JP2000273279A - エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 - Google Patents
エポキシ樹脂組成物及び半導体装置Info
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- JP2000273279A JP2000273279A JP11083817A JP8381799A JP2000273279A JP 2000273279 A JP2000273279 A JP 2000273279A JP 11083817 A JP11083817 A JP 11083817A JP 8381799 A JP8381799 A JP 8381799A JP 2000273279 A JP2000273279 A JP 2000273279A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高温保管特性に優れ、且つ高温保管特性と難
燃性とのバランスに優れた半導体封止用エポキシ樹脂組
成物を提供すること。 【解決手段】 エポキシ樹脂、フェノール樹脂、全エポ
キシ樹脂組成物中に0.1〜5重量%の活性炭、無機充
填材、硬化促進剤、全エポキシ樹脂組成物中に0.1〜
5重量%のハイドロタルサイト類化合物、及び臭素化エ
ポキシ樹脂を必須成分とすることを特徴とするエポキシ
樹脂組成物。
燃性とのバランスに優れた半導体封止用エポキシ樹脂組
成物を提供すること。 【解決手段】 エポキシ樹脂、フェノール樹脂、全エポ
キシ樹脂組成物中に0.1〜5重量%の活性炭、無機充
填材、硬化促進剤、全エポキシ樹脂組成物中に0.1〜
5重量%のハイドロタルサイト類化合物、及び臭素化エ
ポキシ樹脂を必須成分とすることを特徴とするエポキシ
樹脂組成物。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高温保管特性に優
れ、且つ高温保管特性と難燃性とのバランスに優れたエ
ポキシ樹脂組成物、及びこれを用いた樹脂封止型半導体
装置に関するものである。
れ、且つ高温保管特性と難燃性とのバランスに優れたエ
ポキシ樹脂組成物、及びこれを用いた樹脂封止型半導体
装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、IC、LSI等の半導体素子の封
止には、エポキシ樹脂組成物を用いた低圧封入法が一般
に用いられている。この樹脂組成物には難燃性が要求さ
れており、難燃性の付与のため、通常、臭素化合物と酸
化アンチモンとが配合されている。しかしながら、この
樹脂組成物で封止された半導体装置を高温下に保管した
場合、これらの難燃剤成分から熱分解した臭素化物が遊
離し、半導体素子の接合部の信頼性を損なうことが知ら
れている。ここで言う信頼性とは、この樹脂組成物で封
止された半導体装置を高温下(例えば185℃等)に放
置した後の半導体素子の接合部(ボンディングパッド
部)の信頼性のことである(以下、高温保管特性とい
う)。この高温保管特性を改善する手法としては、五酸
化二アンチモンを使用する方法(特開昭55−1469
50号公報)や、酸化アンチモンと有機ホスフィンとを
組み合わせる方法(特開昭61−53321号公報)等
が検討されているが、最近の半導体装置に対する高温保
管特性の要求レベルには到達していないのが現状であ
る。
止には、エポキシ樹脂組成物を用いた低圧封入法が一般
に用いられている。この樹脂組成物には難燃性が要求さ
れており、難燃性の付与のため、通常、臭素化合物と酸
化アンチモンとが配合されている。しかしながら、この
樹脂組成物で封止された半導体装置を高温下に保管した
場合、これらの難燃剤成分から熱分解した臭素化物が遊
離し、半導体素子の接合部の信頼性を損なうことが知ら
れている。ここで言う信頼性とは、この樹脂組成物で封
止された半導体装置を高温下(例えば185℃等)に放
置した後の半導体素子の接合部(ボンディングパッド
部)の信頼性のことである(以下、高温保管特性とい
う)。この高温保管特性を改善する手法としては、五酸
化二アンチモンを使用する方法(特開昭55−1469
50号公報)や、酸化アンチモンと有機ホスフィンとを
組み合わせる方法(特開昭61−53321号公報)等
