(57)【要約】【課題】試料台上からワークを取り外すことなく、ワークの平衡調整を容易にかつ短時間で行うことが可能な超音波検査装置用ワーク置台を提供する。【解決手段】液槽中に保持したワークに超音波を照射してワークの性状を検査する超音波検査装置のワーク置台である。ワーク置台では、液槽の底板にベース台が載置されている。ベース台の上面には、３本の脚が立設され、脚の上端部に試料台がほぼ水平に保持されている。３本の脚は、ベース台の上面の三角形の３頂点位置に形成された３箇所のねじ孔にねじ込まれており、脚の上端面には高さ調整用溝が形成されている。この高さ調整用溝に治具を挿入して脚のねじ込み量を調整することで、試料台に載置されたワークの平衡状態を調整する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液槽中にワークを保持し、液面下でこのワークより上方に配置した超音波発振器から発振した超音波の反射波を受信器により受信してワークの性状を検査する超音波検査装置において、
前記液槽の底板に載置されるベース台と、
このベース台の上面で、三角形の３頂点位置に形成された３箇所のねじ孔と、
これらのねじ孔に下端部のねじ部がそれぞれねじ込まれ、かつ前記ベース台から垂直に起立する３本の脚と、
これらの３本の脚の上端部にほぼ水平に支持され、前記ワークが載置される試料台とを有し、
前記３本の脚の各上端面は前記試料台の上面から露出するとともに、これらの上端面には対応する脚を回転させる治具が挿入される高さ調整用溝が形成された超音波検査装置用ワーク置台。
【請求項２】
前記高さ調整用溝は横一文字に形成された請求項１に記載の超音波検査装置用ワーク置台。
【請求項３】
前記ベース台の裏面にはザグリによる凹所が形成されるとともに、この凹所は透孔によりベース台の上方空間に連通している請求項１または請求項２に記載の超音波検査装置用ワーク置台。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は超音波検査装置用ワーク置台、詳しくは超音波検査装置の液槽中でワークを載置し、このワークの平衡調整を容易に行うことができる超音波検査装置用ワーク置台に関する。
【背景技術】
【０００２】
水槽の底板に試料台を載置し、この試料台の上にワーク（例えば半導体パッケージ）を保持し、ワークの上方から照射した超音波でこのワークをスキャニングし、その反射波に基づいてワークの異常部分を検知する超音波検査装置が知られている（例えば特許文献１）。
この超音波検査装置では、超音波発振器（超音波探触子）から発振した超音波が半導体パッケージに当接し、これより反射した超音波を超音波探触子に接続された受信器により受信する。
このため、スキャニング時には、超音波探触子と半導体パッケージとの位置関係が重要となる。通常、超音波探触子の移動は水平面内で行われるため、試料台に載置された半導体パッケージについてもその上面が水平となるよう常に平衡に調整される。
具体的には、試料台に搭載した半導体パッケージの上面の各位置に対して超音波を照射してその高さを測定し、その後、試料台から半導体パッケージをいったん取り外し、所定サイズ・所定厚さのシム板を試料台の半導体パッケージの載置領域（置き位置）の適宜箇所に載置してその高さを調整する。次いで、半導体パッケージを試料台上に戻し、再び超音波により計測するという操作を繰り返す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２１５１５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような従来の超音波検査装置にあっては、以下のような不都合が生じていた。
すなわち、超音波探触子と半導体パッケージの上面との平衡調整時には、水槽の底板に固定した試料台から作業者が半導体パッケージをいったん取り外し、所定サイズのシム（スペーサ）によるこれの高さ調整を行った後、半導体パッケージを試料台に戻していた。このように、この高さ調整作業が人手による半導体パッケージの試料台からの取出し・再載置となるため、半導体パッケージの置き位置の再現が困難であり、置き位置のズレを原因として半導体パッケージとシム板との位置関係も変動し、再度シム板のサイズ変更を行う必要が生じる場合があった。その結果、この調整に長時間を要し、これを原因として半導体パッケージの超音波検査のデータを取得するまでの時間が長くなっていた。
