(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性母材上に全体が同じ板厚となるように電鋳めっきをした後、導電性母材より剥がすことにより完成される局部ハンダ量増大型メタルマスクであって、
通常のハンダ量で良い平坦部分にパターニングされた開口と、
ハンダ量を多く必要とする実装部品のハンダ印刷量を厚くするために、そのハンダ印刷量を厚くする部分の周囲を取り囲みスキージングの際に他の箇所より外壁の高さ分ハンダが溜まる構造の凸状外壁部と、
前記凸状外壁部に囲まれたハンダ量を多く必要とする平坦部分にパターニングされた開口とを備え、
通常のハンダ量で良い前記開口とハンダ量を多く必要とする前記開口は、同一水平面上の平坦部分に形成されており、前記凸状外壁部の裏側下面は凹形状に形成されていることを特徴とする局部ハンダ量増大型メタルマスク。
【請求項２】
実装部品が実装されている基板上に印刷するためのＣＯＢ仕様であり、導電性母材上に全体が同じ板厚となるように電鋳めっきをした後、導電性母材より剥がすことにより完成される局部ハンダ量増大型メタルマスクであって、
通常のハンダ量で良い平坦部分にパターニングされた開口と、
ハンダ量を多く必要とする実装部品のハンダ印刷量を厚くするために、そのハンダ印刷量を厚くする部分の周囲を取り囲みスキージングの際に他の箇所より外壁の高さ分ハンダが溜まる構造の凸状外壁部と、
前記凸状外壁部に囲まれたハンダ量を多く必要とする平坦部分にパターニングされた開口とを備え、
通常のハンダ量で良い前記開口とハンダ量を多く必要とする前記開口は、同一水平面上の平坦部分に形成されており、前記凸状外壁部の裏側下面は凹形状に形成されていることを特徴とする局部ハンダ量増大型メタルマスク。
【請求項３】
凸状外壁部のスキージ進行方向の角度は、垂直方向に対して略６０度（水平方向に対して略３０度）前後であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の局部ハンダ量増大型メタルマスク。
【請求項４】
凸状外壁部の内壁側角度を略９０度としたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の局部ハンダ量増大型メタルマスク。
【請求項５】
凸状外壁部のスキージ進行方向と直交する方向の外壁の角度を略７０度〜略９０度の範囲としたことを特徴とする請求項４記載の局部ハンダ量増大型メタルマスク。
【請求項６】
凸状外壁部で囲まれる部分に、パターニングされた開口を避けてハンダ抉れ防止用のブリッジを設けたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の局部ハンダ量増大型メタルマスク。
【請求項７】
導電性母材を準備する工程と、
前記導電性母材上にハンダ量を多く必要とする実装部品のハンダ印刷量を厚くするために、そのハンダ印刷量を厚くする部分の周囲を取り囲みスキージングの際に他の箇所より外壁の高さ分ハンダが溜まる構造の凸状外壁部となる部分を凹形状にて機械加工する工程と、
前記機械加工された導電性母材の表面にフォトレジスト層を形成し、露光、現像、乾燥の各処理を行って、未露光部分を溶解除去するとともに、導電性母材に開口パターンをパターニングする工程と、
前記導電性母材をめっきし、レジスト層を剥離後に前記導電性母材より剥がす工程と、  を備えたことを特徴とする局部ハンダ量増大型メタルマスクの製造方法。
【請求項８】
導電性母材を準備する工程と、
前記導電性母材上に実装部品を逃げるための突起を形成する部分に凹部を機械加工する工程と、
前記導電性母材上にハンダ量を多く必要とする実装部品のハンダ印刷量を厚くするために、そのハンダ印刷量を厚くする部分の周囲を取り囲みスキージングの際に他の箇所より外壁の高さ分ハンダが溜まる構造の凸状外壁部となる部分を凹形状にて機械加工する工程と、
