KR101871317B1 - 전자 장치를 캡슐화하기 위한 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전자 장치를 투과 물질에 대해서 캡슐화하기 위한 방법과 관련이 있으며, 상기 방법은
- 열에 의해서 활성화될 수 있는 적어도 하나의 감압- 또는 고온 용융 접착제를 포함하는 시트 형태 구조물을 제공하는 단계를 포함하며;
- 전자 장치를 지지하는/포함하는 기판상에서 적어도 상기 전자 장치의 캡슐화할 영역들 둘레에 상기 시트 형태 구조물을 적용하는 단계를 포함하며;
- 상기 전자 장치에 그리고 상기 전자 장치를 적어도 둘러싸는 접착제에 커버를 제공하는 단계를 포함하며, 이 경우 접착제는 상기 커버와 접촉하며; 그리고
- 그 다음에 상기 커버 표면의 적어도 한 부분 영역에서 상기 접착제를 열에 의해 활성화함으로써, 적어도 기판과 커버의 결합을 형성하는 단계를 포함하며, 이 경우 활성화를 위해서 필요한 열은 실제로 접착제를 적어도 둘러싸는 상기 시트 형태 구조물 자체 내에서 발생된다.
- 열에 의해서 활성화될 수 있는 적어도 하나의 감압- 또는 고온 용융 접착제를 포함하는 시트 형태 구조물을 제공하는 단계를 포함하며;
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- 상기 전자 장치에 그리고 상기 전자 장치를 적어도 둘러싸는 접착제에 커버를 제공하는 단계를 포함하며, 이 경우 접착제는 상기 커버와 접촉하며; 그리고
- 그 다음에 상기 커버 표면의 적어도 한 부분 영역에서 상기 접착제를 열에 의해 활성화함으로써, 적어도 기판과 커버의 결합을 형성하는 단계를 포함하며, 이 경우 활성화를 위해서 필요한 열은 실제로 접착제를 적어도 둘러싸는 상기 시트 형태 구조물 자체 내에서 발생된다.
Description
본 발명은 전자 장치를 캡슐화하기 위한 방법에 관한 것이다.
(광-)전자 장치는 상업적인 제품들에서 점점 더 빈번하게 사용되거나 또는 시장 진입을 바로 앞에 두고 있다. 이와 같은 장치들은 무기 또는 유기 전자 구조물들을 포함하는데, 예를 들면 유기, 금속 유기 혹은 폴리머 반도체 또는 이들의 조합들을 포함한다. 상기 장치들 및 제품들은 원하는 적용 분야에 따라서 강성으로 형성되거나 또는 유연하게 형성되며, 현재는 유연한 장치에 대한 수요가 증가하고 있다. 상기와 같은 장치들의 제조는 예를 들어 활판 인쇄(letter press printing), 그라비어 인쇄(gravure printing), 실크 스크린 인쇄(silk screen printing), 평판 인쇄(flat printing)와 같은 인쇄 방법에 의해서 또는 예컨대 열 전사 인쇄(thermotransfer printing), 잉크 젯 인쇄 또는 디지털 인쇄와 같은 소위 "비충격 인쇄(non impact printing)"에 의해서 이루어진다. 예컨대 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition; CVD), 물리 기상 증착(Physical Vapor Deposition; PVD), 플라즈마 증식 화학 또는 물리 기상 증착(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition; PECVD), 스퍼터링, (플라즈마-)에칭 또는 기화와 같은 진공 방법들이 다양하게 사용되며, 이 경우 구조화는 일반적으로 마스크에 의해서 이루어진다.
상업적으로 또는 그 시장 잠재성에 있어서 이미 주의를 끌고 있는 (광-)전자 적용을 위한 예들로서는 전기 영동(electrophoretic) 혹은 전기 변색(electrochromic) 구조물 혹은 디스플레이, 지시- 및 디스플레이-장치에서의 무기 혹은 폴리머 발광 다이오드(OLED 또는 PLED) 또는 조명 장치로서 언급된 전자 발광 램프(electroluminescent lamp), 발광 전자 화학 전지(LEEC; Light-Emitting Electrochemical Cell), 유기 태양 전지, 바람직하게는 염료- 혹은 폴리머 태양 전지, 무기 태양 전지, 바람직하게는 특히 규소, 게르마늄, 구리, 인듐 및 셀렌을 기초로 하는 박막 태양 전지, 유기 전계 효과 트랜지스터, 유기 스위칭 소자, 유기 광학 증폭기, 유기 레이저 다이오드, 유기 혹은 무기 센서, 또는 유기적인 혹은 무기적인 토대를 갖는 RFID-트랜스폰더가 인용된다.
무기 및/또는 유기 (광-)전자 장치 분야에서, 아주 특별하게는 무기 (광-)전자 장치 분야에서 (광-)전자 장치들의 충분한 수명 및 기능을 구현하기 위한 기술적인 도전으로서는, 상기 전자 장치들 내부에 포함된 소자들을 투과 물질로부터 보호하는 기술이 언급될 수 있다. 투과 물질들은 다수의 저분자 유기 혹은 무기 화합물, 특히 수증기 및 산소일 수 있다.
그렇기 때문에 무기 및/또는 유기 (광-)전자 장치, 특히 유기 (광-)전자 장치에서는 산소 및/또는 수증기와 같은 투과 물질을 막기 위한 투과 배리어로서 기능을 하는 유연한 접착 용액에 대한 특별한 요구가 존재한다. 그외에 상기와 같은 (광-)전자 장치들을 위한 다수의 추가적인 요구 사항들도 존재한다. 상기 유연한 접착 용액은 두 개의 기판 사이에서 우수한 결합 상태를 가능하게 해야 할 뿐만 아니라, 높은 전단 강도(shear strength) 및 박리 강도(peel strength), 화학적인 안정성, 노화에 대한 안정성, 높은 투명도, 간단한 처리 가능성 그리고 높은 유연성 및 휨 가능성과 같은 특성들도 추가로 충족시켜야만 한다.
그렇기 때문에 선행 기술에 따른 한 가지 접근 방식은, 수증기 및 산소를 투과시킬 수 없는 두 개의 기판 사이에 전자 장치를 배치하는 것이다. 그 다음에 이어서 에지 영역에서 밀봉이 이루어진다. 유연하지 않은 구조물들을 위해서는, 높은 투과 배리어를 제공하지만 기계적인 하중에 대하여 저항력이 매우 약한 유리 또는 금속 기판이 사용된다. 또한, 이와 같은 기판들은 전체 장치의 상대적으로 큰 두께를 야기한다. 금속 기판의 경우에는 또한 투명도가 전혀 없다.
그와 달리 유연한 장치들을 위해서는, 다수의 층으로도 구현될 수 있는 투명한 또는 투명하지 않은 박막과 같은 평면 기판들이 사용된다. 이 경우에는 다양한 폴리머로 이루어진 조합들뿐만 아니라 무기 혹은 유기 층들도 사용될 수 있다. 이와 같은 평면 기판들의 사용은 유연하면서도 극도로 얇은 구조를 가능하게 한다.
다양한 적용 예를 위해서는 예컨대 박막, 직물, 부직포 및 종이 또는 전술된 재료들의 조합들과 같은 기본적으로 상이한 기판들이 적합하다.
가급적 우수한 밀봉 상태에 도달하기 위하여, 종종 특수한 배리어 접착제들이 사용된다. (광-)전자 소자를 밀봉하기에 우수한 접착제는 산소에 대하여 그리고 특히 수증기에 대하여 낮은 투과성을 가지며, 장치상에서 충분한 접착성을 갖고, 장치 위로 우수하게 흐를 수 있다. 장치상에서 접착성이 부족한 경우에는 경계면에서 배리어 작용이 감소하게 되고, 그로 인해 접착제의 특성들과 무관하게 산소 및 수증기가 유입될 수 있다. 단지 물질과 기판 간에 접촉이 연속으로 이루어지는 경우에만, 물질 특성들이 접착제의 배리어 작용을 결정하는 인자(factor)가 된다.
배리어 작용을 특징화 하기 위하여 통상적으로는 산소 투과율(OTR; Oxygen Transmission Rate) 그리고 수증기 투과율(WVTR; Water Vapor Transmission Rate)이 지시된다. 이때 각각의 투과율은 온도 및 부분 압력의 고유한 조건들 하에서 그리고 경우에 따라서는 상대적인 습도와 같은 추가의 측정 조건들 하에서 면적 및 시간에 따라 박막을 통해 흐르는 산소 또는 수증기의 유량을 지시한다. 상기 값들이 낮을수록, 개별 재료들은 캡슐화를 위해서 그만큼 더 우수하게 적합하다. 이때 투과 물질에 대한 표시는 WVTR 또는 OTR에 대한 값들을 근거로 할 뿐만 아니라, 예컨대 특정한 흐름 경로 길이에 맞춘 표준화 또는 재료의 두께와 같은 투과의 평균적인 흐름 경로 길이에 대한 표시도 항상 포함하고 있다.
투과성(P)은 기체 및/또는 액체에 대한 몸체의 투과 가능성에 대한 척도이다. 낮은 P-값은 우수한 배리어 작용을 특징짓는다. 투과성(P)은 특정한 투과 경로 길이, 부분 압력 및 온도에서 조건들이 고정된 경우에 규정된 재료에 대한 그리고 규정된 투과 물질에 대한 고윳값이다. 투과성(P)은 확산-항(D)과 가용성-항(S)의 곱이다: P = D * S.
상기 가용성-항(S)은 본 경우에 투과 물질에 대한 배리어 접착제의 친화성(affinity)을 기술한다. 수증기의 경우에는 예를 들어 소수성 재료들의 S에 대한 값이 낮다. 확산-항(D)은 배리어 재료 내에서 투과 물질의 운동성에 대한 척도이고, 분자 운동성과 같은 특성들 또는 자유 용적에 직접적으로 의존한다. 종종 교차 결합이 강하거나 또는 고-결정체(highly crystalline) 재료의 경우에는 D에 대하여 상대적으로 낮은 값에 도달하게 된다. 하지만, 고-결정체 물질들은 일반적으로 투과성이 낮으며, 상대적으로 더 강한 교차 결합은 상대적으로 더 낮은 유연성을 야기하게 된다. 상기 투과성(P)은 통상적으로 분자 운동성이 증가함에 따라 상승하게 되는데, 말하자면 온도가 상승하거나 또는 유리 전이점이 초과 되는 경우에도 상승한다.
접착제의 배리어 작용을 높이기 위한 접근 방식들은 특히 수증기 및 산소의 투과성에 미치는 영향과 관련해서 상기 두 가지 파라미터(D 및 S)를 고려해야만 한다. 상기와 같은 화학적인 특성들에 추가로, 특히 평균적인 투과 경로 길이 및 경계면 특성들(접착제의 유동 특성, 접착)과 같이 투과성에 미치는 물리적인 영향들의 작용들도 고려되어야만 한다. 이상적인 배리어 접착제는 기판상에서의 접착 상태가 매우 우수한 경우에 낮은 D-값 및 S-값을 갖는다.
낮은 가용성-항(S)은 대부분 우수한 배리어 특성들에 도달하기에는 불충분하다. 그에 대한 전통적인 한 가지 예는 특히 실록산-탄성 중합체이다. 상기 물질들은 극도의 소수성(작은 가용성-항)을 갖지만, 자유롭게 회전할 수 있는 자체 Si-O 결합(큰 확산-항)에 의해서 수증기 및 산소에 대하여 비교적 낮은 배리어 작용을 갖는다. 다시 말해, 우수한 배리어 작용을 위해서는 가용성-항(S)과 확산-항(D) 간에 우수한 균형이 반드시 필요하다.
현재는 다른 무엇보다도 에폭시드를 기초로 하는 액상 접착제 및 점착제(adhesive)가 배리어 접착제로서 사용된다(WO 98/21287 A1호; US 4,051,195 A호; US 4,552,604 A호).
상기 재료들은 강한 교차 결합에 의해서 낮은 확산-항(D)을 갖는다. 상기 재료들의 주요 사용 분야는 단단한 장치들의 가장자리 접착 분야이지만, 적절히 유연한 장치들에도 사용된다. 경화 과정은 열에 의해서 이루어지거나 또는 UV-광선에 의해서 이루어진다. 전체 표면에 걸친 접착은 경화에 의해서 발생하는 수축 현상 때문에 겨우 가능한데, 그 이유는 경화 과정에서 접착제와 기판 사이에 응력이 발생하게 되고, 이와 같은 응력이 재차 박리 현상을 야기할 수 있기 때문이다.
상기와 같은 액상 접착제의 사용은 일련의 단점들을 내포하고 있다. 따라서, 저분자 성분들(VOC - Volatile Organic Compounds; 휘발성 유기 화합물)은 장치의 민감한 전자 구조물들을 손상시킬 수 있고, 제조시에 처리를 어렵게 한다. 상기와 같은 접착제의 경우에는 장치의 각각의 개별 구성 부품에 접착제를 도포하는 과정이 복잡할 수밖에 없다. 정확한 위치 설정을 보증하기 위해서는, 값비싼 분배기 및 고정 장치들의 설치가 반드시 필요하다. 상기와 같은 도포 방식은 또한 신속하고 연속적인 공정을 방해하며, 그리고 또한 후속으로 필요한 적층(lamination) 단계에 의해서도 낮은 점도로 인해 좁은 한계 안에서 규정된 층 두께 및 접착 폭에 도달하기가 어려워질 수 있다.
또한, 상기와 같은 고(high)-교차 결합 접착제들은 경화 과정 후에는 단지 낮은 유연성만을 갖는다. 열-교차 결합 계(system)의 사용은 낮은 온도 범위 안에서 제한되거나 또는 2-성분-계의 경우에는 가사 시간(pot life)에 의해서, 더 상세하게 말하자면 밀봉이 이루어질 때까지의 가공 시간에 의해서 제한된다. 높은 온도 범위에서는 그리고 특히 반응 시간이 긴 경우에는 재차 민감한 (광-)전자 구조물이 상기와 같은 계의 사용 가능성을 제한한다 - (광-)전자 구조물에서 최대로 적용할 수 있는 온도는 종종 90 ℃에 놓이게 되는데, 그 이유는 이 온도부터 이미 예비 손상이 발생할 수 있기 때문이다. 이 경우에 특히 유기 전자 장치를 포함하고, 투명한 폴리머 박막으로 캡슐화되었거나 또는 폴리머 박막 및 무기 층들로 이루어진 결합체로 캡슐화된 특히 유연한 장치들은 좁은 한계들을 설정한다. 이와 같은 내용은 또한 큰 압력 하에서 이루어지는 적층 단계에도 적용된다. 개선된 내구성에 도달하기 위하여, 본 경우에는 고온의 부하를 받는 단계가 생략되었고, 바람직하게 더 낮은 압력에서 적층이 이루어진다.
상기와 같은 (광-)전자 구조물들을 밀봉할 목적으로 감압- 또는 고온 용융 접착제를 사용하는 것이 바람직하다. 감압 접착제의 사용은 선행 기술에 공지되어 있다(예컨대 US 2006/0100299 A1호, WO 2007/087281 A1호, US 2005/0227082 A1호, DE 10 2008 047 964 A호, DE 10 2008 060 113 A호). 상기 선행 기술에서는 접착 후에 제공된 에너지(예컨대 화학 방사선(actinic radiation) 또는 열)에 의해서 활성화될 수 있는 감압 접착제를 사용하는 것(US 2006/0100299 A1호, WO 2007/087281 A1호)이 바람직한데, 그 이유는 특히 상기 제공된 에너지에 의해서 야기되는 교차 결합 반응에 의해 상기와 같은 접착제의 배리어 작용이 개선될 수 있기 때문이다.
