JP2793559B2 - 耐熱性および熱伝導性にすぐれた感圧性接着剤とその接着シ―ト類およびこれらを用いた電子部品と放熱部材との固定方法 - Google Patents

耐熱性および熱伝導性にすぐれた感圧性接着剤とその接着シ―ト類およびこれらを用いた電子部品と放熱部材との固定方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品の固定、
とくに電子部品と放熱部材との固定や、その他、建材、
車輛、航空機、船舶などの各種分野での部材の固定など
の用に供される、耐熱性および熱伝導性にすぐれた感圧
性接着剤とこれをシ―ト状やテ―プ状などの形態とした
接着シ―ト類に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ハイブリツトパツケ─ジやマルチモジユ
─ル、あるいはプラスチツクや金属による密封型集積回
路などの電子部品では、ＩＣ回路の高集積化などにとも
なつて発熱量が増大し、温度上昇のために電子部品が機
能障害を生じるおそれがあることなどにより、電子部品
にヒ─トシンクなどの放熱部材を付設して機能障害など
を予防する対策が講じられている。
【０００３】電子部品に放熱部材を付設するには、適宜
の接着剤を用いて接着固定する方法がとられるが、この
場合、つぎの問題が指摘されている。すなわち、溶液重
合による接着剤は、製造時に用いた低沸点の有機溶剤が
接着剤中に残存し、これが気化し電子部品の腐食を引き
起こしたり、高温での気化膨脹による膨れ、剥がれ、ず
れの原因となる。また、エマルシヨン重合による接着剤
は、製造時に用いた乳化剤がブリ─ドし、汚染、接着不
良、耐湿性低下の原因となる。
【０００４】これに対し、近年、有機溶剤の使用に起因
した安全や環境衛生上の観点から、アクリル系の感圧性
接着剤において、光重合型のものが提案されている。た
とえば、米国特許第４，１８１，７５２号明細書には、
アクリル酸アルキルエステルと改質用単量体とを基材上
で光重合させ、有機溶剤を使わずに感圧性接着剤を得る
方法が開示されている。また、これと同様の接着剤を剥
離ライナ―上で得て、これを基材上に転写するようにし
た感圧性接着剤も知られている。
【０００５】このような光重合型のものによれば、有機
溶剤や乳化剤の使用に起因した前記種々の問題が一切回
避されるとともに、比較的弱い強度の光を照射すること
によつてポリマ―の分子量を高くすることができ、高い
架橋度と大きな凝集力を有する耐熱性の良好な感圧性接
着剤が得られるものと期待される。
【０００６】また、電子部品に放熱部材を付設するため
の接着剤としては、耐熱性に加え、熱伝導性にすぐれて
いることが要求される。この点より、たとえば、（イ）
重合性アクリル酸エステルモノマ―やフリ―ラジカル開
始剤を含む組成物中にアルミニウム粉末などを添加した
接着剤（米国特許第４，７７２，９６０号明細書）、
（ロ）アルキルアクリレ―ト系ポリマ―に熱伝導性電気
絶縁粒子をランダムに分散させた感圧性接着剤（欧州特
許 ＥＰ−５６６０９３−Ａ１）、（ハ）接着剤層中に
その層厚より大きい粒径を有する銀粒子を含ませた接着
テ―プ（米国特許第４，６０６，９６２号明細書）など
が提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記
（イ）の接着剤は、これを電子部品と放熱部材との一方
または両方に塗設したのち、プライマ─を用いるか酸素
を遮断して硬化処理する必要があり、この接着処理に多