が検討されているが、最近の半導体装置に対する高温保
管特性の要求レベルには到達していないのが現状であ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、高温保管特
性に優れ、且つ高温保管特性と難燃性とのバランスに優
れたエポキシ樹脂組成物、及びこれを用いた半導体装置
を提供するものである。
性に優れ、且つ高温保管特性と難燃性とのバランスに優
れたエポキシ樹脂組成物、及びこれを用いた半導体装置
を提供するものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、(A)エポキ
シ樹脂、(B)フェノール樹脂、(C)全エポキシ樹脂
組成物中に0.1〜5重量%の活性炭、(D)無機充填
材、(E)硬化促進剤、(F)全エポキシ樹脂組成物中
に0.1〜5重量%のハイドロタルサイト類化合物、及
び(G)臭素化エポキシ樹脂を必須成分とし、特に活性
炭の平均粒径が10〜100μm、BET法による比表
面積が800〜3500m2/gであるエポキシ樹脂組
成物、及びこれを用いた半導体装置である。
シ樹脂、(B)フェノール樹脂、(C)全エポキシ樹脂
組成物中に0.1〜5重量%の活性炭、(D)無機充填
材、(E)硬化促進剤、(F)全エポキシ樹脂組成物中
に0.1〜5重量%のハイドロタルサイト類化合物、及
び(G)臭素化エポキシ樹脂を必須成分とし、特に活性
炭の平均粒径が10〜100μm、BET法による比表
面積が800〜3500m2/gであるエポキシ樹脂組
成物、及びこれを用いた半導体装置である。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明に用いるエポキシ樹脂は、
分子中にエポキシ基を有するものであれば特に限定しな
いが、例えば、オルソクレゾールノボラック型エポキシ
樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、トリフェ
ノールメタン型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキ
シ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、スチルベン型エポ
キシ樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポ
キシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂等が挙げられ、こ
れらは単独でも混合して用いてもよい。樹脂組成物の硬
化性のためには、エポキシ当量は150〜300が望ま
しい。
分子中にエポキシ基を有するものであれば特に限定しな
いが、例えば、オルソクレゾールノボラック型エポキシ
樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、トリフェ
ノールメタン型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキ
シ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、スチルベン型エポ
キシ樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポ
キシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂等が挙げられ、こ
れらは単独でも混合して用いてもよい。樹脂組成物の硬
化性のためには、エポキシ当量は150〜300が望ま
しい。
【0006】本発明に用いるフェノール樹脂は、分子中
にフェノール性水酸基を有するものであれば特に限定し
ないが、例えば、フェノールノボラック樹脂、フェノー
ルアラルキル樹脂、トリフェノールメタン型樹脂、及び
これらの変性樹脂等が挙げられ、これらは単独でも混合
して用いてもよい。樹脂組成物の硬化性のためには、水
酸基当量は80〜250が望ましい。
にフェノール性水酸基を有するものであれば特に限定し
ないが、例えば、フェノールノボラック樹脂、フェノー
ルアラルキル樹脂、トリフェノールメタン型樹脂、及び
これらの変性樹脂等が挙げられ、これらは単独でも混合