【０００５】
そこで、発明者は鋭意研究の結果、液槽の底板にベース台を載置し、その上面で三角形の３頂点位置に形成された３つのねじ孔に、それぞれのねじ部をねじ込んで３本の脚を垂直に起立し、これらの脚の上端部に、高さ調整溝付きの上端面を露出して試料台を保持させれば、所定の高さ調整溝に差し込まれた治具により所定の脚を回転させることで、半導体パッケージの全域において、超音波探触子とこのパッケージとの間の距離を調整できることを突き止めた。これにより、半導体パッケージを試料台に載置したまま、超音波探触子と半導体パッケージの上面全域との距離を揃えて、半導体パッケージの平衡調整が容易かつ短時間で可能となり、その結果、半導体パッケージの超音波検査データの取得までの時間を短縮できることを知見し、この発明を完成させた。
【０００６】
すなわち、この発明は、試料台上からワークを取り外すことなく、ワークの平衡調整を容易かつ短時間で行うことができる超音波検査装置用ワーク置台を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、液槽中にワークを保持し、液面下でこのワークより上方に配置した超音波発振器から発振した超音波の反射波を受信器により受信してワークの性状を検査する超音波検査装置において、前記液槽の底板に載置されるベース台と、このベース台の上面で、三角形の３頂点位置に形成された３箇所のねじ孔と、これらのねじ孔に下端部のねじ部がそれぞれねじ込まれ、かつ前記ベース台から垂直に起立する３本の脚と、これらの３本の脚の上端部にほぼ水平に支持され、前記ワークが載置される試料台とを有し、前記３本の脚の各上端面は前記試料台の上面から露出するとともに、これらの上端面には対応する脚を回転させる治具が挿入される高さ調整用溝が形成された超音波検査装置用ワーク置台である。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、液槽の液（水、油などの接触媒質）面下で試料台にワークを載置し、ワークのＸ方向（左右方向）とＹ方向（奥行き方向、前後方向）の平衡調整を行う。その際、試料台を支持する三角形状に配置された３本の脚のうち、例えば２本がＸ方向に配置され、残りの１本がＹ方向に配置されるものとする。
Ｘ方向の平衡調整時には、まず（１）超音波探触子をＸ方向に移動させ、ワークのＸ方向の複数箇所で、超音波探触子とワークの表面との距離（高さ）を超音波の発振および受信により測定する。その後、（２）これらの測定結果に基づき、作業者がＸ方向に配置された２本の脚に対して、所定の高さ調整用溝に治具を差し込み、その脚を所定方向に回転させることで、ベース台のＸ方向に配置されたねじ孔へのねじ部のねじ込み量を変更する。その後、（３）超音波探触子をＸ方向に移動させ、先ほどの各測定箇所で超音波探触子とワークとの距離を測定し、ワークの上面のＸ方向における水平状態を確認する。求める検査結果が得られなければ、（１）〜（３）の操作をワークのＸ方向の複数箇所での水平調整が完了するまで繰り返す。
【０００９】
次に、Ｙ方向の平衡調整時には、まず（４）ワークの上方で超音波探触子をＹ方向に移動させ、ワークのＹ方向の所定位置で、超音波探触子とワークとの距離を測定する。その後、（５）これらの測定結果に基づき、作業者がＹ方向に配置された１本の脚の高さ調整用溝に治具を差し込み、その脚を所定方向に回転させることで、ベース台のＹ方向に配置されたねじ孔へのねじ部のねじ込み量を変更する。（６）次いで、超音波探触子をＹ方向に移動させ、先ほどの各測定箇所で超音波探触子とワークとの距離を測定する。その後、（４）〜（６）の操作をワークのＹ方向の複数箇所での高さ調整が完了するまで繰り返す。
