(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイボンディングパッドを有する導通支持部材と、
上記ダイボンディングパッドにダイボンディングされた複数の半導体発光素子と、
を備える半導体発光モジュールであって、
上記複数の半導体発光素子は、第１の方向に沿って直列に配置されており、
上記ダイボンディングパッドは、上記第１の方向と異なる方向である第２の方向に延びる対称軸について上記複数の半導体発光素子のダイボンディング位置と線対称である仮想ダイボンディング位置と重なる部分を有していることを特徴とする、半導体発光モジュール。
【請求項２】
上記ダイボンディングパッドは、上記複数の半導体発光素子が各別にダイボンディングされた複数のランドを有しており、
上記複数のランドは、上記複数の半導体発光素子の配列軸と上記対称軸との交点を中心とする円弧形状であるもの、または、上記交点と重なる部分を有するもの、である、請求項１に記載の半導体発光モジュール。
【請求項３】
上記導通支持部材は、上記ダイボンディングパッドを構成するためのリードを備えており、
上記リードは、上記複数のランドのうち、少なくともいずれか一つから延出し、かつ上記リードの他の部分に対して連結されていない延出部を有している、請求項２に記載の半導体発光モジュール。
【請求項４】
上記ダイボンディングパッドは、上記複数の半導体発光素子のダイボンディング位置と、上記複数の仮想ダイボンディング位置との全てに重なる１つのランドからなる、請求項１に記載の半導体発光モジュール。
【請求項５】
請求項１ないし４に記載の１以上の半導体発光モジュールと、
透光材料からなる細長棒状とされており、上記半導体発光モジュールの正面に位置する入射面、長手方向に延びる反射面、および長手方向に延びており上記反射面と反対側に位置する出射面を備える導光体と、
読取り対象物から反射された光を受光する受光手段と、を備えることを特徴とする、画像読取装置。
【請求項６】
上記導光体は、両端に２つの入射面が形成されており、
上記２つの入射面に正対する２つの上記半導体発光モジュールを備えている、請求項５に記載の画像読取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば赤色光、緑色光、青色光を発するＬＥＤチップが搭載された半導体発光モジュールおよびこれを用いた画像読取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図８は、従来の半導体発光モジュールＸを示している。同図に示された半導体発光モジュールＸは、リード９１、３つのＬＥＤチップ９２、および樹脂パッケージ９３を備えている。リード９１は、ＬＥＤチップ９２に対して給電するためのものであり、ダイボンディングパッド９１ａ、ワイヤボンディングパッド９１ｂ、および端子９１ｃを有している。ダイボンディングパッド９１ａは、３つのランドによって構成されている。各ランドには、ＬＥＤチップ９２がそれぞれダイボンディングされている。３つのＬＥＤチップ９２は、赤色光、緑色光、青色光を発光可能に構成されている。各ＬＥＤチップ９２は、ワイヤによってワイヤボンディングパッド９１ｂに接続されている。端子９１ｃは、半導体発光モジュールＸを、回路基板などに接続し、画像読取装置に搭載するために用いられる。樹脂パッケージ９３は、たとえば白色樹脂からなり、リード９１を部分的に覆っている。樹脂パッケージ９３には、開口９３ａが形成されている。開口９３ａは、３つのＬＥＤチップ９２を露出させている。
【０００３】
半導体発光モジュールＸが画像読取装置（図示略）に用いられる場合、半導体発光モジュールＸの正面に導光体（図示略）が配置される。この導光体は、細長棒状であり、３つのＬＥＤチップ９２にその一端面が対面する。この端面から入射した光は、上記導光体の長手方向に進行しつつ、上記導光体の幅方向に適宜反射される。そして、上記導光体からは、その長手方向に延びる線状光が発せられる。この線状光は、読取り対象物である原稿などに照射される。その反射光を、たとえばセンサＩＣチップ（図示略）によって受光することにより、上記原稿に記載された内容を画像データとして読取ることができる。
