WO2018157545A1 - 导热部件和移动终端 - Google Patents
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Abstract
一种导热部件和移动终端,导热部件应用于移动终端,用于为移动终端的热源器件导热,导热部件包括:支撑部(1)和散热部(2),支撑部(1)的内部设置有空腔,散热部(2)设置在空腔中,且散热部(2)具有网状毛细孔;热源器件位于散热部(2)的一端,低温区域位于散热部(2)的另一端,低温区域的温度低于热源器件所在区域的温度;散热部(2)的网状毛细孔中设置有导热工质,导热工质用于当热源器件工作时,将热源器件产生的热量从散热部(2)的一端传导至散热部(2)的另一端。通过该导热部件为移动终端的热源器件导热,从而实现降低热源器件的温度。
Description
本申请要求于2017年3月2日提交中国专利局、申请号为201710121682.5、申请名称为“一种应用于移动终端上的导热材料”的中国专利申请的优先权,其全部内容通过引用结合在本申请中。
本申请涉及电子技术,尤其涉及一种导热部件和移动终端。
随着无线通信技术的发展,手机、平板电脑等移动终端得到了广泛应用。移动终端通常包括前壳、金属中板、后壳以及各种电子器件。其中,电子器件可以设置在印制电路板(Printed Circuit Board,PCB)上,PCB可以通过螺钉设置在金属中板上。PCB以电池仓区域为隔断分为上下两部分,即上半部分的PCB的主板和下半部分的PCB的副板。通常在PCB的主板设置主发热器件,如系统级芯片(System onChip,SoC),在PCB的副板通常设置低功耗器件。
图1为移动终端的正面的温度分布示意图,如图1所示,上半部分温度较高,下半部分温度较低,具体的原因在于PCB的主板设置有SoC,且功耗集中在SoC上,所以如图1所示,移动终端的正面与PCB的主板对应的区域温度较高,而移动终端的正面与PCB的副板及电池仓区域对应的区域温度较低,移动终端的正面的温度分布严重不均。
为了解决上述温度分布不均的问题,并且满足移动终端的功能集成化及结构轻薄化的设计需求,在移动终端中设置诸如不锈钢、铝合金、铜合金等金属材料制成的金属中板,使用该金属中板的金属材料的热传导性以实现移动终端的导热和均热,并使用金属中板的金属材料的金属强度承担移动终端的结构承载。进一步为了提升金属中板的导热性能,还可以在金属中板上覆盖石墨膜。
然而,上述使用金属材料和石墨膜实现移动终端的导热和均热的方式,其导热性能无法满足未来更高用户满意度的散热需求。
发明内容
本申请实施例提供一种导热部件和移动终端,以满足移动终端的散热需求。
第一方面,本申请实施例提供一种导热部件,该导热部件应用于移动终端,用于为该移动终端的热源器件导热,该导热部件包括:支撑部和散热部,该支撑部的内部设置有空腔,该散热部设置在该空腔中,且所述散热部具有网状毛细孔;所述热源器件位于所述散热部的一端,低温区域位于所述散热部的另一端,所述低温区域的温度低于所述热源器件所在区域的温度;所述散热部的网状毛细孔中设置有导热工质,所述导热工质用于当所述热源器件工作时,将所述热源器件产生的热量从所述散热部的一端传导至所述散热部的
另一端;其中,所述支撑部和所述散热部为一体化金属结构
本实现方式,通过设置具有网状毛细孔的散热部,并在散热部中设置导热工质,可以为移动终端的热源器件导热,散热部的一端贴合热源器件,另一端贴合低温区域,可以将热源器件所产生的热量传导至低温区域,均匀移动终端的温度分布,从而实现降低热源器件的温度,使得移动终端的温度均匀分布,以满足移动终端的散热需求,并且,由于该导热部件的支撑部和散热部为一体化结构,该导热部件还可以为移动终端提供机械承载,从而在满足热源器件散热需求的同时满足该移动终端的机械承载需求,实现导热和均热功能与机械承载功能的一体化。