時間、多労力を要するうえに、硬化するまでの間、被着
体を仮固定しておく必要があり、電子部品の製造効率に
劣る問題があつた。また、上記（ロ），（ハ）の接着剤
などでは、急熱、急冷の熱サイクルを受けたときに、剥
がれや劣化を生じやすく、電子部品と放熱部材との接着
固定に必ずしも満足できる結果は得られていない。
【０００８】本発明は、このような事情に鑑み、低沸点
の有機溶剤や乳化剤を用いない耐熱性の良好な光重合型
の感圧性接着剤であつて、上記（イ）〜（ハ）の熱伝導
性粒子を添加した接着材料などの問題のない、すなわ
ち、電子部品と放熱部材とを、接着処理に多時間、多労
力を要することなく、簡単に接着固定でき、かつ急熱、
急冷の熱サイクルを受けても、剥がれや劣化などの問題
を生じるおそれのない、耐熱性および熱伝導性にすぐれ
た感圧性接着剤と、これをシ―ト状やテ―プ状などの形
態とした接着シ―ト類を得ることを課題とする。もちろ
ん、本発明では、上記の接着材料を用いて電子部品と放
熱部材とを良好に固定することに限らず、上記以外の固
定目的などに用いて上記同様の効果を奏することも本発
明の課題のひとつであることは言うまでもない。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決するため、鋭意検討した結果、光重合型の感圧
性接着剤として、特定のアクリル系単量体混合物に熱伝
導性粒子として特定のセラミツクス粉末を配合しこれを
光重合させるようにしたときには、耐熱性および熱伝導
性にすぐれた感圧性接着剤とその接着シ―ト類が得ら
れ、この接着材料によると、良好な感圧接着性により電
子部品と放熱部材とを接着処理に多時間、多労力を要す
ることなく簡単に接着固定でき、しかも固定後に急熱、
急冷の熱サイクルを受けても剥がれや劣化を生じること
なく、固定目的を安定して確実に維持できることを知
り、本発明を完成するに至つた。
【００１０】すなわち、本発明は、つぎのａ〜ｄ四成
分； ａ）アルキル基の炭素数が平均２〜１４個である（メ
タ）アクリル酸アルキルエステル７０〜９９重量％とこ
れと共重合可能なモノエチレン性不飽和単量体３０〜１
重量％とからなる単量体混合物（あるいはその部分重合
物）１００重量部 ｂ）交叉結合剤としての多官能（メタ）アクリレ―ト
０．０１〜５重量部 ｃ）ウルツ鉱型ないし閃亜鉛鉱型の結晶構造をとる全価
電子数が８である共有結合物質か、あるいは六方晶系な
いし黒鉛構造をとる物質の中から選択される少なくとも
１種のセラミツクス粉末１０〜３００重量部 ｄ）光重合開始剤０．０１〜５重量部 を含む組成物の光重合物からなることを特徴とする耐熱
性および熱伝導性にすぐれた感圧性接着剤、基材の片面
または両面に上記の感圧性接着剤の層が設けられている
ことを特徴とする接着シ―ト類、さらに電子部品と放熱
部材とを上記の感圧性接着剤または接着シ―ト類を介し
て接着固定することを特徴とする電子部品と放熱部材と
の固定方法に係るものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の組成物において、ａ成分
の単量体混合物（あるいはその部分重合物）を構成する
（メタ）アクリル酸アルキルエステルとしては、たとえ
ば、エチル（メタ）アクリレ―ト、ブチル（メタ）アク
リレ―ト、イソアミル（メタ）アクリレ―ト、ｎ−ヘキ
シル（メタ）アクリレ―ト、２−エチルヘキシル（メ
タ）アクリレ―ト、イソオクチル（メタ）アクリレ―
ト、イソノニル（メタ）アクリレ―ト、デシル（メタ）
