JP2009001008A - セラミックス積層体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】プレート30の基準ピン32が下部ダミーシート40の貫通孔40aを挿通するように下部ダミーシートをプレートの上に配置・固定する。基準ピンが最下層積層用シート41の貫通孔24aを挿通し且つ最下層積層用シートの導体膜形成面が下部ダミーシートの上面に接するように、最下層積層用シートを配置する。最下層積層用シートを下部ダミーシートに加熱圧着する。最下層積層用シートの成形用フィルム21を最下層積層用シートのセラミックグリーンシート22から剥離する。以降、同様に積層用シートを積層し、上部ダミーシートをその積層体に加熱圧着する。積層された積層体をプレートから分離して焼成し、最後に、下部ダミーシート及び上部ダミーシートを除去する。
【選択図】図8
Description
(1)最下層積層用シート205がプレート210に吸着された際、最下層積層用シート205の一部が吸引用貫通孔212に吸引される。その結果、最下層積層用シート205が変形する。
(2)最下層積層用シート205はプレート210に対して吸引により固定されている。従って、最下層積層用シート205はプレート210に完全には密着していない。そのため、最下層積層用シート205のセラミックグリーンシート202から成形用フィルム201を剥離する際、最下層積層用シート205のセラミックグリーンシート202にシワ等の変形が生じる。
複数のセラミックグリーンシートを積層した後に焼成することによりセラミックス積層体を製造するセラミックス積層体の製造方法であって、複数の基準ピンが立設されたプレートを準備するプレート準備工程と、最下層積層用シート準備工程と、上部積層用シート準備工程と、下部ダミーシート準備工程と、を含む。
前記上部シート積層工程を所要回数だけ繰り返し実行した後に前記プレート上に積層された積層体を同プレートから分離する分離工程と、
前記分離工程終了後に前記積層体を焼成する焼成工程と、
前記焼成工程終了後に前記下部ダミーシートを除去する下部ダミーシート除去工程と、
を含むことが好適である。
前記上部シート積層工程を所要回数だけ繰り返し実行した後に前記プレート上に積層された積層体を同プレートから分離するとともに前記下部ダミーシートを同積層体から除去する分離工程と、
前記分離工程終了後に前記積層体を焼成する焼成工程と、
を含んでいてもよい。
前記分離工程は、前記上部ダミーシート加熱圧着工程終了後に前記プレート上に積層された積層体を同プレートから分離する工程である。
前記焼成工程は、前記分離工程終了後に前記積層体を焼成する工程である。
前記除去工程は、前記焼成工程終了後に前記下部ダミーシート及び前記上部ダミーシートを除去する工程である。
前記上部シート積層工程を所要回数だけ繰り返し実行した後に前記プレート上に積層された積層体を同プレートから分離するとともに前記粘着性発現シートを冷却した後に同粘着性発現シートを同積層体から分離する分離工程と、
前記分離工程終了後に前記積層体を焼成する焼成工程と、
前記焼成工程終了後に前記下部ダミーシートを除去する下部ダミーシート除去工程と、
を含むことが好ましい。
前記上部シート積層工程を所要回数だけ繰り返し実行した後に前記プレート上に積層された積層体を同プレートから分離し、前記粘着性発現シートを冷却した後に同粘着性発現シートを同積層体から分離し、且つ、前記下部ダミーシートを同積層体から除去する分離工程と、
前記分離工程終了後に前記積層体を焼成する焼成工程と、
を含んでもよい。
前記基準ピンを通過させるための貫通孔が複数形成された上部ダミーシートとしてのセラミックグリーンシートを準備する上部ダミーシート準備工程と、
前記上部シート積層工程を所要回数だけ繰り返し実行した後に、前記プレートの前記基準ピンが前記上部ダミーシートの前記貫通孔を挿通するように且つ同上部ダミーシートの一面が既に下層のセラミックグリーンシートに圧着された積層済みセラミックグリーンシートの前記成形用フィルムが剥離された面に接するように、同上部ダミーシートを同積層済みセラミックグリーンシートの上に配置する上部ダミーシート配置工程と、