结合第一方面,在第一方面的一种可能的实现方式中,所述散热部还设置有散热通道,所述散热通道为圆柱形通孔,且所述散热通道贯穿于所述散热部的两端;其中,所述散热通道用于为气态的导热工质提供通道,所述网状毛细孔用于为液态的导热工质提供通道,所述散热部用于当所述热源器件工作时,在所述热源器件产生的热量的作用下,所述网状毛细孔中的所述液态的导热工质在所述散热部的一端由液态转变为气态,气态的导热工质通过所述散热通道流向所述散热部的另一端,在所述散热部的另一端所述气态的导热工质在所述低温区域的低温作用下由气态转变为液态,所述液态的导热工质通过所述网状毛细孔返回至所述热源器件所在的一端。
本实现方式,通过在散热部中设置散热通道,使得热源器件的热量更易传导开来,提升散热效率。
结合第一方面或者第一方面的任一种可能的实现方式,在第一方面的另一种可能的实现方式中,所述散热通道的个数为至少一个。
本实现方式,通过在散热部中设置一个或多个散热通道,以进一步提升散热效率。
结合第一方面或者第一方面的任一种可能的实现方式,在第一方面的另一种可能的实现方式中,多个所述散热通道相互平行设置。
本实现方式,通过在散热部中设置多个相互平行的散热通道,使得热源器件的热量通过多个散热通道传导开来,提升散热效率。
结合第一方面或者第一方面的任一种可能的实现方式,在第一方面的另一种可能的实现方式中,用于设置所述散热部的空腔的形状和尺寸中至少一项为配合所述热源器件和所述低温区域的位置确定的。
结合第一方面或者第一方面的任一种可能的实现方式,在第一方面的另一种可能的实现方式中,所述导热部件还包括加强筋,所述加强筋设置在所述散热部内,且与所述支撑部连接。
本实现方式,通过在散热部中设置加强筋,可以有效提升导热部件的结构强度。
结合第一方面或者第一方面的任一种可能的实现方式,在第一方面的另一种可能的实现方式中,所述加强筋的个数为至少一个,每个加强筋的长度方向与所述支撑部的长度方向垂直。
结合第一方面或者第一方面的任一种可能的实现方式,在第一方面的另一种可能的实现方式中,所述加强筋与所述支撑部具有相同的3D烧结工艺参数。
本实现方式,通过3D烧结工艺实现导热部件的支撑部与散热部中的加强筋的一体化,可以提升导热部件的结构强度。
结合第一方面或者第一方面的任一种可能的实现方式,在第一方面的另一种可能的实现方式中,所述支撑部和所述散热部具有不同的3D烧结工艺参数。
本实现方式,可以方便地实现支撑部和散热部的复合烧结成型。
第二方面,本申请实施例提供一种移动终端,该移动终端包括上述第一方面任一种可能的实现方式所述的导热部件,所述导热部件作为所述移动终端的中板,且用于为所述移动终端的热源器件导热。
本申请实施例导热部件和移动终端,通过设置具有网状毛细孔的散热部,并在散热部中设置导热工质,可以为移动终端的热源器件导热,散热部的一端贴合热源器件,另一端贴合低温区域,可以将热源器件所产生的热量传导至低温区域,均匀移动终端的温度分布,从而实现降低热源器件的温度,使得移动终端的温度均匀分布,以满足移动终端的散热需求,并且,由于该导热部件的支撑部和散热部为一体化结构,该导热部件还可以为移动终端提供机械承载,从而在满足热源器件散热需求的同时满足该移动终端的机械承载需求,实现导热和均热功能与机械承载功能的一体化。
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍。
图1为移动终端的正面的温度分布示意图;
图2为本申请实施例的导热部件的应用场景的示意图;
图3A为本申请实施例的一种导热部件的主视图;
图3B为本申请实施例沿图3A所示的A-A方向的剖视图;
图4A为本申请实施例的另一种导热部件的主视图;
图4B为本申请实施例沿图4A所示的B-B方向的剖视图;
图5A为本申请实例的又一种导热部件的主视图;
图5B为本申请实施例沿图5A的C-C方向的剖视图。
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
