JPS6119625A - 半導体封止用エポキシ樹脂組成物 - Google Patents
半導体封止用エポキシ樹脂組成物Info
- Publication number
- JPS6119625A JPS6119625A JP13806384A JP13806384A JPS6119625A JP S6119625 A JPS6119625 A JP S6119625A JP 13806384 A JP13806384 A JP 13806384A JP 13806384 A JP13806384 A JP 13806384A JP S6119625 A JPS6119625 A JP S6119625A
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- JP
- Japan
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- epoxy resin
- resin composition
- resin
- semiconductor
- composition
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- Pending
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- Epoxy Resins (AREA)
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の技術分野]
本発明は半導体におけるアルミニウム配線の防食性が優
れた半導体封止用エポキシ樹脂組成物に関する。
れた半導体封止用エポキシ樹脂組成物に関する。
[発明の技術的背景とその問題点]
近年、半導体の高集積化が進むにつれて、半導体封止剤
に対する要求も一層高まってきている。
に対する要求も一層高まってきている。
このため、現在では、耐熱性及び耐湿性などの各種特性
が優れた封止剤として、ベース樹脂がノボラック型エポ
キシ樹脂で、硬化剤がフェノールノボラック型エポキシ
樹脂であるエポキシ樹脂組成物が主に使用されるように
なり、半導体の信頼性が大幅に向上してきている。
が優れた封止剤として、ベース樹脂がノボラック型エポ
キシ樹脂で、硬化剤がフェノールノボラック型エポキシ
樹脂であるエポキシ樹脂組成物が主に使用されるように
なり、半導体の信頼性が大幅に向上してきている。
ところで、樹脂封止型半導体の信頼性は、該半導体に浸
入する水分と樹脂中に含まれる陰イオン性不純物との相
互作用並びに有機酸の存在に大きく依存する。即ち、外
部から浸入した水分と陰イオン性不純物とが互いに影響
し合い、更には有機酸にもよって、例えば、半導体の配
線を腐食させ、断線に至らしめることがある。このよう
な断線という事態は、配線の材質がアルミニウムである
場合に多発する(半導体素子における封止樹脂の問題、
応用物理、第49巻、第2号、 1980年参照)。し
たがって、半導体の信頼性をより高めるためには、封止
剤中に含まれる陰イオン性不純物及び有機酸に対する対
策を工夫しなければならない。
入する水分と樹脂中に含まれる陰イオン性不純物との相
互作用並びに有機酸の存在に大きく依存する。即ち、外
部から浸入した水分と陰イオン性不純物とが互いに影響
し合い、更には有機酸にもよって、例えば、半導体の配
線を腐食させ、断線に至らしめることがある。このよう
な断線という事態は、配線の材質がアルミニウムである
場合に多発する(半導体素子における封止樹脂の問題、
応用物理、第49巻、第2号、 1980年参照)。し
たがって、半導体の信頼性をより高めるためには、封止
剤中に含まれる陰イオン性不純物及び有機酸に対する対
策を工夫しなければならない。
封止剤中に含まれる陰イオン性不純物としては、エポキ
シ樹脂の製造原料であるエピクロルヒドリンから離脱し
たC1−イオンが例示される。
シ樹脂の製造原料であるエピクロルヒドリンから離脱し
たC1−イオンが例示される。
また、ベース樹脂及び硬化剤の加水分解により陰イオン
性不純物であるCl−及びOH−が生成する。一方、硬
化反応が不完全である場合には、硬化剤中のフェノール
成分が不純物と・して残存することになる。この他にも
、封止剤における充填剤、硬化促進剤、離型剤、難燃剤
