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CN104007860B - 触摸板结构及其制造方法 - Google Patents

触摸板结构及其制造方法 Download PDF

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CN104007860B
CN104007860B CN201310057683.XA CN201310057683A CN104007860B CN 104007860 B CN104007860 B CN 104007860B CN 201310057683 A CN201310057683 A CN 201310057683A CN 104007860 B CN104007860 B CN 104007860B
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Abstract

本发明公开了一种触摸板结构及其制造方法，其结构包含：一保护盖板；一感测电极层设置于保护盖板上，其具有第一轴向电极与第二轴向电极，第二轴向电极具有彼此电性绝缘的电极块，以及第一外围引线将部分的第一轴向电极或第二轴向电极电性连接至贴合块；一绝缘层设置于感测电极层上且具有第一通孔以及第二通孔，其中第一通孔裸露出第一轴向电极或第二轴向电极，第二通孔裸露出第二轴向电极的部分电极块；以及一跨接线路层设置于绝缘层上且具有跨接线与第二外围引线，其中第二外围引线通过第一通孔将部分的第一轴向电极或第二轴向电极电性连接至贴合块，跨接线通过第二通孔电性连接第二轴向电极的电极块。

Description

触摸板结构及其制造方法
技术领域
本发明大体上涉及一种触摸板(track pad)结构，特别是涉及一种薄形化的触摸板结构及其制造方法。
背景技术
现代的计算装置一般会利用某些形式的指标装置让使用者得以与操作系统或图形用户介面互动，电容式触摸板即为其中的一种指向装置选择，其多设置在膝上型计算机或笔记型计算机等便携式计算装置上来供使用者使用。
现今市面上的触摸板的制作大多是将一由一感测基板及一感测电极层所构成的感测组件贴合在一非穿透基材上，以此方式制作出的触摸板由于包含两片基板因而具有较大的厚度，不利于薄形化的应用需求。
是以，如何改善现有的触摸板结构及其制作方式，以达到进一步薄形化的设计需求，为目前业界的重要课题。
发明内容
为了实现现有触摸板的薄形化设计，本发明提出了一种新颖的触摸板结构及其制造方法，其技术特点在于将感测电极层直接制作于触摸板的保护盖板上，达成薄形化的设计需求。此外，本发明在薄形化的设计架构下更进一步将感测电极层中的同一轴向电极分别由设置在不同叠层的外围引线进行电性连接，以减少外围引线所需的布线区域而达成具有窄边化的设计。
本发明的目的之一在于提出一种一种触摸板结构，其结构包含：一保护盖板；一感测电极层设置于保护盖板上，所述感测电极层包含多个第一轴向电极，各所述第一轴向电极包含多个沿着第一方向排列且彼此电性连接的第一电极块；多个第二轴向电极，各第二轴向电极包含多个沿着第二方向排列且彼此电性绝缘的第二电极块；多个贴合块设置于保护盖板的外围；多条第一外围引线分别将一贴合块与一第一轴向电极或一第二轴向电极电性连接；一绝缘层设置于感测电极层上，且所述绝缘层上形成有多个第一通孔以及多个第二通孔，其中第一通孔裸露出未与第一外围引线电性连接的第一轴向电极或第二轴向电极，第二通孔裸露出第二轴向电极的部分第二电极块；以及一跨接线路层设置于绝缘层上，所述跨接线路层包含多条跨接线以及多条第二外围引线，其中第二外围引线通过第一通孔电性连接未与第一外围引线电性连接的第一轴向电极或第二轴向电极，跨接线通过第二通孔电性连接第二轴向电极的第二电极块。