少なくとも前記配置された上部ダミーシートを加熱しながら同上部ダミーシートの上部から前記プレートに向かう方向の圧力を同上部ダミーシートに加えることにより同上部ダミーシートを前記積層済みセラミックグリーンシートに圧着する上部ダミーシート加熱圧着工程と、
を含む。
前記上部ダミーシート加熱圧着工程終了後に、前記プレート上に積層された積層体を同プレートから分離し、且つ、前記粘着性発現シートを冷却した後に同粘着性発現シートを同積層体から分離する分離工程と、
前記分離工程終了後に前記積層体を焼成する焼成工程と、
前記焼成工程終了後に前記下部ダミーシート及び前記上部ダミーシートを除去するダミーシート除去工程と、
を含むことが好適である。
Co−fired Ceramics)を構成することができる。LTCC基板は、例えば、誘電体積層フィルター、多層配線基板、誘電体アンテナ、誘電体カプラー及び誘電体複合モジュール等の電子デバイスに用いられるセラミックス積層基板である。
先ず、本発明の各実施形態に係るセラミックス積層体の製造方法により製造されるセラミックス積層体について図1を参照しながら説明する。図1は、このセラミックス積層体10の分解斜視図である。
最下層11はセラミックス薄板体11a及び導体膜11bを有している。
セラミックス薄板体11aは、その厚さが10μm〜100μm程度の平板である。セラミックス薄板体11aの平面視における形状は長方形(又は、正方形)である。
導体膜11bは、セラミックス薄板体11aの一つの面(図1における上面)上に形成されている。導体膜11bは所定のパターンを有している。
セラミックス薄板体12a〜19aのそれぞれは、セラミックス薄板体11aと同様の形状を有している。
導体膜12b〜19bのそれぞれは、導体膜11bと同様、所定のパターン(各層に固有のパターン)を有している。
なお、上部層19は最上層19とも称呼される。また、最下層11及び上部層12〜19には、必要に応じてビアホール(上下の層間の電気的接続を実現するために導電性物質が充填される貫通孔)が形成されている。
次に、本発明の第1実施形態に係るセラミックス積層体の製造方法(第1製造方法)について説明する。このセラミックス積層体の製造方法は、以下に述べるステップを含んでいる。
ステップ3:切断片23を金型により所定の形状に打ち抜き成形し、図2の(D)及び図3に示した積層用シート24を複数得る。この金型による打ち抜き成形の際、複数(本例においては4個)の貫通孔24aと、必要に応じて複数(本例においては4個)又は単数のビアホール24bと、を同時に形成する。即ち、貫通孔24aは総ての積層用シート24に形成される。これに対し、ビアホール24bは、ビアホール24bを必要とするセラミックス層を構成することになる積層用シート24のみに形成される。貫通孔24aの平面視における形状は円形である。
ステップ7:図6の(B)の矢印により示したように、下部ダミーシート40を吸引用貫通孔31aを通して下方(下部ダミーシート40からプレート30の基台部31に向かう方向)に吸引する。これにより、下部ダミーシート40はプレート30の基台部31に吸着(固定)される。
ステップ18:プレート30から分離された積層体を焼成する。ステップ18は焼成工程に相当している。焼成条件(焼成温度及び焼成時間)は、積層用シート41〜49の積層体が焼結し、且つ、下部ダミーシート40及び上部ダミーシート50が焼結しない条件に設定する。
ステップ19:焼成終了後、下部ダミーシート40及び上部ダミーシート50を焼成された積層体(焼結体)から除去する。下部ダミーシート40及び上部ダミーシート50は、例えば、ウェットブラスト、サンドブラスト、ウォータージェット及び超音波洗浄等の方法により除去される。このステップ19は除去工程に相当している。
上記第1実施形態に係る製造方法においては、下部ダミーシート40及び上部ダミーシート50を拘束焼成法における拘束層として使用していた。これに対し、上部ダミーシート50の積層工程(上部ダミーシート準備工程、上部ダミーシート配置工程及び上部ダミーシート加熱圧着工程)を省略することにより上部ダミーシート50を省略した積層体を焼成してもよい。即ち、下部ダミーシート40のみを拘束焼成法における拘束層として使用することができる。この場合においても、下部ダミーシート40を積層用シート41〜49からなる積層体の焼結完了時点において脆くなる組成から構成しておくことにより、下部ダミーシート40を焼結した積層体(セラミックス積層体10)から容易に除去することができる。