、表面処理剤及び顔料などの添加剤中には、ハロゲンイ
オン及び有機酸が混入している。そこで、かかる陰イオ
ン性不純物及び有機酸の含有量が少ない樹脂組成物を得
る必要性が生じるが、これらの不純物を完全に除去する
ことは技術的に困難であり、しかも高純度品とすること
で大幅な価格上舅が避けられなくなるため、これらには
自ずと限界があった。
性不純物であるCl−及びOH−が生成する。一方、硬
化反応が不完全である場合には、硬化剤中のフェノール
成分が不純物と・して残存することになる。この他にも
、封止剤における充填剤、硬化促進剤、離型剤、難燃剤
、表面処理剤及び顔料などの添加剤中には、ハロゲンイ
オン及び有機酸が混入している。そこで、かかる陰イオ
ン性不純物及び有機酸の含有量が少ない樹脂組成物を得
る必要性が生じるが、これらの不純物を完全に除去する
ことは技術的に困難であり、しかも高純度品とすること
で大幅な価格上舅が避けられなくなるため、これらには
自ずと限界があった。
[発明の目的]
本発明は、アルミニウム配線の腐食に影響を与えるおそ
れが少ない半導体封止用エポキシ樹脂組成物の提供を目
的とする。
れが少ない半導体封止用エポキシ樹脂組成物の提供を目
的とする。
[発明の概要]
本発明者らは、従来の半導体封止用エポキシ樹脂組成物
に含まれる陰イオン性不純物及び有機酸の影響を軽減す
ることが可能な添加剤を見出し、本発明を完成するに至
った。
に含まれる陰イオン性不純物及び有機酸の影響を軽減す
ることが可能な添加剤を見出し、本発明を完成するに至
った。
即ち、本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、従
来の半導体封止用エポキシ樹脂組成物において、エポキ
シ樹脂及び該樹脂の硬化剤の総量に対し、次式: 0≦−<1.5なる関係を有し1mは整数を表わす) で示されるハイドロタルサイト系化合物を0.05〜2
0重量%添加してなることを特徴とする。
来の半導体封止用エポキシ樹脂組成物において、エポキ
シ樹脂及び該樹脂の硬化剤の総量に対し、次式: 0≦−<1.5なる関係を有し1mは整数を表わす) で示されるハイドロタルサイト系化合物を0.05〜2
0重量%添加してなることを特徴とする。
本発明の組成物においては、ベース樹脂としてのエポキ
シ樹脂、該樹脂の硬化剤及びハイドロタルサイト系化合
物のみが必須成分である。
シ樹脂、該樹脂の硬化剤及びハイドロタルサイト系化合
物のみが必須成分である。
本発明において用いられるハイドロタルサイト系化合物
とは、次式: %式%) (式中、x、y及び2はそれぞれ、0〈−≦1゜O≦−
<1.5なる関係を有し、mは整数を表わす) で示される複合金属化合物をいう。該化合物は、組成物
中のハロゲンイオン及び有機酸イオンを自己のCO?イ
オンと置換するか、あるーいはそのまま配位結合せしめ
ることにより、不純物イオンを補束し、組成物中の不純
物イオン濃度を低下させる作用を有する。該化合物の代
表例としては、例えば、 Mg4.5A文、、(OH) 13CO3・3.5H2
0(商品名[IHT−4A 。
とは、次式: %式%) (式中、x、y及び2はそれぞれ、0〈−≦1゜O≦−
<1.5なる関係を有し、mは整数を表わす) で示される複合金属化合物をいう。該化合物は、組成物
中のハロゲンイオン及び有機酸イオンを自己のCO?イ
オンと置換するか、あるーいはそのまま配位結合せしめ
ることにより、不純物イオンを補束し、組成物中の不純
物イオン濃度を低下させる作用を有する。該化合物の代
表例としては、例えば、 Mg4.5A文、、(OH) 13CO3・3.5H2
0(商品名[IHT−4A 。
協和化学工業■製)、
M g s A文1.5(OH)13C03・3.5H
20、Mg A文 (OH) ・3.5HO・・
・・・・C03のないり4.5 2 13 2 イブ等が挙げられる。これらの中では、特にDHT−4
Aが好ましく、その市販品中にはipm以下の粒子が約
95%含まれている。これらのハイドロタルサイト系化
合物は、1種もしくは2種以上の混合系で用いられ、そ
の添加量はエポキシ樹脂及びその硬化剤の総量に対して
、0.05〜20重量%、好ましくは0.1〜10重章
%の範囲内である。0.05重量%未満の場合は耐湿性
及び信頼性が向上せず。
20、Mg A文 (OH) ・3.5HO・・