图2为本申请实施例的导热部件的应用场景的示意图,图2也可以称为移动终端的装配爆炸图,如图2所示移动终端包括前壳、中板和后壳,其中,中板在移动终端中可以起到结构承载、导热和均热的作用,当然可以理解的,移动终端还可以设置有显示面板、触控面板、承载电子元器件的PCB板等,此处不一一说明。其中,中板与承载电子元器件的PCB贴合设置,PCB上设置有SoC等热源器件。本申请实施例提供的导热部件具体可以应用于如图2所示的移动终端中,用于为该移动终端的热源器件导热,一种可实现方式本申请实施例的导热部件可以作为如图2所示的中板,当然可以理解的,本申请实施例的导热部件也可以为一个有别于图2所示的各个部件的独立的部件,与图2所示的PCB贴合设置,其具体实现方式可以根据需求进行灵活设置。本申请实施例通过在移动终端中设置该导热部件为移动终端的热源器件导热,从而实现降低热源器件的温度,使得移
动终端的温度均匀分布,以满足移动终端的散热需求。
本申请实施例的导热部件的具体结构可以参见下述实施例的具体解释说明。
图3A为本申请实施例的一种导热部件的主视图,图3B为本申请实施例沿图3A所示的A-A方向的剖视图,结合图3A和图3B所示,本实施例的导热部件可以包括:支撑部1和散热部2,该支撑部1的内部设置有空腔,该散热部2设置在该空腔中,且该散热部具有网状毛细孔。热源器件位于该散热部2的一端,低温区域位于该散热部2的另一端,该低温区域的温度低于该热源器件所在区域的温度。该散热部2的网状毛细孔中设置有导热工质,该导热工质用于当该热源器件工作时,将该热源器件产生的热量从该散热部2的一端传导至该散热部2的另一端。其中,该支撑部1和该散热部2为一体化金属结构。
其中,热源器件具体可以是PCB的主板上设置的主发热器件,如系统级芯片(System onChip,SoC),由于PCB与本申请实施例的导热部件导热部件贴合设置,所以该热源器件与本申请实施例的导热部件贴合,具体与散热部2的一端贴合。低温区域具体可以是PCB的副板及电池仓区域对应的区域,该低温区域范围内可以设置低功耗器件,该低温区域具体可以与散热部2的另一端贴合。
其中,该导热工质可以是水、酒精等低沸点液体,其可以根据散热需求进行灵活设置。
具体的,在散热部2中注入导热工质,可以为移动终端的热源器件导热,散热部2的一端贴合热源器件,另一端贴合低温区域,可以将热源器件所产生的热量传导至低温区域,均匀移动终端的温度分布,从而实现降低热源器件的温度,使得移动终端的温度均匀分布,以满足移动终端的散热需求,并且,由于该导热部件的支撑部1和散热部2为一体化结构,该导热部件还可以为移动终端提供机械承载,从而在满足热源器件散热需求的同时满足该移动终端的机械承载需求,实现导热和均热功能与机械承载功能的一体化。
上述通过散热部2实现降低热源器件的温度,使得移动终端的温度均匀分布的技术效果的工作原理具体如下:在散热部2的一端,即在热源器件所在端,当热源器件工作时,热源器件产生热量,散热部2中的导热工质在该热量的作用下,由液态转变为气态,而散热部2的另一端,即在低温区域所在端,导热工质的物理状态并未发生改变,或者只有少量导热工质物理状态发生改变,热源器件所在端的气压大于低温区域所在端的气压,则气态的导热工质会通过散热部2的网状毛细孔流向低温区域所在端,气态的导热工质在低温区域所在端的低温作用由气态转变为液态,液态的导热工质通过散热部2的网状毛细孔的毛细吸力返回至热源器件所在端,如此循环往复,将热源器件的热量传导至低温区域所在端,使得终端的温度均匀分布。
