JPH06299129A - 電子デバイス用接着剤 - Google Patents

電子デバイス用接着剤

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JPH06299129A JP5083685A JP8368593A JPH06299129A JP H06299129 A JPH06299129 A JP H06299129A JP 5083685 A JP5083685 A JP 5083685A JP 8368593 A JP8368593 A JP 8368593A JP H06299129 A JPH06299129 A JP H06299129A
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    • H01L2924/181—Encapsulation

Abstract

(57)【要約】 【目的】熱伝導率の高い接着剤を得、この接着剤を用い
ることで電子デバイスの放熱性が高まり、発生する熱応
力によって内部構成要素間に起きる歪や破壊を防止し、
電子デバイスの信頼性を向上させる。 【構成】熱経路方向に互いに独立して連続している炭素
繊維等の充填材２と未硬化または半硬化状樹脂のマトリ
ックス３からなり、シート状またはフィルム状で供給さ
れる電子デバイス用接着材１である。この接着剤１は加
熱することによって硬化し電子デバイス４とヒートシン
ク５の接着を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電子デバイス用接着剤に
関する。
【０００２】
【従来の技術】電子デバイスは、熱膨張係数の異なる多
種の材料から構成されているため、組立中あるいは使用
中に生じる温度差によって内部構成要素間に応力や歪を
生じる。従来の素子集積度が比較的小さいデバイスでは
発生熱も比較的小さく、またパッケージは大型・厚型で
あったため応力や歪の発生による影響も比較的小さかっ
た。ところが、集積度が上がりパッケージが小型・薄型
化するにつれて、放熱の必要性が高まってきた。そのた
め、放熱を良くする方法が検討され、その１つに電子デ
バイスモジュール（以下、モジュールと記す）中の放熱
空間や放熱機構（放熱経路）の設計上の問題点がある。
【０００３】ところが、このとき放熱経路に用いられる
電子デバイス用接着剤（以下、接着剤と記す）は樹脂を
主成分としているので一般に熱伝導性が悪い。そこで、
図４（ａ）に示すように、熱伝導率の高い金属などの粒
子を充填材２としてマトリックス３に分散させて放熱性
を高める方法が用いられた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この粒子充填系接着剤
における熱伝導率の増加度合いは、充填率の増加に対し
て伸びが小さいため、熱伝導率の大きな改良は期待でき
ない。このためヒートシンクの放熱機構を改良したり、
パッケージとして放熱性に優れた材料を用いても、この
接着剤の熱伝導率が向上できないためにモジュール全体
として好ましい放熱特性を得ることができず電子デバイ
スの信頼性上問題点があった。
【０００５】本発明の目的は、熱伝導性に優れ電子デバ
イスの信頼性を確保できる電子デバイス用接着剤を提供
することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の電子デバイス用
接着剤は、ガラス繊維と炭素繊維とアルミナ繊維を含む
無機繊維と、ポリアミド繊維とポリエステル繊維を含む
有機繊維と、金属繊維とのうちのいずれか一種の充填材
と、未硬化または光硬化状樹脂とを含有し、前記充填材
の繊維が熱経路方向に互いに独立して連続しているかま
たは前記充填材の繊維が熱経路方向に糸まり状で連続し
ている。
【０００７】
【作用】一般に接着剤として用いられているシリコーン
などの樹脂材料は、熱伝導率がおよそ０．２Ｗ／ｍ・Ｋ
程度である。そこで熱伝導率の高い材料を充填すること
によって、接着剤全体の熱伝導率を改良することが可能
である。
【０００８】例えば、図４（ａ）のように、樹脂のマト
リックス３に対し、球状の粒子の充填材２を分散させた
ときの複合系の熱伝導率Ｋａは、粒子どうしの相互作用
がなければ
【０００９】
【表１】
【００１０】と表される。ここで、Ｋｍ：マトリックス
樹脂の熱伝導率 Ｋｆ：充填材の熱伝導率 ｒｆ：充填材の体積含有比 である。一方、図４（ｂ）のように、充填材２の一部が
樹脂のマトリックス３の一端から他端にに連続するよう
に充填したときの熱伝導率Ｋｂは、
【００１１】
【表２】
【００１２】と表される。したがって、Ｋｆ〉〉Ｋｍで
ある同一充填材を選択して熱伝導率を比較すると、
（２）式による改善効果の方が明かに大きい。
【００１３】本発明では、充填材２は互いに独立した繊
維、または糸マリ状態の繊維であり、樹脂のマトリック
ス３の熱経路方向に連続している。したがって、接着剤
全体の熱の伝導は図４（ｂ）のようなモデルで表現でき
る。