또한, 고온 용융 접착제의 사용도 선행 기술에 공지되어 있다. 선행 기술에서는 에틸렌의 코폴리머, 예컨대 에틸렌-에틸아세테이트(EEA), 에틸렌-아크릴산-코폴리머(EAA), 에틸렌-부틸아크릴레이트(EBA) 또는 에틸렌-메틸아크릴레이트(EMA)가 많이 사용된다. 특히 규소 웨이퍼를 토대로 하는 태양 전지 모듈을 위해서는 일반적으로 교차 결합하는 에틸렌-비닐아세테이트-(EVA)-코폴리머가 사용된다. 이때 교차 결합은 밀봉 공정 중에 압력 하에서 그리고 대략 120 ℃ 위의 온도에서 이루어진다. 상기 공정은 압력에 의한 기계적인 하중 또는 높은 온도로 인해 유기 반도체를 토대로 하거나 또는 박막 방법으로 제조된 다수의 (광-)전자 구조물을 위해서는 단점이 된다. 그러나 JP 2002 260 847 A호에서는 상기 공정이 유기 발광 다이오드를 위해서도 나타난다.
블록 코폴리머 또는 작용기성 폴리머를 기초로 하는 추가의 고온 용융 접착제들은 US 5,488,266 A호, WO 2008/036707 A2호, WO 2003/002684 A호, JP 2008 004 561 A호, JP 2005 298 703 A호 및 US 2004/0216778 A1호에 기술되어 있다. 이와 같은 고온 용융 접착제에서도, 예컨대 화학 방사선 또는 열의 형태로 제공된 에너지에 의해서 야기되는 교차 결합 반응에 의해 상기와 같은 접착제들의 특성들이 개선될 수 있다는 내용이 공지되어 있다(예컨대 WO 2008/036707 A호, WO 2003/002684 A호, JP 2005 298 703 A호, US 2004/0216778 A1호).
선행 기술에서 사용된 감압- 또는 고온 용융 접착제에서의 단점은, 교차 결합이 사전에 이루어지지 않은 경우에는 에폭시드 접착제의 경우보다 배리어 작용이 더 낮다는 것, 특히 산소를 막아주는 배리어 작용이 더 낮다는 것, 그리고 온도가 상대적으로 더 높은 경우에는 접착제의 응집이 심하게 저하된다는 것이다. 그럼으로써, 구조물을 습기 및 열이 있는 상태에서 저장하는 경우에는 기포가 형성될 위험도 높아진다.
통상적으로는 분자 간의(intermolecular) 그리고/또는 분자 내의(intramolecular) 상호 작용으로 인해 물질 또는 물질 혼합물의 내부 결합을 결과적으로 야기하는 물리적인 효과를 "응집(cohesion)"이라고 표기한다. 따라서, 응집력(cohesive force)은 대략 점도로서 그리고 전단 내구성으로서 결정되는 접착제의 점착성 및 유동성을 결정한다. 접착제의 응집을 의도한 바대로 높이기 위하여, 상기 접착제는 추가의 교차 결합 과정을 거치는 경우가 많으며, 이를 위해 상기 접착제에는 반응성의 (그리고 그로 인해 교차 결합 가능한) 성분들 또는 다른 화학적인 가교제가 첨가되고/첨가되거나 상기 접착제가 후처리로서 이온화 작용을 하는 방사선에 노출된다.
통상적으로는 서로 접촉하고 있는 두 가지 상태의 경계면에서 발생하는 분자 간 상호 작용으로 인해 상기 두 가지 상태의 결합을 야기하는 물리적인 효과를 "점착(adhesion)"이라고 표기한다. 따라서, 점착은 파지 접착 가능성(소위 "택(tack)")으로서 그리고 접착력으로서 결정될 수 있는 기판 표면에서의 접착제의 부착을 결정한다. 접착제의 점착에 의도한 바대로 영향을 미치기 위하여, 상기 접착제에는 연화제 및/또는 접착력을 높여주는 수지(소위 "점착제(tackifier)")가 첨가된다. 한 가지 접착제의 접착 기술적인 특성들은 우선 점착 특성들과 응집 특성들의 비율에 의해서 결정된다. 따라서, 예를 들어 몇 가지 적용 예를 위해서는 사용된 접착제가 고-응집성을 갖는 것이 바람직한데, 더 상세하게 말하자면 특히 강한 내부 결합 상태를 갖는 것이 바람직하다.
그와 달리 접착제가 열에 의해서 교차 결합 되면, 열은 구조물을 통과해서 접착 이음부(glue joint)까지 운송되어야만 한다. 이 경우에는 일반적으로 전자 구조물의 손상 위험을 내포하는 온도가 불가피하게 나타난다. 또한, 열을 접착할 영역에만 제한적으로 제공하는 것도 어렵다. 예컨대 열이 가열 스탬프에 의해 폴리머 박막을 통과해서 제공되면, 가열 시간을 가급적 짧게 유지하기 위하여, 상기 가열 스탬프는 접착 이음부에서 도달할 온도보다 훨씬 더 뜨거워야만 한다. 이와 같은 상황은 폴리머 박막 및 이와 같은 적용 예를 위해서 종종 필요한 상기 폴리머 박막의 배리어 층을 손상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 가로 방향의 열 흐름에 의해 전자 구조물까지도 손상시킬 수 있다. 열의 유입을 국부적으로 제한하는 어려움은 특히 접착 이음부를 결합하기 전에 (예컨대 IR-방사선에 의해서 또는 고온 가스를 이용한 대류에 의해서) 열이 유입되는 한 가지 대안적인 방법에 해당한다.
방사선에 의해서 교차 결합 되는 감압- 또는 고온 용융 접착제는 재차 전자 구조물이 방사선에 의해 손상될 수 있다는 손상 가능성의 단점 그리고 상기 구조물의 한 부분이 반드시 방사선을 투과시킬 수 있어야만 한다는 필연성의 단점을 내포하고 있다. 특히 유기 전자 장치의 구성 부품들 및 사용된 폴리머 중에 다수의 폴리머가 UV-부하에 대하여 민감한 경우가 많기 때문에, 예컨대 추가의 커버 박막과 같은 다른 추가의 보호 조치 없이는 외부에서 오랫동안 지속적으로 사용하는 것이 불가능하다. 상기 커버 박막은 UV-경화성 접착 계의 경우에는 UV-경화 과정 후에 비로소 제공될 수 있으며, 이와 같은 사실은 제조의 복잡성 및 장치의 두께를 추가로 증가시킨다. 에너지 제공을 국부적으로 제한하는 어려움은 방사선에 의한 교차 결합의 경우에도 해당된다. 마스크의 사용은 해결책을 만들어주기는 있지만, 대량 생산의 경우에는 기술적으로 복잡하다.
US 6,706,316 B2호에서는 저-용융성 금속 합금을 용융함으로써 유기 발광 다이오드를 초음파-밀봉하는 공정이 나타난다. 이 목적을 위해서 기판과 커버 사이에는 금속이 와이어로서 삽입되고, 압력이 2,900 MPa 내지 14,500 MPa로 매우 높은 경우에는 초음파가 제공되는 상태에서 가압이 이루어진다. 밀봉 재료의 금속 특성으로 인해 접착 이음부에서는 매우 높은 온도가 발생 될 수밖에 없다. 추가로 필요한 높은 압력으로 인해 상기 방법은 폴리머 기판에 적용될 수 없다. 상기 간행물 자체에서는 단지 유리, 금속 및 세라믹만 명시적으로 기재된다. 더욱이 밀봉 재료의 전기 전도성으로 인해 구조물 내에서는 전기 절연 층이 반드시 필요하다.
US 6,195,142 B1호에서는 저-용융성 유리, 금속 또는 액정-폴리머(LCP: Liquid-Crystal-Polymer)로 이루어진 땜납을 사용하는 유사한 밀봉 공정이 기술된다. 이와 같은 땜납은 전술된 방법과 유사한 단점들을 갖는다. 예를 들어 유리 기판 및 유리 커버로 작업을 하면, 음파에 노출되는 시간은 매우 긴 20초 내지 30초에 달하게 된다. 이 경우에는 PET가 가능한 가요성 기판으로서 언급되고, 커버는 강철 또는 유리로 이루어진다. 상기 간행물에서 에폭시 수지, 폴리이미드 수지 및 다른 고분자 접착제는 명백하게 덜 적합한 것으로 드러났다.
상기 두 가지 방법에서 불가피한 높은 온도는 또한 기판- 또는 커버 재료의 높은 열 전도성에 의해서 요구되는 열 전도 과정에 의해 전자 구조물이 손상될 수 있는 위험도 내포하고 있다.
US 6,803,245 B2호에서는 전자 장치를 캡슐화하기 위한 초음파 결합이 접착 결합에 대한 대안으로서 언급되고 있지만, 접착제를 활성화하기 위한 것은 아니다.
DE 103 09 607 A1호에서는 전기 부품의 기능 소자들을 캡슐화하기 위한 방법이 제안되고 있으며, 상기 방법에서는 기능 소자들 위에 배치된 캡슐이 초음파 용접에 의해서 기판과 기밀 방식으로 결합 된다. 상기 방법의 한 가지 바람직한 실시 예에서는, 초음파 용접 전에 기판과 캡슐 사이에 초음파 용접 가능한 밀봉 재료를 배치하는 것이 가능하다. 그러나 바람직한 것은 기판뿐만 아니라 캡슐까지도 용접 가능한 열가소성 플라스틱으로 구성하는 경우로서, 이때 상기 열가소성 플라스틱들 자체는 초음파에 의해서 서로 용접될 수 있다. 초음파 용접에서의 단점은, 용융 결합에 통상적인 물질들의 분자 침투(상호 확산(interdiffusion))를 가능하게 하기 위해서는, 모든 용접 방법에서와 마찬가지로 두 개의 결합 파트너가 자신들의 경계면에서 용융 액체 상태로 변환되어야만 한다는 것이다. 이와 같은 분자 침투가 물질의 불화합성(incompatibility)으로 인해 불가능한 경우에는, 결합 면에서 용접 보조제가 사용되는 경우가 종종 있다. 상기 용접 보조제는 용접시에 일반적으로 완전히 용융 액체 상태로 변환되고, 마찬가지로 용융물 형태의 결합 파트너 경계 면을 갖는 두 개의 경계 면에서 상호 확산 될 수 있다. 이와 같은 점에서 초음파 용접은 다른 용접 방법들과 구별되지 않는다. 초음파 용접에서의 단점은, 본 방법에서는 결합 파트너가 자체 경계 면에서 손상을 입을 수 있거나 또는 박막이 얇은 경우에는 심지어 결합 파트너의 전체 횡단면에서 손상을 입을 수 있다는 점이다. 이와 같은 상황은 특히 무기 배리어 층을 구비한 폴리머 박막이 캡슐화를 목적으로 사용되는 경우에 해당하며, 그 결과 용접 장소에서는 누출 위험이 발생하게 된다.
DE 103 09 607 A1호에 기술된 밀봉 재료는 유리 땜납 및 접착제로부터 선택될 수 있으며, 이 경우 접착제로서는 에폭시 수지가 명시적으로 언급된다. 에폭시 수지와 같은 접착제를 사용하는 경우의 단점은, 유체 혹은 페이스트 형태로 존재하는 접착제를 반드시 정확한 양으로 주입(dosing) 해야만 한다는 필연성 그리고 초음파 용접 중에는 접착제가 흐르는 현상을 반드시 피해야만 한다는 필연성이다. 초음파 용접의 경우에는 음 에너지를 구조물 내부로 도입하기 위하여 반드시 높은 압력이 제공되어야만 하기 때문에, 액체 접착제가 용접 이음부로부터 압출 되는(squeeze out) 상황을 거의 피할 수 없다.
또한, 상기 밀봉 재료는 용접 보조 수단으로서 사용되는 유연한 유기 폴리머 박막 또는 열가소성 플라스틱으로부터 선택될 수도 있다. 이 경우의 선택은 전술된 접착제들과 달리, 상호 확산을 보증하기 위하여 두 가지 결합 파트너와 밀봉 재료의 친화성(compatibility)에 따라서 이루어질 수 있다. 따라서, 상기 선택은 심하게 한정되었다. 또한, 상기 방법에서는 앞에서 이미 기술된 캡슐화 재료의 손상 위험도 존재한다.
본 발명의 과제는, 간단하면서도 신속하게 실행될 수 있는 동시에 우수한 캡슐화 상태에 도달하게 할 수 있는, 특히 수증기 및 산소와 같은 투과 물질에 대해서 전자 장치를 캡슐화하기 위한 개선된 방법을 제시하는 것이다. 또한, 본 발명에 따른 방법에서는 특히 유연하고 적합한 접착제를 사용함으로써 (광-)전자 장치들의 수명이 연장되어야만 한다.
상기 과제는 독립 청구항에 기술되어 있는 방법에 의해서 해결된다. 상기 방법의 바람직한 실시 예들은 종속 청구항들의 대상이다.
따라서, 본 발명은 투과 물질에 대해서 전자 장치를 캡슐화하기 위한 방법과 관련이 있으며, 본 발명에 따른 방법은
- 열에 의해서 활성화될 수 있는 적어도 하나의 감압- 또는 고온 용융 접착제를 포함하는 시트 형태 구조물을 제공하는 단계를 포함하며;
- 전자 장치를 지지하는/포함하는 기판상에서 적어도 상기 전자 장치의 캡슐화할 영역들 둘레에 상기 시트 형태 구조물을 적용하는 단계를 포함하며;
- 상기 전자 장치에 그리고 상기 전자 장치를 적어도 둘러싸는 접착제에 커버를 제공하는 단계를 포함하며, 이 경우 접착제는 상기 커버와 접촉하며; 그리고
- 그 다음에 상기 커버 표면의 적어도 한 부분 영역에서 상기 접착제를 열에 의해 활성화함으로써, 적어도 기판과 커버의 결합을 형성하는 단계를 포함하며, 이 경우 활성화를 위해서 필요한 열은 실제로 접착제를 적어도 둘러싸는 상기 시트 형태 구조물 자체 내에서 또는 기판 및/또는 커버와 상기 접착제의 경계면에서 발생된다.
투과 물질에 대해서 전자 장치를 캡슐화하기 위한 한 가지 대안적인 방법에서는, 전자 장치를 적어도 둘러싸는 접착제를 지지하는 커버가 상기 전자 장치에 제공되며, 이 경우 상기 접착제는 적어도 기판과 접촉된다.
본 경우에 캡슐화는 전술된 시트 형태 구조물로 전체 둘레를 감싸는 것을 의미할 뿐만 아니라, (광-)전자 장치의 캡슐화할 영역에 시트 형태 구조물을 국부적으로 적용하는 것, 예를 들면 전자 구조물의 한 측을 덮는 것 또는 전자 구조물을 테처럼 두르는 것(framing)도 의미한다.