アクリレ―ト、ドデシル（メタ）アクリレ―トなどの非
タ―シヤリ―アルキルアルコ―ルの単官能不飽和（メ
タ）アクリレ―トが好ましく、これらの中から、アルキ
ル基の平均炭素数が２〜１４個となる１種または２種以
上の（メタ）アクリレ―トが用いられる。
【００１２】また、上記の（メタ）アクリル酸アルキル
エステルと共重合可能なモノエチレン性不飽和単量体
は、官能基や極性基の導入による接着性の改良、光重合
物のガラス転移温度を制御して凝集力や耐熱性を改善，
改質するために、用いられる。このような不飽和単量体
としては、たとえば、（メタ）アクリル酸、イタコン
酸、スルホプロピル（メタ）アクリレ―ト、ヒドロキシ
アルキル（メタ）アクリレ―ト、シアノアルキル（メ
タ）アクリレ―ト、（メタ）アクリルアミド、置換（メ
タ）アクリルアミド、Ｎ−ビニルカプロラクタム、（メ
タ）アクリロニトリル、ビニルクロライド、ジアリルフ
タレ─トなどが挙げられ、これらの中から、目的に応じ
て１種または２種以上が用いられる。
【００１３】ａ成分の単量体混合物（あるいはその部分
重合物）において、上記の（メタ）アクリル酸アルキル
エステルとこれと共重合可能なモノエチレン性不飽和単
量体との使用割合は、（メタ）アクリル酸アルキルエス
テルが７０〜９９重量％、好ましくは８５〜９７重量％
で、これと共重合可能なモノエチレン性不飽和単量体が
３０〜１重量％、好ましくは１５〜３重量％となるよう
にするのがよい。このような割合で使用することによ
り、光重合物からなる感圧性接着剤の接着性および凝集
力などのバランスをうまくとることができる。
【００１４】本発明の組成物において、ｂ成分の交叉結
合剤としての多官能（メタ）アクリレ―トは、接着剤の
剪断強さを増加させるためのものであり、多価アルコ―
ルの（メタ）アクリレ―トとして、たとえば、トリメチ
ロ―ルプロパントリ（メタ）アクリレ―ト、ペンタエリ
スリト―ルテトラ（メタ）アクリレ―ト、１，２−エチ
レングリコ―ルジ（メタ）アクリレ―ト、１，６−ヘキ
サンジオ―ルジ（メタ）アクリレ―トなどが好ましく用
いられる。
【００１５】これらの多官能（メタ）アクリレ―トは、
ａ成分の単量体混合物１００重量部に対し、０．０１〜
５重量部、好適には０．１〜３重量部の割合で用いられ
る。この範囲内において、２官能の場合は多く、３官能
やそれ以上の多官能の場合は少なくすることができる
が、０．０１重量部より少ないと光重合後の架橋度を十
分に高くすることができず、また逆に５重量部より多く
なると接着力の低下などをきたすおそれがあり、好まし
くない。
【００１６】本発明の組成物において、ｃ成分のセラミ
ツクス粉末としては、ウルツ鉱型ないし閃亜鉛鉱型の結
晶構造をとる全価電子数が８である共有結合物質か、あ
るいは六方晶系ないし黒鉛構造をとる物質の中から、少
なくとも１種が用いられる。前者の共有結合物質にはダ
イヤモンド、Ｃ−ＢＮ、ＳｉＣ、ＢｅＯ、ＢＰ、ＡｌＮ
などがあり、後者の六方晶系ないし黒鉛構造をとる物質
には六方晶系ＢＮやグラフアイトなどがある。
【００１７】一般に、熱は、金属結合物質では電子によ
り、セラミツクスなどのイオン結合物質や共有結合物質
ではフオノン（格子振動）により、運ばれる。熱抵抗
は、金属では電子−フオノン相互作用により生じ、温度
上昇とともに増加し、セラミツクスではフオノン−フオ
ノン相互作用とフオノン不完全性（不純物、格子欠陥、
粒界など）相互作用により生じ、前者は温度上昇ととも
に増加し、後者は温度にあまり依存しない。したがつ
て、電子部品と放熱部材との固定目的などに用いる接着