・・・・C03のないり4.5 2 13 2 イブ等が挙げられる。これらの中では、特にDHT−4
Aが好ましく、その市販品中にはipm以下の粒子が約
95%含まれている。これらのハイドロタルサイト系化
合物は、1種もしくは2種以上の混合系で用いられ、そ
の添加量はエポキシ樹脂及びその硬化剤の総量に対して
、0.05〜20重量%、好ましくは0.1〜10重章
%の範囲内である。0.05重量%未満の場合は耐湿性
及び信頼性が向上せず。
20重量%を超えると吸湿時の絶縁抵抗が低下する。
本発明において用いうるエポキシ樹脂は、通常知られて
いるものであればいかなるものであってもよく、特に限
定されない。例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂
、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノ
ボラック型エポキシ樹脂などのグリシジルエーテル型エ
ポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリ
シジルアミン型エポキシ樹脂、線状脂肪族エポキシ樹脂
、脂環式エポキシ樹脂、複素環型エポキシ樹脂、ハロゲ
ン化エポキシ樹脂などのような、−分子中にエポキシ基
を2個以上有するエポキシ樹脂が挙げられる。
いるものであればいかなるものであってもよく、特に限
定されない。例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂
、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノ
ボラック型エポキシ樹脂などのグリシジルエーテル型エ
ポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリ
シジルアミン型エポキシ樹脂、線状脂肪族エポキシ樹脂
、脂環式エポキシ樹脂、複素環型エポキシ樹脂、ハロゲ
ン化エポキシ樹脂などのような、−分子中にエポキシ基
を2個以上有するエポキシ樹脂が挙げられる。
しかしてこれらエポキシ樹脂は1種もしくは2種以上の
混合系で用いられる。また、これらエポキシ樹脂は、塩
素イオンの含有量が10ppm以下、加水分解性塩素の
含有量が0.1重量%以下のものが望ましい、上記エポ
キシ樹脂の中でもグリシジルエーテル型エポキシ樹脂が
最も好ましく、特にエポキシ当量170〜300のノボ
ラック型エポキシ樹脂を用いた場合に重合反応が行ない
易く最も優れた特性を得ることができる。
混合系で用いられる。また、これらエポキシ樹脂は、塩
素イオンの含有量が10ppm以下、加水分解性塩素の
含有量が0.1重量%以下のものが望ましい、上記エポ
キシ樹脂の中でもグリシジルエーテル型エポキシ樹脂が
最も好ましく、特にエポキシ当量170〜300のノボ
ラック型エポキシ樹脂を用いた場合に重合反応が行ない
易く最も優れた特性を得ることができる。
本発明において用いられる硬化剤は、通常知られている
ものであればいかなる化合物であってもよく、格別限定
されない。しかしながら、良好な半導体封止膜を得るた
めには、−分子中に2個以上のフェノール性水酸基を有
するフェノール樹脂及び多価フェノール化合物が好まし
い6具体的に例示するど、フェノールノボラック樹脂、
タレゾールノボラック樹脂、 tert−ブチルフェノ
ールノボラック樹脂、ノニルフェノールノボラック樹脂
などのノボラック型フェノール樹脂、並びにクレゾール
型フェノール樹脂、ビスフェノールAなどである。これ
らの中でもノボラック型フェノール樹脂がエポキシ樹脂
との重合反応を行なう上で最も好ましい。また樹脂の軟
化点は60℃〜 180℃の範囲内にあることが好まし
い。
ものであればいかなる化合物であってもよく、格別限定
されない。しかしながら、良好な半導体封止膜を得るた
めには、−分子中に2個以上のフェノール性水酸基を有
するフェノール樹脂及び多価フェノール化合物が好まし
い6具体的に例示するど、フェノールノボラック樹脂、
タレゾールノボラック樹脂、 tert−ブチルフェノ
ールノボラック樹脂、ノニルフェノールノボラック樹脂
などのノボラック型フェノール樹脂、並びにクレゾール
型フェノール樹脂、ビスフェノールAなどである。これ