前記機械加工された導電性母材の表面にフォトレジスト層を形成し、露光、現像、乾燥の各処理を行って、未露光部分を溶解除去するとともに、導電性母材に開口パターンをパターニングする工程と、
前記導電性母材をめっきし、レジスト層を剥離後に前記導電性母材より剥がす工程と、  を備えたことを特徴とする、実装部品が実装されている基板上に印刷するためのＣＯＢ仕様で、かつ局部ハンダ量増大型メタルマスクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、局部的にハンダ量を増大できる局部ハンダ量増大型メタルマスク及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、メタルマスクで局部的にハンダ量を増大する方法としては、メタルマスクが完成した後に、ハンダ量を増大したい部分の板厚はそのまま残し、それ以外の通常のハンダ量で良い部分の板厚を薄くするために、スキージ面側をハーフエッチング加工する方法等が考えられている。ところが、ＣＯＢ（ｃｈｉｐ  ｏｎ  ｂｏａｒｄ）仕様のメタルマスクでは、既に部品が実装されている基板上に印刷するためのメタルマスクであるため、実装済みの部品を逃げるかなり大きな凸状のドーム（突起）が存在するため、エッチングする部分以外をドライフィルム等で保護してから、ハーフエッチング加工を行う必要があった。しかし、ＣＯＢ仕様のメタルマスクで局部的にハンダ量を増大する場合、加工後には凸状のドーム（突起）が存在するために、保護用のドライフィルムをラミネート（圧着）することが出来ず、したがって、ＣＯＢ仕様のメタルマスクのスキージ面側をハーフエッチング加工することが出来ず、局部的にハンダ量を増大させることは出来ない。
また、印刷厚の変化を持たせるために、その電着層の母型面側をハーフエッチングして凹み面を形成し、エッチング後、電解研磨し、エッチングにより発生した電着層の透孔の縁のばり状突起は電解研磨により除去できるメタルマスクの製造方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２５１４９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の局部的にハンダ量を増大する方法は、既に実装部品が実装されている基板上に印刷するためのＣＯＢ仕様のメタルマスクでは、実装済みの大型の実装部品を逃げる凸状のドーム（突起）が存在するために、保護用のドライフィルムをラミネート（圧着）することが出来ず、したがって、ＣＯＢ仕様のメタルマスクのスキージ面側をハーフエッチング加工することが出来ず、局部的にハンダ量を増大させることが出来なかった。
近年、スクリーン印刷基板の多様化に伴い、ＣＯＢ仕様のメタルマスクに対しても、基板にハンダを印刷する際に局部的にハンダ量を増大できるものが要望されるようになってきた。
【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、局部的にハンダ量を増大できる局部ハンダ量増大型メタルマスク及びその製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る局部ハンダ量増大型メタルマスクにおいては、導電性母材上に全体が同じ板厚となるように電鋳めっきをした後、導電性母材より剥がすことにより完成される局部ハンダ量増大型メタルマスクであって、通常のハンダ量で良い平坦部分にパターニングされた開口と、ハンダ量を多く必要とする実装部品のハンダ印刷量を厚くするために、そのハンダ印刷量を厚くする部分の周囲を取り囲みスキージングの際に他の箇所より外壁の高さ分ハンダが溜まる構造の凸状外壁部と、凸状外壁部に囲まれたハンダ量を多く必要とする平坦部分にパターニングされた開口とを備え、通常のハンダ量で良い開口とハンダ量を多く必要とする開口は、同一水平面上の平坦部分に形成されており、凸状外壁部の裏側下面は凹形状に形成されているものである。