【０００４】
しかしながら、鮮明な画像データを得るために、上記線状光は、上記原稿に対して均一かつ高い輝度で照射される必要がある。その方策として、３つのＬＥＤチップ９２の配置が種々変更されることがある。このような変更が行われると、ダイボンディングパッド９１ａの形状および配置を変更することが強いられる。これにより、半導体発光モジュールおよび上記画像読取装置のコストが増大するという不都合があった。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−７８９１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、半導体発光素子の配置を変更することが可能な半導体発光モジュールおよびこれを用いた画像読取装置を提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の側面によって提供される半導体発光モジュールは、ダイボンディングパッドを有する導通支持部材と、上記ダイボンディングパッドにダイボンディングされた複数の半導体発光素子と、を備える半導体発光モジュールであって、上記複数の半導体発光素子は、第１の方向に沿って直列に配置されており、上記ダイボンディングパッドは、上記第１の方向と異なる方向である第２の方向に延びる対称軸について上記複数の半導体発光素子のダイボンディング位置と線対称である仮想ダイボンディング位置と重なる部分を有していることを特徴としている。
【０００８】
このような構成によれば、上記複数の半導体発光素子を、上記対称軸について線対称となる２つの位置に配置することが可能である。これにより、上記半導体発光モジュールが用いられるたとえば画像読取装置の構成に変更があっても、上記ダイボンディングパッドを作り変えることなく対応することが可能となる。したがって、上記半導体発光モジュールのコスト増大を回避することができる。
【０００９】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記ダイボンディングパッドは、上記複数の半導体発光素子が各別にダイボンディングされた複数のランドを有しており、上記複数のランドは、上記複数の半導体発光素子の配列軸と上記対称軸との交点を中心とする円弧形状であるもの、または、上記交点と重なる部分を有するもの、である。このような構成によれば、上記複数の半導体発光素子を、上記配列軸とこれと上記対称軸について線対称の関係にある配列軸とに挟まれたあらゆる方向に延びる配列軸に沿って配置することができる。
【００１０】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記導通支持部材は、上記ダイボンディングパッドを構成するためのリードを備えており、上記リードは、上記複数のランドの少なくともいずれかから延出し、かつ上記リードの他の部分に対して連結されていない延出部を有している。このような構成によれば、上記半導体発光モジュールを製造する際に、上記延出部を支持することにより、上記ランドが不安定となることを防止することができる。
【００１１】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記ダイボンディングパッドは、上記複数の半導体発光素子のダイボンディング位置と、上記複数の仮想ダイボンディング位置との全てに重なる１つのランドからなる。このような構成によれば、上記複数の半導体発光素子どうしを接近させることができる。これは、たとえば赤色光、緑色光、青色光の混色を促進することにより、鮮明な白色光を出射するのに有利である。
【００１２】
本発明の第２の側面によって提供される画像読取装置は、本発明の第１の側面によって提供される１以上の半導体発光モジュールと、透光材料からなる細長棒状とされており、上記半導体発光モジュールの正面に位置する入射面、長手方向に延びる反射面、および長手方向に延びており上記反射面と反対側に位置する出射面を備える導光体と、読取り対象物から反射された光を受光する受光手段と、を備えることを特徴としている。
