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JPH08186151A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体装置及びその製造方法

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Publication number
JPH08186151A
JPH08186151A JP6339670A JP33967094A JPH08186151A JP H08186151 A JPH08186151 A JP H08186151A JP 6339670 A JP6339670 A JP 6339670A JP 33967094 A JP33967094 A JP 33967094A JP H08186151 A JPH08186151 A JP H08186151A
Authority
JP
Japan
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semiconductor chip
chip
film
semiconductor device
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6339670A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshikuni Taniguchi
芳邦 谷口
Keiko Sogo
啓子 十河
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP6339670A priority Critical patent/JPH08186151A/ja
Priority to US08/574,854 priority patent/US5952717A/en
Publication of JPH08186151A publication Critical patent/JPH08186151A/ja
Priority to US08/978,478 priority patent/US5895234A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】高密度実装に有利な信頼性の高い半導体装置及
びその製造方法。 【構成】半導体チツプ1の周側面1Cから当該半導体チ
ツプの一面に沿つてフイルム状部材41を配置すると共
に、導体パターンを一端が半導体チツプの他面に設けら
れた対応する電極と接続し、かつ他端が半導体チツプの
他面と対向するようにフイルム状部材に設けるようにし
たことにより、高密度実装に有利な信頼性の高い半導体
装置を実現できる。またテープキヤリアパツケージに対
して、各リードの他端が半導体チツプの裏面とフイルム
テープを介して対向するように各リード及びフイルムテ
ープを切断及び折り曲げ加工するようにして半導体装置
を製造するようにしたことにより、高密度実装に有利な
信頼性の高い半導体装置の製造方法を実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【目次】以下の順序で本発明を説明する。 産業上の利用分野 従来の技術(図7〜図11) 発明が解決しようとする課題(図7〜図11) 課題を解決するための手段(図1〜図6) 作用(図1〜図6) 実施例(図1〜図6) 発明の効果
【0002】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置及びその製造
方法に関し、例えばTCP(Tape Carrier Pacage )に
適用して好適なものである。
【0003】
【従来の技術】近年、電子機器の小型化に伴い、基板へ
の電子部品の高密度実装技術が注目されてきている。こ
の場合例えばICチツプを基板上に実装する実装方法と
しては、従来、図7に示すように、ICチツプ1の各電
極を金ワイヤ2等を介して対応するリード端子3とそれ
ぞれ接続し、当該ICチツプ1と各リード端子3の根元
部とを一体に樹脂4でモールドすることにより半導体パ
ツケージ5(例えばQFP(Quad Flat Package ))を
形成した後、当該半導体パツケージ5の各リード端子3
の先端部をそれぞれ基板(図示せず)の対応する電極と