【０００７】
また、この発明に係る局部ハンダ量増大型メタルマスクにおいては、実装部品が実装されている基板上に印刷するためのＣＯＢ仕様であり、導電性母材上に全体が同じ板厚となるように電鋳めっきをした後、導電性母材より剥がすことにより完成される局部ハンダ量増大型メタルマスクであって、通常のハンダ量で良い平坦部分にパターニングされた開口と、ハンダ量を多く必要とする実装部品のハンダ印刷量を厚くするために、そのハンダ印刷量を厚くする部分の周囲を取り囲みスキージングの際に他の箇所より外壁の高さ分ハンダが溜まる構造の凸状外壁部と、凸状外壁部に囲まれたハンダ量を多く必要とする平坦部分にパターニングされた開口とを備え、通常のハンダ量で良い開口とハンダ量を多く必要とする開口は、同一水平面上の平坦部分に形成されており、凸状外壁部の裏側下面は凹形状に形成されているものである。
【０００８】
また、この発明に係る局部ハンダ量増大型メタルマスクの製造方法においては、導電性母材を準備する工程と、導電性母材上にハンダ量を多く必要とする実装部品のハンダ量を確保するため、その部品が実装される部分の周囲を取り囲みスキージングの際に他の箇所より外壁の高さ分ハンダが溜まる構造の凸状外壁部となる部分を凹形状にて機械加工する工程と、機械加工された導電性母材の表面にフォトレジスト層を形成し、露光、現像、乾燥の各処理を行って、未露光部分を溶解除去するとともに、導電性母材に開口パターンをパターニングする工程と、導電性母材をめっきし、レジスト層を剥離後に導電性母材より剥がす工程とを備えたものである。
【０００９】
また、この発明に係る局部ハンダ量増大型メタルマスクの製造方法においては、導電性母材を準備する工程と、導電性母材上に実装部品を逃げるための突起を形成する部分に凹部を機械加工する工程と、導電性母材上にハンダ量を多く必要とする実装部品のハンダ印刷量を厚くするために、そのハンダ印刷量を厚くする部分の周囲を取り囲みスキージングの際に他の箇所より外壁の高さ分ハンダが溜まる構造の凸状外壁部となる部分を凹形状にて機械加工する工程と、機械加工された導電性母材の表面にフォトレジスト層を形成し、露光、現像、乾燥の各処理を行って、未露光部分を溶解除去するとともに、導電性母材に開口パターンをパターニングする工程と、導電性母材をめっきし、レジスト層を剥離後に前記導電性母材より剥がす工程とを備えたものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、通常のハンダ量で良い部品と、ハンダ量を多く必要とする部品とが実装できるスクリーン印刷基板を満足するための、局部的にハンダ量を増大できる局部ハンダ量増大型メタルマスク及びその製造方法、並びに局部ハンダ量増大型メタルマスクを用いることにより、基板上に局部的にハンダ量を増大させて印刷することができるＣＯＢ用スクリーン印刷方法が容易に得られるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における局部ハンダ量増大型メタルマスクの構造を示す要部の斜視図である。
１は既に実装部品が実装されている基板上に印刷するためのＣＯＢ仕様のメタルマスクで、既に実装済みの大型の実装部品を逃げるための断面台形状や蒲鉾状のドーム（突起）２が存在している。３は局部ハンダ量の増大が求められる部分を示す。
図２はこの発明の実施の形態１における局部ハンダ量増大型メタルマスクの製造方法の各工程を順番に示す断面図である。