上記第1実施形態に係る製造方法においては、下部ダミーシート40及び上部ダミーシート50を拘束焼成法における拘束層として使用していた。これに対し、下部ダミーシート40及び上部ダミーシート50を、プレート30から分離された後であって焼成前の段階にある積層体から除去し、下部ダミーシート40(及び上部ダミーシート50)が除去された積層体を焼成することにより、セラミックス積層体10を製造してもよい。
次に、本発明の第2実施形態に係るセラミックス積層体の製造方法(第2製造方法)について説明する。第2製造方法は、プレートの基台部と下部ダミーシートとの間に粘着性発現シートを配設する点、及び、粘着性発現シートを積層体の焼成前に除去する点、のみにおいて上記第1実施形態に係る製造方法(第1製造方法)と相違している。従って、以下、係る相違点に焦点を当てて説明する。
ステップ21:図14に示したように、粘着性発現シート60をプレート30の基台部31の上に配置するとともに、粘着性発現シート60を、吸引用貫通孔31aを通して下方(粘着性発現シート60から基台部31に向かう方向)に吸引する。これにより、粘着性発現シート60はプレート30の基台部31に吸着(固定)される。このとき、粘着性発現シート60は、プレート30の基準ピン32が粘着性発現シート60の貫通孔60aを挿通するように、且つ、粘着性発現面61の反対側の面がプレート30の基台部31の上面に接するように配置される。ステップ21は粘着性発現シート配置工程と称呼される。
ステップ23:この状態において、下部ダミーシート40を粘着性発現シート60の上(即ち、粘着性発現面61の上)に配置する。このとき、下部ダミーシート40は、プレート30の基準ピン32が下部ダミーシート40の貫通孔40aを挿通するように配置される。下部ダミーシート40は粘着性発現面61に現れた粘着性により粘着性発現シート60に接合される。このステップ23は、下部ダミーシート配置工程に相当する。
ステップ24:プレート30の上に積層された積層体をプレート30から分離する。即ち、吸引用貫通孔31aを用いた吸引を停止し、積層体を基準ピン32から引き抜く。
ステップ25:粘着性発現シート60を冷却し、粘着性発現シート60を積層体から分離する。粘着性発現シート60は冷却されて温度が低下すると粘着性を失う。従って、このステップ25において、粘着性発現シート60を積層体から容易に分離することができる。ステップ24及びステップ25は分離工程とも称呼される。
上記第2実施形態に係る製造方法においては、下部ダミーシート40及び上部ダミーシート50を拘束焼成法における拘束層として使用していた。これに対し、上部ダミーシート50の積層工程(上部ダミーシート準備工程、上部ダミーシート配置工程及び上部ダミーシート加熱圧着工程)を省略することにより上部ダミーシート50を省略した積層体を焼成してもよい。即ち、下部ダミーシート40のみを拘束焼成法における拘束層としても使用することができる。この場合においても、下部ダミーシート40を積層用シート41〜49の積層体の焼結完了時点において脆くなる組成から構成しておくことにより、下部ダミーシート40を焼結した積層体(セラミックス積層体10)から容易に除去することができる。
上記第2実施形態に係る製造方法及び第2実施形態の第1変形例においては、下部ダミーシート40及び上部ダミーシート50を拘束焼成法における拘束層として使用していた。これに対し、下部ダミーシート40及び上部ダミーシート50を、プレート30から分離された後であって焼成前の段階にある積層体から除去し、下部ダミーシート40及び上部ダミーシート50が除去された積層体を焼成することにより、セラミックス積層体10を製造してもよい。
Claims (11)
- 複数のセラミックグリーンシートを積層した後に焼成することによりセラミックス積層体を製造するセラミックス積層体の製造方法であって、
複数の基準ピンが立設されたプレートを準備するプレート準備工程と、
セラミックグリーンシートの成形用フィルムと同成形用フィルムの上面に成形されたセラミックグリーンシートと同セラミックグリーンシートの上面に形成された所定パターンの導体膜とを有し且つ前記基準ピンを通過させるための貫通孔が複数形成された最下層積層用シートを準備する最下層積層用シート準備工程と、