このようにして、試料台上からワークを取り外すことなく、超音波探触子とワークの上面全域との距離を揃えて、ワークの高精度での平衡調整を容易かつ短時間で行うことができる。また、従来はワークと探触子との直交度の問題で分解ができなかったワークの波形の性能評価も可能となる。なお、液槽に充填される液体としては、水、油、アルコールなどである。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、高さ調整用溝は横一文字に形成された請求項１に記載の超音波検査装置用ワーク置台である。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、高さ調整用溝の形状を横一文字としたため、脚が９０°回転する毎にその端面の溝位置が初期位置と重なる十字穴のものに比べて、その２倍の１８０°回転するまで、脚の端面の溝位置がその初期位置と重ならない。これにより、脚の端面の高さ調整用溝の移動角度から、対応する脚の高さ調整量を視覚的におおよそ把握することができ、その結果、ワークの平衡調整に要する時間をさらに短縮することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、ベース台の裏面にはザグリによる凹所が形成されるとともに、この凹所は透孔によりベース台の上方空間に連通している請求項１または請求項２に記載の超音波検査装置用ワーク置台である。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、ベース台の裏面にはザグリによる凹所が形成され、この凹所は透孔によりベース台の上方空間に連通している。そのため、液槽中に水などの接触媒質を流し込んだとき、ベース台の凹所に残った空気を透孔から抜き出すことができる。また、超音波検査時の超音波探触子の移動動作により液槽の水などの接触媒質が攪拌され、ベース台の下面に気泡が入り込んでも、この気泡を透孔から容易に排出することができる。
【００１４】
ワークとしては、超音波検査が可能なものであれば任意である。例えば、各種の半導体パッケージ、樹脂製品などがある。
超音波検査装置により検出されるワークの性状とは、例えば、ワークが半導体パッケージの場合にはボイド、パーティクル、半田の接合不良、モールドの亀裂などである。
ここでの超音波検査装置は、液面下で超音波発生器からワーク（対象物）に向かって超音波を発振し、その反射波を受信器により受信することで、超音波反射エネルギ（Ｅｃｈｏ  Ｈｅｉｇｈｔ）の強弱により、ワーク内部の状態を可視化する。
その際、ワークの上方で超音波探触子は水平方向に移動しながら、このワークの全体をスキャニングする。
超音波探触子の種類としては、例えば垂直探触子、斜角探触子、水浸探触子などを採用することができる。超音波発生器には、超音波発振器と、超音波発振器から発振された超音波の反射波を受信する受信器とが内蔵されている。
【００１５】
ベース台の素材は限定されない。例えば、アクリル樹脂などの各種の合成樹脂を採用することができる。その他、各種のガラスなどでもよい。
ベース台の形状としては、例えば矩形状、円形状、楕円形状などを採用することができる。
また、ベース台として、裏面にザグリによる凹所が形成され、この凹所に上方空間と連通する透孔を形成したものを採用してもよい。これにより、例えば液槽に水（または油などの接触媒質）を流し込んだとき、ベース台の凹所に残っていた空気を透孔から排出することができる。また、超音波検査時の超音波探触子の移動動作により液槽の水（または油などの接触媒質）が攪拌され、ベース台の下面に気泡が入り込んだ場合でも、この気泡は透孔を通して容易に排出することができる。
【００１６】
ベース台に形成される３つのねじ孔がその３頂点の位置に配置される三角形としては、例えば正三角形が好ましいものの、その他、二等辺三角形、直角三角形などを採用してもよい。三角形の各辺の長さは任意とする。
各脚の素材としては、例えば、ステンレス、鉄、銅などの各種の金属、アクリル樹脂などの各種の合成樹脂、各種のガラスなどを採用することができる。
各脚の長さ方向に直交する断面形状は任意である。例えば、円形、正方形を含む四角形状の多角形などを採用することができる。