はんだ等により接合する方法が広く用いられている。
【0004】しかしながらこのような実装方法では、実
装対象のICチツプ1の大きさに比べてICチツプ1を
外的環境から守る周囲の樹脂4(パツケージ)が大き
く、このため全体としての実装面積が大きくなるなど高
密度実装には適さない問題があつた。このため近年で
は、高密度実装を実現するためにICチツプ1をモール
ドせず、裸のまま基板上に実装する方法(以下、これを
ベアチツプ実装方法と呼ぶ)が提案され、実施されてい
る。
【0005】実際上このようなベアチツプ実装方法とし
ては、従来、TCP(Tape CarrierPacage )実装法や
フリツプチツプ(F/C)実装法などがあり、例えばT
CP実装法では、以下の手順によりICチツプを基板上
に実装している。すなわち、図8(A)及び(B)に示
すように、まずポリイミド等のフイルムテープ10上に
所定パターンで銅箔(例えば30〔μm 〕厚程度)でなる
リード11を形成し、各リード11の内側部分(インナ
ーリード)をそれぞれICチツプ1の対応する電極にS
n 又はAu 等でなるバンプを介して接合し、ICチツプ
1の回路面1Aをシリコン系の樹脂12等で封止するこ
とにより、いわゆるTCP13を形成する。
【0006】続いてこのTCP13を、図9(A)に示
すようなフオーミング金型20A、20Bを用いて図9
(B)のように各リード11の先端部(アウターリー
ド)を杓型に折り曲げることによりいわゆるガルウイン
グ形状にフオーミングし、余分なテープを切除した後、
図9(C)に示すように、各リード11の先端部を基板
21の対応するランド22上に例えば熱圧着等によりは
んだ付け(アウターリードボンデイング:OLB)す
る。
【0007】このようなTCP実装方法では、動作時に
おいて発熱するICチツプ1の回路面1Aが基板21と
対向せずに上向きに実装されるため放熱性が良く、また
ICチツプ1のパツドと基板21の対応するランド22
とが伸縮性のある厚さ30〔μm 〕程度のTCP13のリ
ード11(銅箔)を介して行われるため、熱膨張係数差
による応力を緩和し得る分、ヒートサイクルに対する信
頼性が高い利点がある。
【0008】これに対してF/C実装法は、図10
(A)に示すように、ICチツプ1の各パツド1B上に
はんだやAu 等でバンプ25を形成し、これら各バンプ
25をそれぞれ基板26の対応するランド27と位置合
わせした後、フエースダウンでマウントし、この後図1
0(B)に示すように、各バンプ25をリフローするこ
とによりICチツプ1の各バンプ25を基板26の対応
するランド27に接合した後、図10(C)に示すよう
に、ICチツプ1と基板26との隙間28に封止樹脂2
9を流し込んで硬化させることにより行われる。このよ
うにF/C実装法は、ICチツプ1の実装面積がICチ
ツプ1自身の大きさですむため、より高密度実装を行い
得る利点がある。
【0009】さらにICチツプ1を基板上に高密度に実
装する方法としては、この他ICチツプ1をプラスチツ
クQFPよりも小型化なセラミツクチツプキヤリア(L
CCC)状や、プラスチツクチツプキヤリア(PLC
C)状にパツケージングする方法もよく利用される。こ
れらは図11(A)及び(B)に示すように、それぞれ
リード端子32、34を部品側面に配置したもので、例
えばLCCC30はICチツプ1をセラミツクの基板の
キヤリア33にワイヤーボンデイング法等を用いて接合
することにより形成され、PLCC31はICチツプ1
をプラスチツクQFPのようにモールドで封止すること
により形成される。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】ところがTCP実装法
は、図9(A)〜(C)において明らかなように、IC
チツプ1がフイルムテープ10に接合されており、従つ
て実装面積がICチツプ1自身の大きさよりも大きくな
ることにより高密度実装には不向きであると共に、各リ
ード11が非常に薄いために外力に弱く、変形、曲折又
は切断などが生じやすい問題があつた。
【0011】またTCP実装法は、実装前のTCPのリ
ード11の縦方向のばたつき(スキユー)や横方向のば
たつき(コプラナリテイ)が生じやすく、これらスキユ
ー及びコプラナリテイが悪化すると、基板21への実装
時に各リード11を基板21の対応するランド22上に
位置決めすることが困難になつたり、はんだ付け後の足