본 명세서의 의미에서 투과 물질로서는 장치 또는 부품 안으로, 특히 전자 혹은 광전자 장치 또는 상응하는 부품 안으로 침투하여 이곳에서 특히 기능적인 장애들을 야기할 수 있는 그러한 화학 물질들(예컨대 원자, 이온, 분자 등)이 언급된다. 상기와 같은 침투 현상은 예를 들어 하우징 또는 피복 자체에 의해서 이루어질 수 있으나, 특히 하우징 혹은 피복 내에 있는 개구에 의해서 또는 재봉 장소, 접착 장소, 용접 장소 등에 의해서도 이루어질 수 있다. 이와 같은 맥락에서 하우징 또는 피복은 민감한 부품들을 완전히 또는 부분적으로 둘러싸서 상기 부품들의 기계적인 기능 이외에 특히 상기 부품들 자체를 보호할 목적으로 제공되는 부품들로서 이해된다.
본 명세서의 의미에서 투과 물질들은 특히 저분자 유기 또는 무기 화합물, 예컨대 수소(H2), 아주 특히 산소(O2) 및 물(H2O)이다. 상기 투과 물질들은 특히 기체 상태로 또는 증기 형태로 존재할 수 있다.
본 발명은, 이하에서 상세하게 설명되는 바와 같은 접착제 내부에서 열을 발생하기 위한 조치들이 전자 장치에 단점적인 영향을 전혀 미치지 않는다는 놀랄만한 인식, 특히 상기 전자 장치 자체를 언급할 만한 정도로 가열시키지 않거나 또는 전혀 손상시키지 않는다는 놀라운 인식을 토대로 하고 있다. 이 경우 본 명세서에서 청구되고 있는 방법에서는 간행물 [0008] DE 103 09 607 A1호에 기술된 선행 기술과 달리, 접착을 형성하거나 또는 접착 상태를 견고하게 하기 위하여 심지어 접착제의 전체 용적이 가열된다. 또한, 본 발명에서 제안된 방법에 의해서는 종래의 가열 방법에 비해 캡슐화의 품질이 놀라울 정도로 확연히 개선될 수 있다.
본 발명에 따른 방법에서는, 열이 실제로 접착 표면에만 한정된다는 점이 바람직하다. 열이 시트 형태 구조물 자체 내에서 발생하기 때문에, 단지 활성화 온도까지만 가열이 이루어지면 된다. 열 전도, 열 방사선 또는 대류에 근거하는 방법에서 중단 없는 열 전달을 위해 반드시 필요한 온도 구배(temperature gradient) 및 그와 더불어 초과 온도(excess temperature)는 전반적으로 생략될 수 있다. 따라서, 가열 시간은 짧게 유지될 수 있고, 가로 방향의 - 다른 무엇보다도 전자 소자 방향으로의 - 열 흐름은 강하게 제한될 수 있다.
또한, 전자 구조물 그리고 기판뿐만 아니라 커버 측에서도 열을 발생시킬 특별한 조치들, 더 상세하게 말하자면 전류를 공급하기 위한 콘택팅 조치를 취할 필요가 전혀 없으며, 오히려 접착제를 함유하는 시트 형태 구조물을 부가하는 것만으로도 접착제 내부에서 열을 발생하기 위한 외부 기술적인 조치들과 협력하여 열이 발생될 수 있다는 사실도 바람직하다.
선행 기술에는, 시트 형태 구조물 자체 내에서 열 발생을 실현할 수 있는, 말하자면 발열 화학 반응 또는 (예컨대 결정화(crystallization)의) 물리적인 상 전이(phase transition) 변환을 이용해서, 전기적인 저항 가열에 의해서, 화학 방사선의 흡수에 의해서, 자기 유도 방식에 의해서 또는 예컨대 마이크로파 방사선과 같은 고주파 전기장과의 상호 작용의 결과로서 가열이 이루어지는 상이하고도 적합한 메커니즘들이 공지되어 있다.
이 경우 일반적으로 화학적인 반응 및 물리적인 상 전이는 기술적으로 이용할 수 있는 접착제 활성화를 위해서 거의 충분하지 않은 고유한 (용적과 관련된) 열 발생 결과를 낳는다. 전기 저항 가열은 규정된 전기 전도성 물질들(예컨대 접착제 내부에 삽입된 도체 또는 전도성 접착제) 그리고 전류를 공급하기 위한 외부 콘택을 시트 형태 구조물의 부품으로서 필요로 한다. 고주파 가열 그리고 마이크로파 가열은 주파수에 매칭 되었고 충분히 높은 유전체 손실 인자를 갖는 특별하게 적응된 시트 형태 구조물 내부의 물질들 또는 그에 상응하게 특별하게 적응된 (예컨대 폴리아미드 또는 폴리비닐클로라이드를 기본으로 하는) 접착제를 필요로 한다. 이와 같은 사실은 재료 선택을 확연하게 제한한다. 또한, 마이크로파 가열에서는 방사선을 가열할 영역에만 한정시키는 것도 어렵다. 전자 장치가 마이크로파에 의해서 손상될 위험도 크다.
그렇기 때문에 적어도 접착제를 함유하는 시트 형태 구조물 내에서 초음파에 의해 열을 발생시키는 것이 특히 바람직하다. 이와 같은 방법은 WO 2009/021801 A1호에 기재된 다른 적용 예들을 위해서 공지되어 있다.
초음파 용접은 플라스틱들을 결합하기 위한 방법이다. 이 방법에서는 상응하는 연결 소자 없이 기본적으로 단지 열가소성 플라스틱들만 용접될 수 있다. 이와 같은 방법은 열가소성 플라스틱들이 서로 충분히 친화적인 경우에만 영구적인 결합을 구현한다. 친화적이지 않거나 또는 비-열가소성 물질들이 서로 결합 되어야만 하는 경우에는, 재료 결합 방식의 결합을 구현하는 용접 보조 수단, 예컨대 폴리머 박막을 결합 파트너 사이에 배치하는 방식이 공지되어 있다. 다른 용접 방법들에서와 마찬가지로 용접- 또는 접착 장소에서는 재료가 에너지 공급에 의해서 활성화되어야만 하는데, 예를 들면 용융되어야만 한다. 초음파 용접의 경우에는 필수적인 에너지가 기계적인 고주파 진동에 의해서 발생된다. 이와 같은 방법의 주요 특징은, 용접 결합체 내에서 용접을 위해 반드시 필요한 에너지가 부품 내부에서 또는 용접 보조 수단 내에서 발생하는 분자- 및/또는 경계면 마찰에 의하여 또는 경계면 진동에 의하여 생성된다는 것이다.
본 명세서에서 제안된 방법에서는 접착제의 초음파 가열이 실행된다. 이 방법에서는 초음파 용접과 달리 열이 경계면에서는 거의 생성되지 않고, 오히려 실제로는 접착제 재료 자체 내에서 히스테리시스 손실에 의하여 생성되며, 이와 같은 사실은 높은 기계적인 감쇠 계수(tan δ)에 의해서 조장된다.
상기와 같은 목적을 위해서 필요한 초음파 장치는 실제로 다음과 같은 부품 그룹으로 구성된다:
- 제너레이터
- 진동 형성체(소노트로드(sonotrode))
- 모루(anvil)
초음파 주파수는 제너레이터에 의해서 발생된다. 제너레이터는 선간 전압(line voltage)을 고전압 및 고주파수로 변환한다. 차폐된 케이블에 의해서 전기 에너지가 초음파-변환기에, 소위 컨버터에 전달된다. 상기 컨버터는 일반적으로 압전 효과에 따라서 동작을 하며, 상기 압전 효과에서는 전기 교번 자장이 인가된 경우에 팽창 및 수축되는 특정 결정들의 특성이 이용된다. 이와 같은 특성에 의해서 기계적인 진동이 생성되고, 상기 기계적인 진동은 진폭 변환 부재를 통해서 소노트로드(소위 용접 뿔)로 전달된다. 상기 진동 진폭의 크기는 상기 진폭 변환 부재에 의해서 영향을 받을 수 있다. 진동은 일반적으로 2 MPa 내지 5 MPa의 압력하에서 소노트로드와 대응 부재로 이용되는 모루 사이에 삽입 고정된 가공품으로 전달되며, 이때 활성화를 위해서 필수적인 열이 발생된다.
국부적인 온도 상승에 의해서 접착제가 연화되기 시작하며, 그리고 기계적인 감쇠 계수가 상승한다. 상기 감쇠 계수의 증가는 추가의 열 발생을 야기하며, 이와 같은 상황은 자동으로 가속되는 반응 효과를 보증해준다. 본 발명에 따르면, 접착제는 이와 같은 방식에 의해서 매우 신속하게 활성화되며, 이러한 사실은 매우 짧은 사이클 타임 그리고 그로 인해 종종 높은 경제적 효율에 기여하게 된다.
또한, 가열이 구조적으로 매우 분명하게 제한되는 것도 바람직한데, 그 이유는 결합체와 접촉하고 있는 소노트로드 표면 영역에서만 가열이 발생하기 때문이다.
냉각 후에는 접착 결합 상태가 견고하다. 소노트로드가 영구적으로 초음파 진동에 노출되기 때문에, 재료에 대한 요구 수준은 매우 높다. 그렇기 때문에 대부분은 탄화물 코팅된 티타늄이 사용된다.
상기 방법은 음파에 노출되는 시간이 매우 짧기 때문에 종종 경제적인 효율이 높은 것을 특징으로 한다. 그렇기 때문에 음파에 노출되는 바람직한 시간은 0.1초 내지 3초의 범위 안에 있다.
음파에 노출되는 시간을 짧게 할 수 있기 위해서는, 3 W/mm2 접착 면 이상의 파워를 설정하는 것이 바람직하다.
결국에 시트 형태 구조물이 기판과 커버 사이에 영구적인 결합을 야기함으로써, 서로 상이한 임의의 물질들도 상기와 같은 방법에 의해서 서로 결합 될 수 있게 된다.
놀랍게도, 전자 장치가 소노트로드 아래에 - 하지만 소노트로드와 접촉하지 않은 상태로 - 존재하더라도, 전자 장치의 손상이 전혀 발생하지 않는다는 사실이 나타난다. 이와 같은 상황은 예컨대 결합체와 접촉하고 있는 소노트로드 표면이 프레임 형태로 형성되고, 상기 프레임 중앙에서 소노트로드 표면 안으로 홈이 새겨짐으로써, 결과적으로 소노트로드의 가압시에 상기 전자 장치가 존재하는 결합부 영역이 소노트로드에 접촉할 수 없게 되는 경우에 규칙적으로 발생한다.
소노트로드와 접촉하고 있는 커버 표면을 기계적인 손상으로부터 보호하기 위하여, 바람직하게는 보호 박막(희생 박막)이 커버와 소노트로드 사이에 삽입되거나 또는 소노트로드 자체의 접촉 면이 탄성 중합체 혹은 점탄성의 재료로 코팅된다.
표면 손상 위험을 가급적 적게 유지하기 위해서는, 0.5 W/mm2 접착 면 미만의 파워를 설정하는 것이 바람직하다.
한 편으로는 표면 손상 위험을 가급적 적게 유지하고, 다른 한 편으로는 또한 음파에 노출되는 시간도 가급적 짧게 할 수 있기 위해서는, 0.5 W/mm2 내지 3 W/mm2 접착 면의 파워를 설정하는 것이 바람직하다.
그에 따라, 음파에 노출되는 시간과 제공된 파워의 곱으로부터 얻어지는 바람직한 초음파 에너지는 0.05 J/mm2 내지 9 J/mm2 접착 면의 범위에 놓이게 된다.
상기 방법의 한 가지 특히 바람직한 실시 예에서, 초음파 에너지는 두루마리처럼 말릴 수 있는 소노트로드를 통해서 순환 공정으로 보내진다. 초음파에 노출시키는 상응하는 기술은 초음파 용접 분야에서 공지되어 있다.
또한, 적어도 접착제를 함유하는 시트 형태 구조물 안에서 자성 유도 방식에 의해 열을 발생시키는 것도 특히 바람직하다. 이와 같은 방법은 EP 1 453 360 A2호에 기술된 다른 적용 예들을 위해서 공지되어 있다.
초음파 가열 방법에 비해 상기 유도 가열 방법은, 시트 형태 구조물의 가열이 외부 가열 장치와 시트 형태 구조물 혹은 커버 또는 기판 간에 직접적인 접촉을 요구하지 않으며, 이와 같은 가열이 오히려 심지어는 무접촉 방식으로 실행될 수 있다는 장점을 갖는다. 그와 같은 점에서 기판 및 커버와 시트 형태 구조물의 본 발명에 따른 접촉 상태는 예컨대 층들이 위·아래로 느슨하게 배치됨으로써도 이루어질 수 있다. 더 단단하고 더 오래 견딜 수 있는 결합을 만들기 위한 파워 제공(접착 이음부의 압착)은 추후에 후속 단계에서 이루어질 수 있다.
유도체(inductor)가 적어도 하나의 압착 공구(pressing tool) 안에 통합되는 것도 상기 방법의 한 가지 바람직한 변형 예인데, 그 이유는 이로써 유도 전자계(induction field)가 접착 장소에 매우 가까이 접근할 수 있게 되고, 또한 공간적으로도 상기 접착 장소에 한정될 수 있기 때문이다.
상이한 효과들이 자기-교번 자장 내에서 이루어지는 가열에 기여할 수 있다: 가열을 위해 교번 자장 안으로 삽입되는 몸체가 전도성 영역들을 구비하면, 상기 자기-교번 자장에 의해서 상기 영역들 안으로 와전류가 유도된다. 이때 상기 영역들이 0과 다른 전기 저항을 구비하면, 이때 발생하는 와전류-파워 손실은 줄 열(Joule heat)(줄 효과: Joule effect)의 발생을 야기하게 된다. 하지만, 상기와 같은 와전류가 주로 형성될 수 있도록 하기 위해서는, 전도성 영역들이 최소 크기를 가져야만 한다; 상기 전도성 영역들의 크기가 클수록, 외부로부터 인가되는 자기-교번 자장의 주파수는 그만큼 더 적어진다.
하지만, 가열을 위해 교번 자장 안으로 삽입되는 몸체가 강자성 영역들을 구비하면, 상기 영역들의 단위 자석들은 각각 외부 자기-교번 자장에 대하여 평행하게 정렬된다. 외부 자기장의 변동 중에 발생하는 히스테리시스 손실(극성 반전 손실)도 마찬가지로 상기 몸체의 가열을 결과적으로 유도한다. 자기-교번 자장 안으로 삽입되는 몸체의 재료에 따라서, 두 가지 효과들이 함께 상기 몸체의 가열에 기여할 수 있거나(말하자면 철, 니켈 및 코발트와 같은 강자성 금속의 경우에 또는 뮤(Mu)-금속 및 알니코A(Alnico)와 같은 강자성 합금의 경우에) 또는 상기 두 가지 효과들 중에 각각 단 한 가지 효과만 가열에 기여할 수 있다(말하자면 단지 알루미늄과 같은 비-강자성 금속의 경우에는 단지 와전류만 또는 산화철 입자와 같이 전기 전도성이 낮은 물질의 경우에는 단지 히스테리시스만).
열 활성화 방식으로 접착될 수 있는 시트 형태 구조물이 유도 가열 방식에 의해 열적으로 활성화되면, 이를 위해서는 일반적으로 열 활성화 방식으로 접착되는 접착제를 함유하는 시트 형태 구조물이 사용되며, 이러한 접착제는 전기 전도성 층의 측면에, 말하자면 금속 또는 금속 증착된 폴리머, 관통된 금속 박막, 와이어 네트, 평평하게 형성된 금속 메시, 금속 부직포 또는 금속 섬유로 이루어진 박막을 구비한 시트 형태 구조물의 측면에 배치되어 있다. 이때 후자의 비연속적인 시트 형태 구조물들은 접착제가 개별 시트 형태 구조물 내에 있는 개구들을 관통할 수 있음으로써 상기 시트 형태 구조물의 내부 결합이 전체적으로 개선된다는 장점을 제공해주지만, 이와 같은 장점은 추후에 가열 효율의 축소라는 희생을 치르게 한다.
