JPS6056172B2 - 半導体装置封止用エポキシ樹脂組成物 - Google Patents
半導体装置封止用エポキシ樹脂組成物Info
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- JPS6056172B2 JPS6056172B2 JP1649978A JP1649978A JPS6056172B2 JP S6056172 B2 JPS6056172 B2 JP S6056172B2 JP 1649978 A JP1649978 A JP 1649978A JP 1649978 A JP1649978 A JP 1649978A JP S6056172 B2 JPS6056172 B2 JP S6056172B2
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- JP
- Japan
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- parts
- weight
- epoxy resin
- resin composition
- semiconductor devices
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- Organic Insulating Materials (AREA)
- Epoxy Resins (AREA)
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、速硬化性にしてかつ貯蔵安定性にすぐれ、し
かもリーク電流特性に秀でた樹脂に硬化することができ
る半導体装置封止用エポキシ樹脂組成物に関する。
かもリーク電流特性に秀でた樹脂に硬化することができ
る半導体装置封止用エポキシ樹脂組成物に関する。
エポキシ樹脂は、今日半導体装置封止用樹脂材料の主流
として普及しており、種々の組成物が提案されている。
として普及しており、種々の組成物が提案されている。
本発明者らはさきに、速硬化性で貯蔵安定性にすぐれた
封止用材料として、フェノールノボラック樹脂を硬化剤
とし、テトラ置換ホスホニウム・テトラ置換ボレート、
テトラ置換アンモニウム、テトラ置換ボレートおよびテ
トラ置換アルソニウム、テトラ置換ボレートを促進剤と
して含むエポキシ樹脂組成物(特公昭51−24499
)を開発した。この組成物を基体にして充填剤、離型剤
、着色剤などを配合し調製したトランスファ成形材料で
、トランジスタ、ICNLSIなどの半導体装置を封止
し好成積を収めた。しかし、半導体装置の特性、生産効
率に対する要求は、益々高水準に向い、一層の迅速硬化
性、また半導体装置特にMOSICの低リーク電流特性
が求められ、従来の市販品を含む材料によつてそれに適
合することは困難となつた。このような情況に鑑み、本
発明は、貯蔵安定性にすぐれしかも迅速に硬化てき、半
導体装置の封止に適用して際立つた低リーク電流特性を
示す半導体装置封止用エポキシ樹脂組成物を提供するこ
とを目的としている。
封止用材料として、フェノールノボラック樹脂を硬化剤
とし、テトラ置換ホスホニウム・テトラ置換ボレート、
テトラ置換アンモニウム、テトラ置換ボレートおよびテ
トラ置換アルソニウム、テトラ置換ボレートを促進剤と
して含むエポキシ樹脂組成物(特公昭51−24499
)を開発した。この組成物を基体にして充填剤、離型剤
、着色剤などを配合し調製したトランスファ成形材料で
、トランジスタ、ICNLSIなどの半導体装置を封止
し好成積を収めた。しかし、半導体装置の特性、生産効
率に対する要求は、益々高水準に向い、一層の迅速硬化
性、また半導体装置特にMOSICの低リーク電流特性
が求められ、従来の市販品を含む材料によつてそれに適
合することは困難となつた。このような情況に鑑み、本
発明は、貯蔵安定性にすぐれしかも迅速に硬化てき、半
導体装置の封止に適用して際立つた低リーク電流特性を
示す半導体装置封止用エポキシ樹脂組成物を提供するこ
とを目的としている。
その要点は、囚 エポキシ樹脂、および
