JPH0819213B2 - エポキシ樹脂組成物および銅張積層板 - Google Patents

エポキシ樹脂組成物および銅張積層板

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JPH0819213B2
JPH0819213B2 JP2180955A JP18095590A JPH0819213B2 JP H0819213 B2 JPH0819213 B2 JP H0819213B2 JP 2180955 A JP2180955 A JP 2180955A JP 18095590 A JP18095590 A JP 18095590A JP H0819213 B2 JPH0819213 B2 JP H0819213B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はいずれもビスフェノールA型の骨格を有する
樹脂主剤、エポキシ樹脂硬化剤および添加剤を含有する
エポキシ樹脂組成物、特にエポキシ樹脂が本来有してい
る良好な接着性、耐熱性等の特性をさらに向上させ、し
かも強靭性、可とう性、曲げ強度に優れたエポキシ樹脂
組成物、およびこれを用いた銅張積層板に関するもので
ある。
〔従来の技術〕
従来よりエポキシ樹脂はその良好な密着性および耐熱
性により、広い産業分野で用いられている。中でもプリ
ント配線板に使用されるガラスエポキシ銅張積層板は産
業用のみならず、今まで紙フェノール銅張積層板が主体
であった民生用にもその分野を広げつつある。
しかしプリント配線板の高密度化や高多層化の進展に
伴い、従来のエポキシ樹脂を用いたものでは充分に満足
できなくなってきているのが現状である。
例えば、従来のエポキシ樹脂では、常温での銅箔との
密着強度においては充分満足できるものであるが、100
℃以上の高温になると急激にその強度は低下するため、
信頼性の面からファインパターン化の著しい高密度配線
基板等には問題がある。すなわち部品を基板に実装する
フロー、リフロー工程においては、赤外線の利用等によ
り部分的に基板の温度が高温となったり、またリフロー
の回数が増える傾向にあり、従来のエポキシ樹脂による
銅張積層板においては、パターンの銅箔のハガレ等の不
具合が生じるという問題点がある。また一部の部品にお
いては、部分的に基板の温度を100℃以上に上昇させる
ものもあり、この様な部品を搭載する基板においても問
題点がある。
またICカードの普及や機器の軽量化に伴って、基板の
薄肉化が顕著となってきており、従って強度、特に曲げ
強度が大きく、かつ強靭な基板が要求されているが、従
来のエポキシ樹脂を用いた場合には繰り返し曲げ荷重等
がかかった場合に破壊してしまうなど、基板の強度にも
問題点がある。
このように、高密度化に伴うパターンの幅狭化によ
り、銅箔と基板との密着力の向上が耐熱性と併せて信頼
性の面から要求されている。さらに機器の軽薄短小化に
伴う基板の薄肉化により、曲げ強度や可とう性の向上が
要求されている。従ってこれらの要求に充分対応できる
エポキシ樹脂および銅張積層板が要望されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の目的は、上記要望に応えるため、耐熱性およ
び接着性に優れ、従って高温時の銅箔と樹脂との密度強
度が高く、さらに可とう性にも優れ、かつ曲げ強度の高
い強靭なエポキシ樹脂組成物を提供することである。
また本発明の他の目的は、前記エポキシ樹脂組成物を
使用することにより、高温時の銅箔と複合材との密着強
度が高く、さらに曲げ強度の高い強靭な銅張積層板を提
供することである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は次のエポキシ樹脂組成物および銅張積層板で
ある。
(1)(A)樹脂主剤として、下記一般式〔1〕(ただ
し、nは0〜10、R1およびR2はグリシジル基、A1〜A8
水素原子もしくは臭素原子)で表わされるビスフェノー