최근에는 접착의 경우에 유도 가열 방식이 새롭게 주목을 받고 있다. 그 이유는 가열할 몸체의 재료 내부에 삽입될 수 있음으로써 상기 몸체의 전체 용적에 걸쳐서 몸체를 가열할 수 있는, 예컨대 MagSilica®(Evonik AG)와 같은 이용 가능한 나노 입자성(nano-particulate) 계로부터 찾을 수 있으며, 이 경우 상기 몸체의 기계적인 안정성은 가열에 의해서 언급할만한 정도의 손상을 받지 않는다. MagSilica®로서는 이산화 규소에 의해 둘러싸이는 소량의 산화철-입자가 사용된다.
따라서, 예를 들어 Lohmann 사(社)로부터는 Duplocoll RCD®라는 명칭의 접착 밴드를 구입할 수 있으며, 상기 접착 밴드는 접착제 내부에 유도 가열 가능한 나노 입자를 함유하고 있다. 핵심은 자기장과 MagSilica®의 협력이다.
MagSilica®을 함유하는 접착제가 신속하게 교체되는 자기장에 노출되면, 상기 산화철-입자는 자침(compass needle)과 유사하게 진동을 시작한다. 이때 접착제 내에서는 의도한 바대로 열이 생성되고, 상기 접착제는 추후에 신속하게 경화된다. 부품들이 더 이상 가열될 필요가 없기 때문에, 상기와 같은 공정은 귀중한 가열 에너지를 절약하게 해주며, 제조 공정도 전체적으로 확연하게 가속된다.
기본적으로는 유도 가열을 위한 다양한 가열 장치들이 공지되어 있다; 상기 가열 장치들은 다른 무엇보다도 개별 가열 장치에 의해서 발생하는 자기-교번 자장이 갖는 주파수에 따라서 상호 구별된다. 따라서, 유도 가열은 약 100 Hz 내지 약 200 kHz의 주파수 범위 안에 있는 주파수(소위 중간 주파수; MF) 또는 약 300 kHz 내지 약 100 MHz의 주파수 범위 안에 있는 주파수(소위 고주파수; HF)를 갖는 자기장을 사용해서 이루어질 수 있다.
하지만, 나노 크기(nanoscopic) 계들의 크기가 작기 때문에, 상기와 같은 제품들을 상기 중간 주파수 범위로부터 선택된 주파수를 갖는 자기-교번 자장 내에서 효율적으로 가열하는 것은 불가능하다. 새로운 방식의 시스템들을 위해서는 오히려 고주파수 범위의 주파수들이 필요하다. 하지만, 바로 이와 같은 주파수들에서는 자기-교번 자장에서 전자 소자들의 손상 위험이 명확하게 드러난다. 더욱이 고주파수 범위 안에 있는 주파수를 갖는 자기-교번 자장의 발생은 장치적인 비용을 증가시키게 되고, 그로 인해 경제적으로도 불리한 영향을 미치게 된다.
그렇기 때문에 중간 주파수 범위 안에 있는 주파수를 사용하는 것이 바람직하다. 놀랍게도, 다른 무엇보다도 유기 전자 소자들은 전술된 주파수 범위 안에서는 전혀 가열되지 않거나 또는 기타의 손상을 받지 않는 것으로 밝혀졌다.
산업적인 제조 공정을 위해서 필요한 높은 가공 속도를 얻기 위해서, 열 활성화 방식으로 접착될 수 있는 시트 형태 구조물의 가열 기간은 단지 매우 짧아야만 한다. 그렇기 때문에 0.1초 내지 10초의 가열 시간을 사용하는 것이 바람직하다.
요구되는 접착 온도에 도달하기 위해서는, 가열 속도를 매우 높게 선택할 필요가 있다. 하지만, 열 활성화 방식으로 접착될 수 있는 시트 형태 구조물이 단지 낮은 열 전도성만을 갖는 결합 파트너들 사이에 접착되면, 다시 말해 최대 5 W/mK의 열 전도성을 갖는 결합 파트너들 사이에 접착되면, 상기 시트 형태 구조물 내에서 유도 방식으로 발생 된 열은 상기 시트 형태 구조물로부터 충분히 신속하게 방출될 수 없다. 오히려 열이 처음에는 수시간 동안 접착 표면 안에서 유지됨으로써, 상기 접착 표면 내에서는 열 축적(heat accumulation) 현상이 발생하게 된다. 그로 인해 시트 형태 구조물뿐만 아니라 결합 파트너들도 국부적으로 가열되어 손상될 수 있다. 결합 파트너들이 낮은 열 전도성에 추가로 낮은 유효 열 용량을 갖는 경우에는 상기와 같은 과열 위험이 더욱 커지는데, 그 이유는 이와 같은 원인들로 인해 일시적인 열 저장 가능성이 제공되지 않기 때문이다. 두 가지 원인 모두 예컨대 접착 표면에 폴리머를 구비하는 결합 파트너의 경우에 발생한다.
그렇기 때문에, 적어도 1 MPa, 특히 적어도 3 MPa의 압력(압착력)이 열 활성화 방식으로 접착될 수 있는 시트 형태 구조물의 한 측면 섹션에 대하여 수직으로 유도 가열에 의하여 기판, 시트 형태 구조물 및 커버에 동시에 제공됨으로써, 결과적으로 접착제가 접착 기판과 전체 표면에 걸쳐서 접촉하게 되는 방법이 바람직하다. 이 경우에 상기 "열 활성화 방식으로 접착될 수 있는 시트 형태 구조물의 한 측면 섹션에 대하여 수직으로"라는 방향 표시는, 시트 형태 구조물이 평평하게 존재하는 (그리고 그로 인해 상기 시트 형태 구조물의 양 측면도 평평하게 존재하는) 평평한 접착을 위해서는 압착력이 (적어도 또한) 상기 시트 형태 구조물의 주(主) 팽창부에 대하여 수직으로 작용을 하고, 그와 반대로 3차원적으로 휘어진 접착을 위해서는 압착력이 상기 시트 형태 구조물의 주(主) 팽창부들 중에 한 팽창부에 대하여 수직 방향으로 작용을 하여 적어도 한 부분 영역에서는 상기 시트 형태 구조물의 측면에 대하여 수직으로 작용을 한다는 것을 의미한다.
본 발명에 따른 방법은 유도 가열 방식에 통상적인 유도 가열 수단(유도체)을 사용해서 실시될 수 있다. 유도 가열 수단(유도체)으로서는 통상적이고 적합한 모든 장치들이 언급되는데, 더 상세하게 말하자면 관류하는 전류로 인해 적합한 강도의 자기-교번 자장을 발생시키고 교류 전류에 의해서 관류 되는 코일, 도체 루프(conductor loop) 또는 도체가 언급된다. 따라서, 가열을 위해 필요한 자기장 강도는 상응하는 권선 개수 및 코일 길이를 갖는 코일 장치, 다시 말하자면 상응하는 전류에 의해 관류 되고 예를 들어 포인트 유도체로서 형성된 코일 장치에 의해서 제공될 수 있다. 상기 코일 장치는 강자성 코어 없이 형성될 수 있거나 또는 예를 들어 철 또는 압축된 페라이트 분말로 이루어진 코어를 구비할 수 있다. 결합체는 상기와 같이 발생 된 자기장에 직접 노출될 수 있다. 대안적으로는, 자기장 트랜스포머의 2차 측에서 2차 권선이 상응하게 더 높은 전류를 공급할 수 있도록 상기 코일 장치를 상기 자기장 트랜스포머의 1차 측에 1차 권선으로서 배치하는 것도 물론 가능하다. 그럼으로써, 결합체 바로 가까이에 배치된 원래의 여기자 코일은 더 높은 전류로 인해 더 적은 개수의 권선을 구비할 수 있게 되고, 그로 인해 자기-교번 자장의 자기장 강도가 줄어들게 된다.
유도 가열 방식에서 특히 바람직한 또 다른 사실은, 접착제 내부로부터 발생하는 매우 짧은 열 펄스에 의한 기판 및/또는 커버 내부에 사전에 존재하는 무기 배리어 층의 손상 위험이 배리어 박막에 의해 비교적 장기간 동안 지속적으로 이루어지는 전도성 가열의 경우보다 또는 기계적인 초음파 가열의 경우보다 현저하게 더 적다는 것이다.
전자 장치를 위한 기판 재료로서는 바람직하게 금속 박막, 폴리머 박막, 박막 결합체 또는 유기 및/또는 무기 층이 제공된 박막 혹은 박막 결합체가 사용된다. 이와 같은 박막/박막 결합체는 박막을 제조할 목적으로 사용되는 통상적인 금속 및/또는 플라스틱으로 이루어질 수 있는데, 예를 들면 다음과 같은 재료들이 언급될 수 있지만 이와 같은 재료들에만 한정되지는 않는다: 강철, 알루미늄, 구리, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 - 특히 단축 또는 양축 연신 공정에 의해서 발생되어 방향 설정된 폴리프로필렌(OPP), 시클릭 올레핀 코폴리머(COC; Cyclic Olefin Copolymer), 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리에스테르 - 특히 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 및 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 에틸렌비닐알콜(EVOH), 폴리비닐리덴클로라이드(PVDC), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 폴리아크릴니트릴(PAN), 폴리카르보네이트(PC), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리아미드(PA), 폴리에테르술폰(PES) 또는 폴리이미드(PI).
상기 기판 재료는 또한 유기 또는 무기 코팅 또는 층과 조합될 수도 있다. 이와 같은 조합은 예컨대 래커 코팅, 프린팅, 기화, 스퍼터링, 공-압출 또는 적층(lamination)과 같은 통상적인 방법에 의해서 이루어질 수 있다. 규소 및 알루미늄의 산화물 또는 질화물, 인듐-주석-산화물(ITO) 또는 졸-겔-코팅도 예로서 언급될 수 있지만 한정적으로 언급되지는 않는다.
특히 바람직하게 상기 박막/박막 결합체, 특히 폴리머 박막에는 산소 및 수증기를 위한 투과 물질 배리어가 제공되어 있으며, 이 경우 상기 투과 물질 배리어는 포장 분야를 위한 요구 수준을 초과한다(WVTR < 10-1 g/(m2d); OTR < 10-1 cm3/(m2d bar), 특히 WVTR < 10-2 g/(m2d); OTR < 10-2 cm3/(m2d bar)).
산소에 대한 투과율(OTR) 그리고 수증기에 대한 투과율(WVTR)은 DIN 53380 파트 3(OTR) 또는 ASTM F-1249(WVTR)에 따라서 결정된다. 산소 투과성은 23 ℃의 온도 그리고 50 %의 상대 습도에서 측정된다. 수증기 투과성은 37.5 ℃의 온도 그리고 90 %의 상대 습도에서 결정된다. 그 결과들은 50 ㎛의 박막 두께에 맞추어서 정규화된다.
본 발명에 따른 방법은 다른 무엇보다도 상기와 같이 배리어 층이 제공된 박막들을 위해서만 열 도입 및 그와 더불어 투과 물질을 차단하는 층 구조물의 손상 가능성이 최소로 된다는 장점을 제공해준다.
또한, 상기 박막/박막 결합체는 바람직하게 상기와 같은 전자 구조물의 전체 구조물도 투명하게 형성될 수 있거나 또는 적어도 광이 상기 전자 구조물 내부에 도달하거나 또는 상기 전자 구조물로부터 배출될 수 있도록 형상에 있어서 투명하게 형성될 수 있다. 이때 "투명한"이라는 표현은 400 내지 800 nm의 파장에서 ASTM D 1003에 따라 검출된 광의 가시 범위 안에서의 평균 투과율이 적어도 75 %, 바람직하게는 85 % 이상이라는 것을 의미한다. 한 물체의 투명도 또는 투과도는 상기 물체의 흡광 계수(extinction coefficient), 표면에서의 반사 그리고 검사를 위해서 사용된 광의 파장에 의존한다. 상기 흡광 계수는 재료에 따라 고유하고, 사용된 재료의 흡수에 의존한다. 투과도가 높은 재료를 얻기 위해서는, 흡수뿐만 아니라 반사도 방지되어야만 한다.
반사는 모든 표면 및 재료 경계 면에서 발생한다. 상기 반사는 한 편으로는 표면 조도(粗度)에 의존하고, 다른 한 편으로는 사용된 물질의 굴절 지수에 의존한다. 거친 표면에서는 추가로 확산 방식의 산란 반사가 발생한다. 경계 면에서의 반사와 인접하는 층들의 굴절 지수 간의 관계는 프레넬-방정식에 의해서 기술된다. 투명한 물질들이 사용되고, 광선이 수직으로 입사되며, 파장의 영향이 무시될 수 있는 특수한 경우에는, 프레넬-방정식이 다음과 같이 단순해진다:
R = (n2 - n1)2 / (n2 + n1)2 방정식 1
상기 방정식에서
R = 경계 면에서의 반사
n1 = 매체 1의 굴절 지수
n2 = 매체 2의 굴절 지수
공기의 굴절 지수는 nair 
1
반사는 모든 경계 면에서 발생하여 한 물체의 투과 계수를 줄여준다. 따라서, 예컨대 광선이 박막 내부로 유입될 때뿐만 아니라 박막으로부터 외부로 배출될 때에도 프레넬에 따른 반사 법칙을 따른다는 사실을 고려할 때에, 굴절 지수 n2 = 1.6인 한 폴리에스테르 박막이 최대로 도달할 수 있는 투과율은 90 %의 값을 초과할 수 없다.
바람직하게는 접착제뿐만 아니라 지지체 박막도 투명하며, 그리고 상기 접착제 및 지지체 박막은 400 내지 800 nm의 파장에서 특히 투명한 접착 박막이 ASTM D 1003에 따라 검출된 바와 같이 바람직하게는 60 %보다 더 큰 투과를 갖도록, 특히 85 %보다 더 큰 투과를 갖도록 형성되었다.
지금까지 단지 '투과'로만 간략히 표기되었고 일반적으로 %로 표시되는 투과도는 광에 의해서 조사(irradiation) 된 몸체의 후면에 도달하는 광 파워 대 전면에 입사되는 광 파워의 비율을 의미한다. 상기 투과는 반사 및 흡수에 의해서 감산된다.
더 상세하게 말하자면 다음과 같은 등식이 적용된다:
투과도 = (1 - 반사도 - 흡수도).
커버로서는 기본적으로 기판 물질에서 사용되는 것과 동일한 박막 또는 박막 결합체가 사용될 수 있다. 이 경우에 전자 구조물을 포함하는 결합체 내에 있는 기판과 커버는 상이할 수 있다. 예를 들어 결합체의 두 개의 측이 모두 투명할 필요가 없는 경우가 많기 때문에, 결과적으로 캡슐은 하나의 투명한 기판 및 하나의 투명하지 않은 커버로부터 형성될 수 있다.
전술된 바와 같이, 기판 재료 및 커버가 용접 방법(예컨대 초음파 용접, 유도 용접)에 의해서 결합 될 수 없는 복합 재료로 이루어지는 경우가 많기 때문에, 종래 기술에서는 이미 고온 용융- 또는 감압 시트 형태 구조물이 결합을 위해 사용되는 경우가 많다.
