 바꿔 말하면, 복수의 제 1 개구부(26)가 제 2 절연층(21)에 형성되어 있다. 복수의 제 1 개구부(26)의 각각은 위로부터 보았을 때에(상면 투시에 있어서) 제 1 안테나용 도체(12)를 각각의 내측에 수용되도록 배치되어 있다. 제 1 개구부(26)는 캡 기판(10)과 베이스 기판(30)에 끼워져 캐비티(16)가 된다. 캐비티(16)는 제 1 안테나용 도체(12)와 제 2 안테나용 도체(32) 사이에 있어서의 신호용 전자파를 송수신하기 위한 경로로서 기능한다. 제 1 안테나용 도체(12)와 제 2 안테나용 도체(32)의 간격은 제 2 절연층(21)의 두께를 조정함으로써, 신호용 전자파를 송수신하기 위해 최적의 간격으로 조정할 수 있다.
복수의 제 2 접속 패드(22)가 제 2 절연층(21)의 상면의 외주 가장자리에 형성되어 있다. 복수의 제 3 접속 패드(23)가 제 2 절연층(21)의 하면의 외주 가장자리에 형성되어 있다. 또한, 솔더 레지스트층(24)이 제 2 절연층(21)의 상하면의 외주 가장자리에 형성되어 있다. 제 2 접속 패드(22)는 솔더 레지스트층(24)에 형성된 개구부(24a) 내로 노출되어 있다. 제 3 접속 패드(23)는 솔더 레지스트층(24)에 형성된 개구부(24b) 내로 노출되어 있다. 제 2 접속 패드(22)와 제 1 접속 패드(13)는 땜납(15)을 통해서 접속되어 있다. 제 1 접속 패드(13) 및 제 2 접속 패드(22)는 캡 기판(10)과 프레임 기판(20)을 물리적으로 접속할 뿐만 아니라, 전기적으로 접속하는 것도 가능하다. 이것에 의해, 캡 기판(10)이 프레임 기판(20) 상에 적층되어 있다.
베이스 기판(30)은 제 3 절연층(31), 제 2 안테나용 도체(32), 도체층(33), 제 4 접속 패드(34), 전극(35), 및 솔더 레지스트층(36)을 갖고 있다.
복수의 제 2 안테나용 도체(32)가 제 3 절연층(31)의 상면에 배치되어 있다. 제 2 안테나용 도체(32)는 제 1 안테나용 도체(12)에 대향하는 위치에 배치되어 있다. 상기한 바와 같이, 제 1 개구부(26)는 제 1 안테나용 도체(12)에 대응해서 형성되어 있다. 이 때문에, 캐비티(16) 내에 있어서, 각각의 제 2 안테나용 도체(32)가 제 1 안테나용 도체(12)와 공간(캐비티(16) 내의 공기 등)을 사이에 두고 직접적으로 서로 대향하고 있다. 제 3 절연층(31)은 상하로 관통하는 복수의 스루홀(37)을 갖고 있다.
도체층(33)이 제 3 절연층(31)의 표면 및 스루홀(37)의 내측에 형성되어 있다. 도체층(33)의 일부는 제 2 안테나용 도체(32)와 접속되어 있다.
복수의 제 4 접속 패드(34)가 제 3 절연층(31)의 상면의 외주 가장자리에 형성되어 있다. 제 4 접속 패드(34)는 제 3 접속 패드(23)와 땜납(15)을 통해서 접속되어 있다. 이것에 의해, 프레임 기판(20)이 베이스 기판(30) 상에 적층되어 있다. 제 3 접속 패드(23) 및 제 4 접속 패드(34)는 프레임 기판(20)과 베이스 기판(30)을 물리적으로 접속할 뿐만 아니라 전기적으로 접속하는 것도 가능하다.
복수의 전극(35)이 제 3 절연층(31)의 하면에 형성되어 있다. 전극(35)은 외부 전기 기판의 전극과 땜납을 통해서 접속된다. 이것에 의해, 안테나 기판(A)이 외부 전기 기판과 전기적으로 접속된다.
솔더 레지스트층(36)이 제 3 절연층(31)의 상하면의 일부에 형성되어 있다. 솔더 레지스트층(36)은 제 4 접속 패드(34)를 노출하는 개구부(36a)를 갖고 있다. 솔더 레지스트층(36)은 전극(35)을 노출하는 개구부(36b)를 갖고 있다.
이와 같이, 안테나 기판(A)은 베이스 기판(30)의 상방에 프레임 기판(20)과 캡 기판(10)을 순차 적층하는 형태로 구성되어 있다.