セラミックグリーンシートの成形用フィルムと同成形用フィルムの上面に成形されたセラミックグリーンシートとを有し且つ前記基準ピンを通過させるための貫通孔が複数形成された上部積層用シートを複数準備するとともに、同複数の上部積層用シートのうちの少なくとも一つのシートの同セラミックグリーンシートの露呈面に所定パターンの導体膜を形成する上部積層用シート準備工程と、
前記基準ピンを通過させるための貫通孔が複数形成された下部ダミーシートとしてのセラミックグリーンシートを準備する下部ダミーシート準備工程と、
前記プレートの前記基準ピンが前記下部ダミーシートの前記貫通孔を挿通するように同下部ダミーシートを同プレートの上に配置するとともに同下部ダミーシートを同プレートに対して固定する下部ダミーシート配置工程と、
前記プレートの前記基準ピンが前記最下層積層用シートの前記貫通孔を挿通するように且つ同最下層積層用シートの前記セラミックグリーンシートの露呈面が前記下部ダミーシートの上面に接するように同最下層積層用シートを同下部ダミーシートの上に配置する最下層積層用シート配置工程と、
少なくとも前記配置された最下層積層用シートを加熱しながら同最下層積層用シートの上部から前記プレートに向かう方向の圧力を同最下層積層用シートに加えることにより同最下層積層用シートを前記下部ダミーシートに圧着する第1加熱圧着工程と、
前記圧着された最下層積層用シートの前記成形用フィルムを同最下層積層用シートの前記セラミックグリーンシートから剥離する第1フィルム剥離工程と、
前記プレートの前記基準ピンが前記複数の上部積層用シートのうちの一つのシートの前記貫通孔を挿通するように且つ同一つのシートの前記セラミックグリーンシートの露呈面が前記最下層積層用シートの前記成形用フィルムが剥離された面に接するように同一つの上部積層用シートを同最下層積層用シートの上に配置する上部積層用シート配置工程と、
少なくとも前記配置された上部積層用シートを加熱しながら同上部積層用シートの上部から前記プレートに向かう方向の圧力を同上部積層用シートに加えることにより同上部積層用シートを前記最下層積層用シートに圧着する第2加熱圧着工程と、
前記圧着された上部積層用シートの前記成形用フィルムを同上部積層用シートの前記セラミックグリーンシートから剥離する第2フィルム剥離工程と、
を含むセラミックス積層体の製造方法。 - 請求項1に記載のセラミックス積層体の製造方法において、
前記下部ダミーシートは、その厚みが50μm以上であって400μm以下である製造方法。 - 請求項1に記載のセラミックス積層体の製造方法であって、
前記プレートの前記基準ピンが前記複数の上部積層用シートのうちの他の一つである第N上部積層用シートの前記貫通孔を挿通するように且つ同第N上部積層用シートの前記セラミックグリーンシートの露呈面が既に下層のセラミックグリーンシートに圧着された積層済みセラミックグリーンシートの前記成形用フィルムが剥離された面に接するように同第N上部積層用シートを同積層済みセラミックグリーンシートの上に配置する第N上部積層用シート配置工程と、
少なくとも前記配置された第N上部積層用シートを加熱しながら同第N上部積層用シートの上部から前記プレートに向かう方向の圧力を同第N上部積層用シートに加えることにより同第N上部積層用シートを前記積層済みセラミックグリーンシートに圧着する第N加熱圧着工程と、
前記圧着された第N上部積層用シートの前記成形用フィルムを同第N上部積層用シートの前記セラミックグリーンシートから剥離する第Nフィルム剥離工程と、
とからなる上部シート積層工程を複数回繰り返し実行するセラミックス積層体の製造方法。 - 請求項3に記載のセラミックス積層体の製造方法であって、
前記上部シート積層工程を所要回数だけ繰り返し実行した後に前記プレート上に積層された積層体を同プレートから分離する分離工程と、
前記分離工程終了後に前記積層体を焼成する焼成工程と、
前記焼成工程終了後に前記下部ダミーシートを除去する下部ダミーシート除去工程と、
を含むセラミックス積層体の製造方法。 - 請求項3に記載のセラミックス積層体の製造方法であって、