본 발명은 시트 형태 구조물 자체 내에서 열이 발생하는 장점들과 접착 결합의 장점들을 조합하며, 이 경우에는 놀랍게도 액상 접착제 또는 용접 보조 박막의 사용에 비해서 재료 선택 및 공정의 진행이 현저히 단순해지고, 캡슐 품질이 과잉 비율적으로 상승하는 것과 같은 시너지 효과들이 나타난다. 특히 감압 접착제의 사용에 의해서는 층 결합체를 결합할 때에 복잡한 위치 설정- 및 고정 조치들이 생략된다.
적어도 하나의 활성 가능한 접착제를 포함하고 후속해서 기판 또는 커버와 접촉되는 시트 형태 구조물/층 재료를 제시하고 있는 본 발명에 따른 방법은, 상기 활성 가능한 접착제가 예컨대 코팅, 프린팅, 스프레잉 또는 공-압출과 같은 층을 형성하는 방법으로 기판 또는 커버에 제공되는 방법도 포함한다. 이와 같은 방식으로 제공되고 활성 가능한 접착제 및 기판 혹은 커버로 이루어진 결합체는 예컨대 포장 분야에서 고온 밀봉 박막으로 공지되어 있고, 또한 예컨대 일본 Peccel Technologies 사(社)의 박막 PECHM-1과 같은 전자 구조물을 밀봉할 목적으로 이미 사용되고 있다.
본 발명의 한 가지 바람직한 특징에서 시트 형태 구조물은 기판- 또는 커버 재료를 함유한 예비 결합체 내에 제공된다. 예를 들어 기판과 시트 형태 구조물은 전자 장치를 기판에 제공하기 전에 미리 결합 될 수 있다. 대안적으로는 커버 및 시트 형태 구조물이 우선 예비 결합체 내에 제공되고 그 다음에 전자 장치 위에 배치될 수도 있다. 예비 결합체를 제조하기 위한 방법은 당업자에게 공지되어 있으며, 예컨대 적층, 코팅, 프린팅, 스프레잉 또는 공-압출 방법이 사용될 수 있다.
본 출원서의 의미에서 시트 형태 구조물로서는 특히 실제로 평면 형태로 팽창되는 모든 통상적이고 적합한 구조물이 유효하다. 이와 같은 구조물은 평평한 접착을 가능하게 하고, 다양하게 형성될 수 있는데, 특히 접착 박막, 접착 밴드, 접착 라벨 또는 다이 성형체로서 유연하게 형성될 수 있다. 상기 시트 형태 구조물은 치수에 맞게 절단된 시트 형태 구조물로서 형성될 수 있으며, 상기 시트 형태 구조물의 형상은 전자 장치가 가열 과정 중에 열에 의해 손상되는 위험을 줄이기 위하여 접착 표면의 형상에 적응되어 있다.
본 출원서의 의미에서 시트 형태 구조물들은 각각 두 개의 측면, 즉 하나의 전면과 하나의 후면을 구비한다. 이때 상기 전면 및 후면이라는 용어들은 시트 형태 구조물의 주 팽창(표면 팽창, 주 팽창 평면) 방향에 대하여 평행한 상기 시트 형태 구조물의 두 개의 표면과 관련이 있고, 이와 같은 용어의 선택에 의해서 상기 두 개 표면의 절대적인 공간 배치가 결정되는 것이 아니라 단지 시트 형태 구조물의 마주 놓인 측에 배치된 상기 두 개의 표면을 구별하기 위해서만 이용된다; 그에 따라 전면이 공간적으로 뒤에 놓인 상기 시트 형태 구조물의 측면이 될 수 있다면, 그에 상응하게 후면은 공간적으로 앞에 놓인 상기 시트 형태 구조물의 측면을 형성할 수 있다.
상기 열 활성화 방식으로 접착될 수 있는 시트 형태 구조물은 접착 기판을 커버와 접착시킨다. 이를 위해 상기 시트 형태 구조물은 자신의 두 개 측면 중에 적어도 하나의 측면에 열 활성화 방식으로 접착되는 접착제를 구비하며, 바람직하게는 심지어 양 측면에 상기와 같은 접착제를 구비한다. 상기 열 활성화 방식으로 접착되는 접착제는 상승 된 온도에서 고온에 의해 접착되고, 냉각된 후에 기계적인 부하를 수용할 수 있는 결합을 제공해주는 모든 접착제다. 통상적으로 상기 접착제는 접착제 층의 형태로 존재한다. 다시 말해 가장 단순한 경우에 시트 형태 구조물은 자신의 두 개의 측면에 기판 및 커버를 접착시키는, 열에 의해 활성화될 수 있는 접착제의 단 하나의 층으로 이루어진다.
층으로서는 특히 기능이 통일된 한 시스템의 평면 형태의 장치가 기술되며, 상기 장치의 공간 방향에서의 치수들(두께 또는 높이)은 주 팽창을 규정하는 다른 두 가지 방향에서의 치수들(길이 및 폭)보다 훨씬 더 작다. 이와 같은 형태의 층은 콤팩트하게 또는 연속되는 방식으로 형성될 수 있고, 단 한 가지 재료로 이루어질 수 있거나 또는 특히 상기 층의 통일적인 기능에 기여하는 경우에는 상이한 물질들로 이루어질 수도 있다. 하나의 층은 자신의 전체 표면 팽창부에 걸쳐서 일정한 두께를 가질 수 있거나 또는 상이한 두께를 가질 수 있다. 더 나아가 하나의 층은 당연히 한 가지 이상의 기능을 가질 수도 있다.
상기와 같이 하나의 층으로 구성된 구조물은 그 단순성으로 인해 특히 초음파 가열을 위해서 선호된다. 초음파 가열을 특히 효율적으로 형성하기 위해서는, 활성 가능한 접착제가 23 ℃의 온도 및 1 Hz의 주파수에서 0.1 이상의 기계적인 손실 인자(tan δ)를 갖는 경우가 바람직하다.
초음파 가열 자체에서 기판 또는 커버가 내재적으로(intrinsically) 가열되는 것을 피하기 위하여, 23 ℃의 온도 및 1 Hz의 주파수에서 검출된 그 차이
tan δ접착제 - tan δ기판 또는 커버는 바람직하게 적어도 1이다.
예컨대 고온 용융 접착제와 같은 폴리머를 위한 손실 인자는 23 ℃의 온도 및 1 Hz의 주파수에서 DIN 53445에 따른 비틀림 진동 시험으로 검출된다.
감압 접착제에 대한 손실 인자는 23 ℃의 온도 및 1 Hz의 주파수에서 비틀림 하중을 받는 상태에서 발진 전단 실험(동적 기계 분석, DMA; Dynamic Mechanical Analysis)으로 결정된다. 이 시험은 유동적인 특성들을 검사하기 위해서 이용되고, 팔(Pahl 등 "플라스틱 및 탄성 중합체의 실용적인 유동학", VDI-출판사, 1995년, 57 내지 60 페이지 그리고 119 내지 127 페이지)에 상세하게 기술되어 있다. 상기 시험은 Ares 사(社)의 전단 속도 제어된 유량계 내에서 비틀림 하중을 받는 상태에서 실시되며, 이 경우에는 플레이트 직경이 25 mm인 플레이트-플레이트-구조가 사용된다.
시트 형태 구조물의 단층 구조는 유도 가열을 위해서도 이용될 수 있다. 이 목적을 위하여, 활성 가능한 접착제는 바람직하게 23 ℃의 온도에서 20 MS/m 이상의 전기 전도성을 가지며, 이와 같은 상황은 고유하게 전도성인 폴리머에 의해서는 거의 도달할 수 없지만, 전도성 충전제를 채움으로써는 도달할 수 있다. 상기 전기 전도성은 23 ℃의 온도 및 50 %의 상대적인 습도에서 ASTM D 2739-97에 따라 검출된다. 대안적으로 또는 추가로 상기 접착제는 입자, 특히 전술된 나노 입자를 첨가함으로써 강자성으로, 반-강자성으로 또는 상자성으로(paramagnetic) 제작될 수 있다.
본 발명에 따른 시트 형태 구조물은 유도 가열을 위해서 바람직하게 적어도 세 개의 상이한 층, 다시 말해 적어도 하나의 전기 전도성 층 및 적어도 하나의 열 활성화 방식으로 접착되는 접착제 층 그리고 하나의 추가 접착제 층을 포함한다. 상기 추가의 접착제 층은 상기 열 활성화 방식으로 접착되는 적어도 하나의 접착제와 동일할 수 있거나 또는 상기 접착제와 상이할 수 있다. 따라서, 상기 추가의 접착제 층은 예컨대 열 활성화 방식으로 접착되는 접착제를 포함하거나 또는 심지어 열에 의해서 활성화될 수 없는 감압 접착제를 포함할 수 있다.
원칙적으로 상기 적어도 하나의 전기 전도성 층은 임의로 적합하게 형성될 수 있는데, 예를 들면 전 표면적으로-콤팩트하거나 또는 연속하는 얇은 층으로서 (예를 들어 격자로서) 형성될 수 있다. 상기 전기 전도성 층의 두께는 50 ㎛ 미만, 특히 20 ㎛ 미만 또는 심지어 10 ㎛ 미만인 경우가 바람직하다. 전기 전도성 층의 두께가 10 ㎛ 미만인 경우에는 가열 속도가 위쪽으로 상대적으로 간단한 방식으로 제한될 수 있다.
상기 전기 전도성 층은 통상적이고 적합한 모든 물질들로 이루어질 수 있는데, 예를 들면 알루미늄, 구리, 금, 니켈, 뮤(Mu)-금속, 알니코, 퍼멀로이, 페라이트, 탄소-나노 튜브, 그래핀(graphene) 등으로 이루어질 수 있다. 이때 상기 전기 전도성 층은 바람직하게 추가로 자성으로, 특히 강자성으로 또는 상자성으로 형성되었다. 상기 전기 전도성 층은 유리하게는 (50 mΩ·mm2/m 미만의 비저항에 상응하게) 20 MS/m 이상의 전기 전도성, 특히 (25 mΩ·mm2/m 미만의 비저항에 상응하게) 40 MS/m 이상의 전기 전도성을 가지며, 이때 상기 값들은 각각 300 K에 대하여 결정되었다.
상기 적어도 하나의 전기 전도성 층에 추가로, 시트 형태 구조물은 당연히 또한 추가의 전기 전도성 층들을 구비할 수도 있다; 상기 추가의 전기 전도성 층들은 상기 적어도 하나의 전기 전도성 층과 동일할 수 있거나 또는 상기 적어도 하나의 전기 전도성 층과 상이할 수 있다.
전체적으로 볼 때, 상기 열 활성화 방식으로 접착될 수 있는 시트 형태 구조물은 임의로 적합하게 형성될 수 있다. 따라서, 상기 시트 형태 구조물은 전술된 층들에 추가로 추가의 층들을 포함할 수 있는데, 예를 들면 영구적인 지지체 또는 일시적인 지지체를 포함할 수 있다.
두께가 얇은 경우에 충분한 접착 강도에 도달하기 위하여, 상기 접착제 층들은 바람직하게 5 ㎛ 내지 20 ㎛의 두께를 가져야만 한다. 그와 달리 특히 견고한 접착 결합을 위해서는 100 내지 500 ㎛의 두께가 바람직하다.
적어도 하나의 열 활성화 방식으로 접착되는 접착제로서는 원칙적으로 열 활성화 방식으로 접착되는 모든 통상적인 접착제 계가 사용될 수 있다. 열 활성화 방식으로 접착되는 접착제들은 원칙적으로 두 가지 카테고리로 분류된다: 열 활성화 방식으로 접착되는 열가소성 접착제(용융 접착제) 그리고 열 활성화 방식으로 접착되는 반응성 접착제(반응 접착제). 이와 같은 분류는 또한 상기 두 가지 카테고리 모두에 해당하는 접착제, 다시 말해 열 활성화 방식으로 접착되는 반응성의 열가소성 접착제(반응성 용융 접착제)도 포함한다.
열가소성 접착제들은 가열시에 가역적으로 연화되고 냉각 중에 재차 응고되는 폴리머를 기본으로 한다. 그와 달리 열 활성화 방식으로 접착되는 반응 접착제들은 반응 성분들을 함유한다. 상기 반응 성분들은 "반응 수지"로서도 표기되는데, 상기 반응 수지 내에서는 가열에 의해 교차 결합 공정이 개시되고, 상기 교차 결합 공정은 교차 결합 반응이 종료된 후에 압력하에서도 영구적으로 안정적인 결합을 보증해준다. 상기와 같은 열가소성 접착제들은 바람직하게 또한 탄성 성분들, 예컨대 합성 니트릴 고무도 함유한다. 이와 같은 탄성 성분들은 자체의 높은 유동 점성(flowing viscosity)으로 인해 상기 열 활성화 방식으로 접착되는 접착제들에 압력하에서도 특히 높은 치수 안정성을 제공해준다.
이하에서는 열 활성화 방식으로 접착되는 접착제들의 몇 가지 전형적인 계들이 순전히 본보기로서만 기술되며, 상기 접착제들은 본 발명과 관련하여 특히 바람직한 것으로 밝혀졌다.
열 활성화 방식으로 접착되는 열가소성 접착제들은 열가소성의 기본 폴리머(base polymer)를 함유한다. 상기 열가소성의 기본 폴리머는 압착력이 적은 경우에도 이미 우수한 유동 특성을 지니며, 그 결과 영구적인 접착의 내구성과 관련된 최종 접착력은 짧은 압착 시간 안에서 설정될 수 있고, 그렇기 때문에 거칠거나 또는 다른 방식으로 임계적인 지반에서도 신속한 접착이 가능해진다. 열 활성화 방식으로 접착되는 열가소성 접착제로서는 선행 기술에 공지된 모든 열가소성 접착제가 사용될 수 있다.
예를 들면 DE 10 2006 042 816 A1호에 기술된 바와 같은 열에 의해서 활성화될 수 있는 접착제들이 적합하지만, 이와 같은 기재 내용에 의해서 본 발명이 한정되는 것은 원치 않는다.
EP 1 475 424 A1호에는 본보기로서의 조성들이 기술되어 있다. 따라서, 열가소성 접착제들은 예를 들어 다음과 같은 성분들 중에 하나 또는 다수의 성분을 함유할 수 있거나 또는 이와 같은 성분들로 이루어질 수 있다: 폴리올레핀, 에틸렌-비닐아세테이트-코폴리머, 에틸렌-에틸아크릴레이트-코폴리머, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리우레탄 또는 부타디엔-스티롤-블록 코폴리머. EP 1 475 424 A1호의 단락 [0027]에 기재된 열가소성 접착제들이 바람직하게 사용된다. EP 1 956 063 A2호에는 특히 예컨대 유리로 이루어진 접착 기판의 접착과 같은 특별한 사용 분야에 적합한 추가의 열가소성 접착제들이 기술되어 있다. 바람직하게는 유동적인 첨가제에 의해서 상승 되는 용융 점도를 갖는 열가소성 접착제들이 사용되는데, 예를 들어 상기와 같은 열가소성 접착제들의 용융 점도는 발열성 규산, 카본 블랙, 탄소-나노 튜브 및/또는 추가의 폴리머를 혼합 성분으로 첨가함으로써 상승 된다.