浮きによる接続不良を起こし易くなる問題があつた。さ
らにTCP実装法では、実装後のTCP13のフイルム
テープ10になんらかの物体が接触するとリード11が
変形し、ひどい場合には切断することがある問題があつ
た。
【0012】一方F/C実装法では、図10(A)〜
(C)において明らかなように、ICチツプ1を基板2
6上にフエースダウンでマウントして実装するために、
はんだ付け部(バンプ25及びランド27)がICチツ
プ1の下に隠れてしまい、外観検査が困難な問題があつ
た。またF/C実装法では、ICチツプ1と基板26の
熱膨張係数差により発生する応力がバンプ25に集中す
るためにヒートサイクルにおける信頼性の確保が難し
く、このため通常はICチツプ1及び基板26間に封止
樹脂29を封止することにより応力を分散させるように
はしているものの、ICチツプ1及び基板26間の隙間
28が50〜100 〔μm 〕であるために樹脂の選択が難し
く、また高度な封止技術を必要とする問題があつた。さ
らにF/C実装法では、発熱するICチツプ1の回路面
1Aが基板26と対向するため、放熱性が悪い問題もあ
る。
【0013】さらにLCCC30やPLCC31(図1
1(A)及び(B))の場合には、セラミツクやプラス
チツクのキヤリア33を用いているためにサイズがIC
チツプ1自身よりも大きくなる(特にPLCC30では
モールドで封止しているためにLCCC31よりもさら
に大きくなる)点において、高密度実装に不利な問題が
あつた。
【0014】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、高密度実装に有利な信頼性の高い半導体装置及びそ
の製造方法を提案しようとするものである。
【0015】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め第1の発明においては、半導体チツプ(1)と、半導
体チツプ(1)の周側面(1C)から半導体チツプ
(1)の裏面(1D)に沿つて配置されたフイルム状部
材(41)と、一端が半導体チツプ(1)の他面(1
A)に設けられた対応する電極と接続され、かつ他端が
半導体チツプ(1)の裏面(1D)と対向するようにフ
イルム状部材(41)に設けられた導体パターン(4
2)とを有し、導体パターン(42)のうち、半導体チ
ツプ(1)の裏面(1D)との対向部分を基板(60)
の対応する電極(61)と接合するようにして当該基板
(60)上に実装する半導体装置を構成するようにし
た。
【0016】また第1の発明においては、半導体チツプ
(1)の一面(1A)を封止する封止手段(43)を設
けるようにした。
【0017】さらに第1の発明においては、フイルム状
部材(41)は、半導体チツプ(1)に接着する接着性
を有するようにした。
【0018】さらに第1の発明においては、フイルム状
部材(41)は、フイルムテープ(41)上にリード
(42)が所定パターンで積層形成され、各リード(4
2)の一端がそれぞれ半導体チツプ(1)の対応する電
極と接続されてなるテープキヤリアパツケージ(50)
のフイルムテープ(41)でなり、導体パターン(4
2)は、テープキヤリアパツケージ(50)のリード
(42)でなるようにした。
【0019】さらに第1の発明においては、テープキヤ
リアパツケージ(50)は、各リード(42)がそれぞ
れ一端を除いてフイルムテープ(41)上に積層されて
なるようにした。
【0020】さらに第2の発明においては、フイルムテ
ープ(41)上にリード(42)が所定パターンで積層
形成され、各リード(42)の一端がそれぞれ半導体チ
ツプ(1)の対応する電極と接続されてなるテープキヤ
リアパツケージ(50)に対して、各リード(42)の
他端が半導体チツプ(1)の裏面(1D)とフイルムテ
ープ(41)を介して対向するように各リード(42)
及びフイルムテープ(41)を切断及び折り曲げ加工す
るようにして半導体装置を製造するようにした。
【0021】さらに第2の発明においては、切断及び折
り曲げ加工は、各リード(42)を、各リード(42)
が半導体チツプ(1)の周側面(1C)とフイルムテー
プ(41)を介して対向するように折り曲げる第1の工
程と、各リード(42)の及びフイルムテープ(41)
の不要部分を切除する第2の工程と、各リード(42)
及びフイルムテープ(41)を、リード(42)の他端