안테나 기판(A)은, 예를 들면 다음과 같은 기능을 갖고 있다.
우선, 외부 전기 기판으로부터 송신된 신호가 전극(35) 및 도체층(33)을 통해서 제 2 안테나용 도체(32)에 전송된다.
그 다음에, 신호의 공급을 받은 제 2 안테나용 도체(32)가 전자파를 방사한다.
그 다음에, 방사된 전자파가 캐비티(16) 내를 전파하고, 제 1 절연층(11)의 하면측의 제 1 안테나용 도체(12) 및 상면측의 제 1 안테나용 도체(12)에 순차 전파한다.
그리고, 상면측의 제 1 안테나용 도체(12)가 외부를 향해서 전자파를 방사한다. 또는, 제 1 안테나용 도체(12)가 외부로부터 수신한 전자파를 상기와는 반대의 순로를 따라서 외부 전기 기판에 신호로서 송신하는 기능을 갖고 있다.
이 때문에, 안테나 기판(A)에 있어서는 캐비티(16)를 형성하는 제 1 개구부(26)의 외주는 제 1 안테나용 도체(12)의 외주보다 외측에 위치하도록 배치해서 전자파의 송수신을 위한 경로를 확보하는 것이 필요하다. 안테나 기판(A)에 있어서는 제 1 안테나용 도체(12)와 제 2 안테나용 도체(32)의 간격이 일정하게 유지됨으로써 양자 간에서 안정한 전자파의 송수신을 행하는 것이 가능해진다.
캡 기판(10)과 프레임 기판(20)의 접속부의 간극, 및 프레임 기판(20)과 베이스 기판(30)의 접속부의 간극에는 밀봉 수지(38)가 충전되어 있다. 밀봉 수지(38)는 캡 기판(10)과 프레임 기판(20)과 베이스 기판(30)을 강고하게 접합한다. 또한, 밀봉 수지(38)는 간극으로부터 캐비티(16) 내로 수분 또는 이물 등이 침입하는 것을 저감시킨다. 이것에 의해, 캐비티(16) 내의 제 2 안테나용 도체(32)가 외부 환경으로부터 보호된다.
제 1∼제 3 절연층(11, 21, 31)은, 예를 들면 글라스 클로스에 에폭시 수지,또는 비스말레이미드트리아진 수지 등의 열경화성 수지를 함침시킨 것을 가열 가압 하에 있어서 평탄하게 열경화시킨 전기 절연 재료로 이루어진다.
제 1 개구부(26)는, 예를 들면 드릴 가공으로 형성되어 있다. 드릴 가공에 의해 제 1 개구부(26)를 원형상으로 가공함으로써, 위치 정밀도의 향상 또는 가공 속도의 향상을 도모하는 것이 가능해진다.
스루홀(37)은, 예를 들면 드릴 가공, 레이저 가공, 또는 블라스트 가공에 의해 형성되어 있다.
제 1 및 제 2 안테나용 도체(12, 32), 제 1∼제 4 접속 패드(13, 22, 23, 34) 및 도체층(33)은, 예를 들면 주지의 도금 기술에 의해 구리 도금 등의 양도전성 금속에 의해 형성되어 있다.
솔더 레지스트층(14, 24, 36)은, 예를 들면 아크릴 변성 에폭시 수지 등의 감광성을 갖는 열경화성 수지를 절연층 표면에 피착시키고, 노광 및 현상에 의해 소정의 패턴으로 형성된 전기 절연 재료로 이루어진다.
캡 기판(10)과 프레임 기판(20)과 베이스 기판(30)의 접속은, 예를 들면 다음과 같이 해서 행해진다.
우선, 제 1 접속 패드(13) 및 제 2 접속 패드(22) 중 적어도 어느 하나 및 제 3 접속 패드(23) 및 제 4 접속 패드(34) 중 적어도 어느 하나에 땜납(15)을 용착시킨다.
그 다음에, 제 1 접속 패드(13)와 제 2 접속 패드(22), 및 제 3 접속 패드(23)와 제 4 접속 패드(34)가 대향한 상태에서, 베이스 기판(30) 상에 프레임 기판(20)을 적재함과 아울러 프레임 기판(20) 상에 캡 기판(10)을 적재한다.
그 다음에, 리플로우 처리에 의해 땜납(15)을 용융시킨 후, 냉각해서 고착시킨다. 이것에 의해, 캡 기판(10)과 프레임 기판(20)과 베이스 기판(30)이 땜납(15)에 의해 접속된다.
