適用背景

大型 LCD テレビにおいて、Source Board 上に実装される COF Driver IC（Chip-on-Film）は、長時間動作時における主要な発熱源となります。

近年、4K 解像度、高輝度バックライト、高度な映像処理への要求が高まるにつれ、COF IC の消費電力および発熱密度は継続的に増加しています。

その結果、以下のような熱設計上の課題が顕在化しています。

• IC の接合部温度（Tj）が一部で規格上限を超過
• 熱が局所的に集中し、面内方向（In-plane）への十分な熱拡散が得られない
• 長時間の映像再生後、温度上昇が高温の定常状態に到達
• IC 寿命、映像安定性、ならびに信頼性マージンの低下

※ 接合部温度（Tj, Junction Temperature）とは、IC 内部の半導体接合部における実際の温度を指します。

放熱経路と支配要因

本構造では COF IC に能動的な冷却機構はなく、主な放熱経路は以下の通りです。

IC → FPC／テープ → 金属バックプレート → 自然対流

したがって、界面熱伝導特性に加え、面内方向の熱拡散性能が、定常状態における Tj を左右する支配的要因となります。

本事例では、43 インチテレビ機種においてカーボン銅箔放熱テープを導入し、COF 領域に集中する熱を金属構造へ効率的に伝達することで、熱拡散挙動および全体的な熱マネジメント性能の改善を検証しました。

顧客実機評価結果

試験条件

• 試験機種：43 インチ LCD TV
• 試験時間：連続動作 2 時間（定常状態）
• 測定方法：COF IC およびボンディング部への熱電対貼付
• 評価基準：顧客規定 COF IC Tj 規格

比較試験設計

• テープ未使用：カーボン銅箔放熱テープなし
• テープ使用：COF 領域にカーボン銅箔放熱テープを貼付

主要実測データ（周囲温度：45°C）

（ここに測定グラフ／画像を挿入）

• 顧客規定 COF IC Tj 上限値：102.5°C
• テープ未使用時、COF-IC4 が規格超過（105.4°C）
• テープ適用後、全測定点が規格内に回復（Result = OK）

工程上の観察ポイント

1. 温度低減量は IC 消費電力と正の相関を示す
   高発熱密度 IC（IC4、IC2、IC5）において、最大 18.8°C の温度低減効果が確認されました。
2. 改善効果はシステムレベルでの熱挙動変化によるもの
   特定箇所のみではなく、すべての COF IC 測定点において温度低下が確認されました。
3. 評価は定常状態で実施
   本試験は 2 時間連続動作による定常評価であり、瞬間的なピーク温度ではなく、長時間の熱平衡状態を反映しています。

本製品選定の理由およびエンジニアリング上の価値

信頼性および寿命の向上

IC の寿命は温度と指数関数的な関係を持ち、Arrhenius モデルで説明されます。

COF IC 温度を 10～20°C 低減することで、MTBF（平均故障間隔時間）の実質的な向上が期待できます。

界面ギャップ充填にとどまらない、熱拡散不足の根本改善

従来のサーマルパッドは、主に以下の役割を担います。

• 機構公差の吸収
• 接触熱抵抗の低減（Z 方向の熱伝導改善）

しかし本事例の本質的な課題は、局所的な熱集中と、面内方向（In-plane）への熱拡散不足にあります。

カーボン銅箔放熱テープの材料特性

• 高い面内熱伝導率を有するグラファイト層により、IC 発熱を迅速に面内拡散
• 高い熱容量を持つ銅箔層により、熱分布を安定化
• 極薄かつテープ形状のため、量産工程への適用が容易

単なる温度低下ではなく、「規格合格（Pass Spec）」の達成

本事例の重要点は、温度を下げること自体ではなく、以下の成果を達成した点にあります。

• 規格超過測定点を規格内へ回復
• 設計上の安全余裕（Thermal Margin）の確保
• 高温起因の将来的な故障リスク低減

能動冷却を持たない超薄型製品への適用性

ファンレスかつ厚み制限のある製品において、カーボン銅箔放熱テープは、最も有効な受動型熱拡散ソリューションの一つです。

結論

本顧客事例により、COF の高発熱密度領域にカーボン銅箔放熱テープを導入することで、以下の効果が確認されました。

• IC 接合部温度を最大 18.8°C 低減
• 規格超過測定点を規格内へ回復
• 長時間動作時の安定性向上
• 全体的な熱分布および信頼性の改善

本材料は、大型テレビ、ディスプレイモジュール、能動冷却を持たない電子機器において、高効率かつ量産対応可能な熱マネジメントソリューションです。