需要说明的是,本申请实施例的散热部2的形状、或者尺寸、或者形状和尺寸,可以根据热源器件和低温区域的位置确定,在满足热源器件位于散热部2的一端,低温区域位于散热部2的另一端的位置条件后,其具体形状和尺寸的具体选取可以根据导热需求进行灵活设置。例如,在满足上述位置条件后,当移动终端的热源器件产生的热量较多时,可以设置该散热部2的尺寸大一些,以利于热量传导,相反,移动终端的热源器件产生的热量较小时,可以设置该散热部2的尺寸小一些,以保证散热需求的同时提高移动终端的机械承载力。该形状可以设置为长方形、L形以及不规则形状等。本实施例的如图3A和图3B所示的散热部2的形状和大小仅为一种举例说明,本申请实施例并不以此作为限制。
需要说明的是,本申请实施例的散热部2的网状毛细孔的孔径及密度也可以根据需求
进行灵活设置。
可选的,本申请实施例导热部件的材料可以是金属材料,具体可以为铝、铜、钢等具有较好导热性和结构承载性能的金属材料。
可选的,实现支撑部1和散热部2的一体化设置的具体实现方式可以为,采用3D打印技术。3D打印技术指以产品的3D数据模型为基础,将金属粉末铺在金属基板上,利用计算机控制激光扫描路径,通过层层扫描烧结的方式最终成型所需产品。3D打印技术的柔性化制造程度较高,可加工各类复杂形状及结构的产品。具体的,3D打印技术可烧结上述支撑部1,亦可实现散热部2的成形。由于3D打印技术在产品成形过程中的工艺参数可实现精准控制和调节,同层金属粉末的不同区域可控制不同的工艺参数来完成烧结,从而可以方便地实现上述支撑部1和散热部2的复合烧结成型。
本实施例,通过设置具有网状毛细孔的散热部2,并在散热部2中设置导热工质,可以为移动终端的热源器件导热,散热部2的一端贴合热源器件,另一端贴合低温区域,可以将热源器件所产生的热量传导至低温区域,均匀移动终端的温度分布,从而实现降低热源器件的温度,使得移动终端的温度均匀分布,以满足移动终端的散热需求,并且,由于该导热部件的支撑部1和散热部2为一体化结构,该导热部件还可以为移动终端提供机械承载,从而在满足热源器件散热需求的同时满足该移动终端的机械承载需求,实现导热和均热功能与机械承载功能的一体化。
下面采用几个具体的实施例对图3A和图3B所示实施例的导热部件进行具体解释说明。
图4A为本申请实施例的另一种导热部件的主视图,图4B为本申请实施例沿图4A所示的B-B方向的剖视图,如图4A和图4B所示,该导热部件在图3A和图3B所示的导热部件的基础上,进一步地,该散热部2还设置有散热通道3,该散热通道为圆柱形通孔,且该散热通道3贯穿于散热部2的两端。
其中,该散热通道3用于为气态的导热工质提供通道,该网状毛细孔用于为液态的导热工质提供通道,该散热部2用于当热源器件工作时,在该热源器件产生的热量的作用下,该网状毛细孔中的液态的导热工质在该散热部2的一端由液态转变为气态,气态的导热工质通过该散热通道3流向该散热部2的另一端,在该散热部2的另一端气态的导热工质在低温区域的低温作用下由气态转变为液态,液态的导热工质通过该网状毛细孔返回至热源器件所在的一端。
具体的,与图3A和图3B所示的导热部件的工作原理类似,在散热部2的一端,即在热源器件所在端,当热源器件工作时,热源器件产生热量,散热部2中的导热工质在该热量的作用下,由液态转变为气态,而散热部2的另一端,即在低温区域所在端,导热工质的物理状态并未发生改变,或者只有少量导热工质物理状态发生改变,热源器件所在端的气压大于低温区域所在端的气压,则气态的导热工质会通过散热部2的散热通道3流向低温区域所在端,气态的导热工质在低温区域所在端的低温作用由气态转变为液态,液态的导热工质通过散热部2的网状毛细孔的毛细吸力返回至热源器件所在端,如此循环往复,将热源器件的热量传导至低温区域所在端,使得终端的温度均匀分布。
其中,气态的导热工质通过散热部2的散热通道3流向低温区域所在端的原因在于,该散热通道3为圆柱形通孔,该散热通道3对气体的阻力小于散热部2的网状毛细孔对气
体的阻力。设置该散热通道3可以有助于气态的导热工质的扩散,进而提升导热部件的导热效率。