剤には、金属に比べて熱抵抗の温度依存性を受けにく
く、広い温度範囲での熱伝導性を望めるセラミツクス粉
末の方が適している。本発明は、この観点より、前記の
共有結合物質か、または六方晶系ないし黒鉛構造をとる
物質からなるセラミツクス粉末を選択使用したものであ
る。
【００１８】このｃ成分のセラミツクス粉末は、いかな
る粒子形状のものであつてもよく、たとえば、球状、針
状、フレ─ク状、スタ─状などが挙げられる。形状選択
は、単量体混合物のレオロジ─や組成物のレオロジカル
な性質により、適宜決定すればよい。粉末の粒子径は、
通常０．５〜２５０μｍ、好ましくは１〜１００μｍ、
さらに好ましくは５〜３０μｍであるのがよい。
【００１９】また、このセラミツクス粉末の熱膨脹係数
は、５．０×１０-5／℃以下、好ましくは１．０×１０
-5／℃以下であるのがよい。温度が上昇すると、結晶を
構成する原子が熱振動する結果、結晶の体積が増加しこ
れが熱膨張として観測され、これを含ませた光重合物か
らなる感圧性接着剤の寸法安定性を損ない、とくに、急
熱、急冷の熱サイクルを受けたときに、剥がれや劣化を
生じやすい。セラミツクス粉末の熱膨脹係数を上記範囲
に設定することにより、寸法安定性が向上し、上記剥が
れや劣化などの問題を抑制することができる。
【００２０】このようなｃ成分のセラミツクス粉末の使
用量としては、ａ成分の単量体混合物１００重量部に対
し、１０〜３００重量部、好ましくは２０〜１２０重量
部とするのがよい。１０重量部より少ないと、このセラ
ミツクス粉末を添加したことによる熱伝導性の付与効果
が十分に発現されず、３００重量部より多くなると、接
着力を損ないやすく、また耐熱性の低下やさらに急熱、
急冷の熱サイクルを受けたときに剥がれや劣化などの不
都合を生じやすい。
【００２１】本発明の組成物において、ｄ成分の光重合
開始剤としては、ベンゾインメチルエ―テル、ベンゾイ
ンイソプロピルエ―テルなどのベンゾインエ―テル類、
アニゾインメチルエ―テルなどの置換ベンゾインエ―テ
ル類、２，２−ジエトキシアセトフエノン、２，２−ジ
メトキシ−２−フエノンアセトフエノンなどの置換アセ
トフエノン類、２−メチル−２−ヒドロキシプロピオフ
エノンなどの置換−α−ケト―ル類、２−ナフタレンス
ルホニルクロリドなどの芳香族スルホニルクロリド類、
１−フエノン−１，１−プロパンジオン−２−（ｏ−エ
トキシカルボニル）オキシムなどの光活性オキシム類が
用いられる。これらの光重合開始剤は、良好な光重合性
および接着特性を得るため、ａ成分の単量体混合物１０
０重量部に対し、０．０１〜５重量部の割合で用いられ
る。
【００２２】本発明の組成物の調製においては、まず、
ａ成分の単量体混合物とｄ成分の光重合開始剤とを一緒
に混合し、このプレミツクスを部分的に重合して、粘度
が約５００〜５，０００センチポイズの部分重合物から
なる塗工可能なシロツプ状にする。あるいは、上記の単
量体混合物と光重合開始剤とのプレミツクスに対し、ヒ
ユ―ムドシリカのようなチキソトロ―プ剤を混合して、
塗工可能なシロツプ状にしても差し支えない。
【００２３】つぎに、ｂ成分の交叉結合剤としての多官
能（メタ）アクリレ―トと、ｃ成分のセラミツクス粉末
と、必要により追加の光重合開始剤とを混合し、光重合
用の組成物を調製する。この組成物には、さらに必要に
より充てん剤、顔料、老化防止剤、粘着付与樹脂、難燃
剤などの公知の各種の添加剤を、紫外線の照射による光
重合を妨げない範囲内で添加することができる。