各脚の下部に形成されるねじ部（ねじ孔）の直径は、脚のサイズに応じて適宜選択される。
【００１７】
ここでいう「試料台が３本の脚の上端部にほぼ水平に支持される」とは、試料台が３本の脚の上端部に、高さ調整可能に支持されていることを意味する。各脚の高さ調整は、作業者が所定の脚の高さ調整用溝に治具を差し込み、その脚を回転させることで、ベース台のねじ孔へのねじ部のねじ込み量を変更することで行われる。
「試料台がほぼ水平に支持されている」とは、試料台が水平面を基準として±２°の角度差で３本の脚の上端部に支持されていることを意味する。
「脚の上端面が試料台の上面から露出する」とは、各脚と試料台との取り付けは、試料台に形成された透孔（貫通孔）に、対応する脚の上端部が挿入され、その脚の上端面がその透孔を通して試料台の上面に露出することを意味する。
【００１８】
高さ調整溝の形状としては、例えば、横一文字（すりわり）を採用することができる。その他、十字穴、Ｈ形（フィリップス型）、Ｓ形、プラスマイナス、六角穴、四角穴でもよい。
治具の種類は高さ調整溝の形状に応じて適宜変更される。例えば、高さ調整溝が横一文字の場合にはマイナスドライバなどが使用され、十字穴の場合にはプラスドライバが採用される。また、六角穴の場合には六角レンチを使用する。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１に記載の発明にあっては、３本の脚のうちの２本をＸ方向（左右方向）に配置し、残りをＹ方向（奥行き方向、前後方向）に配置した状態で、液槽の液面下で試料台にワークを載置し、ワークのＸ方向とＹ方向の平衡調整を行う。
Ｘ方向の平衡調整時には、まず超音波探触子をＸ方向に移動させ、ワークのＸ方向の複数箇所で、超音波探触子とワークの上面との距離を測定する。その測定結果に基づき、作業者がＸ方向の一方の脚の高さ調整用溝に治具を差し込み、その脚を所定方向に回転してベース台の対応するねじ孔へのねじ部のねじ込み量を変更し、ワークのＸ方向の平衡（水平度）調整を行う。その後、これらの操作を繰り返し、ワークの上面のＸ方向の水平状態を確保する。
【００２０】
次に、Ｙ方向の平衡調整時には、超音波探触子をＹ方向に移動させ、ワークのＹ方向の所定位置で、超音波探触子とワークの上面との距離を測定する。この測定結果に基づき、作業者がＹ方向の脚の高さ調整用溝に治具を差し込み、その脚を所定方向に回転してベース台の対応するねじ孔へのねじ部のねじ込み量を変更し、ワークのＹ方向の平衡（水平度）調整を行う。その後、これらの操作を繰り返し、ワークの上面のＹ方向の水平状態を確保する。
このようにして、試料台上からワークを取り外すことなく、超音波探触子とワークの上面全域との距離を揃えて、ワークの高精度での平衡調整を容易かつ短時間で行うことができる。その結果、従来はワークと探触子との直交度の問題により分解ができなかったワークの波形の性能評価も可能となった。
【００２１】
請求項２に記載の発明によれば、高さ調整用溝の形状を横一文字としたため、脚が９０°回転毎にその端面の溝位置が初期位置と重なる十字穴のものに比べて、その２倍の１８０°回転するまで、脚の端面の溝位置がその初期位置と重ならない。これにより、脚の端面の高さ調整用溝の移動角度から、対応する脚の高さ調整量を視覚的におおよそ把握することができ、その結果、ワークの平衡調整時間をより短縮することができる。
【００２２】
請求項３に記載の発明によれば、液槽中に液体（水、油などの接触媒質）を流し込んだとき、ベース台の凹所に残った空気を透孔から抜き出すことができる。また、超音波検査時の超音波探触子の移動動作により液槽の液体が攪拌され、ベース台の下面に気泡が入り込んでも、この気泡は透孔を介して容易に排出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】この発明の実施例１に係る超音波検査装置用ワーク置台を示す正面図である。
【図２】この発明の実施例１に係る超音波検査装置用ワーク置台の背面図である。
【図３】この発明の実施例１に係る超音波検査装置用ワーク置台の底面図である。