して用いてもよい。樹脂組成物の硬化性のためには、水
酸基当量は80〜250が望ましい。
【0007】本発明に用いる活性炭は、吸着剤として用
いられるものであれば特に限定しないが、例えば、植物
質、石油系、石炭系等のものが挙げられる。又、平均粒
径10〜100μm、BET法による比表面積800〜
3500m2/gのものが好ましい。平均粒径が10μ
m未満だと流動性の低下を招き、100μmを越えると
成形時に金型ゲート部を塞ぎ、未充填不良が発生するお
それがある。又、比表面積が800m2/g未満だと高
温保管特性に必要な吸着効果が少なく、3500m2/
gを越えると流動性の低下を招くおそれがある。活性炭
の配合量としては、全樹脂組成物中に0.1〜5重量%
が好ましい。0.1重量%未満だと高温保管特性に対す
る効果が少なく、5重量%を越えると封止材料特性とし
て必要不可欠な難燃性が満足されず、又、流動性が低下
するので好ましくない。
いられるものであれば特に限定しないが、例えば、植物
質、石油系、石炭系等のものが挙げられる。又、平均粒
径10〜100μm、BET法による比表面積800〜
3500m2/gのものが好ましい。平均粒径が10μ
m未満だと流動性の低下を招き、100μmを越えると
成形時に金型ゲート部を塞ぎ、未充填不良が発生するお
それがある。又、比表面積が800m2/g未満だと高
温保管特性に必要な吸着効果が少なく、3500m2/
gを越えると流動性の低下を招くおそれがある。活性炭
の配合量としては、全樹脂組成物中に0.1〜5重量%
が好ましい。0.1重量%未満だと高温保管特性に対す
る効果が少なく、5重量%を越えると封止材料特性とし
て必要不可欠な難燃性が満足されず、又、流動性が低下
するので好ましくない。
【0008】本発明に用いる無機充填材の種類には特に
制限はなく、一般に封止材料に用いられているものを使
用することができる。例えば、溶融破砕シリカ粉末、溶
融球状シリカ粉末、結晶シリカ粉末、アルミナ、チタン
ホワイト、水酸化アルミニウム、タルク、クレー、ガラ
ス繊維等が挙げられる。
制限はなく、一般に封止材料に用いられているものを使
用することができる。例えば、溶融破砕シリカ粉末、溶
融球状シリカ粉末、結晶シリカ粉末、アルミナ、チタン
ホワイト、水酸化アルミニウム、タルク、クレー、ガラ
ス繊維等が挙げられる。
【0009】本発明に用いる硬化促進剤は、エポキシ樹
脂とフェノール樹脂の反応を促進できるものであれば特
に限定しないが、例えば、1,8−ジアザビシクロ
(5,4,0)ウンデセン−7、トリブチルアミン等の
アミン化合物、トリフェニルホスフィン、テトラフェニ
ルホスフォニウム・テトラフェニルボレート塩等の有機
リン系化合物、2−メチルイミダゾール等のイミダゾー
ル化合物等が挙げられ、これらは単独でも混合して用い
てもよい。
脂とフェノール樹脂の反応を促進できるものであれば特
に限定しないが、例えば、1,8−ジアザビシクロ
(5,4,0)ウンデセン−7、トリブチルアミン等の
アミン化合物、トリフェニルホスフィン、テトラフェニ
ルホスフォニウム・テトラフェニルボレート塩等の有機
リン系化合物、2−メチルイミダゾール等のイミダゾー
ル化合物等が挙げられ、これらは単独でも混合して用い
てもよい。
【0010】本発明に用いるハイドロタルサイト類化合
物は、例えば下記の式で表される。 MgxAly(OH)2x+3y-2z(CO2)z・mH2O (式中、x、y、zはそれぞれ、0<y/x≦1、0≦
z/y<1.5でありmは整数を表す。) 活性炭とハイドロタルサイト類化合物を併用することに
より臭素化エポキシ樹脂から分解される臭素化合物を捕
捉し、臭素化エポキシ樹脂の配合量を減量することがで
きるので、高温保管特性と難燃性とのバランスが取り易
くなり、高温保管特性も向上する。活性炭とハイドロタ
ルサイト類化合物を併用することにより、それぞれを単
独で使用するよりも相乗効果により、効果的に臭素化合
物を捕捉すできる。ハイドロタルサイト類化合物は全エ
ポキシ樹脂組成物中に0.1〜5重量%が好ましい。
0.1重量%未満だと分解した臭素化合物の捕捉剤とし
ての効果が発揮できず高温保管特性が満足されず、5重
量%を越えると硬化性が低下するので好ましくない。
物は、例えば下記の式で表される。 MgxAly(OH)2x+3y-2z(CO2)z・mH2O (式中、x、y、zはそれぞれ、0<y/x≦1、0≦