그와 달리 열 활성화 방식으로 접착되는 반응성 접착제는 바람직하게 탄성 중합체 기본 폴리머 및 변형 수지를 구비하며, 이 경우 상기 변형 수지는 접착 수지 및/또는 반응 수지를 포함한다. 탄성 중합체 기본 폴리머의 사용으로 인해 뛰어난 치수 안정성을 갖는 접착층을 얻을 수 있다. 열 활성화 방식으로 접착되는 반응성 접착제들로서는 구체적인 개별 적용 예들에 상응하게 선행 기술에 공지된 모든 열 활성화 방식으로 접착되는 접착제들이 사용될 수 있다.
상기 열 활성화 방식으로 접착되는 반응성 접착제는 예컨대 니트릴 고무를 기본으로 하거나 또는 니트릴부타디엔 고무 혹은 예컨대 페놀 수지와 같은 반응 수지를 추가로 함유하는 상기 기본 폴리머의 혼합물(블렌드)과 같은 상기 니트릴 고무의 유도체를 기본으로 하는, 열 활성화 방식으로 접착되는 반응성 박막들도 포함한다; 이와 같은 제품은 'tesa 8401'이라는 명칭으로 상업적으로 구입할 수 있다. 상기 니트릴 고무는 높은 자체 유동 점도로 인해 상기 열 활성화 방식으로 접착되는 박막에 탁월한 치수 안정성을 제공해주며, 그로 인해 교차 결합 반응의 실시 후에는 플라스틱 표면에서 높은 접착력이 구현된다.
예컨대 50 내지 95 중량-%까지 접착 가능한 폴리머를 함유하고, 5 내지 50 중량-%까지 에폭시 수지 또는 다수의 에폭시 수지로 이루어진 혼합물을 함유하는 접착제들과 같은 열 활성화 방식으로 접착되는 다른 반응성 접착제들도 당연히 사용될 수 있다. 이때 상기 접착 가능한 폴리머는 바람직하게 40 내지 94 중량-%까지 아크릴산 화합물 및/또는 일반식 CH2=C(R1)(COOR2)를 갖는 메타크릴산 화합물을 함유하며(상기 일반식에서 R1은 H 및 CH3을 포함하는 그룹으로부터 선택된 잔기이며, 그리고 R2는 1개 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 선형의 혹은 분지형의 알킬 사슬 및 H를 포함하는 그룹으로부터 선택된 잔기임), 5 내지 30 중량-%까지는 적어도 하나의 산기, 특히 카르복실산기 및/또는 술폰산기 및/또는 포스폰산기를 구비하는 제 1의 공중합 반응 가능한 비닐모노머를 함유하고, 1 내지 10 중량-%까지는 적어도 하나의 에폭시드기 또는 산무수물기를 구비하는 제 2의 공중합 반응 가능한 비닐모노머를 함유하며, 그리고 0 내지 20 중량-%까지는 상기 제 1 공중합 반응 가능한 비닐모노머의 작용기 및 상기 제 2 공중합 반응 가능한 비닐모노머의 작용기와 상이한 적어도 하나의 작용기를 구비하는 제 3의 공중합 반응 가능한 비닐모노머를 함유한다. 이와 같은 접착제가 짧은 시간 안에 이미 최종적인 접착력에 도달하는 신속하게 활성화되는 접착을 가능하게 함으로써, 결과적으로 이와 같은 가능성에 의해서는 무극성(nonpolar) 지반에 전체적으로 우수하게 점착될 수 있는 결합이 보증된다.
특별한 장점들을 제공해주는 열 활성화 방식으로 접착되는 추가의 사용 가능한 반응성 접착제는 40 내지 98 중량-%까지는 아크릴레이트를 함유하는 블록 코폴리머를 함유하고, 2 내지 50 중량-%까지는 수지 성분들을 함유하며, 그리고 0 내지 10 중량-%까지는 경화제 성분들을 함유한다. 상기 수지 성분들은 접착력을 증가시키는 (접착성으로 만드는) 에폭시 수지, 노볼락 수지 및 페놀 수지를 포함하는 그룹으로부터 선택되는 하나 또는 다수의 수지를 함유한다. 상기 경화제 성분들은 수지 성분으로 이루어진 수지를 교차 결합하기 위해서 사용된다. 이와 같은 제형은 폴리머 내부에서 이루어지는 강한 물리적 교차 결합으로 인해, 접착부의 부하 수용 가능성에 전체적으로 악영향을 미치지 않으면서 더 큰 전체 두께를 갖는 접착 층들을 얻을 수 있다는 특이한 장점을 제공해준다. 그럼으로써, 상기 접착 층들은 특히 지반의 비평탄성을 보상하기에 특히 적합하다. 더욱이 상기와 같은 접착제는 노화에 대한 우수한 내구성 그리고 단지 적은 가스 방출 특성만을 가지며, 이와 같은 특성들은 전자 장치 분야의 다수의 접착에서 특히 바람직한 특성들이다.
하지만, 이미 앞에서 언급한 바와 같이, 상기와 같이 특별히 바람직한 접착제들 이외에 원칙적으로는 접착을 위한 각각의 요구 프로파일에 상응하는 열 활성화 방식으로 접착되는 다른 모든 접착제들도 선택되고 사용될 수 있다.
(광-)전자 구조물을 캡슐화하기 위해서는 수증기 투과율 또는 산소 투과율이 낮은 열 활성화 방식으로 접착되는 접착제 계가 바람직하게 사용된다. 이와 같은 활성화 가능한 접착제들은 예컨대 EP 0 674 432 A1호, US 2006/0100299 A1호, WO 2007/087281 A1호, DE 10 2009 036 970 A호, JP 2005 298 703 A호, EP 1 670 292 A호 그리고 US 2007135552 A호에 공지되어 있다. 상기 간행물들에서는 예컨대 과산화물과 같은 상응하는 개시제가 첨가되면 화학 방사선에 의해서, 예컨대 UV-광선에 의해서 활성화될 수 있는 접착제 계들도 용이하게 열에 의해서 활성화될 수 있다는 내용이 당업자에게 공지되어 있다.
WVTR이 100 g/m2d 미만, 특히 10 g/m2d 미만이며 그리고/또는 OTR이 8,000 cm3/m2d bar 미만, 특히 3,000 cm3/m2d bar 미만, 그리고 아주 특별하게는 100 cm3/m2d bar 미만인 접착제 계들이 바람직하다.
접착제 계들에 투과 물질(예컨대 산소, 수증기)을 위한 포집 재료를 설치하는 것이 바람직한데, 그 이유는 상기 포집 재료에 의해 투과 물질이 접착 이음부를 통과하는 시간이 현저하게 연장될 수 있기 때문이다. 상기 물질들은 예컨대 게터(getter), 스캐빈저(scavenger) 또는 흡습제(dessicant)와 같은 명칭으로 당업자에게 공지되어 있고, 예컨대 US 6,936,131 (B2)호에 기재되어 있다.
열에 의해서 또는 기계적으로 활성화될 수 있는 포집 특성을 갖는 포집 물질들이 아주 특히 바람직하게 사용된다. 이때 '열에 의한 또는 기계적인 활성화'라는 표현은 예를 들어 화학적 또는 물리적인 변환, 피복 재료의 파괴 또는 이전에 미리 포집 된 투과 물질들의 배출 및/또는 해제 반응(abreaction)으로 이해될 수 있다. 이와 같은 조치는 상기와 같은 포집 물질들이 수증기를 함유하는 대기 분위기에서 처리될 수 있으며, 이 경우에 최종 구조물 내에서는 포착될 투과 물질에 대한 수용 용량이 크게 제한되지 않는다는 장점을 갖는다. 예컨대 마이크로 캡슐화된 포집체를 얻을 수 있다.
유도 가열 중에 결합체에 압착력이 제공되는 경우에는, 이와 같은 작업을 위해서 추가로 압착 장치가 필요하다. 압착 장치로서는 압착력을 행사하기에 적합한 모든 장치들이 사용될 수 있는데, 예컨대 압축 공기식- 또는 유압식 프레스, 편심 프레스, 크랭크 프레스, 토글 레버 프레스, 스핀들 프레스 등과 같이 불연속적으로 동작을 하는 압착 기계 또는 압착 롤러와 같이 연속적으로 동작을 하는 압착 기계도 사용될 수 있다. 상기 장치는 별도의 유닛으로서 제공될 수 있거나 또는 유도체에 연결된 상태로 존재할 수 있다. 바람직하게는 제 1 압착 공구로서 적어도 하나의 프레싱 다이 소자를 포함하는 장치가 사용되며, 상기 프레싱 다이 소자는 또한 유도 가열 수단을 구비한다. 그럼으로써, 유도 전자계는 형성될 접착 장소에 매우 가까이 접근할 수 있게 되고, 그로 인해 공간적으로도 상기 접착 장소의 표면에만 한정될 수 있게 된다.
본 발명의 추가의 세부 사항, 목적, 특징 그리고 장점은 바람직한 실시 예들을 참조하여 아래에서 상세하게 설명된다.
도 1은 제 1 (광-)전자 장치의 개략도이고,
도 2는 제 2 (광-)전자 장치의 개략도이며,
도 3은 제 3 (광-)전자 장치의 개략도이다.
도 1은 제 1 (광-)전자 장치의 개략도이고,
도 2는 제 2 (광-)전자 장치의 개략도이며,
도 3은 제 3 (광-)전자 장치의 개략도이다.
도 1은 (광-)전자 장치(1)의 제 1 형상을 보여주고 있다. 상기 장치(1)는 기판(2)을 구비하고, 상기 기판상에는 전자 구조물(3)이 배치되어 있다. 상기 기판(2) 자체는 투과 물질을 위한 배리어로서 형성되었고, 그로 인해 상기 전자 구조물(3)의 캡슐의 한 부분을 형성한다. 본 경우에 상기 전자 구조물(3) 위에는 배리어로서 형성된 추가의 커버(4)가 상기 전자 구조물로부터 공간적으로 이격 된 상태로 배치되어 있다.
상기 전자 구조물(3)을 또한 측면 쪽으로도 캡슐화하기 위하여 그리고 그와 동시에 상기 커버(4)를 또한 상기 전자 장치(1)에 연결하기 위하여, 열에 의해서 활성화될 수 있는 적어도 하나의 감압- 또는 고온 용융 접착제(5)를 포함하는 시트 형태 구조물이 상기 기판(2) 상에서 전자 구조물(3) 옆에 주변을 둘러싸도록 제공되어 있다. 상기 시트 형태 구조물(5)은 커버(4)를 기판(2)에 연결한다. 상기 시트 형태 구조물(5)은 또한 상응하는 두께의 형상에 의해서 커버(4)를 상기 전자 구조물(3)로부터 이격시킬 수 있다.
시트 형태 구조물(5)로서는 예컨대 이하의 실시 예들에서 상세하게 설명되는 바와 같은 교차 결합 된 비닐 방향족 화합물 코폴리머를 기본으로 하는 고온 용융 접착제들이 사용된다. 본 경우에 상기 시트 형태 구조물(5)은 기판(2)을 커버(4)에 연결하는 기능뿐만 아니라, 상기 전자 구조물(3)을 또한 측면으로부터도 수증기 및 산소와 같은 투과 물질에 대해서 캡슐화하기 위하여 투과 물질을 위한 배리어 층을 형성하는 기능까지도 담당한다.
본 경우에 시트 형태 구조물(5)은 양면 접착 밴드로부터 천공된 성형체의 형태로 제공된다. 이와 같은 천공 성형체는 특히 간단한 도포를 가능하게 한다. 또한, 가열의 경우에는 전자 장치가 직접적으로 손상되지도 않는다.
도 2는 (광-)전자 장치(1)의 한 가지 대안적인 형상을 보여주고 있다. 재차 전자 구조물(3)이 도시되어 있으며, 상기 전자 구조물은 기판(2) 상에 배치되어 있고, 상기 기판(2)에 의해서 아래로부터 캡슐화되어 있다. 이때 상기 전자 구조물 위에서 그리고 측면에서는 상기 시트 형태 구조물(5)이 전체 표면에 걸쳐서 배치되어 있다. 따라서, 상기 전자 구조물(3)은 상기 장소들에서 상기 시트 형태 구조물(5)에 의해 캡슐화된다. 그 다음에 상기 시트 형태 구조물(5) 상에 커버(4)가 제공되었다. 상기 커버(4)는 이전의 형상과 달리 높은 배리어 요구 수준을 반드시 충족시킬 필요가 없는데, 그 이유는 상기 배리어가 시트 형태 구조물에 의해서 사전에 미리 제공되기 때문이다. 상기 커버(4)는 예를 들어 단지 기계적인 보호 기능만을 수행할 수 있지만, 추가로 투과 물질 배리어로서도 제공될 수 있다. 이와 같은 배치 상태에서 상기 시트 형태 구조물(5)의 가열은 전제 접착제 층을 포함할 뿐만 아니라, 또한 대안적으로는 표면의 한 부분, 예컨대 상기 전자 구조물을 덮지 않는 영역도 포함할 수 있다.
도 3은 (광-)전자 장치(1)의 한 가지 추가의 대안적인 형상을 보여주고 있다. 이전의 형상들과 달리 이때에는 두 개의 시트 형태 구조물(5a, 5b)이 제공되었으며, 상기 시트 형태 구조물들은 본 경우에는 동일하게 형성되었지만 상이할 수도 있다. 상기 제 1 시트 형태 구조물(5a)은 기판(2) 상에 전체 표면에 걸쳐서 배치되어 있다. 그 다음에 상기 제 1 시트 형태 구조물(5a) 상에 전자 구조물(3)이 제공되었고, 상기 전자 구조물은 상기 시트 형태 구조물(5a)에 의해서 고정된다. 그 다음에 시트 형태 구조물(5a)과 전자 구조물(3)로 구성된 결합체가 상기 추가의 시트 형태 구조물(5b)에 의해서 전체 표면에 걸쳐 덮임으로써, 결과적으로 상기 전자 구조물(3)은 모든 측으로부터 상기 시트 형태 구조물(5a, 5b)에 의해 캡슐화되었다. 그 다음에 상기 제 2 시트 형태 구조물(5b) 위에 재차 커버(4)가 제공되었다. 이와 같은 배치 상태에서는 대안적으로 상기 시트 형태 구조물(5a 또는 5b)이 내재적으로 가열될 수 있거나 또는 두 개의 시트 형태 구조물이 내재적으로 가열될 수 있다.
따라서, 상기와 같은 형상에서는 기판(2)과 커버(4) 모두 반드시 배리어 특성을 가질 필요는 없다. 그럼에도, 상기 기판 및 커버는 투과 물질이 전자 구조물(3) 쪽으로 투과되는 상황을 계속해서 제한할 목적으로 제공될 수 있다.
특히 도 2 및 도 3과 관련하여 언급할 사실은, 본 경우에는 상기 도면들이 개략도라는 것이다. 상기 도면들로부터는 특히 시트 형태 구조물(5)이 본 경우에 그리고 바람직하게는 각각 균일한 층 두께를 갖는다는 내용을 알 수가 없다. 그렇기 때문에 전자 구조물로 변환되는 장소에서는 도면에서 보이는 것과 같은 날카로운 에지가 형성되지 않고, 오히려 상기 변환되는 장소는 경계가 뚜렷하지 않게 형성되며, 가스로 채워지지 않은 또는 가스로 채워진 작은 영역들이 그대로 유지될 수 있다. 하지만, 경우에 따라서는, 특히 진공 상태에서 도포가 실시되는 경우에는 지반에 대한 적응도 이루어질 수 있다. 또한, 상기 시트 형태 구조물들이 국부적으로 상이한 강도로 압축됨으로써, 결과적으로 유동 공정에 의해서는 에지 구조물에서의 높이 차가 어느 정도 보상될 수 있다. 도면에 도시된 차원들도 척도에 맞지 않으며, 오히려 단지 도면에 대한 개관을 명확하게 할 목적으로만 이용된다. 특히 상기 전자 구조물 자체는 일반적으로 상대적으로 평평하게 (종종 1 ㎛ 미만의 두께로) 형성되었다.