【００２４】本発明においては、このように調製される
組成物に紫外線を照射して光重合物とする。紫外線の照
射は、窒素ガスなどの不活性ガスで置換した酸素のない
雰囲気中で行うか、紫外線透過性フイルムによる被覆で
空気を遮断した状態で行う。紫外線は、波長範囲が約１
８０〜４６０ｎｍ（ナノメ―トル）の電磁放射性である
が、これより長波長または短波長の電磁放射性を用いて
もよい。紫外線源は、水銀ア―ク、炭素ア―ク、低圧水
銀ランプ、中・高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ
などの一般の照射装置が用いられる。紫外線の強度は、
被照射体までの距離や電圧の調節にて適宜設定できる
が、照射時間（生産性）との兼ね合いで、通常０．１〜
７ｍｗ（ミリワツト）／cm2 の弱い光を用いるのがよ
い。
【００２５】このような紫外線の照射にて得られる光重
合物は、十分に高い分子量を有し、またｂ成分の交叉結
合剤で内部架橋されて、高い凝集力をも有している。本
発明は、この光重合物を常態で粘着性を有し、かつ良好
な耐熱性を備えたアクリル系の感圧性接着剤としたもの
で、このものはｃ成分のセラミツクス粉末により熱伝導
性と冷・熱サイクル性にもすぐれるという特徴を有して
いる。
【００２６】本発明の接着シ―ト類は、このように形成
されるアクリル系の感圧性接着剤を基材の片面または両
面に設けて、シ―ト状やテ―プ状の形態としたものであ
る。基材には、耐熱性および熱伝導性にすぐれる材質と
して、銅箔、アルミ箔、ステンレス箔、ベリリウム銅箔
などの金属箔が好ましく用いられる。熱伝導性のシリコ
―ンゴムなどの熱伝導性にすぐれたポリマ―などからな
るシ―ト状物や、ポリイミドフイルム、ポリエステルフ
イルムなどのプラスチツクフイルム、難燃性のフイルム
や不織布なども使用可能である。これら基材の厚さとし
ては、通常１２μｍ〜４mm程度であり、またこの基材上
に設けられる上記のアクリル系の感圧性接着剤の層の厚
さは、通常１０〜１５０μｍ程度である。
【００２７】本発明の接着シ―ト類の製造は、たとえ
ば、剥離ライナ―上に上述の方法によりアクリル系の感
圧性接着剤の層を形成したのち、これを基材の片面また
は両面に転写することにより、行うことができる。ま
た、剥離ライナ―を使用せず、基材上に直接光重合用の
組成物を塗布または含浸させ、これに紫外線を照射し
て、光重合物を形成したのち、加熱乾燥により製造して
もよい。基材の種類などに応じて適宜の手法を採用する
ことができる。
【００２８】本発明において、このような感圧性接着剤
またはその接着シ―ト類を用いて、電子部品と放熱部材
とを接着固定するには、両者間に上記の接着材料を介装
し、その感圧接着性を利用して圧着処理すればよく、こ
れにより両者を高温状態下でも良好な接着強度で固定で
き、また急熱、急冷の熱サイクルを受けても剥がれや劣
化を生じることなく、安定な接着強度を維持できる。
【００２９】接着固定の対象となる電子部品には、ＩＣ
チツプ、ハイブリツトパツケ─ジ、マルチチツプモジユ
─ル、パワ─トランジスタ、プラスチツクや金属による
密封型集積回路などがある。本発明では、ＩＣ回路を高
集積化したもののように、発熱量の大きい電子部品の接
着固定に有利に適用することができる。
【００３０】また、接着固定の対象となる他方の放熱部
材には、基材として例示した前記金属の板やシ―ト状物
などからなるヒ─トシンク、その他の放熱器などが挙げ
られる。ヒ─トシンクの厚さは、１０μｍ〜１０mm、好