本发明的另一目的在于提出一种触摸板结构的制造方法，其步骤包含：在一保护盖板上形成一感测电极层，其中所述感测电极层包含多个第一轴向电极，各第一轴向电极包含多个沿着第一方向排列且彼此电性连接的第一电极块；多个第二轴向电极，各第二轴向电极包含多个沿着第二方向排列且彼此电性绝缘的第二电极块；多个贴合块设置于保护盖板的外围；多条第一外围引线分别将一贴合块与一第一轴向电极或一第二轴向电极电性连接；之后在感测电极层上形成一绝缘层，其中所述绝缘层具有多个第一通孔以及多个第二通孔，其中第一通孔裸露出未与第一外围引线电性连接的第一轴向电极或第二轴向电极，第二通孔裸露出第二轴向电极的部分第二电极块；之后在绝缘层上形成一跨接线路层，其中跨接线路层包含多条跨接线以及多条第二外围引线，第二外围引线通过第一通孔电性连接未与第一外围引线电性连接的第一轴向电极或第二轴向电极，跨接线通过第二通孔电性连接第二轴向电极的第二电极块。
无疑地，本发明的这类目的与其它目的在阅者读过下文以多种附图与绘图来描述的较佳实施例细节说明后将变得更为显见。
附图说明
第1-7图绘示出根据本发明实施例一触摸板结构的制作流程的横断面示意图；
第8图绘示出根据本发明实施例一触摸板结构的感应电极层图案的顶视图；第9图绘示出根据本发明实施例一触摸板结构的绝缘层的顶视图；以及第10图绘示出根据本发明实施例一触摸板结构的跨接线路层的顶视图。其中，附图标记说明如下：
100 保护盖板 106b 第二外围引线
100a 第一表面 107 顶绝缘层
100b 第二表面 108 通孔
101 有色涂层 109 导电材料
102 感测电极层 110 微动开关
103 绝缘层 111 屏蔽层
103a 绝缘层 112 软性电路板
103b 绝缘层 200 第一轴向电极
104 通孔 201 第一电极块
104a 第一通孔 210 第二轴向电极
104b 第二通孔 211 第二电极块
105 导电材料 230 第一外围引线
106 跨接线路层 240 贴合块
106a 跨接线
具体实施方式
在下文的细节描述中，元件符号会标示在随附的图示中成为其中的一部份，并且以可实行实施例的特例描述方式来表示。这类实施例会说明足够的细节，使得所属领域的一般技术人员得具以实施。阅者须了解到本发明中也可利用其它的实施例或是在不悖离所述实施例的前提下作出结构性、逻辑性、及电性上的改变。因此，下文的细节描述将不欲被视为是一种限定，相反的，其中所包含的实施例将由权利要求书来加以界定。此外，下文的各实施例中所称的方位“上”及“下”，仅是用来表示组件之间的相对位置关系，并非用来限制本发明。
现在下文中将提供多个实施例搭配图示来说明本发明工艺。其中，第1～7图绘示出根据本发明实施例一触摸板结构的制作流程的横断面示意图。第8～10图则依序绘示出根据本发明实施例一触摸板结构的下层感测电极层图案、中间绝缘层、以及上层跨接线路层图案的顶视图。
请参照第1图，首先，提供一保护盖板100，如玻璃板或塑胶板，作为线路结构的基底，其中所述的保护盖板100可例如是指经强化过后的板材。保护盖板100会具有相对的第一表面100a与第二表面100b。其中，为了让触摸板呈现出不透光的效果，除了可直接采用不透光的有色板材之外，本实施例是例如在第一表面100a上以印刷方式印上一层不导电的有色涂层101，让触摸板看起来呈现有色涂层101的颜色，有色涂层101例如为银色涂层。在一实施例中，有色涂层101还可选用耐高温的材料，例如可承受160摄氏度至250摄氏度的高温，不难理解，耐高温的有色涂层101可根据后续形成于其上的其它组件的形成温度作选择。在一实施例中，有色涂层101的厚度可为0.001mm至0.005mm，例如为0.004mm。附带说明的是，由于本实施例是在第一表面100a上印有有色涂层101，因此后续的其他组件是基于有色涂层101来依序设置，在其他实施例中，若保护盖板100是直接采用不透光的有色板材的话，后续的其他组件则是直接基于保护盖板100的第一表面100a来依序设置。