z/y<1.5でありmは整数を表す。) 活性炭とハイドロタルサイト類化合物を併用することに
より臭素化エポキシ樹脂から分解される臭素化合物を捕
捉し、臭素化エポキシ樹脂の配合量を減量することがで
きるので、高温保管特性と難燃性とのバランスが取り易
くなり、高温保管特性も向上する。活性炭とハイドロタ
ルサイト類化合物を併用することにより、それぞれを単
独で使用するよりも相乗効果により、効果的に臭素化合
物を捕捉すできる。ハイドロタルサイト類化合物は全エ
ポキシ樹脂組成物中に0.1〜5重量%が好ましい。
0.1重量%未満だと分解した臭素化合物の捕捉剤とし
ての効果が発揮できず高温保管特性が満足されず、5重
量%を越えると硬化性が低下するので好ましくない。
【0011】本発明に用いる臭素化エポキシ樹脂は、例
えば、臭素化フェノールノボラック型エポキシ樹脂、臭
素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂等が挙げられ、こ
れらは単独でも混合して用いてもよい。臭素化エポキシ
樹脂の配合量としては、全樹脂組成物中に臭素量として
0.1〜3重量%が望ましい。エポキシ当量は、200
〜450が望ましい。
えば、臭素化フェノールノボラック型エポキシ樹脂、臭
素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂等が挙げられ、こ
れらは単独でも混合して用いてもよい。臭素化エポキシ
樹脂の配合量としては、全樹脂組成物中に臭素量として
0.1〜3重量%が望ましい。エポキシ当量は、200
〜450が望ましい。
【0012】本発明の樹脂組成物は、(A)〜(G)成
分の他、必要に応じて臭素化合物以外の難燃剤及び難燃
助剤、シランカップリング剤、着色剤、天然ワックスや
合成ワックス等の離型剤、シリコーンオイル等の低応力
成分等の種々の添加剤を適宜添加して使用しても差し支
えない。本発明の樹脂組成物は、(A)〜(G)成分、
及びその他の添加剤等をミキサーを用いて常温混合し、
ロール、押出機等の混練機で混練し、冷却後粉砕して得
られる。本発明の樹脂組成物を用いて、半導体素子等の
電子部品を封止し、半導体装置を製造するには、トラン
スファーモールド、コンプレッションモールド、インジ
ェクションモールド等の成形方法で硬化成形すればよ
い。
分の他、必要に応じて臭素化合物以外の難燃剤及び難燃
助剤、シランカップリング剤、着色剤、天然ワックスや
合成ワックス等の離型剤、シリコーンオイル等の低応力
成分等の種々の添加剤を適宜添加して使用しても差し支
えない。本発明の樹脂組成物は、(A)〜(G)成分、
及びその他の添加剤等をミキサーを用いて常温混合し、
ロール、押出機等の混練機で混練し、冷却後粉砕して得
られる。本発明の樹脂組成物を用いて、半導体素子等の
電子部品を封止し、半導体装置を製造するには、トラン
スファーモールド、コンプレッションモールド、インジ
ェクションモールド等の成形方法で硬化成形すればよ
い。
【0013】
【実施例】以下に、実施例を挙げて説明するが、本発明
はこれらの実施例によりなんら限定されるものではな
い。配合割合は重量部とする。先ず、実施例及び比較例
で用いた原料を示す。 エポキシ樹脂A(住友化学工業(株)・製ESCN−1
95LA、軟化点65℃、エポキシ当量200) エポキシ樹脂B(油化シェルエポキシ(株)・製YX−
4000、融点105℃、エポキシ当量195) フェノールノボラック樹脂(軟化点90℃、水酸基当量
104) 活性炭(関西熱化学(株)・製ヤシ殻活性炭、平均粒径
60μm、比表面積1200m2/g) 溶融球状シリカ(平均粒径30μm、比表面積1.4m
2/g) 硬化促進剤(1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウ
ンデセン−7、以下DBUという) ハイドロタルサイト類化合物(協和化学工業(株)・製
DHT−4H) 臭素化エポキシ樹脂(大日本インキ化学工業(株)・製
エピクロン153、軟化点70℃、エポキシ当量40
0、臭素含有率48重量%) シランカップリング剤 カーボンブラック カルナバワックス
はこれらの実施例によりなんら限定されるものではな
い。配合割合は重量部とする。先ず、実施例及び比較例