ルA系エポキシ樹脂と、 (B)エポキシ樹脂硬化剤として、 (b1)下記一般式〔1〕(ただし、nは0、R1およびR2
は水素原子、A1〜A4は水素原子もしくは臭素原子)で表
わされるビスフェノールAもしくはその臭素化物、また
は (b2)下記一般式〔1〕(ただし、nは0、R1およびR2
は水素原子、A1〜A4は水素原子もしくは臭素原子)で表
わされるビスフェノールAもしくはその臭素化物が、A1
〜A4のいずれかの位置でメチレン基により2分子以上結
合したビスフェノールAもしくはその臭素化物のノボラ
ック樹脂と、 (C)添加剤として、下記一般式〔1〕(ただし、nは
10〜1000、R1およびR2はアルキル基もしくは水酸化アル
キル基、A1〜A8は水素原子もしくは臭素原子)で表わさ
れる高分子量ポリヒドロキシポリエーテルと を含有するエポキシ樹脂組成物。
(2)上記(1)記載のエポキシ樹脂組成物を繊維基材
に含浸、硬化させた複合材の片側または両側に、銅箔を
積層した銅張積層板。
本発明に使用される樹脂主剤(A)は、前記一般式
〔1〕(ただし、nは0〜10、R1およびR2はグリシジル
基、A1〜A8は水素原子もしくは臭素原子)で表わされる
ビスフェノール系エポキシ樹脂である。このビスフェノ
ール系エポキシ樹脂は、前記一般式〔1〕のA1〜A8が水
素原子であるビスフェノールA型エポキシ樹脂であって
もよいし、A1〜A8の内少なくとも1つが臭素原子で残り
が水素原子である臭素化エポキシ樹脂であってもよい。
難燃性を必要とする場合は臭素化エポキシ樹脂が選択さ
れる。このようなビスフェノール系エポキシ樹脂は、通
常最も広く用いられているビスフェノールA系のエポキ
シ樹脂である。
本発明に使用されるビスフェノールA系エポキシ樹脂
としては、ビスフェノールAおよび/またはハロゲン化
ビスフェノールAとエピクロルヒドリンとの反応で得ら
れるジグリシジルエーテルが使用できる。また市販品も
使用でき、例えばエピコート828(前記一般式〔1〕のR
1およびR2がグリシジル基、nが約0.1、A1〜A8が水素原
子)、エピコート1001(前記一般式〔1〕のR1およびR2
がグリシジル基、nが約2.0、A1〜A8が水素原子)、エ
ピコート1004(前記一般式〔1〕のR1およびR2がグリシ
ジル基、nが約4.4、A1〜A8が水素原子)、エピコート5
046(前記一般式〔1〕のR1およびR2がグリシジル基、
nが約1.4、A1〜A4が水素原子、A5〜A8の内2個が臭素
原子で残りが水素原子)、およびエピコート5050(前記
一般式〔1〕のR1およびR2がグリシジル基、nが約1.
3、A1〜A8が臭素原子)(いずれも油化シェルエポキシ
(株)製、商品名)等があげられる。これらのビスフェ
ノールA系エポキシ樹脂は単独で用いてもよいし、混合
して用いることもできる。
樹脂主剤(A)としては、前記ビスフェノールA系エ
ポキシ樹脂に非ビスフェノールA系エポキシ樹脂を、本
発明の目的を損なわない範囲で混合して使用することも
できる。
本発明に使用されるエポキシ樹脂硬化剤(B)は、前
記一般式〔1〕(ただし、nは0、R1およびR2は水素原
子、A1〜A4は水素原子もしくは臭素原子)で表わされる
ビスフェノールAもしくはその臭素化物(b1)、または
前記一般式〔1〕(ただし、nは0、R1およびR2は水素
原子、A1〜A4は水素原子もしくは臭素原子)で表わされ
るビスフェノールAもしくはその臭素化物が、A1〜A4
いずれかの位置でメチレン基により2分子以上結合した
ビスフェノールAもしくはその臭素化物のノボラック樹
脂(b2)である。
エポキシ樹脂硬化剤(B)はその骨格として、樹脂主
剤(A)としてのエポキシ樹脂と同様にビスフェノール
A型の骨格を有していることに特徴があり、これにより
強靭性、耐熱性が付与される。さらに耐熱性を必要とす
る場合はビスフェノールAもしくはその臭素化物のノボ
ラック樹脂が選択される。
本発明に使用されるエポキシ樹脂硬化剤(B)として
は、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン
(前記一般式〔1〕のR1およびR2が水素原子、nが0、
A1〜A4が水素原子)、2,2−ビス(3,5−ジブロム−4−
ビドロキシフェニル)プロパン(前記一般式〔1〕のR1
およびR2が水素原子、nが0、A1〜A4が臭素原子)およ
びそれらをフェノール成分とするノボラック樹脂(前記
一般式〔1〕のA1〜A4のいずれかの位置でメチレン基に
より2分子以上結合)等があげられる。
本発明に使用される添加剤(C)は、前記一般式
〔1〕(ただし、nは10〜1000、R1およびR2はアルキル
基もしくは水酸化アルキル基、A1〜A8は水素原子もしく
は臭素原子)で表わされる高分子量ポリヒドロキシポリ
エーテルである。
本発明においては、添加剤(C)も前記樹脂主剤
(A)およびエポキシ樹脂硬化剤(B)と同様にビスフ
ェノールA型の骨格を有していることに特徴がある。す
なわち添加剤(C)のビスフェノールA型の骨格によ
り、ビスフェノールA系エポキシ樹脂主剤(A)および
エポキシ樹脂硬化剤(B)と同様に強靭性、耐熱性が付
与されるのみならず、高分子量ポリヒドロキシポリエー
テルの作用により接着力および曲げ強度が大幅に向上す
る。
添加剤(C)として使用される高分子量ポリヒドロキ
シポリエーテルは、高分子量の線状ポリマーであるが、
樹脂主剤(A)およびエポキシ樹脂硬化剤(B)の基本
的な分子構造が同一であるため、これらの3成分はミク
ロな相分離を生じることなく充分に混合される。
本発明に使用される添加剤(C)としては、市販品も
使用でき、例えばフェノトートYP−40(前記一般式
〔1〕のR1およびR2がアルキル基または水酸化アルキル
基、nが約50、A1〜A8が水素原子)、フェノトートYP−
50(前記一般式〔1〕のR1およびR2がアルキル基または
水酸化アルキル基、nが約50、A1〜A8が水素原子)、フ
ェノトートYP−60(前記一般式〔1〕のR1およびR2がア
ルキル基または水酸化アルキル基、nが約50、A1〜A8
水素原子)、フェノトートYPB−40(前記一般式〔1〕
のR1およびR2がアルキル基または水酸化アルキル基、n
が約50、A1〜A8が水素原子および臭素原子)(いずれも
東都化成(株)製、商品名)等があげられる。
本発明のエポキシ樹脂組成物は樹脂主剤(A)、エポ
キシ樹脂硬化剤(B)および添加剤(C)がいずれも同
じビスフェノールA型の骨格を有しているというところ
に最大の特徴を持っている。すなわちエポキシ樹脂主剤
(A)、エポキシ樹脂硬化剤(B)および添加剤(C)
の3成分の基本的な分子構造が同一であるため、分子レ
ベルで混合しあってミクロな相分離を生じず、従ってそ
の効果として耐熱性や密着強度が高く、さらに曲げ強度
の高い強靭なエポキシ樹脂組成物が得られる。
基本的な分子構造が同一でない成分を用いたエポキシ
樹脂組成物の場合、各成分を均一に混合することが非常
に困難となり、例え均一に溶解した樹脂組成物を充分な
機械的撹拌により達成したとしても、長時間の放置また
はプリプレグ製造時等にミクロな相分離を生じてしま
い、それにより耐熱性の低下をきたしたり、密着力が充
分向上しなかったりする。
本発明のエポキシ樹脂組成物には、通常のエポキシ樹
脂と同様に触媒を用いることができる。好適に用いられ
る触媒としては、2−メチルイミダゾール、2−エチル
−4−メチルイミダゾール、1−ベンジル−2−メチル
イミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−ウンデ
シルイミダゾール、2−ヘプタデシルイミダゾール等の
イミダゾール化合物、テトラエチルアミン、ベンジルジ
メチルアミン、2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチ
ル)フェノール等の三級アミン化合物、ジシアンジアミ
ドおよびその誘導体、ならびにBF3−モノエチルアミン
等がある。
また本発明のエポキシ樹脂組成物には、通常のエポキ
シ樹脂に用いられる溶剤類を用いることができる。例え
ば、エチルアルコール、プロピルアルコール、ブチルア
ルコール等のアルコール類、ベンゼン、トルエン、キシ