상기 시트 형태 구조물(5)의 도포는 도면에 도시된 모든 실시 예에서 접착 밴드의 형태로 이루어진다. 이 경우에는 원칙적으로 지지체를 갖춘 양면 접착 밴드, 열에 의해서 활성화될 수 있는 박막 또는 전사 접착 밴드가 사용될 수 있다. 본 경우에 한 가지 형상은 열에 의해서 활성화될 수 있는 박막으로서 선택되었다.
전사 접착 밴드로서, 열에 의해 활성화될 수 있는 박막으로서 존재하거나 또는 평평한 구조물 상에 코팅된 상태로 존재하는 시트 형태 구조물의 두께는 바람직하게 약 1 ㎛ 내지 약 150 ㎛, 더욱 바람직하게는 약 5 ㎛ 내지 약 75 ㎛ 그리고 특히 바람직하게는 약 12 ㎛ 내지 50 ㎛에 달한다. 기판상에서 개선된 접착 상태에 도달해야만 하고/하거나 (광-)전자 구조물 내부에서 감쇠 효과에 도달해야만 하는 경우에는, 50 ㎛ 내지 150 ㎛의 높은 층 두께가 사용된다. 하지만, 이 경우의 단점은 증가 된 투과 횡단면이다. 1 ㎛ 내지 12 ㎛의 낮은 층 두께는 투과 횡단면을 줄여주며, 그와 더불어 가로 투과 및 (광-)전자 구조물의 전체 두께도 줄여준다. 하지만, 기판으로부터 접착 상태가 풀어지게 된다. 특히 바람직한 두께 범위 안에서는 낮은 접착제 두께와 그로부터 야기되는 투과를 줄여주는 낮은 투과 횡단면 간에 우수한 절충이 이루어지며, 그리고 충분한 점착성 결합을 만들기 위한 충분한 두께의 접착제 박막이 제공된다. 최적의 두께는 (광-)전자 구조물, 최종 적용 분야, 시트 형태 구조물의 구현 방법에 의존하며, 경우에 따라서는 평평한 기판에도 의존한다.
시험 방법
수명 시험:
얻고자 하는 접착 품질을 위한 특성 값으로서는 열 활성화 방식으로 접착될 수 있는 상이한 시트 형태 구조물을 위한 캡슐화 밀봉도 그리고 상이한 방법 파라미터들이 결정된다. 상기 캡슐화 밀봉도는 (광-)전자 구조물의 수명에 직접적으로 작용을 한다.
(광-)전자 구조물의 수명을 결정하기 위한 척도로서는 칼슘 시험이 이용된다. 이 목적을 위하여 질소 분위기 하에서 10 x 10 mm2 크기의 얇은 칼슘 층이 유리 플레이트(기판) 상에 증착된다. 상기 칼슘 층의 두께는 약 100 nm이다. 상기 칼슘 층을 캡슐화하기 위해서도 마찬가지로 질소 분위기 하에서, 열에 의해서 활성화될 수 있는 접착제의 30 mm x 30 mm의 에지 길이 및 2 mm의 웹(web) 폭을 갖는 프레임 형태의 시트 구조물이 칼슘 미러 둘레에 배치되며, 얇은 유리 판(200 ㎛, Schott 사(社))이 커버로서 제공된다. 그 다음에 상기 접착제가 열에 의해서 활성화되며, 이 경우 캡슐의 표면은 선택된 접착제에 따라 변동되는 압력에 의해서 압축된다. 활성화 시간이 종료된 후에 상기 결합체는 30초 동안 더 압축되고, 그 다음에 압축 장치가 빼내진다. 불투명한 유리 기판 그리고 접착 밴드의 유리 커버 때문에 단지 접착 표면을 통과하는 투과만 검출된다.
상기 시험은 예를 들어 A.G. Erlat 등 "47th Annual Technical Conference Proceedings - Society of Vacuum Coaters", 2004년, 654 내지 659 페이지, 그리고 M.E. Gross 등 "46th Annual Technical Conference Proceedings - Society of Vacuum Coaters", 2003년, 89 내지 92 페이지에 기술된 바와 같은 수증기 및 산소와 칼슘의 반응을 토대로 한다. 이 경우에는 수산화칼슘 및 산화칼슘으로의 변환에 의해서 증가하는 상기 칼슘 층의 광 투과가 관찰된다. 칼슘 미러 없이 상응하는 시험 구조물의 투과 절반에 도달할 때까지의 시간이 수명으로서 표기된다. 측정 조건들로서는 60 ℃의 온도 및 90 %의 상대적인 습도가 선택된다.
시각적인 그리고 수동적인 판단
특히 유연한 (광-)전자 구조물은 변형된 폴리에스테르 박막들 사이에서 캡슐화되기 때문에, 추가의 시험을 위해서는 100 ㎛ 두께의 폴리에스테르 박막, 예를 들어 Teijin-DuPont-Films 사(社)의 Melinex 506 박막이 사용되었다. 상기 박막 자체가 투과 배리어 층을 구비하지 않기 때문에, 상기 박막에 의해서는 수명 시험이 실시될 수 없다. 그렇기 때문에 접착은 오로지 시각적으로만 판단되고, 결합체의 상태에 대해서는 수동으로만 시험이 이루어진다.
사용된 활성 가능한 접착제들
접착제 1 (감압 접착제):
50 부분 Kraton FG 1924 13 중량-%의 블록 폴리스티롤 함량, 36 중량 -%의 2블록 그리고 1 중량-%의 말레산을 갖 는 Kraton 사(社)의 말레산무수물 변형된 SEBS
50 부분 Kraton FG 1901 30 중량-%의 블록 폴리스티롤 함량, 2블록은 없으며 그리고 1.7 중량-%의 말레산을 갖는 Kraton 사(社)의 말레산무수물 변형된 SEBS
70 부분 Escorez 5615 115 ℃의 연화점을 갖는 Exxon 사(社)의 수 소화된 KW-수지
25 부분 Ondina 917 파라핀 및 나프텐 성분으로 이루어진 Shell 사(社)의 백유(white oil)
1 부분 알루미늄-아세틸아세토네이트
상기 접착제는 용액으로부터 제조되었다. 이 목적을 위하여 개별 성분들이 톨루올 속에서 용해되고(고체 비율 40 %), 1.5 g/m2로 실리콘화 된 분리 종이 상에 코팅되며, 120 ℃에서 15분 동안 건조됨으로써, 결과적으로 25 g/m2의 단위 면적당 중량을 갖는 접착제 층이 생성되었다. 상기 전사 접착제는 저장 동안 추가의 분리 종이로 덮였다. 활성화는 알루미늄 킬레이트 착물의 배위 결합의 해체에 의해서 이루어지며, 그로 인해 점도는 심하게 떨어지고, 활성화 온도는 약 120 ℃에 달한다.
접착제 2 (고온 용융 접착제):
100 부분 SiBStar 103 T 30 중량-%의 블록 폴리스티롤 함량을 갖는 Kaneka 사(社)의 트리블록-SiBS
20 부분 SiBStar 042 D 15 중량-%의 블록 폴리스티롤 함량을 갖는 Kaneka 사(社)의 다이블록-SiB
상기 고온 용융 접착제는 용액으로부터 제조되었다. 이 목적을 위하여 개별 성분들이 톨루올 속에서 용해되고(고체 비율 40 %), 1.5 g/m2로 실리콘화 된 분리 종이 상에 코팅되며, 120 ℃에서 15분 동안 건조됨으로써, 결과적으로 25 g/m2 또는 13 g/m2의 단위 면적당 중량을 갖는 접착제 층이 생성되었다. 따라서, 상기 분리 종이를 제거한 후에는 순수한 고온 용융 접착제로부터 하나의 필름이 얻어질 수 있었다. 활성화 온도는 약 95 ℃에 달한다.
접착제 3 내지 7:
열에 의해서 활성화될 수 있는 추가의 접착제들로서는 상이한 화학적 토대를 갖는 열에 의해서 활성화될 수 있는 접착제 박막들이 상이한 두께로 사용되었다(표 참조). 이 목적을 위해서는 상업적으로 구입할 수 있고 열에 의해서 활성화될 수 있는 박막들(tesa SE, Hamburg oder Peccell Technoligies Inc., Japan)이 부분적으로 이용될 수 있었다.
아래의 표 1은 사용된 추가의 접착제들을 보여준다:
약어:
N/P: 니트릴고무/페놀 수지
PA: 코폴리아미드
PET: 코폴리에스테르
SR/EP: 합성고무/에폭시 수지
MI: 변형된 이오노머
tesa 8471은 니트릴고무/페놀 수지를 기본으로 하는 고온 교차 결합하는 계이다("열경화성(thermosetting)").
tesa 8440은 코폴리아미드를 기본으로 하는 순수한 고온 용융 접착제(다시 말해 열가소성 플라스틱)이다.
tesa 8464는 코폴리에스테르를 기본으로 하는 순수한 고온 용융 접착제(다시 말해 열가소성 플라스틱)이다.
tesa 8865는 니트릴고무/에폭시 수지를 기본으로 하는 고온 교차 결합하는 계이다("열경화성(thermosetting)").
접착제 8 (감압 접착제)
25 부분 Oppanol B15 BASF 사(社)의 폴리이소부틸렌, Mw = 75,000 g/mol
5 부분 Oppanol B100 BASF 사(社)의 폴리이소부틸렌,
Mw = 1,100,000 g/mol
50 부분 Escorez 5615 115 ℃의 연화점을 갖는 Exxon 사(社)의 수 소화된 KW-수지
20 부분 DCP Sigma-Aldrich 사(社)의 다이시클로데칸-디 메탄올 디메타크릴레이트,
디메타크릴레이트 모노머
1 부분 DLP 딜라우로일(dilauroyl)-과산화물
상기 접착제는 용액으로부터 제조되었다. 이 목적을 위하여 개별 성분들이 헵탄 속에서 용해되고(고체 비율 45 %), 1.5 g/m2로 실리콘화 된 분리 종이 상에 코팅되며, 100 ℃에서 15분 동안 건조됨으로써, 결과적으로 25 g/m2의 단위 면적당 중량을 갖는 접착제 층이 생성되었다. 상기 전사 접착제는 저장 동안 추가의 분리 종이로 덮였다. 활성화 온도는 약 120 ℃에 달한다.
시트 형태 구조물의 제조
상업적으로 구입할 수 있는 접착제 박막 두께보다 더 얇은 두께에 도달하기 위하여, 경우에 따라 더 두꺼운 제품들을 2-부타논 또는 톨루올 속에서 용해하였고, 코팅 아웃 및 건조에 의해서 상기 용액으로부터 필요한 두께의 접착제 층들을 제조하였다. 시트 형태 구조물의 제조를 위해서 선택된 두께들은 상기 표에 기재되어 있다.
유도 가열을 위해서, 13 ㎛의 두께를 갖는 각각 하나의 박막을 전도성 시트 형태 구조물의 각각의 측에 적층 하였다. 유도 가열을 위한 전도성 시트 형태 구조물로서는 36 ㎛의 두께를 갖는 알루미늄 박막을 사용하였다. 상기 금속 박막을 약 90 ℃ 내지 110 ℃의 온도에서 접착제 층들과 함께 적층 하였다. 이때 열가소성 박막들은 아직까지 충분한 접착성을 지니지 못했고, 화학적인 교차 결합 반응을 개시하지 않았으며, 오히려 단지 점착 상태만을 야기했다.
사용된 기판 및 커버
수명 시험을 위해서, 플로트 유리(float glass)를 3 mm 두께 및 50 x 50 mm2 치수로 기판으로서 그리고 커버로서 사용하였다.
또한, Teijin-DuPont-Films 사(社)의 Melinex 506 타입의 폴리에스테르 박막을 100 ㎛의 두께로 사용하였다.
본 발명에 따른 방법의 실시 및 결과들:
초음파 활성화:
Hermann Ultraschalltechnik 사(社)의 초음파 장치 PS MPC (+) digital control을 이용해서 본 접착을 실시하였다. 상기 장치는 35 kHz에서 그리고 최대 1,000 W의 용접 파워로 동작을 한다. 상기 칼슘 시험을 위한 접착 표면의 형태를 갖는 특수한 티타늄탄화물-소노트로드를 사용하였다. 상기 소노트로드를 이용해서 지시된 압력(접착 표면을 기준으로) 및 초음파를 제공하였다. 초음파 활성화 전에 상기 샘플 몸체를 모루 상에 기계적으로 고정시켰다. 초음파를 차단한 후에 접착제의 경화를 가능하게 하기 위하여 압착력을 30초 동안 추가로 더 유지시켰다.
표 2는 검사 및 그 결과들을 개괄적으로 보여준다:
상기 시험은, 사용된 활성 가능한 접착제 계의 (특히 수증기에 대한) 투과 특성들에 의해서만 그 밀봉력이 결정되는 캡슐이 본 발명에 따른 방법에 의해서 제조될 수 있다는 것을 보여준다. 그와 달리 상기 캡슐화 방법에 의해서 거시적으로 완전히 밀봉되지 않은 시험 몸체들은 일반적으로 1시간 미만의 수명을 나타냈다.
유도 가열
Ismaning에 소재하는 IFF GmbH 사(社)의 EW5F 타입의 변형된 유도 장치를 이용해서 본 접착 방법을 실시하였다. 본 경우에 자기-교번 자장을 국부적으로 제공하기 위한 유도체로서는 페라이트 코어가 설치된 코일이 이용된다. 도 4는 상기 장치의 개략적인 측면도(척도에 맞지 않음)를 보여준다.
도 4에서 도면 부호 (11)은 칼슘 시험을 위한 층 구조물을 보여주고, (12)는 코일(13)에 의해서 감긴 페라이트 코어를 보여준다. 상기 페라이트 코어(12)는 그 치수에 있어서 접착 밴드 소자의 치수에 적응되었다.
유도체를 폴리에테르에테르케톤(PEEK)으로 이루어진 매트릭스 내부에 매립하였고, 이와 같이 얻어진 장치는 압착 장치의 하부 압착 스탬프 소자로서 사용되며, 상기 압착 장치는 또한 상부 압착 스탬프 소자도 구비한다. 파워(F)로 인해, 열 활성화 방식으로 접착될 수 있는 시트 형태 구조물의 측면에 대하여 수직으로 상기 하부 압착 스탬프 소자와 상기 상부 압착 스탬프 소자 사이에 있는 층 구조물에 제공된 압착력은 각각 표 3에 기재되어 있다. 유도체까지의 상기 접착 이음부의 간격은 각각 약 3 mm에 달했다. 폴리에스테르 박막의 경우에는 상응하게 PTFE-플레이트가 하부에 제공되었다.