(B) (a) 1分子当り少なくとも3個のフェノー
ルJ 性水酸基を有するフェノール系化合物と(b)ト
リエチルアンモニウム・テトラフェニルボレートとを温
度100〜180℃において溶融混和してなる硬化剤と
を必須成分とすることてある。
ルJ 性水酸基を有するフェノール系化合物と(b)ト
リエチルアンモニウム・テトラフェニルボレートとを温
度100〜180℃において溶融混和してなる硬化剤と
を必須成分とすることてある。
本発明においてエポキシ樹脂としては、グリシジルエー
テル型、グリシジルエステル型やオレフィン結合のエポ
キシ化により誘導される型など、2官能以上の周知のエ
ポキシドが使用され、フェノールホルムアルデヒド樹脂
のポリグリシジルエーテル、多価フェノールのポリグリ
シジルエーテル、ビスフェノールAジグリシジルエーテ
ルなどのような、成形材料に通常使用されるエポキシ樹
脂はとくに有用である。
テル型、グリシジルエステル型やオレフィン結合のエポ
キシ化により誘導される型など、2官能以上の周知のエ
ポキシドが使用され、フェノールホルムアルデヒド樹脂
のポリグリシジルエーテル、多価フェノールのポリグリ
シジルエーテル、ビスフェノールAジグリシジルエーテ
ルなどのような、成形材料に通常使用されるエポキシ樹
脂はとくに有用である。
本発明の特徴とする硬化剤の成分である、1分子当り少
くとも3個のフェノール性水酸基を有するフェノール系
化合物としては、フェノール、クレゾール、キシレノー
ルなどのフェノール類とホルムアルデヒドなどの酸性触
媒の存在で反応させて得られるノボラック樹脂、フェノ
ール、クレゾールなどとジフェニルエーテルおよびホル
ムアルデヒドの付加縮合により生成される樹脂、フエノ
ーール●クレゾールなどとP−キシリレンジメトキシド
との縮合物などが、とくに好適に使用できる。
くとも3個のフェノール性水酸基を有するフェノール系
化合物としては、フェノール、クレゾール、キシレノー
ルなどのフェノール類とホルムアルデヒドなどの酸性触
媒の存在で反応させて得られるノボラック樹脂、フェノ
ール、クレゾールなどとジフェニルエーテルおよびホル
ムアルデヒドの付加縮合により生成される樹脂、フエノ
ーール●クレゾールなどとP−キシリレンジメトキシド
との縮合物などが、とくに好適に使用できる。
前記のフェノール系化合物は、トリエチルアンモニウム
●テトラフェニルボレートと配合され、2温度100〜
180℃で溶融混和されて、硬化剤に調製される。
●テトラフェニルボレートと配合され、2温度100〜
180℃で溶融混和されて、硬化剤に調製される。
その際、両者の配合比は、前者10喧量部に対して、後
者1〜20重量部とすることができ、特に後者4〜W重
量部の範囲が速硬化性の点で好ましい。
3本発明の樹脂組成物は、エポキ
シ樹脂のエポキシ基1当量に対し、前記硬化剤のフェノ
ール性0H基0.7〜1.2当量の範囲の組成比で構成
される。比率がこの範囲から何れの方向にずれても、樹
脂組成物は速硬化性、リーク電流特性の面で良3好な特
性を示さない。さらに本発明のエポキシ樹脂組成物には
、半導体装置封止に供するために充填剤を配合すること
が好ましい。
者1〜20重量部とすることができ、特に後者4〜W重
量部の範囲が速硬化性の点で好ましい。
3本発明の樹脂組成物は、エポキ
シ樹脂のエポキシ基1当量に対し、前記硬化剤のフェノ
ール性0H基0.7〜1.2当量の範囲の組成比で構成
される。比率がこの範囲から何れの方向にずれても、樹
脂組成物は速硬化性、リーク電流特性の面で良3好な特
性を示さない。さらに本発明のエポキシ樹脂組成物には
、半導体装置封止に供するために充填剤を配合すること
が好ましい。
例えば炭酸カルシウム、シリカ、ケイ酸ジルコニウム、
石英ガラス粉、タルク、クレ41一、マイカなどの無機
質粉体やガラス繊維粉などが、充填剤として有用であり
、必要に応じ2種類以上併用することがてきる。本発明
の樹脂組成物には、離型剤、難燃化剤、表面処理剤、着
色剤などを添加することがてきる。
石英ガラス粉、タルク、クレ41一、マイカなどの無機