レン等の芳香族炭化水素類、アセトン、メチルエチルケ
トン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等の
ケトン類、エチレングリコールモノメチルエーテル、エ
チレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリ
コールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエ
チルエーテルアセテート等のエチレングリコール、ジエ
チレングリコールのエーテル類およびその酢酸エステル
などの溶剤が好適に用いられるが、N,N−ジメチルホル
ムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド等のアミド類、
N−メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド等の極性
溶媒も用いることができる。これらの溶剤は単独で用い
てもよく、2種以上併用してもよい。
さらに本発明のエポキシ樹脂組成物には、通常のエポ
キシ樹脂に用いられる充填剤、染料、顔料等の他の添加
剤を用いることもできる。
本発明のエポキシ樹脂組成物中の樹脂主剤(A)、エ
ポキシ樹脂硬化剤(B)および添加剤(C)のそれぞれ
の配合比率は特に制限されないが、(A)のエポキシ当
量に対して(B)のフェノール当量が0.7〜1.2当量とな
る割合が硬化物の特性から見て好適である。また(C)
は(A)+(B)に対して重量%で0.1〜20%の範囲が
好適である。すなわち耐熱性を重視する場合は(C)の
量を少なく、また接着性、強靭性を重視する場合には
(C)の量を多く配合するのがよい。
本発明のエポキシ樹脂組成物は(A)、(B)および
(C)の各成分、ならびに添加される他の成分を混合す
ることにより製造される。
このようにして得られる本発明のエポキシ樹脂組成物
は、そのまま従来のエポキシ樹脂と同様に使用すること
ができるが、さらに本発明のエポキシ樹脂組成物はそれ
自身を添加剤として他のエポキシ樹脂に添加し、添加後
のエポキシ樹脂の特性を向上させることもできる。ただ
しその場合添加剤としての本発明のエポキシ樹脂組成物
は、添加されるエポキシ樹脂および硬化剤成分に対し
て、少なくとも10重量部以上用いることが必要である。
10重量部未満ではその目的とする密着強度の向上や強靭
性の向上に顕著な効果が見られない。
本発明のエポキシ樹脂組成物は、従来のエポキシ樹脂
と同様の分野で使用することができるが、耐熱性、接着
性、可とう性、曲げ強度等に優れているため、このよう
な特性が要求される分野において好適に利用される。
本発明の銅張積層板は、前記エポキシ樹脂組成物をガ
ラス布、ガラスマット、アラミド布等の繊維基材に含
浸、硬化させた複合材の片側または両側に、銅箔を積層
したものである。
このような銅張積層板は、通常のエポキシ樹脂銅張積
層板と同様の方法で製造することができる。すなわちガ
ラス布、ガラスマットまたはアラミド布の様な繊維基材
に直接無溶剤で本発明の樹脂組成物を含浸させるか、ま
たは溶剤に一時溶解させてワニスとし、これを上記繊維
基材に含浸させた後、溶剤のみを除去していわゆるプリ
プレグの形態とした後、銅箔をその片側または両側に積
層し、加熱、加圧等により樹脂を硬化させて製造され
る。
このようにして得られた銅張積層板は、高温時の銅箔
と複合材との密着強度が高く、さらに曲げ強度が高く強
靭である。
このような銅張積層板は、プリント配線板等の基板と
して使用することができる。
〔実施例〕
次に本発明を実施例により具体的に説明する。
実施例1 樹脂主剤(A)としてエピコート828(油化シェルエ
ポキシ(株)製、エポキシ当量180〜190、商品名)を用
い、これにエポキシ樹脂硬化剤(B)として2,2−ビス
(4−ヒドロキシフェニル)プロパンのノボラック(フ
ェノール当量150)をフェノール当量/エポキシ当量比
(以下PE/EE比と称する)で0.85になる様に配合したも