需要说明的是,上述散热通道3的直径的大小也可以根据需求进行灵活设置。例如,当移动终端的热源器件对温度较为敏感,长时间高温会造成该热源器件损坏时,可以设置该散热通道2的直径为一个较大数值,以利于热量较快传导开来。当然可以理解的,该散热通道2的直径的大小的选取还可以结合散热部2的大小、支撑部1的大小进行综合选取,以提升使用该导热部件的移动终端的性能。
可选的,用于设置该散热部2的空腔的形状和尺寸中至少一项为配合该热源器件和该低温区域的位置确定的。即用于设置该散热部2的空腔的形状和尺寸需要满足上述位置调节。在满足该位置条件后,其具体形状和尺寸的具体选取可以根据导热需求进行灵活设置。
如图4A所示,散热部2的一端覆盖热源器件,散热部2的另一端远离热源器件,即散热部2的另一端覆盖低温区域,如上所示通过散热部2的导热工质可以将热源器件的热量传导至低温区域,从而降低热源器件的温度,如图4A所示,该散热部2为L形状,本申请实施例仅以此做举例说明,该散热部2的形状还可以是其他形状,例如可以设置60度、30度的弯曲角度,其大小也可以是其他尺寸,主要可以根据热源器件位置、热源器件的散热需求等确定。
需要说明的是,上述热源器件的个数可以为一个或者多个,根据一个或者多个散热器件的位置和低温区域的位置灵活设置散热部2的具体形状和大小,其均可以满足移动终端的散热需求。
需要说明的是,将如图4A所示的导热部件作为移动终端的中板时,为了与移动终端的其他部件贴合设置,其表面可以设置凹陷、凸起、孔等,本申请实施例的图4A并未一一示出。图4A仅为一种示意性举例说明。
可选的,上述散热通道3的个数可以为一个或者多个。散热通道3的个数的具体取值可以根据热源器件的散热需求进行灵活选取。当散热通道3的个数为多个时,不同散热通道之间平行设置。
可选的,散热通道3的低温区域所在端还可以延伸至支撑部1中,即设置该散热通道2的端面出口。该设置方式用于在本申请实施例的导热部件烧结完成后进行散热通道3内粉末的清理、抽负压以及导热工质的灌装,导热工质灌装完成后通过焊接等工艺方案封闭该导热通道3的端面出口。
本实施例,通过设置具有网状毛细孔的散热部2,并在散热部2中设置导热工质,可以为移动终端的热源器件导热,散热部2的一端贴合热源器件,另一端贴合低温区域,可以将热源器件所产生的热量传导至低温区域,均匀移动终端的温度分布,从而实现降低热源器件的温度,使得移动终端的温度均匀分布,以满足移动终端的散热需求,并且,由于该导热部件的支撑部1和散热部2为一体化结构,该导热部件还可以为移动终端提供机械承载,从而在满足热源器件散热需求的同时满足该移动终端的机械承载需求,实现导热和均热功能与机械承载功能的一体化。
并且,通过在散热部2中设置散热通道3,使得热源器件的热量更易传导开来,提升散热效率。
图5A为本申请实例的又一种导热部件的主视图,图5B为本申请实施例沿图5A的
C-C方向的剖视图,如图5A和图5B所示,该导热部件在图4A和图4B所示的导热部件的基础上,进一步地,该导热部件还可以包括加强筋4,该加强筋4设置在散热部2内,且与支撑部2连接。在散热部设置加强筋可以有效提升导热部件的结构强度。
可选的,上述加强筋4的个数为一个或者多个,每个加强筋的长度方向与支撑部1的长度方向垂直。其中,加强筋的个数越多,导热部件的结构强度越强,机械承载力越高。
可选的,上述加强筋4与支撑部1具有相同的3D烧结工艺参数。
本申请实施例的导热部件的导热原理可以参见上述实施例的具体说明,此处不再赘述。
本实施例,设置具有网状毛细孔的散热部2,并在散热部2中设置导热工质,可以为移动终端的热源器件导热,散热部2的一端贴合热源器件,另一端贴合低温区域,可以将热源器件所产生的热量传导至低温区域,均匀移动终端的温度分布,从而实现降低热源器件的温度,使得移动终端的温度均匀分布,以满足移动终端的散热需求,并且,由于该导热部件的支撑部1和散热部2为一体化结构,该导热部件还可以为移动终端提供机械承载,从而在满足热源器件散热需求的同时满足该移动终端的机械承载需求,实现导热和均热功能与机械承载功能的一体化。