상기 변형된 유도 장치를 이용하여, 펄스 폭이 10 %인 경우에는 검사들을 위해서 10 kHz 주파수의 자기-교번 자장이 발생되었다. 상기 펄스 폭은 상기 자기-교번 자장의 전체 주기 기간(연속하는 두 개 펄스 사이의 휴지(pause) 기간과 펄스 기간의 총합)에서 상기 자기-교번 자장의 펄스 기간(펄스 길이)이 차지하는 퍼센트 비율을 지시한다.
열 활성화 방식으로 접착될 수 있는 시트 형태 구조물이 상기 펄스화 된 자기-교번 자장에 노출된 시간(다시 말해 유도 가열의 기간)은 0.5 내지 2초의 범위 안에 놓였다. 자기장을 차단한 후에 접착제의 경화를 가능하게 하기 위하여 압착력을 30초 동안 추가로 더 유지시켰다.
표 3은 검사 및 그 결과들을 개괄적으로 보여준다:
상기 시험은, 사용된 활성 가능한 접착제 계의 (특히 수증기에 대한) 투과 특성들에 의해서만 그 밀봉력이 결정되는 캡슐이 본 발명에 따른 방법에 의해서 제조될 수 있다는 것을 보여준다. 그와 달리 상기 캡슐화 방법에 의해서 거시적으로 완전히 밀봉되지 않은 시험 몸체들은 일반적으로 1시간 미만의 수명을 나타냈다.
시트 형태 구조물 내에서 시험 6에 상응하게 발생하는 온도들을 Fluke 사(社)의 타입 Ti20의 적외선 카메라를 이용해서 검출하였다. 이 목적을 위하여 전술된 층 결합체 내에 있는 커버를 생략하고, 유도 시간 동안에는 상기 압축 장치를 폐쇄하지 않음으로써, 결과적으로 상기 열 활성화 방식으로 접착되는 시트 형태 구조물의 한 측이 카메라에 보이게 되었다. 상기 유도 시간을 변화시켰다. 그 결과는 표 4에 기재되어 있다:
상기 검출된 온도들은 다른 접착 실시 예들을 나타내기도 하는데, 그 이유는 자기장을 위한 서셉터(susceptor)가 각각 재료 및 치수에 있어서 동일하기 때문이다.
비교 방법의 실시 및 결과들:
비교를 위하여, Muehlbauer 사(社)의 종래 방식의 가열 프레스를 이용해서 가열을 실시하였다. 알루미늄으로 이루어지고 칼슘 시험을 위한 접착 표면의 형태를 갖는 (커버 쪽을 향하는) 상부 가열 프레스 공구를 사용하였다. 하부 공구로서는 실온을 갖는 알루미늄 플레이트를 이용하였다. 상기 상부 프레스 공구를 이용해서 지시된 압력(접착 표면을 기준으로)을 제공하였으며, 그리고 열 전도에 의해서 열을 제공하였다. 가열 압축 전에 상기 샘플 몸체를 하부 공구상에 기계적으로 고정시켰다. 가열 압축 시간이 종료된 후에 상기 가열된 상부 공구를 짧은 시간 동안 개방하였고, 실온에 있는 알루미늄 플레이트를 중간에 배치한 다음에, 접착제의 경화를 가능하게 하기 위하여 압착력을 추가 30초 동안 회복시켰다.
초음파 접착을 위한 두께(25 ㎛)에 상응하고 열 활성화 방식으로 접착되는 시트 형태 구조물을 사용하였다.
표 4는 검사 및 그 결과들을 개괄적으로 보여준다:
상기 비교 검사들은, 활성화 온도가 약 170 ℃의 온도 아래에 놓여 있는 경우, 다시 말해 폴리머 박막이 가열 스탬프에 의해 분명하게 손상되는 경우에만, 선행 기술에 따른 방법에 의해서 폴리머 기판상에 캡슐이 제조될 수 있다는 것 또는 폴리머 커버를 구비한 캡슐이 제조될 수 있다는 것을 보여준다. 이 경우에도 접착을 만들기 위해서는 본 발명에 따른 방법에서 필요한 것보다 훨씬 더 긴 시간이 필요하다. 또한, 본 발명에 따른 방법은 짧은 공정 시간으로 인해 실제로 활성 가능한 접착제에만 한정되고 접착 이음부 내부에서 PET-박막을 언급할만한 정도로 손상시키지 않는 단시간 동안의 과열을 허용한다(실시 예 26).
Claims (15)
- 전자 장치를 투과 물질에 대해서 캡슐화하기 위한 방법으로서, 상기 방법은
- 열에 의해서 활성화될 수 있는 하나 이상의 감압- 또는 고온 용융 접착제를 포함하는 시트 형태 구조물로서, 상기 시트 형태 구조물 내부에 이산화 규소에 의해서 둘러싸인 산화철-입자가 존재하는 시트 형태 구조물을 제공하는 단계를 포함하며;
- 전자 장치를 지지하는/포함하는 기판상에서 적어도 상기 전자 장치의 캡슐화할 영역들 둘레에 상기 시트 형태 구조물을 적용하는 단계를 포함하며;
- 상기 전자 장치에 그리고 상기 전자 장치를 적어도 둘러싸는 접착제에 커버를 제공하는 단계를 포함하며, 이때 상기 접착제는 커버와 접촉하며; 그리고
- 그 다음에 상기 커버 표면의 적어도 한 부분 영역에서 상기 접착제를 열에 의해 활성화함으로써, 적어도 기판과 커버의 결합을 형성하는 단계를 포함하며, 이때 활성화를 위해서 필요한 열은 실제로 접착제를 적어도 둘러싸는 상기 시트 형태 구조물 자체 내에서 발생되는, 전자 장치를 투과 물질에 대해서 캡슐화하기 위한 방법. - 전자 장치를 투과 물질에 대해서 캡슐화하기 위한 방법으로서, 상기 방법은
- 열에 의해서 활성화될 수 있는 하나 이상의 감압- 또는 고온 용융 접착제를 포함하는 시트 형태 구조물로서, 상기 시트 형태 구조물 내부에 이산화 규소에 의해서 둘러싸인 산화철-입자가 존재하는 시트 형태 구조물을 제공하는 단계를 포함하며;
- 전자 장치를 지지하는/포함하는 기판상에서 또는 전자 장치를 캡슐화하기 위해 제공된 커버 상에서 적어도 상기 전자 장치의 캡슐화할 영역들 둘레에 상기 시트 형태 구조물을 적용하는 단계를 포함하며;
- 상기 전자 장치를 적어도 둘러싸는 접착제를 지지하는 커버를 상기 전자 장치에 제공하는 단계를 포함하며, 이때 상기 접착제는 적어도 기판과 접촉하며; 그리고
- 그 다음에 상기 커버 표면의 적어도 한 부분 영역에서 상기 접착제를 열에 의해 활성화함으로써, 적어도 기판과 커버의 결합을 형성하는 단계를 포함하며, 이때 활성화를 위해서 필요한 열은 실제로 접착제를 적어도 둘러싸는 상기 시트 형태 구조물 자체 내에서 발생되는, 전자 장치를 투과 물질에 대해서 캡슐화하기 위한 방법. - 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 열이 적어도 상기 접착제를 포함하는 시트 형태 구조물 내에서 초음파에 의해 발생되는, 전자 장치를 투과 물질에 대해서 캡슐화하기 위한 방법.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 열이 적어도 상기 접착제를 포함하는 시트 형태 구조물 내에서 자기 유도에 의해 발생되는, 전자 장치를 투과 물질에 대해서 캡슐화하기 위한 방법.
- 제 4항에 있어서, 유도체를 적어도 하나의 압착 공구 내부에 통합하는, 전자 장치를 투과 물질에 대해서 캡슐화하기 위한 방법.
- 제 4항에 있어서, 상기 유도 가열은 자기장을 사용해서 이루어지며, 상기 자기장의 주파수는 100 Hz 내지 200 kHz의 중간 주파수 범위 안에 놓여 있으며, 상기 유도 가열을 위하여 0.1 내지 10초의 가열 시간을 사용하는, 전자 장치를 투과 물질에 대해서 캡슐화하기 위한 방법.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 활성화 가능한 접착제가 활성화 가능한 감압 접착제인, 전자 장치를 투과 물질에 대해서 캡슐화하기 위한 방법.
- 삭제
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 기판 재료, 상기 커버, 또는 상기 기판 재료 및 상기 커버에 산소 및 수증기를 위한 투과 배리어를 제공하며, 이때 상기 투과 배리어가 WVTR에 대해서는 10-1 g/(m2d) 미만의 값을 갖고, OTR에 대해서는 10-1 cm3/(m2d bar) 미만의 값을 갖는, 전자 장치를 투과 물질에 대해서 캡슐화하기 위한 방법.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 기판 재료, 상기 커버, 또는 상기 기판 재료 및 상기 커버가 가시 광선 범위 안에서는 75% 이상의 평균 투과율을 갖는, 전자 장치를 투과 물질에 대해서 캡슐화하기 위한 방법.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 활성화 가능한 접착제가 0.1 이상의 기계적인 손실 인자(tan δ)를 가지며, 그 차이 tan δ접착제 - tan δ기판 또는 커버는 1 이상인, 전자 장치를 투과 물질에 대해서 캡슐화하기 위한 방법.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 활성화 가능한 접착제가 23 ℃의 온도에서 20 MS/m 이상의 전기 전도성을 갖는, 전자 장치를 투과 물질에 대해서 캡슐화하기 위한 방법.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 활성화 가능한 접착제가 100 g/m2d 미만의 WVTR 및 8,000 cm3/m2d bar 미만의 OTR을 갖는, 전자 장치를 투과 물질에 대해서 캡슐화하기 위한 방법.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 활성화 가능한 접착제에 투과 물질을 위한 포집 재료를 설치한, 전자 장치를 투과 물질에 대해서 캡슐화하기 위한 방법.
- 제 4항에 있어서, 상기 유도 가열을 위한 시트 형태 구조물이 적어도 세 개의 상이한 층, 다시 말해 적어도 하나의 전기 전도성 층 및 적어도 하나의 열 활성화 방식으로 접착되는 접착제 층 그리고 하나의 추가 접착제 층을 포함하는, 전자 장치를 투과 물질에 대해서 캡슐화하기 위한 방법.
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| DE102012214401A1 (de) * | 2012-08-13 | 2014-02-13 | Tesa Se | Verfahren zur Herstellung eines Solarmoduls |
| WO2014035950A1 (en) * | 2012-08-27 | 2014-03-06 | Invensas Corporation | Co-support system and microelectronic assembly |
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| DE102015202415B4 (de) * | 2015-02-11 | 2021-02-11 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Klebstoff, Bauteil, Verfahren zur berührungslosen Temperaturmessung des Klebstoffs, Verfahren zur verbesserten Verbindung zweier Bauteile mit dem Klebstoff und Verwendung des Klebstoffs |
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| US9484080B1 (en) | 2015-11-09 | 2016-11-01 | Invensas Corporation | High-bandwidth memory application with controlled impedance loading |
| US9679613B1 (en) | 2016-05-06 | 2017-06-13 | Invensas Corporation | TFD I/O partition for high-speed, high-density applications |
| CN105957980A (zh) * | 2016-05-30 | 2016-09-21 | 京东方科技集团股份有限公司 | Oled封装设备及oled封装方法 |
| DE102016213840A1 (de) * | 2016-07-27 | 2018-02-01 | Tesa Se | Klebeband zur Verkapselung elektronischer Aufbauten |
| JP6789048B2 (ja) * | 2016-09-23 | 2020-11-25 | 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス | 基板処理装置 |
| US9960389B1 (en) | 2017-05-05 | 2018-05-01 | 3M Innovative Properties Company | Polymeric films and display devices containing such films |
| DE102018108724A1 (de) * | 2018-04-12 | 2019-10-17 | fos4X GmbH | Verfahren zum induktiven Kleben von Sensoren in Windenergieanlagen |
| US12060502B2 (en) * | 2018-05-25 | 2024-08-13 | 3M Innovative Properties Company | Phase separated articles |
| US11551963B2 (en) * | 2020-02-14 | 2023-01-10 | Advanced Semiconductor Engineering, Inc. | Semiconductor device package and method of manufacturing the same |
| KR102263568B1 (ko) * | 2021-02-15 | 2021-06-11 | 한국표준과학연구원 | 양자 저항 표준을 위한 캡슐화된 구조체 |
| TWI844043B (zh) * | 2022-06-21 | 2024-06-01 | 德商Ｓｅｓ Ｒｆｉｄ解決方案有限公司 | 晶片封裝結構 |
| CN114433971B (zh) * | 2021-12-20 | 2023-07-25 | 中国电子科技集团公司第二十九研究所 | 一种使用磁振颗粒辅助进行堆叠焊接的方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102008021676A1 (de) * | 2008-04-28 | 2009-10-29 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Bauteil mit einem ersten und einem zweiten Substrat und Verfahren zu dessen Herstellung |
Family Cites Families (34)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4051195A (en) | 1975-12-15 | 1977-09-27 | Celanese Polymer Specialties Company | Polyepoxide-polyacrylate ester compositions |
| GB1552046A (en) | 1977-02-02 | 1979-09-05 | Ciba Geigy Ag | Film adhesives |
| JP3181737B2 (ja) | 1992-12-28 | 2001-07-03 | 東北パイオニア株式会社 | エレクトロルミネッセンス素子 |
| GB9405799D0 (en) | 1994-03-24 | 1994-05-11 | Thomson Consumer Electronics | Shaped parabolic correction waveform for curved face plate display tube |
| US6195142B1 (en) | 1995-12-28 | 2001-02-27 | Matsushita Electrical Industrial Company, Ltd. | Organic electroluminescence element, its manufacturing method, and display device using organic electroluminescence element |
| JP2001503811A (ja) | 1996-11-12 | 2001-03-21 | ミネソタ マイニング アンド マニュファクチャリング カンパニー | 熱硬化可能な感圧接着剤 |
| JP2000306664A (ja) * | 1999-04-21 | 2000-11-02 | Stanley Electric Co Ltd | 有機ｅｌ表示装置 |
| EP1453360B1 (en) * | 1999-11-03 | 2012-10-24 | OMG, Inc. | Induction heating system and method of adhesive bonding by induction heating |
| JP2002260847A (ja) | 2001-02-27 | 2002-09-13 | Bando Chem Ind Ltd | エレクトロルミネッセンス素子封止用フィルム及び封止有機エレクトロルミネッセンス素子 |
| US6706316B2 (en) | 2001-05-08 | 2004-03-16 | Eastman Kodak Company | Ultrasonically sealing the cover plate to provide a hermetic enclosure for OLED displays |
| US6803081B2 (en) | 2001-06-26 | 2004-10-12 | National Starch And Chemical Investment Holding Corporation | Radiation curable adhesive |
| US6803245B2 (en) | 2001-09-28 | 2004-10-12 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Procedure for encapsulation of electronic devices |
| US6936131B2 (en) | 2002-01-31 | 2005-08-30 | 3M Innovative Properties Company | Encapsulation of organic electronic devices using adsorbent loaded adhesives |
| KR20100080632A (ko) | 2002-06-17 | 2010-07-09 | 세키스이가가쿠 고교가부시키가이샤 | 유기 전계 발광 소자의 밀봉 방법 |
| US20060100299A1 (en) | 2002-07-24 | 2006-05-11 | Ranjit Malik | Transformable pressure sensitive adhesive tape and use thereof in display screens |
| US7449629B2 (en) | 2002-08-21 | 2008-11-11 | Truseal Technologies, Inc. | Solar panel including a low moisture vapor transmission rate adhesive composition |
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