で用いた原料を示す。 エポキシ樹脂A(住友化学工業(株)・製ESCN−1
95LA、軟化点65℃、エポキシ当量200) エポキシ樹脂B(油化シェルエポキシ(株)・製YX−
4000、融点105℃、エポキシ当量195) フェノールノボラック樹脂(軟化点90℃、水酸基当量
104) 活性炭(関西熱化学(株)・製ヤシ殻活性炭、平均粒径
60μm、比表面積1200m2/g) 溶融球状シリカ(平均粒径30μm、比表面積1.4m
2/g) 硬化促進剤(1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウ
ンデセン−7、以下DBUという) ハイドロタルサイト類化合物(協和化学工業(株)・製
DHT−4H) 臭素化エポキシ樹脂(大日本インキ化学工業(株)・製
エピクロン153、軟化点70℃、エポキシ当量40
0、臭素含有率48重量%) シランカップリング剤 カーボンブラック カルナバワックス
【0014】 実施例1 エポキシ樹脂A 100重量部 フェノールノボラック樹脂 60重量部 ヤシ殻活性炭 10重量部 溶融球状シリカ 700重量部 DBU 2重量部 ハイドロタルサイト類化合物 30重量部 三酸化アンチモン 10重量部 臭素化エポキシ樹脂 10重量部 シランカップリング剤 5重量部 カーボンブラック 3重量部 カルナバワックス 5重量部 をミキサーで混合後、100℃で二軸ロールを用いて混
練し、冷却混合後粉砕し、樹脂組成物とした。得られた
樹脂組成物を以下の方法で評価した。結果を表1に示
す。
練し、冷却混合後粉砕し、樹脂組成物とした。得られた
樹脂組成物を以下の方法で評価した。結果を表1に示
す。
【0015】評価方法 スパイラルフロー:EMMI−I−66に準じたスパイ
ラルフロー測定用の金型を用い、金型温度175℃、注
入圧力70kg/cm2、硬化時間2分で測定した。 難燃性:UL−94に準拠し、テストピース厚1/8i
nchで測定した。 硬化性:80pQFP金型を使用し175℃、90秒成
形(注入時間約10秒を含む)し、型開き10秒後の熱
時硬度(ショアーD硬度計)を測定し、70未満を不良
とした。 高温保管特性:低圧トランスファー成形機を用いて、金
型温度175℃、圧力70kg/cm2、硬化時間2分
で16pDIP(パッケージ幅300mils)を成形
し、175℃、8時間のポストキュアを行い、10個の
パッケージを得た。得られたパッケージを185℃に保
管し、常温でパッケージの配線の電気抵抗値を調べた。
500時間まで試験し、初期抵抗値の1.2倍以上の抵
抗値を示したものを不良と判定した。不良の生じたパッ
ケージがn個であるとき、n/10と表示した。
ラルフロー測定用の金型を用い、金型温度175℃、注
入圧力70kg/cm2、硬化時間2分で測定した。 難燃性:UL−94に準拠し、テストピース厚1/8i
nchで測定した。 硬化性:80pQFP金型を使用し175℃、90秒成
形(注入時間約10秒を含む)し、型開き10秒後の熱
時硬度(ショアーD硬度計)を測定し、70未満を不良
とした。 高温保管特性:低圧トランスファー成形機を用いて、金
型温度175℃、圧力70kg/cm2、硬化時間2分
で16pDIP(パッケージ幅300mils)を成形
し、175℃、8時間のポストキュアを行い、10個の
パッケージを得た。得られたパッケージを185℃に保
管し、常温でパッケージの配線の電気抵抗値を調べた。
500時間まで試験し、初期抵抗値の1.2倍以上の抵
抗値を示したものを不良と判定した。不良の生じたパッ
ケージがn個であるとき、n/10と表示した。
【0016】実施例2〜7 表1に従い、実施例1と同様にして樹脂組成物を得、実
施例1と同様にして評価した。結果を表1に示す。 比較例1〜5 表2に従い、実施例1と同様にして樹脂組成物を得、実
施例1と同様にして評価した。結果を表2に示す。
施例1と同様にして評価した。結果を表1に示す。 比較例1〜5 表2に従い、実施例1と同様にして樹脂組成物を得、実
施例1と同様にして評価した。結果を表2に示す。
【0017】
【表1】
【0018】
【表2】
【0019】
【発明の効果】本発明に従うと、高温保管特性に優れ、
且つ高温保管特性と難燃性とのバランスに極めて優れた
半導体装置を得ることができる。
且つ高温保管特性と難燃性とのバランスに極めて優れた