【図４】この発明の実施例１に係る超音波検査装置用ワーク置台の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、この発明の実施例を、図面を参照して具体的に説明する。ここでは、説明の都合上、超音波検査装置用ワーク置台を平面視したときの左方向をＸ１方向、右方向をＸ２方向、前方向をＹ１方向、後方向をＹ２方向とし、そのワーク置台を正面視したときの下方向をＺ１方向、上方向をＺ２方向とする。
【実施例】
【００２５】
図１〜図４において、この発明の実施例１に係る超音波検査装置は、液槽１１中にワーク１２を保持し、その液（水などの接触媒質であって、この場合は水）面下でこのワーク１２より上方に配置した超音波探触子Ａによりワーク１２の性状（剥離などの異常部分等）を検査するものである。
超音波検査装置用ワーク置台１０は、箱型の液槽１１の水平な底面を形成する底板１５に載置される所定厚さの板材のベース台１６と、このベース台１６の上面で、正三角形の３頂点位置に形成された３箇所のねじ孔１７と、これらのねじ孔１７に下端部のねじ部１８がそれぞれねじ込まれるとともに、このベース台１６から垂直に起立する３本の脚１９と、これらの脚１９の上端部に保持されることによりほぼ水平に支持された試料台２０とを有している。
【００２６】
液槽１１はアクリル板からなる矩形底面を有する直方体形状の箱形容器で、その底板１５の矩形の上面の略中央部にベース台１６が載置される。
ベース台１６は、平面視して正方形の厚肉なステンレス板であって、その裏面の中央部には、ザグリによる正方形の凹所２１が形成されている。この凹所２１によりベース台１６はその軽量化とともにその把持が容易となるよう形成されている。この凹所２１の中央部には、ベース台１６の表裏面を貫通した透孔２２が１つ形成されている。
また、ベース台１６には、正三角形の３つの頂点位置、すなわちそのＸ１−Ｙ１側の隅部と、Ｘ１−Ｙ２側の隅部と、Ｙ２側の辺部の長さ方向の中間部とに、合計３つの前記ねじ孔１７が形成されている。
各ねじ孔１７には、その下端部に形成されたねじ部１８を介して、３本の脚１９がそれぞれねじ込まれている。すなわち、同じ長さの３本の脚１９がベース台１６の上面で三角形の頂点位置に垂直に立設されているのである。また、ベース台１６の各ねじ孔１７の形成部の上面には、３つのスペーサ２４がそれぞれ介装されている。なお、このねじのピッチは細目ねじのそれとすることで、ねじ込み量の微調整が可能となされている。
【００２７】
各脚１９は、六角柱形状の例えばステンレス製であって、その上端部には、試料台２０の厚さより若干長い小径な円柱である挿通ピン部２５がそれぞれ形成されている。各挿通ピン部２５は、対応する脚１９の約半分の直径のものである。
各挿通ピン部２５の上端面には、前記試料台２０の上面から露出した横一文字の高さ調整溝（すりわり）２６がそれぞれ形成されている。各高さ調整溝２６には、対応する脚１９を回転させるマイナスドライバ（治具）２７が差し込まれる。
試料台２０は、ベース台１６と同一サイズの正方形の薄肉なステンレス板で、その平坦な上面の中央部にワーク（ここでは、矩形状の半導体パッケージ）１２が載置される。試料台２０には、そのＸ１−Ｙ１側の隅部（図３、図４を参照）と、Ｘ２−Ｙ１側の隅部と、Ｙ２側の辺部の長さ方向の中間部とに、合計３つのピン挿通孔２８が形成されている。各ピン挿通孔２８は、対応する挿通ピン部２５よりわずかに大径な孔である。そのため、試料台２０を各脚１９に取り付ける際には、各挿通ピン部２５を各挿通孔２８に挿通することで、３本の脚１９の上端部に現出した座面２９に、試料台２０の対峙部分の裏面が当接して保持される。これにより、試料台２０は、前記３本の脚１９の上端部においてほぼ水平に支持されていることとなる。
【００２８】
次に、図１〜図４を参照して、この発明の実施例１に係る超音波検査装置用ワーク置台１０を使用してのワーク１２の超音波検査方法を説明する。