質粉体やガラス繊維粉などが、充填剤として有用であり
、必要に応じ2種類以上併用することがてきる。本発明
の樹脂組成物には、離型剤、難燃化剤、表面処理剤、着
色剤などを添加することがてきる。
本発明のエポキシ樹脂組成物を半導体装置封止用成形材
料に調製するに当つては、固状の成分材料をそれぞれ粉
砕し、ついで所望の割合で十分に混合する。
料に調製するに当つては、固状の成分材料をそれぞれ粉
砕し、ついで所望の割合で十分に混合する。
混合には、ミキシングロール機、コニーダ、ボールミル
など慣用の混合機械を使用できる。得られた混合物をそ
の状態で成形材料として使用してもよいし、また全成分
を加熱溶融させ・て、半固形状または固体状予備反応組
成物を形成し、それを粉砕して成形に用いることもでき
る。何れの場合においても、得られる組成物は、射出成
形、圧縮成形およびトランフア成形法に直ちに適用でき
る。本発明のエポキシ樹脂組成物から調製された成形材
料を用いるときは、トランジスタ、■ClLSIなどを
、短時間硬化サイクル(170℃、1.紛)でトランス
ファ成形により封止することができる。
など慣用の混合機械を使用できる。得られた混合物をそ
の状態で成形材料として使用してもよいし、また全成分
を加熱溶融させ・て、半固形状または固体状予備反応組
成物を形成し、それを粉砕して成形に用いることもでき
る。何れの場合においても、得られる組成物は、射出成
形、圧縮成形およびトランフア成形法に直ちに適用でき
る。本発明のエポキシ樹脂組成物から調製された成形材
料を用いるときは、トランジスタ、■ClLSIなどを
、短時間硬化サイクル(170℃、1.紛)でトランス
ファ成形により封止することができる。
しかも該材料は、40℃に1ケ月間放置してもその流れ
特性(スパイラルフロー)の低下は極めて僅かで、貯蔵
安定性に優れている。さらに、該材料を用いて封止する
と、半導体素子表面の鋭敏なMOS型トランジスタや1
Cの重要な特性である高温時のリーク電流は、大変小さ
く、本発明のエポキシ樹脂組成物の効果が認められる。
次に実施例を挙げて、具体的に説明する。
特性(スパイラルフロー)の低下は極めて僅かで、貯蔵
安定性に優れている。さらに、該材料を用いて封止する
と、半導体素子表面の鋭敏なMOS型トランジスタや1
Cの重要な特性である高温時のリーク電流は、大変小さ
く、本発明のエポキシ樹脂組成物の効果が認められる。
次に実施例を挙げて、具体的に説明する。
実施例1
組成
a クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(エポキシ当
量235.ECN1280、CIBA8.製)
10踵量部b分子当り水酸基
を平均5個有するフェノールノボラック50重量部とト
リエチルアンモニウム・テトラフェニルボレート2重量
部を約150℃で1紛間加熱溶融混合した生成物(硬化
剤) 5種量部c ス
テアリン酸 2重量部d カーボンブ
ラック 1重量部e クリスタライトA−
2(龍森社製) 40踵
量部f エポキシシラン(KBM4O3.信越化学社製
) 2重量部実施例2
坦成 a クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(エポキシ当
量22飄ECNl27次CIBA社製)
7唾量部bビスフェノールA型エポ
キシ樹脂(エポキシ当量18飄E828.sheII社
製) 2鍾量部5c臭素化エポキシ樹脂(エポキシ
当量3001BREN1日本化薬社製) 1踵
量部d分子当り水酸基を平均8個有するフェノールノボ
ラック55重量部とトリエチルアンモニウム●テトラフ
ェニルボレート5重量部を約1701f℃で3紛加熱溶
融混合した生成物 6鍾量部e モンタン酸ワックス
2重量部f ステアリン酸亜鉛
1重量部g カーボンブラック 1重量
部h ヒユーズレツクスRD−8(龍森社製)
40鍾量部i エポキシシラン
(Al86、日本ユニカー社製)
2重量部j 三酸化アンチモン
3重量部史施例3m成 AECNl28O8踵量部 BBREN2唾量部 c分子当り水酸基を3個有し構造式 で表わされるフェノール系化合物8唾量部とトリエチル