半導体装置を得ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C08K 3/26 C08K 3/26 H01L 23/29 H01L 23/30 R 23/31 Fターム(参考) 4J002 CC04X CC05X CC06X CC07X CD04W CD05W CD06W CD07W CD123 DA036 DE137 DE147 DE289 DJ017 DJ037 DJ047 DL007 EN028 EU138 EW138 EW178 FA017 FD017 FD130 FD158 FD200 GQ05 4J036 AA01 AA05 AD09 AF10 DA02 FA01 FA02 FA03 FB07 JA07 4M109 AA01 BA01 CA21 EA02 EA06 EB03 EB04 EB06 EB07 EB08 EB09 EB12 EB18 EB19 EC14 EC20
Claims (3)
- 【請求項1】 (A)エポキシ樹脂、(B)フェノール
樹脂、(C)全エポキシ樹脂組成物中に0.1〜5重量
%の活性炭、(D)無機充填材、(E)硬化促進剤、
(F)全エポキシ樹脂組成物中に0.1〜5重量%のハ
イドロタルサイト類化合物、(G)臭素化エポキシ樹脂
を必須成分とすることを特徴とするエポキシ樹脂組成
物。 - 【請求項2】 活性炭が、平均粒径10〜100μm、
BET法による比表面積800〜3500m2/gであ
る請求項1記載のエポキシ樹脂組成物。 - 【請求項3】 請求項1、又は2記載のエポキシ樹脂組
成物を用いて半導体装置を封止してなることを特徴とす
る半導体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11083817A JP2000273279A (ja) | 1999-03-26 | 1999-03-26 | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11083817A JP2000273279A (ja) | 1999-03-26 | 1999-03-26 | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000273279A true JP2000273279A (ja) | 2000-10-03 |
Family
ID=13813249
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11083817A Pending JP2000273279A (ja) | 1999-03-26 | 1999-03-26 | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000273279A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002275236A (ja) * | 2001-03-16 | 2002-09-25 | Kuraray Co Ltd | エポキシ化重合体の製造方法 |
JP2007009166A (ja) * | 2005-06-03 | 2007-01-18 | Hitachi Chem Co Ltd | 封止用エポキシ樹脂組成物及び電子部品装置 |
-
1999
- 1999-03-26 JP JP11083817A patent/JP2000273279A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002275236A (ja) * | 2001-03-16 | 2002-09-25 | Kuraray Co Ltd | エポキシ化重合体の製造方法 |
JP4707855B2 (ja) * | 2001-03-16 | 2011-06-22 | 株式会社クラレ | エポキシ化重合体の製造方法 |
JP2007009166A (ja) * | 2005-06-03 | 2007-01-18 | Hitachi Chem Co Ltd | 封止用エポキシ樹脂組成物及び電子部品装置 |
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