ましくは５０μｍ〜５mm、さらに好ましくは１００μｍ
〜３mmが一般的であるが、これに限定されない。放熱器
は、冷却フインを有する形態などの適宜な構造物であつ
てもよい。
【００３１】なお、本発明の感圧性接着剤またはその接
着シ―ト類は、このような電子部品と放熱部材との接着
固定に限られず、建材、車輛、航空機、船舶などの各種
分野での部材の固定目的などの用に供することができ、
これらの用途目的に用いたときでも上記と同様の効果を
奏することは言うまでもない。
【００３２】
【実施例】つぎに、本発明の実施例を記載して、より具
体的に説明する。なお、以下において部とあるのは重量
部を意味するものとする。
【００３３】実施例１ アクリル酸イソオクチル７５部、アクリル酸ブチル２０
部、アクリル酸５部、光重合開始剤として２，２−ジメ
トキシ−２−フエニルアセトフエノン０．１部からなる
プレミツクスを、窒素ガス雰囲気中で紫外線に暴露して
部分的に重合し、粘度が約４，０００センチポイズの塗
工可能なシロツプを得た。このシロツプ１００部に、交
叉結合剤としてトリメチロ―ルプロパントリアクリレ―
ト０．２部、セラミツクス粉末として六方晶系窒化ホウ
素（ｈ−ＢＮ）４０部を添加混合して、組成物を調製し
た。なお、六方晶系窒化ホウ素（ｈ−ＢＮ）の熱膨脹係
数（室温→１，０００℃）は、０．１×１０-5／℃であ
つた。
【００３４】この組成物を剥離剤で表面処理したポリエ
ステルフイルム上に塗工し、窒素ガス雰囲気中で光強度
５ｍＷ／cm2 の高圧水銀ランプより９００ｍｊ／cm2 の
紫外線を照射して光重合させ、ついで熱風循環乾燥機中
１３０℃で５分間加熱乾燥して、厚さが５０μｍの光重
合物からなる感圧性接着剤の層を形成した。これを厚さ
が３０μｍのアルミニウム箔の両面に転写して接着シ―
トを作製した。
【００３５】実施例２ 六方晶系窒化ホウ素（ｈ−ＢＮ）の使用量を１２０部に
変更した以外は、実施例１と同様にして、接着シ―トを
作製した。
【００３６】実施例３ アクリル酸２エチルヘキシル８０部、アクリル酸ブチル
１９部、アクリル酸１部、光重合開始剤として２，２−
ジメトキシ−２−フエニルアセトフエノン０．１部から
なるプレミツクスを用いて、実施例１と同様にして、粘
度が約４，０００センチポイズの塗工可能なシロツプを
得た。このシロツプ１００部に、交叉結合剤としてトリ
メチロ―ルプロパントリアクリレ―ト０．２部、セラミ
ツクス粉末として全価電子数が８の共有結合物質である
ＳｉＣ４０部を添加混合して、組成物を調製した。な
お、上記のＳｉＣの熱膨脹係数（室温→１，０００℃）
は、０．６×１０-5／℃であつた。
【００３７】この組成物を剥離剤で表面処理したポリエ
ステルフイルム上に塗工し、窒素ガス雰囲気中で光強度
５ｍＷ／cm2 の高圧水銀ランプより９００ｍｊ／cm2 の
紫外線を照射して光重合させ、ついで熱風循環乾燥機中
１３０℃で５分間加熱乾燥して、厚さが５０μｍの光重
合物からなる感圧性接着剤の層を形成した。これを厚さ
が３５μｍの銅箔の両面に転写して接着シ―トを作製し
た。
【００３８】実施例４ セラミツクス粉末として、全価電子数が８の共有結合物
質であるＳｉＣ４０部に代えて、全価電子数が８の共有
結合物質であるＡｌＮ４０部を用いた以外は、実施例３
と同様にして、接着シ―トを作製した。なお、上記のＡ
ｌＮの熱膨脹係数（室温→１，０００℃）は、４．０×
１０-5／℃であつた。
【００３９】比較例１ 六方晶系窒化ホウ素（ｈ−ＢＮ）４０部の使用を省いた
以外は、実施例１と同様にして、接着シ―トを作製し