アンモニウム●テトラフェニルボレート4重量部を約1
20′Cで30分間加熱溶融混合し2た生成物
4鍾量部d ステアリン酸
2重量部e カーボンブラック
1重量部f クリスタライトA−2(龍森社製)
40唾量部〉g エポキシシ
ラン(KBM4O3) 2重量部h三酸化アンチモ
ン 2重量部実施例4組成 AECNl2737喧量部! BE828l鍾量部 CBREN2唾量部 d分子中に水酸基を6個有するクレゾールノボラック6
鍾量部とトリエチルアンモニウム●テトラフェニルボレ
ート5重量部を約100℃で451分間加熱溶融混合し
た生成物 4鍾量部e ステアリン酸
2重量部f ステアリン酸カルシウム 4
重量部g カーボンブラック 1重量部h
石英ガラス粉 50唾量部−i エポキ
シシラン(A−186) 3重量部j 三酸化アン
チモン 4重量部実施例5組成 a脂環式エポキシレジン(エポキシ当量4001C×3
凰チッソ社製) 10唾量部b分子当り水酸基
を7個有するフェノールノボラック5轍量部とトリエチ
ルアンモニウム・テトラフェニルボレート5重量部を約
150℃で30分間加熱溶融混合した生成物 3踵
量部c ステアリン酸 2重量部d
ステアリン酸亜鉛 2重量部e カーボン
ブラック 0.5重量部f クリスタライ
トA−1(龍森社製)
30鍾量部gエポキシシラン(KBM4O3) 3
重量部実施例6組成 a フェノールノボラック型エポキシ樹脂(エポキシ当
量17\DEN4鳳山WChem社製)
10鍾量部b分子当り水酸基を8個有
するフェノールノボラック7鍾量部とトリエチルアンモ
ニウム●テトラフェニルボレート5重量部を約16(代
)で約1紛間加熱溶融混合した生成物 55重量部c
ステアリン酸 2重量部d カーボ
ンブラック 1重量部e ヒユーズレツク
スRD−840鍾量部f エポキシシラン(A−186
) 2重量部上記実施例1〜6の組成物を8インチ
のミキシングロール機を用い、60〜90℃の温度で1
0〜1紛間溶融混練し、その後、室温まて冷却し、粉砕
して各々のエポキシ成形材料を作成した。
量235.ECN1280、CIBA8.製)
10踵量部b分子当り水酸基
を平均5個有するフェノールノボラック50重量部とト
リエチルアンモニウム・テトラフェニルボレート2重量
部を約150℃で1紛間加熱溶融混合した生成物(硬化
剤) 5種量部c ス
テアリン酸 2重量部d カーボンブ
ラック 1重量部e クリスタライトA−
2(龍森社製) 40踵
量部f エポキシシラン(KBM4O3.信越化学社製
) 2重量部実施例2
坦成 a クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(エポキシ当
量22飄ECNl27次CIBA社製)
7唾量部bビスフェノールA型エポ
キシ樹脂(エポキシ当量18飄E828.sheII社
製) 2鍾量部5c臭素化エポキシ樹脂(エポキシ
当量3001BREN1日本化薬社製) 1踵
量部d分子当り水酸基を平均8個有するフェノールノボ
ラック55重量部とトリエチルアンモニウム●テトラフ
ェニルボレート5重量部を約1701f℃で3紛加熱溶
融混合した生成物 6鍾量部e モンタン酸ワックス
2重量部f ステアリン酸亜鉛
1重量部g カーボンブラック 1重量
部h ヒユーズレツクスRD−8(龍森社製)
40鍾量部i エポキシシラン
(Al86、日本ユニカー社製)
2重量部j 三酸化アンチモン
3重量部史施例3m成 AECNl28O8踵量部 BBREN2唾量部 c分子当り水酸基を3個有し構造式 で表わされるフェノール系化合物8唾量部とトリエチル
アンモニウム●テトラフェニルボレート4重量部を約1
20′Cで30分間加熱溶融混合し2た生成物
4鍾量部d ステアリン酸
2重量部e カーボンブラック
1重量部f クリスタライトA−2(龍森社製)
40唾量部〉g エポキシシ
ラン(KBM4O3) 2重量部h三酸化アンチモ
ン 2重量部実施例4組成 AECNl2737喧量部! BE828l鍾量部 CBREN2唾量部 d分子中に水酸基を6個有するクレゾールノボラック6
鍾量部とトリエチルアンモニウム●テトラフェニルボレ