保护盖板100的第二表面100b为供手指或指标笔滑动的平面，其上可通过物理或化学方法使第二表面100b形成为具有纹理的表面，以改变触摸手感与视觉观感。更具体地，纹理的表面为具有一定粗糙度的表面，所述的物理方法，例如可为研磨及抛光的方式，所述的化学方法，例如化学药液蚀刻的方式。进一步地，还可在具纹理的第二表面100b上形成抗眩层、抗污层、抗反射层，或前述的层结构组合。须注意，在本发明实施例中，所有的印刷步骤后都可进行一红外线或紫外线烘烤步骤来使印上的导电性材料或不导电材料干燥定型，下文中将不再对其加以赘述。
在形成有色涂层101后，接着如第2图所示，可以印刷方式在有色涂层101上印上一层导电材料，如导电银浆或导电碳浆等，以形成一感测电极层102。感测电极层102具有电极图案与导线图案。在一实施例中，感测电极层102的厚度可为0.01mm至0.03mm。请同时参照第8图，在此实施例中，感测电极层102包含多个第一轴向电极200、多个第二轴向电极210、多条第一外围引线230、以及多个贴合块(bond pad)240。第一轴向电极200是由多个沿着一第一方向(如X轴方向)排列且彼此电性连接的梳状第一电极块201所构成。各第一轴向电极200则沿着一第二方向(如Y轴方向)排列。第二轴向电极210则是由多个沿着第二方向排列且在感测电极层中彼此电性绝缘的梳状第二电极块211所构成。各第二轴向电极210则沿着第一方向排列。上述第一方向与第二方向呈一角度，其较佳为90度。第一电极块201与第二电极块211是以梳状交错的方式设置安排。如此，第一电极块201与第二电极块211之间的空隙即可构成触摸板结构的电容区。第一轴向电极200与第二轴向电极210都会电性连接到位于第一轴向电极200及/或第二轴向电极210外围对应的贴合块240，贴合块240可通过一外部电路(如一软性电路板)来与计算装置进行信号传递。须注意，本发明的感测电极层图案并不局限于第8图所示的图案，其可能有其它形状、数目、角度、或排列上的变化。
值得一提的是，为了配合实际触摸板的布线需求及有效进行窄边化设计，如第8图所示，本实施例在感测电极层中仅让部分的第一轴向电极200通过第一外围引线230来电性连接对应的贴合块240，而第二轴向电极210是全部通过第一外围引线230来电性连接对应的贴合块240。然而，在其他实施例中，也可设计让部分的第一轴向电极200及部分的第二轴向电极210通过第一外围引线230来电性连接对应的贴合块240；或者仅让部分的第二轴向电极210通过第一外围引线230来电性连接对应的贴合块240，而第一轴向电极210是全部通过第一外围引线230来电性连接对应的贴合块240。
在形成感测电极层102后，接着如第3图所示，以印刷方式在感测电极层102以及有色涂层101上印上一层不导电材料，如光刻胶材料或绝缘油墨等，以形成一绝缘层103。此步骤可以采用多次叠层印刷方式印上一层以上的绝缘层，如图中的103a与103b，以达到所需的绝缘层103厚度，在一实施例中，绝缘层103a与绝缘层103b的厚度可为0.01mm至0.03mm，例如为0.02mm。在本实施例中，绝缘层103具有通孔104来裸露出下方对应的感测电极层102。另一方面，绝缘层103可能不会完全地覆盖整个感测电极层102以及有色涂层101，其可能会裸露出位于外围区域的贴合块240，以在后续工艺中方便对于贴合块240的电性连接。现在文中将参照第9图来进一步说明绝缘层103的细节设置。
如第9图所示，绝缘层103(在图中以阴影区域来表示)并未覆盖下方的贴合块240区域。如此，后续在绝缘层103上形成的引线可以不需经由通孔，直接与贴合块240电性连接。另一方面，绝缘层103包含两种类型的多个通孔，文中称为第一通孔104a与第二通孔104b。第一通孔104a裸露出那些未具有或未经由第一外围引线230电性连接到外围贴合块240的第一轴向电极200及/或第二轴向电极210(在本图中以第一轴向电极200为例)，第一通孔104a较佳是对应位于第一轴向电极200及/或第二轴向电极210的至少其中之一端部。第二通孔104b则分别对应位于第二轴向电极210中彼此电性绝缘的第二电极块211，以裸露出各第二电极块211的部分区域。