まず、図１に示すように、水が満たされた液槽１１にあってその底板１５の上面にベース台１６を載置する。このとき、ベース台１６には３本の脚１９が起立して設けられており、そのうちの２本の脚１９はＸ方向に離間して配置され、残りの１本の脚１９はＹ方向に配置されている（図３、図４参照）。また、これら３本の脚１８の上端部には試料台２０が保持され、さらにこの試料台２０の上面の中央部にはワーク１２が載置されている。
次に、図１〜図４を参照して、水面下（水中）で行われるワーク１２のＸ方向とＹ方向の平衡調整について説明する。
Ｘ方向の平衡調整時には、まず水浸された超音波探触子Ａをワーク１２の上方でＸ方向に移動させ、ワーク１２のＸ方向の複数箇所で、超音波を照射し、その反射波を受信することにより、超音波探触子Ａとワーク１２の上面との間の距離をそれぞれ測定する。
次いで、これらの測定結果に基づき、作業者がＸ１方向またはＸ２方向の脚１９の高さ調整用溝に治具であるマイナスドライバ２７の先端を差し込み、その脚１９を所定方向に回転してベース台１６の対応するねじ孔１７へのねじ部１８のねじ込み量を変更することにより、ワーク１２のＸ方向の水平度の調整（平衡調整）を行う。その後、これらの操作を繰り返し、ワーク１２の上面のＸ方向での水平状態（平衡状態）を確保する。
【００２９】
次に、Ｙ方向の平衡調整時には、超音波探触子ＡをＹ方向に移動させ、ワーク１２のＹ方向の所定位置で、上記と同様に、超音波探触子Ａとワーク１２の上面との間の距離を測定する。この測定結果に基づき、作業者がＹ１方向またはＹ２方向の脚１９の高さ調整用溝にマイナスドライバ２７を差し込み、その脚１９を所定方向に回転してベース台１６の対応するねじ孔１７へのねじ部１８のねじ込み量を変更することにより、ワーク１２のＹ方向の水平度の調整（平衡調整）行う。その後、これらの操作を繰り返し、ワーク１２の上面のＹ方向の水平状態（平衡状態）を確保する。
このようにワーク１２の水平出しが完了した後は、超音波検査装置によるワーク１２の超音波検査が行われる。すなわち、水面下のワーク１２上で超音波探触子ＡをＸ方向およびＹ方向に移動しながらワーク１２の全面をスキャニングし、超音波探触子Ａの超音波発振器から発振した超音波の当該位置での反射波を受信し、ワーク１２の性状を検査する。なお、検査結果については画像表示などを行うことができる。
【００３０】
このように構成したことで、試料台２０上からワーク１２を取り外すことなく、超音波探触子Ａとワーク１２の上面全域との間の距離を揃えて、ワーク１２の高精度な平衡調整を容易かつ短時間で行うことができる。その結果、従来はワークと探触子との直交度の問題により分解ができなかったワークの波形の性能評価も可能となる。
また、高さ調整用溝の形状を横一文字としたため、脚１９が９０°回転毎にその端面の溝位置が初期位置と重なる十字穴のものに比べて、その２倍の１８０°回転するまで、脚１９の端面の溝位置がその初期位置と重ならない。これにより、脚１９の端面の高さ調整用溝の移動角度から、対応する脚１９の高さ調整量を視覚的におおよそ把握することができ、その結果、ワーク１２の平衡調整のための時間をより短縮することができる。
さらに、ベース台１６の裏面の凹所２１の中央部に透孔２２を形成したため、液槽１１中に水を流し込んだとき、ベース台１６の凹所２１に残った空気を透孔２２から抜き出すことができる。また、超音波検査時の超音波探触子Ａの移動動作により液槽１１の水が攪拌され、ベース台１６の下面に気泡が入り込んでも、この気泡を透孔２２から容易に排出することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
この発明は、液槽中の試料台に載置したワークと超音波探触子との平衡を調整する技術として有用である。
【符号の説明】
【００３２】
１０  超音波検査装置用ワーク置台、
１１  液槽、
１２  ワーク、
１５  底板、
１６  ベース台、
１７  ねじ孔、
１８  ねじ部、
１９  脚、
２０  試料台、
２１  凹所、
２２  透孔、
２６  高さ調整溝、
２７  マイナスドライバ（治具）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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