ート5重量部を約100℃で451分間加熱溶融混合し
た生成物 4鍾量部e ステアリン酸
2重量部f ステアリン酸カルシウム 4
重量部g カーボンブラック 1重量部h
石英ガラス粉 50唾量部−i エポキ
シシラン(A−186) 3重量部j 三酸化アン
チモン 4重量部実施例5組成 a脂環式エポキシレジン(エポキシ当量4001C×3
凰チッソ社製) 10唾量部b分子当り水酸基
を7個有するフェノールノボラック5轍量部とトリエチ
ルアンモニウム・テトラフェニルボレート5重量部を約
150℃で30分間加熱溶融混合した生成物 3踵
量部c ステアリン酸 2重量部d
ステアリン酸亜鉛 2重量部e カーボン
ブラック 0.5重量部f クリスタライ
トA−1(龍森社製)
30鍾量部gエポキシシラン(KBM4O3) 3
重量部実施例6組成 a フェノールノボラック型エポキシ樹脂(エポキシ当
量17\DEN4鳳山WChem社製)
10鍾量部b分子当り水酸基を8個有
するフェノールノボラック7鍾量部とトリエチルアンモ
ニウム●テトラフェニルボレート5重量部を約16(代
)で約1紛間加熱溶融混合した生成物 55重量部c
ステアリン酸 2重量部d カーボ
ンブラック 1重量部e ヒユーズレツク
スRD−840鍾量部f エポキシシラン(A−186
) 2重量部上記実施例1〜6の組成物を8インチ
のミキシングロール機を用い、60〜90℃の温度で1
0〜1紛間溶融混練し、その後、室温まて冷却し、粉砕
して各々のエポキシ成形材料を作成した。
そして、それらの材料の硬化性を調べた。硬化性は、1
70℃、圧力70k9/Crlll.粉の成形条件で5
亡φ×2踊tの円板をモールドし、その円板の硬さをシ
ヨアー硬度計Dで測定した。値が大きいものほど硬化性
が良いと評価する。次に、モデルMOS型半導体素子を
170℃、圧力70k9/Ci,、1.紛で封止成形し
、175℃、1CB!f間、後硬化した。そしてその封
止品のリーク電流を温度を変えながら測定した。それら
の結果を表に示す。比較例1 組成 AECNl28OlO喧量部 b分子当り水酸基を5個有するフェノールノボラック5
唾量部とトリエチルアンモニウム・テトラフェニルボレ
ート2重量部との単なる混合物
5踵量部c ステアリン酸
2重量部d カーボンブラック 1重量部
2eクリスタライトA−240睡量部f エポキシシラ
ン(KBM4O3) 2重量部比較例2組成 AECNl28OlO唾量部 b分子当り水酸基を5個有するフェノールノボラック5
轍量部と2−ヘプタデシルイミダゾール3重量部を11
CfCで約15分加熱溶融混合した生成物
1量部c ステアリン酸
2重量部d カーボンブラック 1重
量部e クリスタライトA−240轍量部f エポキシ
シラン(KBM4O3) 2重量部比較例3組成 ECNl28OlO踵量部 l分子当り水酸基を5個有するフェノールノボラック5
0重量部とテトラフェニルホスホニウム●テトラフェニ
ルボレート4重量部を150℃で約2紛間加熱溶融混合
した生成物 ?重量部
ステアリン酸 2重量部カーボンブラ
ック 1重量部クリスタライトA−240
唾量部 エポキシシラン(KBM4O3) 2重量部上記比
較例1〜3の組成によつて実施例と同様な方法で成形材
料に調製し、実施例と同様に硬化性と封止成形品のリー
ク電流を測定した。
70℃、圧力70k9/Crlll.粉の成形条件で5
亡φ×2踊tの円板をモールドし、その円板の硬さをシ
ヨアー硬度計Dで測定した。値が大きいものほど硬化性
が良いと評価する。次に、モデルMOS型半導体素子を
170℃、圧力70k9/Ci,、1.紛で封止成形し
、175℃、1CB!f間、後硬化した。そしてその封
止品のリーク電流を温度を変えながら測定した。それら
の結果を表に示す。比較例1 組成 AECNl28OlO喧量部 b分子当り水酸基を5個有するフェノールノボラック5
唾量部とトリエチルアンモニウム・テトラフェニルボレ
ート2重量部との単なる混合物
5踵量部c ステアリン酸
2重量部d カーボンブラック 1重量部
2eクリスタライトA−240睡量部f エポキシシラ