らの中でもノボラック型フェノール樹脂がエポキシ樹脂
との重合反応を行なう上で最も好ましい。また樹脂の軟
化点は60℃〜 180℃の範囲内にあることが好まし
い。
上記した硬化剤は、1種もしくは2種以上の混合系で用
いられる。その添加量は、エポキシ樹脂に対して、通常
0.5〜1.5当量比、好ましくは0.8〜1.2当量
比の範囲内である。
いられる。その添加量は、エポキシ樹脂に対して、通常
0.5〜1.5当量比、好ましくは0.8〜1.2当量
比の範囲内である。
本発明においては、上記三成分に加えて、必要に応じ、
半導体封止用エポキシ樹脂組成物に通常配合される添加
剤を加えてもよい。かかる添加剤としては、硬化促進剤
、充填剤などが例示される。
半導体封止用エポキシ樹脂組成物に通常配合される添加
剤を加えてもよい。かかる添加剤としては、硬化促進剤
、充填剤などが例示される。
これらの添加剤の中で、硬化促進剤としては一般に金属
キレート類、三級アミン類、イミダゾール類、有機ホス
フィン化合物等がある。
キレート類、三級アミン類、イミダゾール類、有機ホス
フィン化合物等がある。
無機質充填剤の具体例としては1石英ガラス粉末、結晶
性シリカ粉末、ガラス繊維、タルク、アルミナ粉、ケイ
酸カルシウム粉、炭酸カルシウム粉、硫酸バリウム粉、
マグネシア粉などがあるが、これらの中で石英ガラスや
結晶性シリカ粉が最も好ましい。
性シリカ粉末、ガラス繊維、タルク、アルミナ粉、ケイ
酸カルシウム粉、炭酸カルシウム粉、硫酸バリウム粉、
マグネシア粉などがあるが、これらの中で石英ガラスや
結晶性シリカ粉が最も好ましい。
更に、本発明に係るエポキシ樹脂系組成物は必要に応じ
て、例えば天然ワックス類9合成ワックス類、直鎖脂肪
酸の金属塩、酸アミド類、エステル類もしくはパラフィ
ン類などの離型剤、塩素化パラフィン、ブロムトルエン
、ヘキサブロムベンゼン、三酸化アンチモンなどの難燃
剤、カーボンブラックなどの着色剤、シランカップリン
グ剤。
て、例えば天然ワックス類9合成ワックス類、直鎖脂肪
酸の金属塩、酸アミド類、エステル類もしくはパラフィ
ン類などの離型剤、塩素化パラフィン、ブロムトルエン
、ヘキサブロムベンゼン、三酸化アンチモンなどの難燃
剤、カーボンブラックなどの着色剤、シランカップリン
グ剤。
シリコーンオイル、界面活性剤などを適宜添加配合して
も差しつかえない。
も差しつかえない。
[発明の効果]
本発明において用いられるハイドロタルサイト系化合物
は、アルミニウム腐食に最も悪影響を与えるハロゲン及
び有機酸の陰イオン性不純物を自己のC03)イオンと
置換するか、あるいはそのまま配位結合せしめる作用を
有する。このため、該化合物を添加してなる本発明組成
物によれば、樹脂中の上記陰イオン濃度を低下させるこ
とができるため、半導体素子に用いられるアルミニウム
配線を腐食させるおそれはない。したがって、該エポキ
シ樹脂組成物を用いて半導体を封止することにより、高
温高湿度中において信頼性が大幅に向上した素子が得ら
れることになるため、その工業的価値は極めて大である
と言える。
は、アルミニウム腐食に最も悪影響を与えるハロゲン及
び有機酸の陰イオン性不純物を自己のC03)イオンと
置換するか、あるいはそのまま配位結合せしめる作用を
有する。このため、該化合物を添加してなる本発明組成
物によれば、樹脂中の上記陰イオン濃度を低下させるこ
とができるため、半導体素子に用いられるアルミニウム
配線を腐食させるおそれはない。したがって、該エポキ
シ樹脂組成物を用いて半導体を封止することにより、高
温高湿度中において信頼性が大幅に向上した素子が得ら
れることになるため、その工業的価値は極めて大である
と言える。
[発明の実施例]
実施例1〜5
エポキシ当量220のクレゾールノボラック型エポキシ
樹脂(エポシ樹脂A)、エポキシ当量290の臭素化エ
ポキシノボラック樹脂(エポキシ樹脂B)、分子量80
0のフェノールノボラック樹脂硬化剤、ハイドロタルサ
イトDHT−4A (協和化学工業、商品名)、トリフ
ェニルホスフィン、溶融性シリカ粉末、モンタンワック
ス、カーボンブラック、シランカップリング剤を第1表
に示す組成比(重量部)に配合した。′これらの組成物
をそれぞれミキサーで十分混合し加熱ロールで混練した
ものを冷却後粉砕して、エポキシ樹脂系成形材料とした