在形成绝缘层103后，接着如第4图所示，以印刷方式在通孔104中以及部分裸露出的贴合块240上印上一层导电材料105，如导电银浆或导电碳浆等。进一步说明，若如第9图所述的通孔104包含第一通孔104a及第二通孔104b等两种类型，则本步骤是將导电材料105印刷于第一通孔104a及第二通孔104b。
在形成导电材料105后，接着请同时参考第5图及第10图，可以印刷方式在导电材料105与绝缘层103上印上另一层导电材料，如导电银浆或导电碳浆等，以形成一跨接线路层106。跨接线路层106的材质和厚度可与导电材料105相同并与其电性连接。如此，感测电极层102中那些未具有或未经由第一外围引线230电性连接到外围贴合块240的第一轴向电极200及/或第二轴向电极210便可通过跨接线路层106以及导电材料105电性连接到外围的贴合块240，并且让各第二轴向电极210原本彼此电性绝缘的第二电极块211电性连接。须注意在其它实施例中，导电材料105与跨接线路层106可在同一印刷步骤中一起形成，意即，导电材料105本身即为跨接线路层106的一部分，后文中提到的跨接线路层106将包含导电材料105部位。
更具体地针对跨接线路层106的细节设置来说明，如第10图所示，跨接线路层106包含多条跨接线106a与多条第二外围引线106b。跨接线106a图形覆盖了前述绝缘层103的第二通孔104b。更明确的说，每条跨接线106a覆盖了那些对应位于第二轴向电极210的第二电极块211的第二通孔104b。以如此设置，一跨接线106a可电性连接一第二轴向电极210中原先彼此电性绝缘的第二电极块211。如前所述，当导电材料105与跨接线路层106在单次的印刷步骤一起形成时，此时跨接线106a将包含位于第一通孔104a与第二通孔104b内的导电材料105以及位于绝缘层103上的跨接线106a的本体。另一方面，第二外围引线106b则覆盖了绝缘层103中对应位于那些未具有或未经由第一外围引线230电性连接到外围贴合块240的第一轴向电极200及/或第二轴向电极210端部的第一通孔104a。以此设置，那些未具有或未经由第一外围引线230电性连接到外围贴合块240的第一轴向电极200及/或第二轴向电极210即可通过第二外围引线106b电性连接至对应的外围贴合块240。须注意在此实施例中，第二外围引线106b可与第一外围引线106a重叠或不重叠。
承上所述，本发明藉由第一外围引线106a及第二外围引线106b的分层设计，不仅同样能让第一轴向电极200及第二轴向电极210电性连接对应的贴合块240，并且更能有效减小布线区域而达到窄边化的设计。
在形成跨接线路层106后，接着如第6图所示，可以印刷方式在跨接线路层106及绝缘层103上印上一不导电材料，如光刻胶材料或绝缘油墨等，以形成一顶绝缘层107。顶绝缘层107会覆盖整个跨接线路层106，以保护其中的线路图形。在此实施例中，顶绝缘层107另具有通孔108(下文中称其为第三通孔)裸露出部分的跨接线路层106，使得跨接线路层106得以与一外部线路电性连接。同样地，通孔108中可以印刷方式形成导电材料109。
在形成导电材料109后，接着请参照第7图，顶绝缘层107上可以形成额外的外部线路，本实施例以一微动开关(metal-dome switch)110为例。如第7图所示，微动开关110会经由导电材料109与下层的跨接线路层106电性连接，让本实施例的触摸屏可以进一步提供实体按键的功能，使用者可藉由按压保护盖板100的第二表面100b来间接触动微动开关110来输入信号。顶绝缘层107上可再形成一屏蔽层111，以避免电磁干扰。顶绝缘层107的厚度可为0.01mm至0.03mm，例如为0.02mm。在所有层结构都完成后，最后将一软性电路板112贴合在触摸板对应的贴合块240。如此，感测电极层102即可通过软性电路板112与外部的计算装置进行信号传递。