た。
【００４０】比較例２ セラミツクス粉末として、六方晶系窒化ホウ素（ｈ−Ｂ
Ｎ）４０部に代えて、イオン結合性物質であるＡｌ2 Ｏ
3 ４０部を用いた以外は、実施例１と同様にして、接着
シ―トを作製した。なお、上記のＡｌ2 Ｏ3 の熱膨脹係
数（室温→１，０００℃）は、６．０×１０-5／℃であ
つた。
【００４１】比較例３ アクリル酸イソノニル７５部、アクリル酸ブチル２０
部、アクリル酸５部を、２１０部の酢酸エチル中で、
２，２´−アゾビスイソブチロニトリル０．４部の共存
下かつ窒素ガスの置換下、６０〜８０℃で撹拌しながら
溶液重合を行い、粘度が１２０ポイズ、重合率が９９．
２重量％、固型分が３０．０重量％の重合体溶液を得
た。この溶液１００部に対し、架橋剤として多官能イソ
シアネ―ト化合物３部、セラミツクス粉末として六方晶
系窒化ホウ素（ｈ−ＢＮ）４０部を添加混合して、感圧
性接着剤溶液を調製した。
【００４２】この感圧性接着剤溶液を剥離剤で表面処理
したポリエステルフイルム上に塗工し、熱風循環乾燥機
中４０℃で５分間加熱乾燥したのち、さらに１３０℃で
５分間乾燥処理して、厚さが５０μｍの感圧性接着剤の
層を形成した。これを厚さが３０μｍのアルミニウム箔
の両面に転写して接着シ―トを作製した。
【００４３】以上の実施例１〜４および比較例１〜３の
各接着シ―トについて、耐熱剪断保持力試験、冷・熱サ
イクル剪断保持力試験および熱抵抗試験を、下記の方法
で、行つた。これらの結果は、表１に示されるとおりで
あつた。
【００４４】＜耐熱剪断保持力試験＞アルミニウム板
（１２５mm×２５mm×０．４mm）の長尺方向の一端に、
接着面積が２０mm×１０mmとなるように、接着シ─ト
（幅１０mm）を貼り合わせ、８０℃で３０分間放置した
のち、８０℃で５００ｇの荷重をかけ、１２０分以上落
下せずに保持するかどうかを試験した。この試験結果と
して、保持するを○、保持しないを×、と評価した。
【００４５】＜冷・熱サイクル剪断保持力試験＞耐熱剪
断保持力試験と同様に、接着シ─ト（幅１０mm）を貼り
合わせ、８０℃で３０分間放置したのち、５００ｇの荷
重をかけ、８０℃×６０分、その後０℃×６０分、さら
に８０℃×６０分、その後０℃×６０分、と周辺環境を
変化させたときに落下せずに保持するかどうかを試験し
た。この試験結果として、保持するを○、保持しないを
×、と評価した。
【００４６】＜熱抵抗試験＞ＴＯ−２２０パツケ─ジ中
のトランジスタを、接着シ―トを用いて、水に浸し一定
温度になつたヒ─トシンクに、圧着圧力２kg／cm2 で接
着固定したのち、トランジスタに一定量の出力を供給
し、トランジスタの温度（Ｔ２）と接着シ―ト下側の表
面温度（Ｔ１）の温度差（Ｔ２−Ｔ１）を測定した。こ
の温度差より、下記の式にしたがつて、熱抵抗を算出し
た。 熱抵抗（℃・cm2 ／Ｗ）＝（Ｔ２−Ｔ１）×Ａ／Ｐ Ａ：トランジスタの面積（cm2 ） Ｐ：トランジスタの消費電力（Ｗ）
【００４７】なお、トランジスタの温度（Ｔ２）は、ト
ランジスタパツケ─ジの金属ベ─ス部分にスポツト溶接
された熱電対により測定した。また、接着シ―ト下側の
表面温度（Ｔ１）は、ヒ─トシンクに微小の穴を開け、
熱電対を押し込むことにより測定した。その際、熱電対
を接着シ―トの接着面積に影響がでないように極力近接
して保持するようにした。
【００４８】
【００４９】上記の表１の結果から、本発明の実施例１
〜４の接着シ―トは、耐熱剪断保持力試験および冷・熱
サイクル剪断保持力試験を満足しており、耐熱性にすぐ