が半導体チツプ(1)の裏面(1D)とフイルムテープ
(41)を介して対向するように折り曲げる第3の工程
とでなるようにした。
【0022】さらに第2の発明においては、テープキヤ
リアパツケージ(50)は、各リード(42)がそれぞ
れ一端を除いてフイルムテープ(41)上に積層されて
なるようにした。
【0023】
【作用】第1の発明では、半導体チツプ(1)の周側面
から当該半導体チツプ(1)の一面(1D)に沿つてフ
イルム状部材(41)を配置すると共に、導体パターン
(42)を一端が半導体チツプ(1)の他面(1A)に
設けられた対応する電極と接続し、かつ他端が半導体チ
ツプ(1)の他面(1A)と対向するようにフイルム状
部材(41)に設けるようにしたことにより、半導体チ
ツプ(1)とほぼ同じ大きさの半導体装置(40)を形
成できる。この場合この半導体装置(40)の基板(6
0)との接合は導体パターン(42)を介して行われる
ため、基板(60)との熱膨張係数差に起因して生じる
応力の影響を受け難くヒートサイクルに対して高い信頼
性を得ることができる。従つて高密度実装に有利な信頼
性の高い半導体装置を実現できる。
【0024】また第2の発明では、テープキヤリアパツ
ケージ(50)に対して、各リード(42)の他端が半
導体チツプ(1)の裏面(1D)とフイルムテープ(4
1)を介して対向するように各リード(42)及びフイ
ルムテープ(41)を切断及び折り曲げ加工するように
して半導体装置(40)を製造するようにしたことによ
り第1の発明の半導体装置(40)を形成することがで
き、かくして高密度実装に有利な信頼性の高い半導体装
置の製造方法を実現できる。
【0025】
【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。
【0026】図1及び図2において、40は全体として
実施例による半導体装置を示し、ICチツプ1の各周側
面1Cから裏面1D(回路面1Aとの対向面)の周端部
に沿つてポリイミド等でなるフイルムテープ41が配設
されている。フイルムテープ41の表面上にはそれぞれ
所定パターンで銅泊等でなるリード42が形成されお
り、これら各リード42は、一端(インナーリード側)
がそれぞれICチツプ1の回路面1Aに形成された対応
するパツド(図示せず)と電気的に接続されると共に、
他端(アウトリード側)がICチツプ1の裏面側にまで
延びている。またICチツプ1の回路面1Aは、各リー
ド42のインナーリード部も含めてシリコン系の封止樹
脂43により封止されている。従つてこの半導体装置4
0は、ICチツプ1とほぼ同等の大きさである一方、当
該ICチツプ1の回路面1A及び周側面1Cをそれぞれ
封止樹脂43又はフイルムテープ41によつて湿度等の
外的環境から保護し得るようになされている。
【0027】ここで実際上この半導体装置40は、図3
(A)及び(B)に示すような、フイルムテープ41の
最内周部だけが打ち抜かれたTCP50を用いて以下の
工程により製造することができる。すなわち図3(A)
及び(B)に示すTCP50を、まず図4(A)のよう
な2段構造のフオーミング金型51を用いて、図4
(B)のように1段目の金型51Aでリード42をフイ
ルムテープ41がICチツプ1の周側面1Cと沿うよう
に折り曲げるように加工する。
【0028】続いて図5(A)に示すように、TCP5
0の余分なリード42及びフイルムテープ41をカツト
刃51Cにより切断し、この後図5(B)のように2段
目の金型51Bによりフイルムテープ41(及びリード
42)をICチツプ1の裏面1Dと沿うように折り曲げ
る。この場合フイルムテープ41(及びリード42)の
折り曲げ作業は、ICチツプ1の4辺のうち対向する2
辺にそれぞれ対応する部分ずつ行うようにすれば良く、
これにより図1及び図2に示すような半導体装置40を
製造することができる。
【0029】以上の構成において、この半導体装置40
は、図6に示すように、各リード41の他端部を基板6
0の対応するランド61上にはんだ付けすることにより
基板60上に実装することができる。この場合この半導
体装置40は、大きさがICチツプ1とほぼ同等である
ためF/C実装とほぼ同等の実装面積ですみ、従つて例
えばガルウイング状にフオーミングされたTCP13
(図9(C))や、通常のLCCC30及びPLCC3
1(図11(A)及び(B))などに比べてより高密度