并且,通过在散热部2中设置散热通道3,使得热源器件的热量更易传导开来,提升散热效率。
并且,通过在散热部2中设置加强筋4,可以有效提升导热部件的结构强度。
本申请实施例还提供一种移动终端,其拆分结构具体可以参见图2所示的移动终端,其中,该移动终端的金属中板可以采用上述实施例所述的导热部件,通过导热部件为移动终端的热源器件导热,从而实现降低热源器件的温度。并且,由于该导热部件的支撑部和散热部为一体化结构,从而在满足热源器件散热需求的同时满足该导热部件作为移动终端的金属中板的机械承载需求实现导热和均热功能与机械承载功能的一体化。
并且,通过在散热部中设置散热通道,使得热源器件的热量更易传导开来,提升散热效率。
并且,通过在散热部中设置加强筋,可以有效提升导热部件的结构强度。
本领域技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,仅以上述各功能模块的划分进行举例说明,实际应用中,可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成,即将装置的内部结构划分成不同的功能模块,以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的装置的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
- 一种导热部件,所述导热部件应用于移动终端,用于为所述移动终端的热源器件导热;其特征在于,所述导热部件包括:支撑部和散热部,所述支撑部的内部设置有空腔,所述散热部设置在所述空腔中,且所述散热部具有网状毛细孔;所述热源器件位于所述散热部的一端,低温区域位于所述散热部的另一端,所述低温区域的温度低于所述热源器件所在区域的温度;所述散热部的网状毛细孔中设置有导热工质,所述导热工质用于当所述热源器件工作时,将所述热源器件产生的热量从所述散热部的一端传导至所述散热部的另一端;其中,所述支撑部和所述散热部为一体化金属结构。
- 根据权利要求1所述的导热部件,其特征在于,所述散热部还设置有散热通道,所述散热通道为圆柱形通孔,且所述散热通道贯穿于所述散热部的两端;其中,所述散热通道用于为气态的导热工质提供通道,所述网状毛细孔用于为液态的导热工质提供通道,所述散热部用于当所述热源器件工作时,在所述热源器件产生的热量的作用下,所述网状毛细孔中的所述液态的导热工质在所述散热部的一端由液态转变为气态,气态的导热工质通过所述散热通道流向所述散热部的另一端,在所述散热部的另一端所述气态的导热工质在所述低温区域的低温作用下由气态转变为液态,所述液态的导热工质通过所述网状毛细孔返回至所述热源器件所在的一端。
- 根据权利要求2所述的导热部件,其特征在于,所述散热通道的个数为至少一个。
- 根据权利要求3所述的导热部件,其特征在于,多个所述散热通道相互平行设置。
- 根据权利要求2至4任一项所述的导热部件,其特征在于,用于设置所述散热部的空腔的形状和尺寸中至少一项为配合所述热源器件和所述低温区域的位置确定的。
- 根据权利要求1至5任一项所述的导热部件,其特征在于,所述导热部件还包括加强筋,所述加强筋设置在所述散热部内,且与所述支撑部连接。
- 根据权利要求6所述的导热部件,其特征在于,所述加强筋的个数为至少一个,每个加强筋的长度方向与所述支撑部的长度方向垂直。
- 根据权利要求6或7所述的导热部件,其特征在于,所述加强筋与所述支撑部具有相同的3D烧结工艺参数。
- 根据权利要求1至8任一项所述的导热部件,其特征在于,所述支撑部和所述散热部具有不同的3D烧结工艺参数。
- 一种移动终端,其特征在于,包括如权利要求1至9任一项所述的导热部件,所述导热部件作为所述移动终端的中板,且用于为所述移动终端的热源器件导热。
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