れ、かつ急熱、急冷の熱サイクルを受けても剥がれや劣
化などの問題を生じるおそれがなく、しかも低熱抵抗
で、熱伝導性にすぐれていることがわかる。
【００５０】これに対して、セラミツクス粉末としてイ
オン結合性物質であるＡｌ2 Ｏ3 を用いた比較例２の接
着シ―トでは、セラミツクス粉末を添加しない比較例１
の接着シ―トの熱抵抗を本発明ほどには低減できず、そ
のうえ、冷・熱サイクル剪断保持力試験に劣つている。
また、光重合型ではなく有機溶剤溶液型の感圧性接着剤
中に本発明と同じセラミツクス粉末を添加した比較例３
の接着シ―トでは、熱抵抗は十分に低減できるが、耐熱
剪断保持力試験および冷・熱サイクル剪断保持力試験は
ともに満足させることができない。
【００５１】
【発明の効果】以上のように、本発明は、光重合型の感
圧性接着剤中に特定のセラミツクス粉末を含ませる構成
としたことにより、耐熱性および熱伝導性にすぐれた感
圧性接着剤とその接着シ―ト類を得ることができ、これ
らの接着材料によれば、電子部品と放熱部材とを接着処
理に多時間、多労力を要することなく簡単に固定でき、
かつ固定後に急熱、急冷の熱サイクルを受けても剥がれ
や劣化を生じず、固定目的を安定して維持できる。ま
た、上記の接着材料は、電子部品の固定用に限られず、
建材、車輛、航空機、船舶など、耐熱性と高い熱伝導性
とが必要とされる固定などの用途目的に対し幅広く利用
することができる。

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 つぎのａ〜ｄ四成分； ａ）アルキル基の炭素数が平均２〜１４個である（メ
    タ）アクリル酸アルキルエステル７０〜９９重量％とこ
    れと共重合可能なモノエチレン性不飽和単量体３０〜１
    重量％とからなる単量体混合物（あるいはその部分重合
    物）１００重量部 ｂ）交叉結合剤としての多官能（メタ）アクリレ―ト
    ０．０１〜５重量部 ｃ）ウルツ鉱型ないし閃亜鉛鉱型の結晶構造をとる全価
    電子数が８である共有結合物質か、あるいは六方晶系な
    いし黒鉛構造をとる物質の中から選択される少なくとも
    １種のセラミツクス粉末１０〜３００重量部 ｄ）光重合開始剤０．０１〜５重量部 を含む組成物の光重合物からなることを特徴とする耐熱
    性および熱伝導性にすぐれた感圧性接着剤。
  2. 【請求項２】 ｃ成分のセラミツクス粉末の熱膨脹係数
    が５．０×１０-5／℃以下である請求項１に記載の感圧
    性接着剤。
  3. 【請求項３】 基材の片面または両面に請求項１または
    ２に記載の感圧性接着剤の層が設けられていることを特
    徴とする接着シ―ト類。
  4. 【請求項４】 基材が耐熱性および熱伝導性にすぐれた
    材質からなる請求項３に記載の接着シ―ト類。
  5. 【請求項５】 電子部品と放熱部材とを、請求項１また
    は２に記載の感圧性接着剤あるいは請求項３または４に
    記載の接着シ―ト類を介して、接着固定することを特徴
    とする電子部品と放熱部材との固定方法。
JP8136248A 1996-05-30 1996-05-30 耐熱性および熱伝導性にすぐれた感圧性接着剤とその接着シ―ト類およびこれらを用いた電子部品と放熱部材との固定方法 Expired - Lifetime JP2793559B2 (ja)

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