최후에, 캡 기판(10)과 프레임 기판(20)의 접속부의 간극, 및 프레임 기판(20)과 베이스 기판(30)의 접속부의 간극에, 예를 들면 열경화성 밀봉 수지(38)를 충전해서 열경화시킨다. 이것에 의해, 캡 기판(10)과 프레임 기판(20)과 베이스 기판(30)이 강고하게 접합된다.
상술한 바와 같이, 본 예의 안테나 기판(A)에 있어서는 제 2 절연층(21)이 상면에서 볼 때 제 1 안테나용 도체(12)의 외주보다 외측에 위치하는 외주를 갖는, 예를 들면 원형상의 제 1 개구부(26)를 갖고 있다. 이 때문에, 제 1 개구부(26) 등의 개구부를 고밀도로 배치할 필요가 있는 안테나 기판(예를 들면 이 실시형태의 안테나 기판(A))에 있어서도, 인접하는 제 1 개구부(26)끼리의 간격이 좁아지는 부분이 종래의 안테나 기판보다 적어진다. 이 경우, 제 1 절연층(11) 중 각각의 제 1 안테나용 도체(12)를 둘러싸는 제 1 개구부(26) 주위의 부분이 안테나 기판(A)의 기계적인 강도를 향상시키는 기능을 갖고 있다. 이 때문에, 캐비티(16)가 고밀도로 배치되는 경우에 있어서도 안테나 기판(A)의 변형이 저감된다. 그 결과, 제 1 안테나용 도체(12)와 제 2 안테나용 도체(32)의 간격이 일정하게 유지된다. 이것에 의해, 고기능이고 또한 소형의 안테나 기판(A)를 제공할 수 있다. 본 개시는 서로 인접하는 제 1 안테나용 도체(12)끼리가 도 1a에 나타낸 바와 같이 각각의 모서리부를 대향시킨 상태로 배치되어 있는 경우에 특히 유효하다.
즉, 본 개시의 안테나 기판(A)에 의하면, 제 2 절연층(21)은 상면에서 볼 때 제 1 안테나용 도체(12)의 외주보다 외측에 위치하는 외주를 갖는 제 1 개구부(26)를 갖고 있다. 그리고, 제 1 개구부(26)는 제 1 안테나용 도체(12)의 외주를 개개로 둘러싸는 상태로 배치되어 있다. 이 때문에, 인접하는 제 1 개구부(26)끼리의 간격이 좁아지는 부분이 종래의 배선 기판보다 적어진다. 이것에 의해, 프레임 기판(20)의 강성을 유지해서 안테나 기판(A)의 변형을 저감하고, 또한 캐비티(16)를 고밀도로 배치하는 것이 가능해진다. 그 결과, 캐비티(16)의 변형을 막을 수 있고, 제 1 안테나용 도체(12)와 제 2 안테나용 도체(32)의 간격을 일정하게 유지하여, 양호한 신호용 전파의 송수신이 가능한 고기능이고 또한 소형의 안테나 기판(A)을 제공할 수 있다.
본 개시는 상술한 실시형태의 일례에 한정되는 것은 아니고, 특허청구의 범위 내에서 각종의 변경 또는 개량이 가능하다. 예를 들면 도 2에 나타낸 바와 같이 제 2 절연층(21)이 제 1 개구부(26)끼리를 연결하는 연결부(27)를 구비하고 있어도 상관없다. 연결부(27)는 제 2 절연층(21)을 두께 방향으로 관통하고 있다. 연결부(27)는 제 1 개구부(26)의 가공성 향상 등에 이바지하는 경우가 있다. 연결부(27)의 외경(연결부(27)가 연장되는 방향에 대해서 직교하는 방향에 있어서의 연결부(27)의 폭)은 이 방향에 있어서의 제 1 개구부(26)의 외경 또는 직경보다 작다.