根据上述所提供的制造方法，请复参考第7图～第10图，本发明也提出了一种新颖的触摸板结构，其结构包含：一保护盖板100；一感测电极层102设置于保护盖板100上。感测电极层102包含多个第一轴向电极200，各所述第一轴向电极200包含多个沿着第一方向排列且彼此电性连接的第一电极块201；多个第二轴向电极210，各所述第二轴向电极210包含多个沿着第二方向排列且彼此电性绝缘的第二电极块211(第8图)；多个贴合块240，设置于保护盖板100的外围；多条第一外围引线230，分别将一贴合块240与一所述第一轴向电极200或一第二轴向电极210电性连接；一绝缘层103设置于感测电极层102上，且绝缘层103上形成有多个第一通孔104a以及多个第二通孔104b(第9图)，其中第一通孔104a裸露出未与所述第一外围引线230电性连接的第一轴向电极200或第二轴向电极210，第二通孔104b裸露出第二轴向电极210的部分第二电极块211；以及一跨接线路层106，设置于绝缘层103上。跨接线路层106包含多条跨接线106a以及多条第二外围引线106b(第10图)，其中第二外围引线106b通过第一通孔104a电性连接未与第一外围引线230电性连接的第一轴向电极200或第二轴向电极210，跨接线106a通过第二通孔104b电性连接第二轴向电极210的第二电极块211。
在本实施例的触摸板结构中，另包含一有色涂层101设置于保护盖板100与感测电极层102之间。
在本实施例的触摸板结构中，另包含一顶绝缘层107设置于跨接线路层106及绝缘层103上。
在本实施例的触摸板结构中，顶绝缘层107形成有至少一个第三通孔108裸露出跨接线路层106，跨接线路层106通过第三通孔108与一外部线路电性连接，例如一微动开关(metal-dome switch)110。
在一实施例中，绝缘层103可为复数叠层结构，例如包含有绝缘层103a和绝缘层103b。
本发明将触摸板的各层结构与电路图形直接形成(如：以印刷方式)于保护盖板上，有别于现有技术采用将实体的感测组件贴合在非穿透基材上的制作方式，使得整体的触摸板结构薄化，有利于薄形化设计的应用需求。此外，本发明的上层跨接线路层设计具有下列几项优点：(1)在现有技术中，所有第一轴向电极或第二轴向电极对应的外围引线都会设置在与电极同层的层结构中，如此，基板势必要提供较大的外围非感测区域来容纳该些外围引线，无法达成窄边框的外观设计。本发明将同一轴向上的部分轴向电极的外围引线设计在上层(或不同层)的跨接线路层中，使得外围引线可以重叠设置，大幅减少了所须提供来容纳外围引线的外围非感测区域，满足窄边框设计的应用需求；(2)将部分外围引线设置在与电极层不同层的层结构中的结构设计也可有效解决在某些电极图形的排列设计中因为布线空间的限制而使得轴向电极无法经由同层的外围引线连往对应的贴合块的问题。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (21)

1.一种触摸板结构，其特征在于，包含：
一保护盖板；
一感测电极层，设置于所述保护盖板上，所述感测电极层包含：
多个第一轴向电极，各所述第一轴向电极包含多个沿着第一方向排列且彼此电性连接的第一电极块；
多个第二轴向电极，各所述第二轴向电极包含多个沿着第二方向排列且彼此电性绝缘的第二电极块；
多个贴合块，设置于所述保护盖板的外围；以及
多条第一外围引线，分别将一所述贴合块与一所述第一轴向电极或一所述第二轴向电极电性连接；
一绝缘层，设置于所述感测电极层上，且所述绝缘层上形成有多个第一通孔以及多个第二通孔，其中所述第一通孔裸露出未与所述第一外围引线电性连接的所述第一轴向电极或所述第二轴向电极，所述第二通孔裸露出所述第二轴向电极的部分第二电极块；以及
一跨接线路层，设置于所述绝缘层上，所述跨接线路层包含多条跨接线以及多条第二外围引线，其中所述第二外围引线通过所述第一通孔电性连接未与所述第一外围引线电性连接的所述第一轴向电极或所述第二轴向电极，所述跨接线通过所述第二通孔电性连接所述第二轴向电极的第二电极块，所述第一外围引线及所述第二外围引线处于不同层。