【００１３】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記導光体は、両端に２つの入射面が形成されており、上記２つの入射面に正対する２つの上記半導体発光モジュールを備えている。このような構成によれば、上記画像読取装置から照射される線状光の輝度を高めるとともに、輝度分布の均一化を図ることができる。
【００１４】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。
【００１６】
図１および図２は、本発明に係る半導体発光モジュールの第１実施形態を示している。本実施形態の半導体発光モジュールＡ１は、導通支持部材１、ＬＥＤチップ２Ｒ，２Ｇ，２Ｂ、ワイヤ３を備えている。半導体発光モジュールＡ１は、たとえば後述するように画像読取装置の光源として用いられる。
【００１７】
導通支持部材１は、ＬＥＤチップ２Ｒ，２Ｇ，２Ｂを外部の電気回路（図示略）などに導通させるとともに、これらを支持する機能を有する。本実施形態においては、導通支持部材１は、リード１Ａおよび樹脂パッケージ１Ｂからなる。
【００１８】
リード１Ａは、たとえばＣｕまたはＮｉなどの合金からなり、ダイボンディングパッド１１、延出部１２、ワイヤボンディングパッド１３、および複数の端子１４を有している。ダイボンディングパッド１１は、３つのＬＥＤチップ２Ｒ，２Ｇ，２Ｂをダイボンディングするための部分であり、３つのランド１１ａ，１１ｂ，１１ｃからなる。ランド１１ｂは、略円形状であり、半導体発光モジュールＡ１の略中央に位置している。ランド１１ａ，１１ｃは、ランド１１ｂを挟んで配置されている。ランド１１ａ，１１ｃは、それぞれ略円弧形状とされている。これらの形状は、後述する配列軸Ｌ１，Ｌ２および対称軸Ｓの交点を中心とする同心円状とされている。延出部１２は、ランド１１ｂから延びており、その先端が、ランド１１ａ，１１ｃおよびワイヤボンディングパッド１３のいずれにも繋がっていない。
【００１９】
ワイヤボンディングパッド１３は、ダイボンディングパッド１１を囲うＣ字状とされている。ワイヤボンディングパッド１３には、３つのワイヤ３の一端がボンディングされている。これらのワイヤ３の他端は、ＬＥＤチップ２Ｒ，２Ｇ，２Ｂにボンディングされている。複数の端子１４は、樹脂パッケージ１Ｂから互いに平行に延びており、半導体発光モジュールＡ１を回路基板などに接続するために用いられる。
【００２０】
樹脂パッケージ１Ｂは、たとえば白色樹脂からなり、リード１Ａを部分的に覆っている。樹脂パッケージ１Ｂは、互いに直角である辺１５，１６を有している。また樹脂パッケージ１Ｂには、フード１７が形成されている。フード１７は、たとえば後述する画像読取装置Ｂの導光体４を位置合わせするために用いられる。フード１７の内側は、３つのＬＥＤチップ２Ｒ，２Ｇ，２Ｂおよびダイボンディングパッド１１を露出させる開口となっている。
【００２１】
ＬＥＤチップ２Ｒ，２Ｇ，２Ｂは、たとえば活性層とこれを挟むｎ型半導体層およびｐ型半導体層とを備えており、赤色光、緑色光、青色光を発光可能に構成されている。本実施形態のＬＥＤチップ２Ｒ，２Ｇ，２Ｂは、いわゆる１ワイヤタイプのものであり、底面にカソードが形成され、上面にアノードが形成されている。ＬＥＤチップ２Ｒがランド１１ａにダイボンディングされ、ＬＥＤチップ２Ｇがランド１１ｂにダイボンディングされ、ＬＥＤチップ２Ｂがランド１１ｃにダイボンディングされている。上記カソードは、ダイボンディングパッド１１に導通している。上記アノードには、ワイヤ３がボンディングされている。図１に示すように、ＬＥＤチップ２Ｒ，２Ｇ，２Ｂは、配列軸Ｌ１に沿って直列に配置されている。
【００２２】