【００１４】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【００１５】図１は本発明の第１の実施例を用いたモジ
ュールの構成図である。第１の実施例は、図１に示すよ
うに、互いに独立した炭素繊維が充填材２として未硬化
または半硬化状樹脂すなわちマトリックス３に充填され
ており、使用前に攪拌などの必要がないフィルムあるい
はシートとして供給される。また、未硬化または半硬化
状樹脂のマトリックス３は、熱硬化性の樹脂によって構
成され、充填材２の体積含有率は約２０％である。モジ
ュールは、電子デバイス４とヒートシンク５との間に接
着材１を配置して加熱することにより接着が行われて形
成される。
【００１６】このようにして形成されたモジュールは、
電子デバイス４内部で発生した発生熱が接着剤１の充填
材２とマトリックス３を通りヒートシンク５により外部
へ熱放散される。ここで充填材２は、電子デバイス４内
部で発生した発生熱をヒートシンク５へ伝達する熱経路
の方向に互いに独立して連続しており放熱硬化を高め
る。この接着剤１の熱伝導率は、前式（２）から概算す
ると約１．４２Ｗ／ｍ・Ｋとなり、同じ含有率で粒子を
含有した従来の接着剤の前式（１）から概算した熱伝導
率０．２３Ｗ／ｍ・Ｋで比べると６倍以上改善されたこ
とになる。
【００１７】図２は本発明の第２の実施例の断面図であ
る。第２の実施例は、図２に示すように、互いにからま
って糸まり状態である炭素繊維が充填材２として未硬化
または半硬化状樹脂すなわちマトリックス３に充填され
ており、使用前に攪拌などの必要がないフィルムあるい
はシートとして供給される。また、未硬化または半硬化
状樹脂のマトリックス３は熱硬化性の樹脂によって構成
され、充填材２の体積含有率は２０％である。モジュー
ルは、電子デバイス４とヒートシンク５との間に接着剤
１を配置して加熱することにより接着が行われて形成さ
れる。
【００１８】このようにして形成されたモジュールは、
電子デバイス４内部で発生した発生熱が接着材１の充填
材２とマトリックス３を通りヒートシンク５により外部
へ熱放散される。ここで充填材２は、電子デバイスで発
生した発生熱をヒートシンク５へ伝達する熱経路方向に
糸まり状で連続しており放熱効果を高める。この接着剤
１の熱伝導率は、前式（２）から概算すると約１．４２
Ｗ／ｍ・Ｋとなり、同じ含有率で粒子を含有した従来の
接着剤の前式（１）から概算した熱伝導率０．２３Ｗ／
ｍ・Ｋと比べると６倍以上に改善されたことになる。
【００１９】図３は本発明の実施例の供給方法を説明す
る斜視図である。上述した第１，第２の実施例は未硬化
または半硬化状樹脂で粘着性があるので取扱いには十分
注意することが必要であるので図３に示すように、離型
シート６に挟んで供給する必要がある。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、接着剤の
熱伝導率を効果的に高められるので、従来と同様の充填
率で熱伝導率を大きくすることが可能となる。あるいは
充填率を高めて更に熱伝導性を改良し電子デバイスの信
頼性を向上できるという効果がある。
【００２１】また、未硬化のシートまたはフィルムとし
て供給されるため混練，塗布といった工程が省ける上、
接着面積に応じて切り取るだけでよく、また成形する際
の接着剤の厚みが均一で組立精度を高めることができる
という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を用いたモジュールの構
成図である。
【図２】本発明の第２の実施例の断面図である。
【図３】本発明の実施例の供給方法を説明する斜視図で
ある。
【図４】（ａ），（ｂ）は熱伝導率算出のためにモデル
化された充填材粒子を分散させたときと充填材を一端か
ら他端に連続させたときの接着剤の断面図である。
【符号の説明】
１ 接着剤 ２ 充填材 ３ マトリックス ４ 電子デバイス ５ ヒートシンク ６ 離型シート

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ガラス繊維と炭素繊維とアルミナ繊維を
    含む無機繊維と、ポリアミド繊維とポリエステル繊維を
    含む有機繊維と、金属繊維とのうちのいずれか一種の充
    填材と、未硬化または光硬化状樹脂とを含有することを
    特徴とする電子デバイス用接着剤。
  2. 【請求項２】 前記充填材の繊維が熱経路方向に互いに
    独立して連続していることを特徴とする請求項１記載の
    電子デバイス用接着剤。
  3. 【請求項３】 前記充填材の繊維が熱経路方向に糸まり
    状で連続していることを特徴とする請求項１記載の電子
    デバイス用接着剤。
JP5083685A 1993-04-12 1993-04-12 電子デバイス用接着剤 Expired - Lifetime JP2880875B2 (ja)

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