に基板60(図6)上に実装することができる。またこ
の半導体装置40では、図6において明らかなように、
各リード42がフイルムテープ41に固定された状態の
まま基板60のランド61に接合されるようにして基板
60上に実装されるため、各リード42の曲がりなどの
ばたつきが生じず、はんだ付け不良の発生が生じ難い。
【0030】さらにこの半導体装置40では、上述のよ
うに基板60との接合がICチツプ1の裏面1Dの周端
部に沿つた各リード42の先端部において行われるた
め、実装後の外観検査を容易に行うことができる。さら
にこの半導体装置40では、ICチツプ1の各パツド
(図示せず)と基板60の対応するランド61との接合
が伸縮性のあるフイルムテープ41に積層された薄膜の
リード42を介して行われるため、フイルムテープ42
と基板60との熱膨張係数の違いにより発生する応力を
緩和することができることによりヒートサイクルに対す
る高い信頼性を得ることができると共に、ICチツプ1
を回路面1Aを上向きにして基板60上に実装すること
により、ICチツプ1を放熱性高く基板60上に実装す
ることができる。
【0031】さらに、例えば従来のガルウイングタイプ
用のTCP13(図8)は、図8のようにアウターリー
ド部のフイルムテープ10が銅泊を積層する前に所定形
状に打ち抜かれ、ICチツプ1の回路面1Aが各リード
11のインナーリード部と共に樹脂12によつて封止さ
れた状態で供給(流通)されるため、薄膜状のリード1
1がフイルムテープ10に固定されている部分が少な
く、流通時におけるリード11の損失が発生し易い問題
があつたが、この半導体装置40に適用するTCP50
(図3(A)及び(B))は、フイルムテープ41に固
定されているリード42部分が多いため流通時における
リード42の損失も防止できる。
【0032】以上の構成によれば、TCP50のリード
42をICチツプ1の各周側面1Cに沿つて折り曲げ、
余分なリード42及びフイルムテープ41を切除し、I
Cチツプ1の下方に突出したリード42及びフイルムテ
ープ41をICチツプ1の裏面1Dに沿つて折り曲げる
ようにして半導体装置40を形成するようにしたことに
より、実装面積をほぼICチツプ1と同等に抑えること
ができる一方、ヒートサイクルに対する高い信頼性を得
ることができ、かくして高密度実装に有利な信頼性の高
い半導体装置及びその製造方法を実現できる。
【0033】なお上述の実施例においては、実施例の半
導体装置40を図3(A)及び(B)のようにフイルム
テープ41の内周部が打ち抜かれたTCP50を用いて
製造するようにした場合について述べたが、本発明はこ
れに限らず、例えばICチツプ1の周側面1C及び裏面
1Dの周端部に沿つて所定の絶縁材(例えばポリイミド
など)を付着又は塗布し、その表面上又はその内部に導
体パターンを形成するようにしてこの半導体装置40を
製造するようにしても良く、製造方法としてはこの他種
々の方法を適用できる。
【0034】また上述の実施例においては、TCP50
のフイルムテープ41が通常のフイルムテープ10と同
様の素材から形成されている場合について述べたが、本
発明はこれに限らず、例えばフイルムテープ10を熱可
逆性や熱硬化性の接着フイルム又は他の接着フイルムに
するようにしても良く、このようにすることによつてI
Cチツプ1とリード42とをより固定し、かつ湿度等の
外的環境からICチツプ1を保護し得るようにすること
ができる。
【0035】
【発明の効果】上述のように本発明によれば、半導体チ
ツプの周側面から当該半導体チツプの一面に沿つてフイ
ルム状部材を配置すると共に、導体パターンを一端が半
導体チツプの他面に設けられた対応する電極と接続し、
かつ他端が半導体チツプの他面と対向するようにフイル
ム状部材に設けるようにしたことにより、半導体チツプ
とほぼ同じ大きさの、基板との熱膨張係数差に起因して
生じる応力の影響を受け難い半導体装置を形成でき、か
くして高密度実装に有利な信頼性の高い半導体装置を実
現できる。またテープキヤリアパツケージに対して、各
リードの他端が半導体チツプの裏面とフイルムテープを
介して対向するように各リード及びフイルムテープを切
断及び折り曲げ加工するようにして半導体装置を製造す
るようにしたことにより、半導体チツプとほぼ同じ大き
さの、基板との熱膨張係数差に起因して生じる応力の影
響を受け難い半導体装置を形成でき、かくして高密度実
