JP2003238917A

JP2003238917A - ヒートシンク固定用両面粘着テープ

Info

Publication number: JP2003238917A
Application number: JP2002046640A
Authority: JP
Inventors: Kazuma Sasaki; 一磨佐々木
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2002-02-22
Filing date: 2002-02-22
Publication date: 2003-08-27

Abstract

(57)【要約】【課題】半導体チップ及びヒートシンク表面の微細な
凹凸への追従性を改善して、反りへの追従性を保ちつ
つ、熱伝導性を確保し得る比較的安価なヒートシンク固
定用両面粘着テープを提供する。【解決手段】ヒートシンクと被冷却部品との間に配設
する両面粘着テープであって、軟質金属層４の片面に粘
着剤層５が積層されており、他面に積層された粘着剤層
３の表面に不織布層２が設けられ、更にこの不織布層の
表面に粘着剤層１が積層されてなる、好ましくは総厚み
が１３０〜２６０μｍのヒートシンク固定用両面粘着テ
ープＤ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種の電気・電子
機器に使用される部品を冷却する際に、部品とヒートシ
ンク（冷却用部品）とを接合するために用いられる両面
粘着テープに関する。

【０００２】

【従来の技術】電気・電子装置は、多機能化・小型化及
びモバイル化に対応する一方、装置の発熱量の増大によ
り、近年、冷却の問題が重要な課題として認識されてい
る。このような冷却が必要な半導体素子等の冷却方法と
しては、それが搭載される機器にファンを取り付け冷却
する方法や、その冷却すべき半導体素子等にヒートシン
ク（冷却用部品、又は冷却体等と称される）を取り付け
て冷却するのが一般的である。

【０００３】このヒートシンクを半導体素子等に固定す
る方法にも様々なタイプがある。半導体チップの発熱量
により、大きく大別されるが、発熱量が大きいハイエン
ドタイプでは、シリコーングリスやフェイスチェンジタ
イプの熱伝導シートを用いて、半導体チップとヒートシ
ンクを固定している方法が多く見られ、発熱量の少ない
ローエンドタイプでは、多くの場合、半導体チップとヒ
ートシンクとの固定を両面粘着テープで行う方法が採用
されている。

【０００４】一般に、ヒートシンクは熱伝導性に優れて
いるアルミニウム材料等が好適に使用されており、被冷
却部品である半導体素子はそれより大幅に熱膨張率が小
さい場合が多いので、半導体チップとヒートシンクは熱
膨張率の相違が大きく、大きな反りの発生や接合部での
剥離の発生などが生じ易いという問題があった。この傾
向は発熱量の大きいハイエンドタイプに顕著であり、様
々な手段を用いて改良が行われている。

【０００５】一方、ローエンドタイプに求められるの
は、半導体チップ及びヒートシンク両者の表面の微細な
凹凸に対する接着性、ヒートシンクの反りに対する追従
性と適度な熱伝導性である。不織布を基材とした汎用の
両面粘着テープを用いて両者を接合する際に、厚みが薄
いと表面凹凸への追従性が劣り、結果的に反りに追従す
ることができずに接着不良となる問題点があった。

【０００６】また、厚みを確保するために単に両面粘着
テープの粘着剤層を厚くすると、熱伝導性が低下する。
他方、シリコーングリース等を被冷却部品とヒートシン
クの間に介在させることにより、両者を単に接触させた
場合に比べてその接触部の抵抗値を小さくする方法も知
られているが、この方法ではコストが割高になるという
実用面での問題点があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
ローエンドタイプについての問題点を解決することを目
的とする。即ち、本発明の目的は、発熱量が小さいロー
エンドタイプにおける問題点である、半導体チップ及び
ヒートシンク表面の微細な凹凸への追従性を改善して、
反りへの追従性を保ちつつ、熱伝導性を確保し得る比較
的安価なヒートシンク固定用両面粘着テープを提供する
ことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、ヒートシンクと被冷却部品
との間に配設する両面粘着テープであって、軟質金属層
の片面に粘着剤層が積層されており、他面に積層された
粘着剤層の表面に不織布層が設けられ、更にこの不織布
層の表面に粘着剤層が積層されてなるヒートシンク固定
用両面粘着テープを提供する。請求項２記載の発明は、
両面粘着テープの総厚みが１３０μｍ〜２６０μｍであ
る請求項１記載のヒートシンク固定用両面粘着テープを
提供する。