この発明による局部ハンダ量増大型メタルマスクの製造方法は、先ず、導電性母材（ＳＵＳ等）４を準備する（図２ａ参照）。この導電性母材４に、既に実装済みの大型の実装部品を逃げるための断面台形状や蒲鉾状のドーム（突起）２を形成する部分に逆断面台形状や逆蒲鉾状の凹部５が機械加工される。また、この導電性母材４には、ハンダ量を多く必要とする実装部品のハンダ印刷量を厚くするために、そのハンダ印刷量を厚くする部分３の周囲を取り囲みスキージングの際に他の箇所より外壁の高さ分ハンダが溜まる構造の凸状外壁部となる部分を凹形状６にて機械加工する（図２ｂ参照）。この凹形状６による機械加工では、ハンダ印刷量を厚くする部分３の周囲を取り囲む凸状外壁部が、後工程におけるスキージングをスムーズにするために、凸状外壁部のスキージ進行方向の角度を垂直方向に対して略６０度（水平方向に対して略３０度）としている。これにより、スキージへのダメージを抑える効果及び凸部に対するスキージングをスムーズにする効果がある。また、凹形状６による機械加工では、ハンダ印刷量を厚くする部分３の周囲を取り囲む凸状外壁部の内壁側角度は、略９０度としている。凸状外壁部の内壁側角度を略９０度としている理由は、スキージによりハンダを押し上げて、凸状外壁部を越えて内側の囲まれた部分にハンダが収容され溜まる時に、略９０度の内側壁に当てることで、内側壁が開口部の壁面の役割を果たし、ハンダが逃げることなく、全体に隈なく行き渡るように溜まるというハンダ充填性の面での効果が認められるからである。次に、機械加工された導電性母材４の表面にフォトレジスト層７を形成し、周知の方法で露光、現像、乾燥の各処理を行って、未露光部分を溶解除去することにより、開口パターンをパターニングする（図２ｃ参照）。次に、上記導電性母材４をニッケルめっき等の電鋳めっきをし（図２ｄ参照）、レジストを剥離後に導電性母材４より剥がすことにより、既に実装部品が実装されている基板上に印刷するためのＣＯＢ仕様で、かつ局部ハンダ量増大型メタルマスク１を完成させる（図２ｅ参照）。完成された局部ハンダ量増大型メタルマスク１は、表裏を引っ繰り返して使用される（図２ｆ参照）。
【００１３】
上記製造方法により完成されたこの発明の局部ハンダ量増大型メタルマスク１を図３に示している。図３はメタルマスク１の平面図であり、既に実装済みの大型の実装部品を逃げるための断面台形状や蒲鉾状のドーム（突起）を省略している。
この発明の局部ハンダ量増大型メタルマスク１は、通常のハンダ量で良い平坦部分にパターニングされた開口１ａと、ハンダ量を多く必要とする実装部品のハンダ印刷量を厚くするために、そのハンダ印刷量を厚くする部分３の周囲を取り囲みスキージングの際に他の箇所より外壁の高さ分ハンダが溜まる構造の凸状外壁部１ｂと、この凸状外壁部１ｂに囲まれた平坦部分にパターニングされた開口１ｃとを備えている。また、上記局部ハンダ量増大型メタルマスク１の凸状外壁部１ｂのスキージ進行方向の角度は垂直方向に対して略６０度（水平方向に対して略３０度）としているので、スキージングをスムーズに行うことができ、スキージへのダメージを抑えることができる。
【００１４】
図４及び図５はこの発明による局部ハンダ量増大型メタルマスクを用いることにより、基板上に局部的にハンダ量を増大させて印刷するＣＯＢ用スクリーン印刷方法の各工程を順番に示す断面図及び斜視図である。
スクリーン印刷基板８は、通常のハンダ量で良い部品と、ハンダ量を多く必要とする部品とが実装されるものである。先ず、スクリーン印刷基板８の通常のハンダ量で良い部品が実装される部分に局部ハンダ量増大型メタルマスク１の開口１ａの位置を一致させ、かつスクリーン印刷基板８のハンダ量を多く必要とする部品が実装される部分に局部ハンダ量増大型メタルマスク１の開口１ｃの位置を一致させる。そして、局部ハンダ量増大型メタルマスク１のスキージ側でハンダ９をゴムスキージ１０によりスキージングを開始し、先ず局部ハンダ量増大型メタルマスク１の通常のハンダ量で良い平坦部分にパターニングされた開口１ａにハンダが充填される（図４ａ及び図５ａ参照）。この時、局部ハンダ量増大型メタルマスク１の凸状外壁部１ｂのスキージ進行方向の角度は垂直方向に対して略６０度（水平方向に対して略３０度）であるので、スキージ７の乗り上げ時に凸状外壁部１ｂに引っ掛ることが無く、スムーズに行われる。そして、このスキージングにより、局部ハンダ量増大型メタルマスク１の凸状外壁部１ｂで周囲を取り囲まれた部分に大量のハンダが収容されて溜まる状態となる（図４ｂ参照）。