前記上部シート積層工程を所要回数だけ繰り返し実行した後に前記プレート上に積層された積層体を同プレートから分離するとともに前記下部ダミーシートを同積層体から除去する分離工程と、
前記分離工程終了後に前記積層体を焼成する焼成工程と、
を含むセラミックス積層体の製造方法。 - 請求項3に記載のセラミックス積層体の製造方法であって、
前記基準ピンを通過させるための貫通孔が複数形成された上部ダミーシートとしてのセラミックグリーンシートを準備する上部ダミーシート準備工程と、
前記上部シート積層工程を所要回数だけ繰り返し実行した後に、前記プレートの前記基準ピンが前記上部ダミーシートの前記貫通孔を挿通するように且つ同上部ダミーシートの一面が既に下層のセラミックグリーンシートに圧着された積層済みセラミックグリーンシートの前記成形用フィルムが剥離された面に接するように、同上部ダミーシートを同積層済みセラミックグリーンシートの上に配置する上部ダミーシート配置工程と、
少なくとも前記配置された上部ダミーシートを加熱しながら同上部ダミーシートの上部から前記プレートに向かう方向の圧力を同上部ダミーシートに加えることにより同上部ダミーシートを前記積層済みセラミックグリーンシートに圧着する上部ダミーシート加熱圧着工程と、
前記上部ダミーシート加熱圧着工程終了後に前記プレート上に積層された積層体を同プレートから分離する分離工程と、
前記分離工程終了後に前記積層体を焼成する焼成工程と、
前記焼成工程終了後に前記下部ダミーシート及び前記上部ダミーシートを除去するダミーシート除去工程と、
を含むセラミックス積層体の製造方法。 - 複数のセラミックグリーンシートを積層した後に焼成することによりセラミックス積層体を製造するセラミックス積層体の製造方法であって、
複数の基準ピンが立設されたプレートを準備するプレート準備工程と、
加熱により昇温されたときに粘着性を帯びる粘着性発現面を一つの面に備えるシートであって前記基準ピンを通過させるための貫通孔が複数形成された粘着性発現シートを準備する工程と、
セラミックグリーンシートの成形用フィルムと同成形用フィルムの上面に成形されたセラミックグリーンシートと同セラミックグリーンシートの上面に形成された所定パターンの導体膜とを有し且つ前記基準ピンを通過させるための貫通孔が複数形成された最下層積層用シートを準備する最下層積層用シート準備工程と、
セラミックグリーンシートの成形用フィルムと同成形用フィルムの上面に成形されたセラミックグリーンシートとを有し且つ前記基準ピンを通過させるための貫通孔が複数形成された上部積層用シートを複数準備するとともに、同複数の上部積層用シートのうちの少なくとも一つのシートの同セラミックグリーンシートの露呈面に所定パターンの導体膜を形成する上部積層用シート準備工程と、
前記基準ピンを通過させるための貫通孔が複数形成された下部ダミーシートとしてのセラミックグリーンシートを準備する下部ダミーシート準備工程と、
前記プレートの前記基準ピンが前記粘着性発現シートの前記貫通孔を挿通するように且つ前記粘着性発現面と反対側の面が同プレートの上面に接するように同粘着性発現シートを同プレートの上に配置するとともに同粘着性発現シートを同プレートに対して固定する粘着性発現シート配置工程と、
前記粘着性発現シートを加熱することにより昇温させた状態において、前記プレートの前記基準ピンが前記下部ダミーシートの前記貫通孔を挿通するように同下部ダミーシートを前記粘着性発現シートの粘着性発現面の上に配置する下部ダミーシート配置工程と、
前記プレートの前記基準ピンが前記最下層積層用シートの前記貫通孔を挿通するように且つ同最下層積層用シートの前記セラミックグリーンシートの露呈面が前記下部ダミーシートの上面に接するように同最下層積層用シートを同下部ダミーシートの上に配置する最下層積層用シート配置工程と、
少なくとも前記配置された最下層積層用シートを加熱しながら同最下層積層用シートの上部から前記プレートに向かう方向の圧力を同最下層積層用シートに加えることにより同最下層積層用シートを前記下部ダミーシートに圧着する第1加熱圧着工程と、
前記圧着された最下層積層用シートの前記成形用フィルムを同最下層積層用シートの前記セラミックグリーンシートから剥離する第1フィルム剥離工程と、