。この成形材料を用いて直径100I、厚さ2IIII
の円板を 180℃で3分間のトランスモールド成形に
より成形し、更に 180℃で8時間加熱して硬化させ
ることにより、実施例1〜5の組成のエポキシ樹脂系組
成物の試験片とした。
樹脂(エポシ樹脂A)、エポキシ当量290の臭素化エ
ポキシノボラック樹脂(エポキシ樹脂B)、分子量80
0のフェノールノボラック樹脂硬化剤、ハイドロタルサ
イトDHT−4A (協和化学工業、商品名)、トリフ
ェニルホスフィン、溶融性シリカ粉末、モンタンワック
ス、カーボンブラック、シランカップリング剤を第1表
に示す組成比(重量部)に配合した。′これらの組成物
をそれぞれミキサーで十分混合し加熱ロールで混練した
ものを冷却後粉砕して、エポキシ樹脂系成形材料とした
。この成形材料を用いて直径100I、厚さ2IIII
の円板を 180℃で3分間のトランスモールド成形に
より成形し、更に 180℃で8時間加熱して硬化させ
ることにより、実施例1〜5の組成のエポキシ樹脂系組
成物の試験片とした。
一方、シリコンウェハーにアルミニウムのテストパター
ンを作成した素子を 175℃で3分間モールド成形し
、更に180℃、8時間加熱硬化させることにより、プ
レッシャークツカーおよび通電プレッシャークツカー用
信頼性評価素子とした。
ンを作成した素子を 175℃で3分間モールド成形し
、更に180℃、8時間加熱硬化させることにより、プ
レッシャークツカーおよび通電プレッシャークツカー用
信頼性評価素子とした。
以上の操作で得た円板試料については、 120℃の飽
和水蒸気中に7日間放置してから取出した後、導電塗料
を塗布して電極を作成し、該電極の絶縁抵抗を測定した
。測定結果を第1図に示した。信頼性評価用素子につい
ては、 120℃の飽和水蒸気中で通電と無通電による
評価を実施し、該素子の腐食によるアルミニウム配線の
断線の有無を電気的に検出する方法で測定した。測定結
果は、累積破壊確率として第2図に示した。
和水蒸気中に7日間放置してから取出した後、導電塗料
を塗布して電極を作成し、該電極の絶縁抵抗を測定した
。測定結果を第1図に示した。信頼性評価用素子につい
ては、 120℃の飽和水蒸気中で通電と無通電による
評価を実施し、該素子の腐食によるアルミニウム配線の
断線の有無を電気的に検出する方法で測定した。測定結
果は、累積破壊確率として第2図に示した。
一方、成型硬化後の樹脂を再度粉砕して 180℃、2
時間の熱水抽出を行い、抽出液の導電率とpHを測定し
た。角測定値を第2表に示した。
時間の熱水抽出を行い、抽出液の導電率とpHを測定し
た。角測定値を第2表に示した。
なお、ハイドロタルサイト系化合物を添加していないこ
とを除いては、上記と同様にして比較すべき試料を作成
し、同様の試験に付した。
とを除いては、上記と同様にして比較すべき試料を作成
し、同様の試験に付した。
第1表
第2表
第1図は導電塗料を塗布した電極の各種温度下における
絶縁抵抗値を示した図、第2図は半導体素子ノアルミニ
ウム配線について、その断線力く生じる累積破壊確率を
経時的に示した図である。
絶縁抵抗値を示した図、第2図は半導体素子ノアルミニ
ウム配線について、その断線力く生じる累積破壊確率を
経時的に示した図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 半導体封止用エポキシ樹脂組成物において、エポキシ樹
脂及び該樹脂の硬化剤の総量に対し、次式: Mg_xAl_y(OH)_2_x_+_3_y_−_
2_z(CO_3)_z・mH_2O(式中、x、y及
びzはそれぞれ、、0<y/x≦1、0≦z/y<1.
5なる関係を有し、mは整数を表わす) で示されるハイドロタルサイト系化合物を0.05〜2
0重量%添加してなることを特徴とする半導体封止用エ
ポキシ樹脂組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13806384A JPS6119625A (ja) | 1984-07-05 | 1984-07-05 | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13806384A JPS6119625A (ja) | 1984-07-05 | 1984-07-05 | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6119625A true JPS6119625A (ja) | 1986-01-28 |