本実施形態においては、配列軸Ｌ１は、辺１５，１６のいずれに対しても４５度程度傾いている。配列軸Ｌ２は、対称軸Ｓについて配列軸Ｌ１と線対称の関係にある軸である。対称軸Ｓは、辺１５と平行に延びている。仮想ダイボンディング位置２Ｒ’，２Ｂ’は、対称軸ＳについてＬＥＤチップ２Ｒ，２Ｂと線対称の関係にあり、配列軸Ｌ２上に位置する。ＬＥＤチップ２Ｇは、対称軸Ｓ上に位置するため、それ自体が対称軸Ｓについて線対称となる仮想ダイボンディング位置となりうる。図１からよく理解されるように、ランド１１ａは、ＬＥＤチップ２Ｒのダイボンディング位置および仮想ダイボンディング位置２Ｒ’のいずれともと重なっている。同様に、ランド１１ｃは、ＬＥＤチップ２Ｂのダイボンディング位置および仮想ダイボンディング位置２Ｂ’のいずれともと重なっている。なお、配列軸Ｌ１が延びる方向が、本発明で言う第１の方向に相当し、対称軸Ｓが延びる方向が本発明で言う第２の方向に相当する。
【００２３】
図３〜図５は、本発明に係る画像読取装置の一例を示している。本実施形態の画像読取装置Ｂは、２つの半導体発光モジュールＡ１を有しており、これらに加えて導光体４、レンズユニット５、複数のセンサＩＣチップ６、基板７、およびケース８を備えている。画像読取装置Ｂは、図４および図５に示すようにたとえば原稿台Ｓｔに置かれた原稿Ｄｃに対して線状光を照射することにより、原稿Ｄｃに記載された内容を画像データとして読取る機能を有する。
【００２４】
導光体４は、たとえばＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）などのアクリル樹脂からなる透明度が高い部材であり、本実施形態においては断面円形状とされている。導光体４は、２つの入射面４１、反射面４２、および出射面４３を有している。入射面４１は、導光体４の両端に設けられている。導光体４の両端は、２つの半導体発光モジュールＡ１のフード１７にそれぞれ嵌合している。これにより、各入射面４１は、半導体発光モジュールＡ１に正対している。
【００２５】
図４は、図３において左側に位置する半導体発光モジュールＡ１を臨む断面図である。本図に示されるとおり、配列軸Ｌ１は、反射面４２から出射面４３へと向かう方向と一致している。すなわち、配列軸Ｌ１に沿って直列に配置されたＬＥＤチップ２Ｒ，２Ｇ，２Ｂは、反射面４２から出射面４３へと向かう方向に沿って配列されている。
【００２６】
一方、図５は、図３において右側に位置する半導体発光モジュールＡ１を臨む断面図である。本図においては、配列軸Ｌ２が、反射面４２から出射面４３へと向かう方向と一致している。そして、本図に示された半導体発光モジュールＡ１は、図４に示された半導体発光モジュールＡ１とは異なり、ＬＥＤチップ２Ｒ，２Ｇ，２Ｂが配列軸Ｌ２に沿って直列に配置されている。このような半導体発光モジュールＡ１は、図１における仮想ダイボンディング位置２Ｒ’，２Ｂ’にＬＥＤチップ２Ｒ，２Ｂをダイボンディングすることによって製造される。
【００２７】
反射面４２は、入射面４１から導光体４の長手方向に沿って進行してきた光を出射面４３に向けて反射するための面である。反射面４２には、たとえば複数の溝が形成されている。出射面４３は、原稿Ｄｃに向けて光を出射する面であり、上記長手方向に延びている。出射面４３からは、上記長手方向に延びた線状光が出射される。
【００２８】
レンズユニット５は、原稿Ｄｃによって反射された光を複数のセンサＩＣチップ６に正立等倍で集束するためのものである。複数のセンサＩＣチップ６は、それぞれが受光部（図示略）を有する半導体チップであり、基板７上に搭載されている。センサＩＣチップ６は、光電変換機能を有しており、受光量に対応した出力レベルの画像信号を出力するように構成されている。基板７は、たとえばアルミナまたは窒化アルミなどのセラミック製、またはガラスエポキシ樹脂製であり、長矩形状とされている。基板７は、ケース８の下端に取り付けられており、ケース８に対する位置決めがなされている。ケース８は、合成樹脂製であり、基板７、半導体発光モジュールＡ１、センサＩＣチップ６、導光体４、およびレンズユニット５を収容している。
【００２９】
次に、半導体発光モジュールＡ１および画像読取装置Ｂの作用について説明する。
【００３０】
本実施形態によれば、ＬＥＤチップ２Ｒ，２Ｇ，２Ｂを、少なくとも配列軸Ｌ１，Ｌ２のいずれかに沿って配列することが可能である。このため、たとえば、画像読取装置Ｂの導光体４の両端に２つの半導体発光モジュールＡ１を設ける場合であっても、リード１Ａを作り分ける必要がない。したがって、半導体発光モジュールＡ１、さらには画像読取装置Ｂのコスト増大を回避することができる。