前記プレートの前記基準ピンが前記複数の上部積層用シートのうちの一つのシートの前記貫通孔を挿通するように且つ同一つのシートの前記セラミックグリーンシートの露呈面が前記最下層積層用シートの前記成形用フィルムが剥離された面に接するように同一つの上部積層用シートを同最下層積層用シートの上に配置する上部積層用シート配置工程と、
少なくとも前記配置された上部積層用シートを加熱しながら同上部積層用シートの上部から前記プレートに向かう方向の圧力を同上部積層用シートに加えることにより同上部積層用シートを前記最下層積層用シートに圧着する第2加熱圧着工程と、
前記圧着された上部積層用シートの前記成形用フィルムを同上部積層用シートの前記セラミックグリーンシートから剥離する第2フィルム剥離工程と、
を含むセラミックス積層体の製造方法。 - 請求項7に記載のセラミックス積層体の製造方法であって、
前記プレートの前記基準ピンが前記複数の上部積層用シートのうちの他の一つである第N上部積層用シートの前記貫通孔を挿通するように且つ同第N上部積層用シートの前記セラミックグリーンシートの露呈面が既に下層のセラミックグリーンシートに圧着された積層済みセラミックグリーンシートの前記成形用フィルムが剥離された面に接するように同第N上部積層用シートを同積層済みセラミックグリーンシートの上に配置する第N上部積層用シート配置工程と、
少なくとも前記配置された第N上部積層用シートを加熱しながら同第N上部積層用シートの上部から前記プレートに向かう方向の圧力を同第N上部積層用シートに加えることにより同第N上部積層用シートを前記積層済みセラミックグリーンシートに圧着する第N加熱圧着工程と、
前記圧着された第N上部積層用シートの前記成形用フィルムを同第N上部積層用シートの前記セラミックグリーンシートから剥離する第Nフィルム剥離工程と、
とからなる上部シート積層工程を複数回繰り返し実行するセラミックス積層体の製造方法。 - 請求項8に記載のセラミックス積層体の製造方法であって、
前記上部シート積層工程を所要回数だけ繰り返し実行した後に前記プレート上に積層された積層体を同プレートから分離するとともに前記粘着性発現シートを冷却した後に同粘着性発現シートを同積層体から分離する分離工程と、
前記分離工程終了後に前記積層体を焼成する焼成工程と、
前記焼成工程終了後に前記下部ダミーシートを除去する下部ダミーシート除去工程と、
を含むセラミックス積層体の製造方法。 - 請求項8に記載のセラミックス積層体の製造方法であって、
前記上部シート積層工程を所要回数だけ繰り返し実行した後に前記プレート上に積層された積層体を同プレートから分離し、前記粘着性発現シートを冷却した後に同粘着性発現シートを同積層体から分離し、且つ、前記下部ダミーシートを同積層体から除去する分離工程と、
前記分離工程終了後に前記積層体を焼成する焼成工程と、
を含むセラミックス積層体の製造方法。 - 請求項8に記載のセラミックス積層体の製造方法であって、
前記基準ピンを通過させるための貫通孔が複数形成された上部ダミーシートとしてのセラミックグリーンシートを準備する上部ダミーシート準備工程と、
前記上部シート積層工程を所要回数だけ繰り返し実行した後に、前記プレートの前記基準ピンが前記上部ダミーシートの前記貫通孔を挿通するように且つ同上部ダミーシートの一面が既に下層のセラミックグリーンシートに圧着された積層済みセラミックグリーンシートの前記成形用フィルムが剥離された面に接するように、同上部ダミーシートを同積層済みセラミックグリーンシートの上に配置する上部ダミーシート配置工程と、
少なくとも前記配置された上部ダミーシートを加熱しながら同上部ダミーシートの上部から前記プレートに向かう方向の圧力を同上部ダミーシートに加えることにより同上部ダミーシートを前記積層済みセラミックグリーンシートに圧着する上部ダミーシート加熱圧着工程と、
前記上部ダミーシート加熱圧着工程終了後に、前記プレート上に積層された積層体を同プレートから分離し、且つ、前記粘着性発現シートを冷却した後に同粘着性発現シートを同積層体から分離する分離工程と、
前記分離工程終了後に前記積層体を焼成する焼成工程と、
前記焼成工程終了後に前記下部ダミーシート及び前記上部ダミーシートを除去するダミーシート除去工程と、
を含むセラミックス積層体の製造方法。
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