【０００９】本発明において軟質金属層を構成する軟質
金属の材質は、軟質であれば特に限定されないが、アル
ミニウム又は銅が、熱伝導性、半導体チップとヒートシ
ンク表面の微細な凹凸への追従性を発揮し得る柔軟性及
びコストの総合的観点から、実用的であり、好ましい。
軟質金属層は、厚み２５〜５０μｍのものであるのが望
ましい。２５μｍ未満では熱伝導性が不十分な場合があ
り、５０μｍを越えると硬くなって表面の凹凸への追従
性が悪くなり冷却効率が低下する場合があるからであ
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明のヒートシンク固定
用両面粘着テープを図面を参照しながら説明する。図１
は、ヒートシンク固定用両面粘着テープの実施の形態の
１例を示す断面図である。ヒートシンク固定用両面粘着
テープＤは５層構造からなり、軟質金属層４の片面に粘
着剤層５が積層されており、軟質金属層４の他面に積層
された粘着剤層３の表面に不織布層２が設けられ、更に
この不織布層２の表面に粘着剤層１が積層されている。

【００１１】粘着剤層１を構成する粘着剤としては、ア
クリル系・ゴム系等粘着剤が使用できるが、一般的に耐
熱性に優れているアクリル系粘着剤が好ましく用いられ
る。不織布層２を構成する不織布は、例えば、パルプ、
レーヨン、マニラ麻等の繊維からなるものや、ポリエス
テル等の化学繊維からなるものが用いられるが、これら
に限られるものではない。また、秤量は１０〜３０ｇ／
ｍ²のものが好ましく使用される。

【００１２】粘着剤層３を構成する粘着剤は、不織布２
と軟質金属層４との接合のために用いられるものであ
り、アクリル系・ゴム系粘着剤等が用いられるが、一般
的に耐熱性に優れているアクリル系粘着剤が好ましく用
いられる。粘着剤層５を構成する粘着剤は、アクリル系
・ゴム系粘着剤等が用いられるが、一般的に耐熱性に優
れているアクリル系粘着剤が好ましく用いられる。

【００１３】上記のような構成において、ヒートシンク
固定用両面粘着テープＤの５層の総厚は１３０μｍ〜２
６０μｍであることが望ましい。総厚が１３０μｍより
薄いと反りに対して弱く、２６０μｍより厚いと全体に
占める粘着剤層の厚みの割合が高くなり、十分な放熱性
が得られないからである。

【００１４】本発明のヒートシンク固定用両面粘着テー
プは、不織布２の両面に粘着剤層が積層されてなるの
で、容易に粘着剤層の厚みを確保することができて凹凸
への追従性が良好であると共に、工業生産上、或る程度
幅広のテープを製造後に所定幅に切断加工して製品幅と
する工程を容易に採用することができる利点を有する。

【００１５】

【実施例】（実施例１〜５）以下に本発明の実施例を説
明する。

【００１６】１）不織布両面粘着テープの作成離型紙：ＳＬＢ−８０Ｃ（カイト化学工業社製）不織布：レーヨン系、厚み４０μｍ、秤量１４ｇ／ｍ² 粘着剤：ＳＫ−１７１７（綜研化学社製、アクリル系粘
着剤）硬化剤：コロネートＬ−２８Ｅ( 日本ポリウレタン社
製) 離型紙に、粘着剤と硬化剤との添加混合物（粘着剤：硬
化剤＝重量比で１００：２．５）を塗工し、乾燥後に不
織布と貼り合わせ、不織布のもう一方の面にも同様に粘
着剤層を貼り合わせて、両面粘着テープを作成した。粘
着剤層／不織布層／粘着剤層の３層の厚みが合計で７０
μｍ、８０μｍ、１４０μｍ、２１０μｍ、２２０μｍ
となるように各試験片を調整した。

【００１７】２）アルミニウムテープとの貼り合わせ１）で作成した不織布を芯材とする両面粘着テープを、
アルミニウム粘着テープ＃９５５（積水化学工業社製、
アクリル系粘着剤２５μｍ）のアルミニウム面に貼り合
わせを行い、５層構造の目的とするヒートシンク固定用
両面粘着テープを作成し（試料番号１〜５、表１参
照）、実施例１〜５における評価用サンプルとして供し
た。