のに対し、添加剤(C)としてフェノトートYP−50(東
都化成(株)製、商品名)を樹脂主剤(A)およびエポ
キシ樹脂硬化剤(B)の合計量に対し10重量%配合し、
さらに触媒として2−エチル−4−メチルイミダゾール
を他の樹脂成分に対し0.1重量%配合したものを、メチ
ルエチルケトンに固形分50%になる様に溶解させ、エポ
キシワニスを得た。
このエポキシワニスを厚さ0.18mmのガラス織布に含
浸、乾燥させて樹脂含有量50重量%のプリプレグを得
た。このプリプレグを4枚重ねて両面に35μmの銅箔を
介し、プレス成形を行い銅張積層板を得た。成形条件は
プレス温度180℃、プレス圧力40kg/cm2、プレス時間90
分とした。この銅張積層板の特性についての評価結果を
表1に示す。
実施例2 樹脂主剤(A)としてエピコート5046(油化シェルエ
ポキシ(株)製、エポキシ当量480、商品名)を用い、
また触媒としてベンジルジメチルアミンを用いた他は実
施例1と同様にして銅張積層板を得た。この銅張積層板
の特性についての評価結果を表1に示す。
実施例3 樹脂主剤(A)としてエピコート1001(油化シェルエ
ポキシ(株)製、エポキシ当量450〜500、商品名)を用
い、PE/EE比を0.95とし、また添加剤(C)としてフェ
ノトートYPB−40(東都化成(株)製、商品名)を5重
量%用いた他は実施例1と同様にして銅張積層板を得
た。この銅張積層板の特性についての評価結果を表1に
示す。
実施例4 樹脂主剤(A)としてのエポキシ樹脂成分として、非
ビスフェノールA系多官能エポキシ樹脂TACTIX−742
(ダウケミカル社製、エポキシ当量162、商品名)およ
びビスフェノールA系エポキシ樹脂のエピコート5046
(油化シェルエポキシ(株)製、エポキシ当量460〜49
0、商品名)を重量比で1対1に配合したものを用い、
これにエポキシ樹脂硬化剤(B)として2,2−ビス(4
−ヒドロキシフェニル)プロパンのノボラック(フェノ
ール当量180)をPE/EE比で0.90になる様に配合したもの
に対し、添加剤(C)としてフェノトートYP−40(東都
化成(株)製、商品名)を樹脂主剤(A)およびエポキ
シ樹脂硬化剤(B)の合計量に対し10重量%配合し、さ
らに触媒として2−フェニルイミダゾールを他の樹脂成
分に対し0.15重量%配合したものを、アセトンに固形分
55%になる様に溶解させ、エポキシワニスを得た。
このエポキシワニスを厚さ0.18mmのガラス織布に含
浸、乾燥させて樹脂含有量48重量%のプリプレグを得
た。このプリプレグを4枚重ねて両面に35μmの銅箔を
介し、プレス成形を行い銅張積層板を得た。成形条件は
プレス温度180℃、プレス圧力40kg/cm2、プレス時間100
分とした。その銅張積層板の特性についての評価結果を
表1に示す。
実施例5 エポキシ樹脂硬化剤(B)として2,2−ビス(4−ヒ
ドロキシフェニル)プロパンをPE/EE比で0.80になる様
に配合し、触媒としてジシアンジアミドを1.0重量%配
合した他は実施例4と同様にして銅張積層板を得た。こ
の銅張積層板の特性についての評価結果を表1に示す。
実施例6 樹脂主剤(A)としてのエポキシ樹脂成分として、非
ビスフェノールA系多官能エポキシ樹脂EPPN−502(日
本化薬(株)製、エポキシ当量160〜180、商品名)およ
びビスフェノールA系エポキシ樹脂のエピコート5050
(油化シェルエポキシ(株)製、エポキシ当量380〜41
0、商品名)を重量比で1対1に配合したものを用い、
これにエポキシ樹脂硬化剤(B)として2,2−ビス(4
−ヒドロキシフェニル)プロパンのノボラック(フェノ
ール当量180)をPE/EE比で0.90になる様に配合したもの
を用い、さらに添加剤(C)としてフェノトートYP−60
(東都化成(株)製、商品名)を樹脂主剤(A)および
エポキシ樹脂硬化剤(B)の合計量に対し10重量%配合
し、さらに触媒として2−エチル−4−メチルイミダゾ
ールを用いた他は実施例4と同様にして銅張積層板を得
た。この銅張積層板の特性についての評価結果を表1に
示す。