そして、凸状外壁部の内壁側角度を略９０度としているので、ゴムスキージ１０によりハンダ９を押し上げて、凸状外壁部１ｂを越えて内側の囲まれた部分にハンダ９が収容され溜まる時に、略９０度の内側壁に当てることで、内側壁が開口部の壁面の役割を果たし、ハンダが逃げることなく、全体に隈なく行き渡るように溜まるという効果がある。局部ハンダ量増大型メタルマスク１のハンダ量を多く必要とする平坦部分にパターニングされた開口１ｃにハンダが隈なく充填され（図４ｃ及び図５ｂ参照）、更に、局部ハンダ量増大型メタルマスク１の反スキージ側であって、局部ハンダ量増大型メタルマスク１の通常のハンダ量で良い平坦部分にパターニングされた開口１ａにもハンダが充填される（図４ｃ及び図５ｂ参照）。最後にスクリーン印刷基板８より、局部ハンダ量増大型メタルマスク１を版離れする時に、凸状外壁部１ｂの内側に溜まったハンダ９が、メタルマスク１の板厚内のハンダの基板８へのタック力及びフラックスの粘着力により基板側に増量されて背高く（厚く）印刷されることになる（図４ｄ参照）。一方、局部ハンダ量増大型メタルマスク１の凸状外壁部１ｂで周囲を取り囲まれた部分に大量に溜まったハンダのうち、メタルマスク１の板厚内のハンダの基板８へのタック力及びフラックスの粘着力により取り込まれた部分が無くなっていることが判る（図４ｄ参照）。
【００１５】
試験例.
図６はこの発明による局部ハンダ量増大型メタルマスクを用いて、ＣＯＢ基板上に局部的にハンダ量を増大させて印刷するＣＯＢ用スクリーン印刷方法の試験例を示す要部平面図である。スクリーン印刷基板８は、通常のハンダ量で良い部品と、ハンダ量を多く必要とする実装部品１１とが実装されるものであり、図６ａはスクリーン印刷基板８の印刷後でハンダ量を多く必要とする実装部品１１を実装する前の図であり、図中、１２はスクリーン印刷基板８に設けられた部品パッドであり、ハンダ量を多く必要とする実装部品１１が実装される上側の部品パッド１２の４個所のハンダ量が多くなっている。図６ｂはスクリーン印刷基板８のリフロー後でハンダ量を多く必要とする実装部品１１を実装した後の図である。
ＣＯＢ仕様のメタルマスクで局部的にハンダ量を増大する場合、加工後には凸状の突起が存在するために、保護用のドライフィルムをラミネート（圧着）することが出来ず、したがって、ＣＯＢ仕様のメタルマスクのスキージ面側をハーフエッチング加工することが出来ず、局部的にハンダ量を増大させるメタルマスクが作製出来ないため、その代替として、今回作製したこの発明による局部ハンダ量増大型メタルマスクを用いて、ＣＯＢ基板上に局部的にハンダ量を増大させて印刷する評価試験を次の要領で実施したところ、印刷後の印刷状態、出来ばえ確認の結果、上記局部ハンダ量増大型メタルマスクで使用上問題無いことを確認した。
［評価条件］
使用マスク：上記製造方法により完成されたこの発明の局部ハンダ量増大型メタルマスク
使用ハンダ：鉛フリーハンダ
印刷      ：自動機
スキージ  ：ゴムスキージ（硬度９０℃）
実装      ：自動機
実装部品  ：フル実装
リフロー  ：自動機
投入基板数：２ｐｃｓ
［評価結果］
印刷      ：スキージＣＯＢ乗り上げ時問題無し（引っ掛り無し）
印刷後の形状は問題無し
リフロー後：頭の部分のフィレットが電極上ラインから形成有り（量産品と同等）
リード部のハンダフィレットは、問題無し（量産品と同等）
他、フィレット形成／ハンダ量問題無し
使用後    ：メタルマスクのＣＯＢ部破損／歪み無し  
【００１６】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、局部ハンダ量増大型メタルマスク１の凸状外壁部１ｂのスキージ進行方向と直交する方向（略９０度方向）の外壁の角度を、スキージ進行方向角度と同じ垂直方向に対して略６０度（水平方向に対して略３０度）としているが、この実施の形態２においては、図示しないが、局部ハンダ量増大型メタルマスク１の凸状外壁部１ｂのスキージ進行方向と直交する方向（略９０度方向）の外壁の角度は、略９０度もしくは平面から略７０度〜略９０度の範囲として、隣接部品との接合エリアの確保を可能とすることもできる。