【００１８】

【表１】

【００１９】（比較例１、２）アルミテープと貼り合わ
せることなく、不織布を芯材とする両面粘着テープ単体
（不織布厚４０μｍ、粘着剤層厚６５μｍ×２相当量を
塗工、試料番号６、総厚１４０μｍ）（比較例１）、及
びこの不織布両面粘着テープを２枚重ねたもの（試料番
号７、総厚２８０μｍ）（比較例２）を使用したこと以
外は、実施例と同様にして評価した。

【００２０】〔両面粘着テープの評価〕図２に示す簡易
熱抵抗評価装置を作成し、実施例・比較例において示し
たそれぞれの両面粘着テープを用いて半導体チップＧ
（発熱量３．５Ｗ）とヒートシンクＳとを貼り合わせた
後、所定の締め付けトルクにて締め付け、通電１０分後
の半導体チップＧの表面温度Ｔｈ及び両面粘着テープ近
傍のヒートシンクＳの表面温度Ｔｃを測定し、次の計算
式で熱抵抗を計算した。尚、図２は、図１に示した両面
粘着テープＤをそのまま、軟質金属層４がヒートシンク
Ｓに近くなる様に（不織布２が半導体チップＧに近くな
る様に）配置した状態を示したものであるが、比較例で
用いた不織布両面粘着テープも同様に配置して評価し
た。また、テープの貼付面積は３０ｍｍ×３０ｍｍとし
た。

【００２１】熱抵抗＝（Ｔｈ−Ｔｃ）／発熱量（３．５Ｗ）また、反りへの追従評価として、以下の如く反発性試験
を行った。即ち、厚さ１ｍｍのアルミニウム板１０ｍｍ
×２０ｃｍに同サイズの評価用両面粘着テープを貼付
け、更に、これを直径２０ｃｍのアルミニウム製の円筒
に貼付けた後、２ｋｇローラーで１往復圧着後、０℃雰
囲気下に３０分、６０℃雰囲気下に３０分放置すること
を１サイクルとして、これを３サイクル繰り返した後、
アルミニウム板の端部の浮きの有無を確認した。

【００２２】評価結果は表２に示す通りであった。

【表２】

【００２３】

【発明の効果】本発明のヒートシンク固定用両面粘着テ
ープは、上述の通り構成され、軟質金属層の片面に粘着
剤層が積層されており、他面に積層された粘着剤層の表
面に不織布層が設けられ、更にこの不織布層の表面に粘
着剤層が積層されてなるので、半導体チップ及びヒート
シンク表面の微細な凹凸への追従性、を従来品より改善
して反りへの追従性を保ちつつ、熱伝導性を確保し得る
ものである。また、不織布の両面に粘着剤層が積層され
てなるので、容易に粘着剤層の厚みを確保することがで
きて凹凸への追従性が良好であると共に、工業生産上、
或る程度幅広のテープを製造後に所定幅に切断加工して
製品幅とする工程を容易に採用することができる利点を
有する。また、シリコーングリース等と比較してコスト
的にも有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の両面粘着テープの実施の形態の１例を
示す断面図である。

【図２】両面粘着テープの熱伝導性（放熱特性）を評価
するために用いた簡易熱抵抗評価装置の模式的断面図で
ある。

【符号の説明】

１・・・粘着剤層２・・・不織布層３・・・粘着剤層４・・・軟質金属層５・・・粘着剤層Ｄ・・・ヒートシンク固定用両面粘着テープＧ・・・被冷却部品（半導体チップ）Ｓ・・・ヒートシンク

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ヒートシンクと被冷却部品との間に配設
する両面粘着テープであって、軟質金属層の片面に粘着
剤層が積層されており、他面に積層された粘着剤層の表
面に不織布層が設けられ、更にこの不織布層の表面に粘
着剤層が積層されてなることを特徴とするヒートシンク
固定用両面粘着テープ。
【請求項２】両面粘着テープの総厚みが１３０μｍ〜
２６０μｍであることを特徴とする請求項１記載のヒー
トシンク固定用両面粘着テープ。