【００３１】
ランド１１ａ，１１ｃが同心円状とされていることにより、配列軸Ｌ１，Ｌ２の間に存在しうる別の配列軸に沿ってＬＥＤチップ２Ｒ，２Ｂを配置することが可能である。このため、ＬＥＤチップ２Ｒ，２Ｂが配列される軸を配列軸Ｌ１と配列軸Ｌ２との間において適宜設定することにより、たとえば画像読取装置Ｂにおいて、線状光によって原稿Ｄｃが照明される箇所を微調整することができる。
【００３２】
半導体発光モジュールＡ１の製造工程において、樹脂パッケージ１Ｂを形成する際には、一般的に金型を用いたモールド成形が行われる。このモールド成形においては、枝状に延びるランド１１ｂが不安定となりやすい。延出部１２をピンなどによって金型の一部に押し付けた状態でモールド成形することにより、ランド１１ｂを安定させた状態で樹脂パッケージ１Ｂを形成することができる。上記ピンによって押し付けられると、延出部１２の裏側には、樹脂が回りこまないこととなり、樹脂が回りこんでいるランド１１ｂなどと比べて若干不安定となる。しかしながら、延出部１２は、ＬＥＤチップ２Ｒ，２Ｇ，２Ｂがダイボンディングされたり、ワイヤ３がボンディングされたりする部分ではないため、ボンディング作業が不安定になってしまうなどのおそれは少ない。
【００３３】
画像読取装置Ｂは、導光体４の両側から２つの半導体発光モジュールＡ１の光が入射する構成とされている。これにより、導光体４から出射される線状光の輝度を高めるとともに、長手方向における輝度分布の均一化を図ることができる。
【００３４】
図６は、本発明に係る半導体発光モジュールの第２実施形態を示している。本実施形態の半導体発光モジュールＡ２は、ダイボンディングパッド１１の構成が、上述した実施形態と異なっている。なお、同図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。
【００３５】
本実施形態においては、ダイボンディングパッド１１は、１つのランド１１ａによって構成されている。ランド１１ａは、略矩形状とされており、ＬＥＤチップ２Ｒ，２Ｇ，２Ｂのダイボンディング位置と、仮想ダイボンディング位置２Ｒ’，２Ｂ’とのすべてと重なっている。そして、ランド１１ａには、ＬＥＤチップ２Ｒ，２Ｇ，２Ｂのすべてがダイボンディングされている。ランド１１ａの周りには、３つのワイヤボンディングパッド１３が配置されている。これらのワイヤボンディングパッド１３には、それぞれワイヤ３がボンディングされている。
【００３６】
このような実施形態によっても、ＬＥＤチップ２Ｒ，２Ｇ，２Ｂを、配列軸Ｌ１，Ｌ２に沿って適宜配置することが可能である。したがって、半導体発光モジュールＡ２およびこれを用いたたとえば画像読取装置のコスト増大を回避することができる。さらに、本実施形態においては、ＬＥＤチップ２Ｒ，２Ｇ，２Ｂを比較的接近させることが可能である。これは、ＬＥＤチップ２Ｒ，２Ｇ，２Ｂからの光を適切に混色させるのに適しており、鮮明な白色光を出射するのに好ましい。
【００３７】
図７は、本発明に係る半導体発光モジュールの第３実施形態を示している。本実施形態の半導体発光モジュールＡ３は、ＬＥＤチップ２Ｒ，２Ｇ，２Ｂの構成が、上述した実施形態と異なっている。なお、同図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。
【００３８】
本実施形態においては、ダイボンディングパッド１１は、１つのランド１１ａによって構成されている。図７に示すように、ランド１１ａには、ＬＥＤチップ２Ｒ，２Ｇ，２Ｂのすべてが配列軸Ｌ１に沿って直列に、ダイボンディングされている。ランド１１ａは、略矩形状とされており、ＬＥＤチップ２Ｒ，２Ｇ，２Ｂのダイボンディング位置と、仮想ダイボンディング位置２Ｒ’，２Ｂ’とのすべてと重なっている。
【００３９】