ン(KBM4O3) 2重量部比較例2組成 AECNl28OlO唾量部 b分子当り水酸基を5個有するフェノールノボラック5
轍量部と2−ヘプタデシルイミダゾール3重量部を11
CfCで約15分加熱溶融混合した生成物
1量部c ステアリン酸
2重量部d カーボンブラック 1重
量部e クリスタライトA−240轍量部f エポキシ
シラン(KBM4O3) 2重量部比較例3組成 ECNl28OlO踵量部 l分子当り水酸基を5個有するフェノールノボラック5
0重量部とテトラフェニルホスホニウム●テトラフェニ
ルボレート4重量部を150℃で約2紛間加熱溶融混合
した生成物 ?重量部
ステアリン酸 2重量部カーボンブラ
ック 1重量部クリスタライトA−240
唾量部 エポキシシラン(KBM4O3) 2重量部上記比
較例1〜3の組成によつて実施例と同様な方法で成形材
料に調製し、実施例と同様に硬化性と封止成形品のリー
ク電流を測定した。
その結果を表に併せて示す。上記のように本発明のエポ
キシ樹脂組成物は、φ硬化性にすぐれ、かつリーク電流
が小さい封止半導体装置を与える、画期的な材料である
ことが明確にわかる。
キシ樹脂組成物は、φ硬化性にすぐれ、かつリーク電流
が小さい封止半導体装置を与える、画期的な材料である
ことが明確にわかる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1(A)エポキシ樹脂、および (B)(a)1分子当り少なくとも3個のフェノール性
水酸基を有するフェノール系化合物100重量部と(b
)トリエチルアンモニウム・テトラフェニルボレート4
〜10重量部とを温度100〜180℃おいて溶融混和
してなる硬化剤とを成分とすることを特徴とする半導体
装置封止用エポキシ樹脂組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1649978A JPS6056172B2 (ja) | 1978-02-17 | 1978-02-17 | 半導体装置封止用エポキシ樹脂組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1649978A JPS6056172B2 (ja) | 1978-02-17 | 1978-02-17 | 半導体装置封止用エポキシ樹脂組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54110297A JPS54110297A (en) | 1979-08-29 |
| JPS6056172B2 true JPS6056172B2 (ja) | 1985-12-09 |
Family
ID=11917963
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1649978A Expired JPS6056172B2 (ja) | 1978-02-17 | 1978-02-17 | 半導体装置封止用エポキシ樹脂組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6056172B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5967660A (ja) * | 1982-10-12 | 1984-04-17 | Toshiba Corp | 封止用エポキシ樹脂組成物及びこれを用いた樹脂封止型半導体装置 |
| JP2654376B2 (ja) * | 1995-06-26 | 1997-09-17 | 株式会社東芝 | 封止用エポキシ樹脂組成物及びこれを用いた樹脂封止型半導体装置 |
-
1978
- 1978-02-17 JP JP1649978A patent/JPS6056172B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54110297A (en) | 1979-08-29 |
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