装に有利な信頼性の高い半導体装置の製造方法を実現で
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例による半導体装置の構成を示す断面図で
ある。
【図2】実施例による半導体装置の構成を示す斜視図で
ある。
【図3】実施例の半導体装置の元となるTPCの構成を
示す断面図及び上面図である。
【図4】実施例の半導体装置の製造工程を示す断面図で
ある。
【図5】実施例の半導体装置の製造工程を示す断面図で
ある。
【図6】基板上に実装された実施例の半導体装置を示す
断面図である。
【図7】従来のICチツプの実装方法の説明に供する断
面図である。
【図8】一般的なTCPの構成を示す断面図及び上面図
である。
【図9】TCP実装法によるICチツプの基板への実装
工程を示す断面図である。
【図10】F/C実装法によるICチツプの基板への実
装工程を示す断面図である。
【図11】LCCC及びPLCCの構成を示す斜視図で
ある。
【符号の説明】
1……ICチツプ、1A……回路面、1C……周側面、
1D……裏面、40……半導体装置、41……フイルム
テープ、42……リード、43……封止樹脂、50……
TCP、60……基板、61……ランド。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体チツプと、 上記半導体チツプの周側面から上記半導体チツプの裏面
    に沿つて配置されたフイルム状部材と、 一端が上記半導体チツプの他面に設けられた対応する電
    極と接続され、かつ他端が上記半導体チツプの上記裏面
    と対向するように上記フイルム状部材に設けられた導体
    パターンとを具え、上記導体パターンのうち、上記半導
    体チツプの上記裏面との対向部分を基板の対応する電極
    と接合するようにして当該基板上に実装することを特徴
    とする半導体装置。
  2. 【請求項2】上記半導体チツプの上記一面を封止する封
    止手段を具えることを特徴とする請求項1に記載の半導
    体装置。
  3. 【請求項3】上記フイルム状部材は、熱可逆性又は熱硬
    化性の接着フイルムでなることを特徴とする請求項1に
    記載の半導体装置。
  4. 【請求項4】上記フイルム状部材は、 フイルムテープ上にリードが所定パターンで積層形成さ
    れ、各上記リードの一端がそれぞれ半導体チツプの対応
    する電極と接続されてなるテープキヤリアパツケージの
    上記フイルムテープでなり、 上記導体パターンは、上記テープキヤリアパツケージの
    上記リードでなることを特徴とする請求項1に記載の半
    導体装置。
  5. 【請求項5】テープキヤリアパツケージは、各上記リー
    ドがそれぞれ上記一端を除いて上記フイルムテープ上に
    積層されてなることを特徴とする請求項1に記載の半導
    体装置。
  6. 【請求項6】フイルムテープ上にリードが所定パターン
    で積層形成され、各上記リードの一端がそれぞれ半導体
    チツプの対応する電極と接続されてなるテープキヤリア
    パツケージに対して、各上記リードの他端がそれぞれ上
    記半導体チツプの裏面と上記フイルムテープを介して対
    向するように各上記リード及び上記フイルムテープを切
    断及び折り曲げ加工することを特徴とする半導体装置の
    製造方法。
  7. 【請求項7】上記切断及び折り曲げ加工は、 各上記リードを、各上記リードが上記半導体チツプの周
    側面と上記フイルムテープを介して対向するように折り
    曲げる第1の工程と、 各上記リードの及び上記フイルムテープの不要部分を切
    除する第2の工程と、 各上記リード及び上記フイルムテープを、上記リードの
    上記他端が上記半導体チツプの上記裏面と上記フイルム
    テープを介して対向するように折り曲げる第3の工程と
    でなることを特徴とする請求項6に記載の半導体装置の
    製造方法。
  8. 【請求項8】上記テープキヤリアパツケージは、各上記
    リードがそれぞれ上記一端を除いて上記フイルムテープ
    上に積層されてなることを特徴とする請求項6に記載の
    半導体装置の製造方法。
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