ＬＥＤチップ２Ｒ，２Ｇ，２Ｂは、いわゆる２ワイヤタイプのものであり、上面にカソード、および、アノードが形成されている。上記カソード、および、上記アノードには、異なるワイヤ３がそれぞれボンディングされている。ダイボンディングパッド１１には、３本のワイヤ３が、ボンディングされている。そして、上記アノードと、ダイボンディングパッド１１とは、ワイヤ３により、それぞれ導通している。一方、ランド１１ａの周りには、３つのワイヤボンディングパッド１３が配置されている。これらのワイヤボンディングパッド１３には、それぞれワイヤ３がボンディングされている。そして、上記カソードと、ワイヤボンディングパッド１３とは、ワイヤ３により、それぞれ導通している。このような実施形態によっても、上述と同様の効果を得ることができる。
【００４０】
本発明に係る半導体発光モジュールおよび画像読取装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る半導体発光モジュールおよび画像読取装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
【００４１】
本発明で言う導通支持部材は、リード１Ａおよび樹脂パッケージ１Ｂからなるものに限定されない。たとえば、絶縁材料からなる基板と、これに形成された配線パターンとによって導通支持部材を構成してもよい。この場合、上記配線パターンによって本発明で言うダイボンディングパッド、およびこれを構成するランドが形成される。また、本発明で言う半導体発光素子は、赤色光、青色光、緑色光を発するものに限定されず、これら以外の可視光や、赤外線、紫外線などあらゆる波長の光を発するものを目的に応じて用いればよい。画像読取装置Ｂは、上述した実施形態のように２つの半導体発光モジュールＡ１を備えるものに限定されず、導光体４の片側のみに半導体発光モジュールＡ１を備える構成であってもよい。また、半導体発光モジュールＡ１に代えて半導体発光モジュールＡ２，Ａ３を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明に係る半導体発光モジュールの第１実施形態を示す正面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】本発明に係る画像読取装置の一例を示す要部断面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。
【図５】図３のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。
【図６】本発明に係る半導体発光モジュールの第２実施形態を示す正面図である。
【図７】本発明に係る半導体発光モジュールの第３実施形態を示す正面図である。
【図８】従来の半導体発光モジュールの一例を示す正面図である。
【符号の説明】
【００４３】
Ａ１，Ａ２，Ａ３  半導体発光モジュール
Ｂ          画像読取装置
Ｌ１，Ｌ２  配列軸
Ｓ          対称軸
１          導通支持部材
１Ａ        リード
１Ｂ        樹脂パッケージ
１１        ダイボンディングパッド
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ  ランド
１２        延出部
１３        ワイヤボンディングパッド
１４        端子
１５，１６  辺
１７        フード
２Ｒ，２Ｇ，２Ｂ  ＬＥＤチップ（半導体発光素子）
２Ｒ’，２Ｂ’  仮想ダイボンディング位置
３          ワイヤ
４          導光体
４１        入射面
４２        反射面
４３        出射面
５          レンズユニット
６          センサＩＣチップ（受光手段）
７          基板
【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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【図８】
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