상술한 실시형태의 일례에서는 제 2 절연층(21)에 제 1 개구부(26)만이 형성되어 있을 경우를 나타냈지만, 도 3에 나타낸 바와 같이 제 2 절연층(21)에 있어서 제 1 개구부(26)끼리의 사이, 및 제 1 개구부(26)와 제 2 절연층(21)의 외주 사이에 제 2 개구부(28)를 형성해도 상관없다. 또한, 제 2 개구부(28)는 제 1 개구부(26)끼리의 사이에만 형성해도 좋고, 제 1 개구부(26)와 제 2 절연층(21)의 외주 사이에만 형성해도 상관없다. 제 2 개구부(28)는 연결부(27)에는 연결되지 않은 상태로 배치된다. 제 2 개구부(28)의 크기는 제 1 개구부의 크기 이상이어도 상관없다. 또한, 제 2 개구부(28)의 형상은 원형상 뿐만 아니라 다각형상, 장원형상, 또는 타원형상이어도 상관없다. 제 2 개구부(28)의 형상은 원형상, 다각형상, 장원형상 및 타원형상의 개구부에 노치 등을 형성한 형상으로 해도 상관없다. 제 2 개구부(28)는 제 2 절연층(21)의 강성의 밸런스를 잡음으로써, 안테나 기판(A)의 변형을 더욱 저감하는 기능을 갖고 있다.
예를 들면 상술한 실시형태의 일례에서는 제 1 개구부(26)의 형상이 상기 드릴 가공 등의 천공 가공이 용이한 원형상인 예를 나타냈지만, 제 1 개구부(26)의 형상이 제 1 안테나용 도체(12)의 형상과 상사형상이어도 상관없다. 이렇게 함으로써, 인접하는 제 1 개구부(26)끼리의 간격이 좁아지는 부분이 더욱 적어진다. 이 때문에, 제 2 절연층(21)의 강성이 향상됨으로써 안테나 기판(A)의 변형이 더욱 저감되게 된다.
10: 캡 기판
11: 제 1 절연층
12: 제 1 안테나용 도체
13: 제 1 접속 패드
20: 프레임 기판
21: 제 2 절연층
22: 제 2 접속 패드
23: 제 3 접속 패드
26: 제 1 개구부
30: 베이스 기판
31: 제 3 절연층
32: 제 2 안테나용 도체
34: 제 4 접속 패드
A: 안테나 기판

Claims (8)

  1. 제 1 절연층, 상기 제 1 절연층의 상하 양면에 상기 제 1 절연층을 통해서 서로 대향하는 상태에서 종횡으로 나란히 위치하는 복수의 제 1 안테나용 도체, 및 상기 제 1 절연층의 하면의 외주 가장자리에 위치하는 제 1 접속 패드를 갖는 캡 기판과,
    제 2 절연층, 상기 제 2 절연층의 상면의 외주 가장자리에 위치하는 제 2 접속 패드, 및 상기 제 2 절연층의 하면의 외주 가장자리에 위치하는 제 3 접속 패드를 갖는 프레임 기판과,
    제 3 절연층, 상기 제 3 절연층의 상면에 배치된 복수의 제 2 안테나용 도체, 및 상기 제 3 절연층의 상면의 외주 가장자리에 위치하는 제 4 접속 패드를 갖는 베이스 기판을 구비하고 있음과 아울러,
    상기 제 1 접속 패드와 상기 제 2 접속 패드가 서로 접속되고, 상기 제 3 접속 패드와 상기 제 4 접속 패드가 서로 접속되어서, 상기 베이스 기판과 상기 프레임 기판과 상기 캡 기판이 순차 적층되어 있고,
    상기 제 2 절연층은 상면에서 볼 때 상기 제 1 안테나용 도체의 외주보다 외측에 위치하는 외주를 갖는 복수의 제 1 개구부를 갖고, 상기 제 1 개구부는 상기 제 1 안테나용 도체의 외주를 둘러싸는 상태로 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 안테나 기판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 개구부끼리의 사이에 상기 제 1 개구부끼리를 연결하는 연결부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 안테나 기판.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 개구부가 원형상인 것을 특징으로 하는 안테나 기판.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 절연층은 상기 제 1 개구부끼리의 사이, 및 상기 제 1 개구부와 상기 제 2 절연층의 외주 사이 중 적어도 어느 하나에 제 2 개구부를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 안테나 기판.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 개구부가 원형상인 것을 특징으로 하는 안테나 기판.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 절연층의 상면의 복수의 상기 제 1 안테나용 도체와 상기 제 1 절연층의 하면의 복수의 상기 제 1 안테나용 도체 중 제 1 절연층을 통해서 서로 대향하는 것은 서로 동일한 형상 및 치수인 것을 특징으로 하는 안테나 기판.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 개구부는 상기 캡 기판과 상기 베이스 기판에 끼워져 캐비티가 되는 것을 특징으로 하는 안테나 기판.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 개구부는 상기 제 1 안테나용 도체의 외주를 개개로 둘러싸는 상태로 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 안테나 기판.
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