【００１７】
実施の形態３．
上記実施の形態１では、局部ハンダ量増大型メタルマスク１は、通常のハンダ量で良い平坦部分にパターニングされた開口１ａと、ハンダ量を多く必要とする部品のハンダ印刷量を厚くするために、そのハンダ印刷量を厚くする部分３の周囲を取り囲みスキージングの際に他の箇所より外壁の高さ分ハンダが溜まる構造の凸状外壁部１ｂと、この凸状外壁部１ｂに囲まれた平坦部分にパターニングされた開口１ｃとを備えたものとしたが、局部ハンダ量増大型メタルマスク１の凸状外壁部１ｂで囲まれる部分が大きくなって、大口径になると、ゴムスキージ１０によるハンダ抉れの問題が発生することが考えられる。そこで、この実施の形態３においては、図７に示すように、局部ハンダ量増大型メタルマスク１の凸状外壁部１ｂで囲まれる部分に、パターニングされた開口１ｃを避けて十文字状のハンダ抉れ防止用のブリッジ１３を設けても良い。なお、このハンダ抉れ防止用のブリッジ１３は十文字状でなく、間欠的に設けたものであっても良い。
【００１８】
実施の形態４．
上記実施の形態１〜３では、実装部品が実装されている基板上に印刷するためのＣＯＢ仕様のメタルマスクで、実装済みの大型の実装部品を逃げるための断面台形状や蒲鉾状のドーム（突起）２が存在している局部ハンダ量増大型メタルマスクについて説明したが、例えば、ＣＯＢ仕様以外の大型部品が混載される基板において、大型部品部分に必要なハンダ量が確保できない場合がある。このような場合であっても、この発明による局部ハンダ量増大型メタルマスクを用いれば、板厚に制限されることなく製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明の実施の形態１における局部ハンダ量増大型メタルマスクの構造を示す要部の斜視図である。
【図２】この発明の実施の形態１における局部ハンダ量増大型メタルマスクの製造方法の各工程を順番に示す断面図である。
【図３】この発明の製造方法により完成された局部ハンダ量増大型メタルマスクの平面図である。
【図４】この発明による局部ハンダ量増大型メタルマスクを用いることにより、基板上に局部的にハンダ量を増大させて印刷するＣＯＢ用スクリーン印刷方法の各工程を順番に示す断面図である。
【図５】この発明による局部ハンダ量増大型メタルマスクを用いることにより、基板上に局部的にハンダ量を増大させて印刷するＣＯＢ用スクリーン印刷方法の各工程を順番に示す斜視図である。
【図６】この発明による局部ハンダ量増大型メタルマスクを用いて、ＣＯＢ基板上に局部的にハンダ量を増大させて印刷するＣＯＢ用スクリーン印刷方法の試験例を示す要部平面図である。
【図７】この発明の実施の形態３における局部ハンダ量増大型メタルマスクの平面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１  局部ハンダ量増大型メタルマスク
１ａ  開口
１ｂ  凸状外壁部
１ｃ  開口
２  断面台形状や蒲鉾状のドーム（突起）
３  局部ハンダ量の増大が求められる部分（凸状外壁部１ｂに囲まれた部分）
４  導電性母材
５  逆断面台形状や逆蒲鉾状の凹部
６  機械加工による凹形状
７  フォトレジスト層
８  スクリーン印刷基板
９  鉛フリーハンダ
１０  ゴムスキージ
１１  ハンダ量を多く必要とする実装部品
１２  部品パッド
１３  ハンダ抉れ防止用のブリッジ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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