2.根据权利要求1所述的触摸板结构，其特征在于，所述跨接线包含位于所述第一通孔与所述第二通孔内的导电材料以及位于所述绝缘层上的跨接线本体。
3.根据权利要求1所述的触摸板结构，其特征在于，另包含一有色涂层设置于所述保护盖板与所述感测电极层之间。
4.根据权利要求1所述的触摸板结构，其特征在于，另包含一顶绝缘层设置于所述跨接线路层上。
5.根据权利要求4所述的触摸板结构，其特征在于，所述顶绝缘层形成有至少一个第三通孔裸露出所述跨接线路层，所述跨接线路层通过所述第三通孔与一外部线路电性连接。
6.根据权利要求1所述的触摸板结构，其特征在于，所述保护盖板包含有第一表面和相对于所述第一表面的第二表面，所述感测电极层设置于所述保护盖板的第一表面，所述保护盖板的第二表面上另设置有抗眩层、抗污层、抗反射层，或前述的组合。
7.根据权利要求6所述的触摸板结构，其特征在于，所述第二表面为一具有纹理的表面。
8.根据权利要求1所述的触摸板结构，其特征在于，所述第一电极块与所述第二电极块以梳状交错方式设置在所述保护盖板上。
9.根据权利要求1所述的触摸板结构，其特征在于，所述多个第一轴向电极沿着所述第二方向排列，所述多个第二轴向电极沿着所述第一方向排列。
10.根据权利要求1所述的触摸板结构，其特征在于，所述绝缘层为复数叠层结构。
11.根据权利要求1所述的触摸板结构，其特征在于，所述感测电极层和所述跨接线路层的材料为导电银浆或导电碳浆。
12.根据权利要求1所述的触摸板结构，其特征在于，所述绝缘层的材料为光刻胶材料或绝缘油墨。
13.根据权利要求1所述的触摸板结构，其特征在于，所述保护盖板的材料为玻璃。
14.一种触摸板结构的制造方法，其特征在于，包含：
在一保护盖板上形成一感测电极层，其中所述感测电极层包含；
多个第一轴向电极，各所述第一轴向电极包含多个沿着第一方向排列且彼此电性连接的第一电极块；
多个第二轴向电极，各所述第二轴向电极包含多个沿着第二方向排列且彼此电性绝缘的第二电极块；
多个贴合块，设置于所述保护盖板的外围；以及
多条第一外围引线，分别将一所述贴合块与一所述第一轴向电极或一所述第二轴向电极电性连接；
在所述感测电极层上形成一绝缘层，其中所述绝缘层具有多个第一通孔以及多个第二通孔，所述第一通孔裸露出未与所述第一外围引线电性连接的所述第一轴向电极或所述第二轴向电极，所述第二通孔裸露出所述第二轴向电极的部分第二电极块；以及
在所述绝缘层上形成一跨接线路层，其中所述跨接线路层包含多条跨接线以及多条第二外围引线，所述第二外围引线通过所述第一通孔电性连接未与所述第一外围引线电性连接的所述第一轴向电极或所述第二轴向电极，所述跨接线通过所述第二通孔电性连接所述第二轴向电极的第二电极块。
15.根据权利要求14所述的触摸板结构的制造方法，其特征在于，形成所述跨接线的步骤包含：
在所述绝缘层的第一通孔与第二通孔中以及部分的所述贴合块上形成导电材料；以及
在所述绝缘层上形成与所述导电材料电性连接的跨接线本体。
16.根据权利要求14所述的触摸板结构的制造方法，其特征在于，另包含在所述跨接线路层上形成一顶绝缘层。
17.根据权利要求16所述的触摸板结构的制造方法，其特征在于，所述顶绝缘层具有至少一个第三通孔裸露出所述跨接线路层，且另包含在所述第三通孔中形成导电材料，以使所述跨接线路层与一外部线路电性连接。
18.根据权利要求14所述的触摸板结构的制造方法，其特征在于，所述感测电极层、绝缘层、以及跨接线路层以印刷方法形成。
19.根据权利要求18所述的触摸板结构的制造方法，其特征在于，其中所述绝缘层以多次层叠印刷方法形成。
20.根据权利要求18所述的触摸板结构的制造方法，其特征在于，另包含在所述印刷方法后进行一红外线烘烤或紫外线烘烤步骤使所述感测电极层、绝缘层、以及跨接线路层干燥定型。
21.根据权利要求14所述的触摸板结构的制造方法，其特征在于，另包含在形成所述感测电极层之前先在所述保护盖板上形成一有色涂层。
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