比較例1 ビスフェノールA系エポキシ樹脂のエピコート5050を
使用せず、非ビスフェノールA系多官能エポキシ樹脂EP
PN−502のみを用いた他は実施例6と同様にして銅張積
層板を得た。しかしこの銅張積層板は実施例1〜6と比
較して外観上白濁していた。おそらくこれは添加剤
(C)がプリプレグ製造時に相分離したものと思われ
る。その銅張積層板の特性についての評価結果を表1に
示す。
比較例2 2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンのノ
ボラックの代わりにジアミノジフェニルスルホンを樹脂
主剤(A)100重量部に対して20重量部配合した他は実
施例6の同様にして銅張積層板を得た。しかしこの銅張
積層板は実施例1〜6と比較して外観白濁していた。そ
の銅張積層板の特性についての評価結果を表1に示す。
比較例3 添加剤(C)を除いた他は実施例6と同様にして銅張
積層板を得た。この銅張積層板は外観上は実施例1〜6
と同様に良好であったが、銅張接着強度、曲げ強度など
は小さかった。その銅張積層板の特性についての評価結
果を表1に示す。
以上の実施例に示したように、本発明のエポキシ樹脂
組成物およびそれにより得られた銅張積層板は、樹脂主
剤(A)、エポキシ樹脂硬化剤(B)および添加剤
(C)のいずれにもビスフェノールA型の骨格を有する
ものを用いたため、それぞれが分子レベルで混合しあ
い、耐熱性、密着性および曲げ強度を兼ね備えている。
〔発明の効果〕
以上の通り、本発明によれば、樹脂主剤(A)、エポ
キシ樹脂硬化剤(B)および添加剤(C)のいずれに
も、ビスフェノールA型の骨格を有しているものを使用
するようにしたので、耐熱性および接着性に優れ、従っ
て高温時の銅箔と樹脂との密着強度が高く、さらに可と
う性にも優れ、かつ曲げ強度の高い強靭なエポキシ樹脂
組成物が得られる。
また本発明によれば、上記エポキシ樹脂組成物を用い
ることにより、高温時の銅箔と複合材との密着強度が高
く、さらに曲げ強度の高い強靭な銅張積層板が得られ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−199725(JP,A) 特開 昭64−65121(JP,A) 特開 昭64−65118(JP,A) 特開 昭63−146918(JP,A) 特開 平1−271415(JP,A) 特開 平2−290866(JP,A)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(A)樹脂主剤として、下記一般式〔1〕
    (ただし、nは0〜10、R1およびR2はグリシジル基、A1
    〜A8は水素原子もしくは臭素原子)で表わされるビスフ
    ェノールA系エポキシ樹脂と、 (B)エポキシ樹脂硬化剤として、 (b1)下記一般式〔1〕(ただし、nは0、R1およびR2
    は水素原子、A1〜A4は水素原子もしくは臭素原子)で表
    わされるビスフェノールAもしくはその臭素化物、また
    は (b2)下記一般式〔1〕(ただし、nは0、R1およびR2
    は水素原子、A1〜A4は水素原子もしくは臭素原子)で表
    わされるビスフェノールAもしくはその臭素化物が、A1
    〜A4のいずれかの位置でメチレン基により2分子以上結
    合したビスフェノールAもしくはその臭素化物のノボラ
    ック樹脂と、 (C)添加剤として、下記一般式〔1〕(ただし、nは
    10〜1000、R1およびR2はアルキル基もしくは水酸化アル
    キル基、A1〜A8は水素原子もしくは臭素原子)で表わさ
    れる高分子量ポリヒドロキシポリエーテルと を含有することを特徴とするエポキシ樹脂組成物。
  2. 【請求項2】請求項(1)記載のエポキシ樹脂組成物を
    繊維基材に含浸、硬化させた複合材の片側または両側
    に、銅箔を積層したことを特徴とする銅張積層板。
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