Family
ID=15213108
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13806384A Pending JPS6119625A (ja) | 1984-07-05 | 1984-07-05 | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6119625A (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61285245A (ja) * | 1985-06-13 | 1986-12-16 | Matsushita Electric Works Ltd | エポキシ樹脂成形材料 |
JPH01206655A (ja) * | 1988-02-15 | 1989-08-18 | Nitto Denko Corp | 半導体装置およびそれに用いるエポキシ樹脂組成物 |
JPH01206656A (ja) * | 1988-02-15 | 1989-08-18 | Nitto Denko Corp | 半導体装置 |
JPH0450257A (ja) * | 1990-06-18 | 1992-02-19 | Toray Ind Inc | 半導体封止用エポキシ組成物 |
US5093712A (en) * | 1989-11-15 | 1992-03-03 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Resin-sealed semiconductor device |
JPH04264155A (ja) * | 1991-02-20 | 1992-09-18 | Toray Ind Inc | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物 |
WO2007061037A1 (ja) * | 2005-11-25 | 2007-05-31 | Hitachi Chemical Co., Ltd. | 電子部品用液状樹脂組成物及び電子部品装置 |
WO2023167267A1 (ja) * | 2022-03-02 | 2023-09-07 | 太陽ホールディングス株式会社 | 硬化性樹脂組成物、硬化物およびプリント配線板 |
-
1984
- 1984-07-05 JP JP13806384A patent/JPS6119625A/ja active Pending
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61285245A (ja) * | 1985-06-13 | 1986-12-16 | Matsushita Electric Works Ltd | エポキシ樹脂成形材料 |
JPH01206655A (ja) * | 1988-02-15 | 1989-08-18 | Nitto Denko Corp | 半導体装置およびそれに用いるエポキシ樹脂組成物 |
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WO2007061037A1 (ja) * | 2005-11-25 | 2007-05-31 | Hitachi Chemical Co., Ltd. | 電子部品用液状樹脂組成物及び電子部品装置 |
US8232355B2 (en) | 2005-11-25 | 2012-07-31 | Hitachi Chemical Co., Ltd. | Liquid resin composition for electronic components and electronic component device |
WO2023167267A1 (ja) * | 2022-03-02 | 2023-09-07 | 太陽ホールディングス株式会社 | 硬化性樹脂組成物、硬化物およびプリント配線板 |
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