KR20110127060A - 접착 필름을 이용한 초음파 접합방법 - Google Patents

접착 필름을 이용한 초음파 접합방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 (a) 접착필름을 제1피착부재와 접하도록 형성하는 단계; 및 (b) 제2피착부재를, 제1피착부재와 접하도록 형성된 접착필름에 접하도록 형성하고, 초음파 발생기를 사용하여 접착필름을 용융 또는 경화시켜 제1피착부재와 제2피착부재를 접합시키는 단계;를 포함하는 접착필름을 이용한 초음파 접합방법을 제공한다. 본 발명에 따르면, 접착필름을 이용한 초음파 접합방법을 사용함으로서 접착필름을 선택적으로 용융시켜 제1피착부재와 제2피착부재의 외형과 품질에 변화를 주지 않으며 제1피착부재와 제2피착부재 사이의 접착력을 현저히 향상시키는 접합방법을 제공할 수 있다.

Description

접착 필름을 이용한 초음파 접합방법{BONDING METHOD USING ADHESIVE FILM AND ULTRASONIC WAVE}
본 발명은 초음파 접합방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 접착필름을 이용한 초음파 접합방법에 관한 것이다.
종래기술인 열융착 필름을 이용하여 2개의 피착물을 상호 접합할 때에는, 먼저 피착물 사이의 가운데 열융착필름을 기준으로 양면에 각각 제1 및 제2 융착 필름이 구비된 열융착 필름을 배치하고, 열융착 장비를 이용하여 피착물에 직접 열을 가하고, 그 열기가 피착물을 통해 제1융착필름과 제2융착필름에 전달되어 제1융착필름과 제2융착필름이 녹아 피착물과 융착되는 방식이다.
따라서 종래의 열융착 필름을 열융착 방법을 이용하여 피착물에 접합할 때에는 2개의 피착물 중 어느 하나는 반드시 열을 전달할 수 있는 물질(SUS, 금속 등)로 이루어져야 한다. 즉 피착물 사이에 있는 열융착 필름까지 열이 전달돼야 하기 때문에 피착물 중 어느 하나는 열전도율이 높은 물질이어야 한다.
이러한 종래의 열융착 필름은 2개의 피착물이 모두 열전도율이 낮은 물질, 예를 들어 합성수지 간의 접착 시에는 제1융착필름이나 제2융착필름이 용융되기 전에 피착물이 열에 의해 변형되는 등의 문제가 있어 다른 접착방법을 사용하여야 한다.
또 다른 종래 기술인 일반 양면테이프을 이용하는 방법에 따르면, 휴대단말기용 액정커버가 장착된 휴대단말기용 케이스에서, 휴대단말기 및 소형가전제품의 케이스와 액정커버는 양면테이프로 부착되고 있었다. 최근에는 휴대 단말기의 소형화와 디스플레이(LCD)의 크기의 확대로 인해 액정커버 및 케이스와 접하는 양면테이프의 면적이 줄어들게 되었다.
그러나 양면테이프의 부착면적이 줄어들면 액정커버와 케이스를 결합시키기 위한 접착력이 부족하여 액정커버가 케이스에서 쉽게 떨어지는 문제점이 있었다.
또한 양면테이프 대신에 접착제를 사용하여 접착할 수도 있지만, 접착제의 경우 본딩 작업 후 6시간 이상 지그에 압착 시키고 후공정이 이루어지며 완전경화는 압착 후 24시간 이상 소요되며 시간적인 문제 때문에 생산성이 현저히 떨어지는 문제가 있었다.
대한민국 등록특허 10-0936740에는 도체로 이루어진 피가열필름과; 피가열필름의 일면에 접합되는 제1융착필름과; 피가열필름의 타면에 접합되는 제2융착필름과; 제2융착필름에 피가열필름의 반대방향으로 탈부착 가능하게 구비된 베이스필름을 포함하여 이루어지는 열융착 필름을 고주파를 이용하여 휴대단말기용 케이스와 액정커버를 상호 접합하는 접합방법이 개시되었다.
이러한 종래의 고주파 유도가열을 이용한 접합방법은 도체에 유도가열로 생긴 전류를 이용하여 도체로 이루어진 피가열 필름에 열을 발생시켜 열융착필름을 녹이는 방식으로 도체를 반드시 포함하는 열융착 필름을 사용하여야 한다. 따라서 열융착 필름 제작 시 도체로 인하여 열융착 필름의 손상이 발생될 수 있으며, 1차 가접 작업 시 지그 셋팅 후 미세한 가압으로도 중간기재인 도체 연결 부분이 절단될 수 있어 열이 전달되지 않아 융착 필름이 녹지 않는 현상이 발생할 수 있고 또한 재작업이 불가능하다. 또한 도체를 사용하여야 하고 열융착 필름의 생산 공정이 복잡하므로 생산비용이 증가하는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 열가소성 접착필름 또는 열경화성 접착 필름을 이용한 초음파 접합방법을 사용함으로서 접착필름을 선택적으로 용융시켜 제1피착부재 및 제2피착부재의 외형과 품질에 변화를 주지 않으면서 동시에 제1피착부재와 제2피착부재 사이의 접착력을 향상시키는 접합방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 도체를 사용하지 않는 접착필름을 이용함으로써 접착필름을 PRESS 혹은 SEALING 장비를 이용하여 접착하고자 하는 피착부재에 맞는 접착필름의 형상을 형성하는 컨버팅 작업이 용이하고, 가접 공정 시에 지그 셋팅 후 불량 발생이 현저히 적은 접합방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 열가소성 접착필름을 사용함으로써 문제가 발생할 경우 재작업이 가능한 초음파 접합방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 일 구현예는 상기한 목적을 달성하기 위하여,
(a) 접착필름을 제1피착부재와 접하도록 형성하는 단계; 및
(b) 제2피착부재를, 제1피착부재와 접하도록 형성된 접착필름에 접하도록 형성하고, 초음파 발생기를 사용하여 접착필름을 용융 또는 경화시켜 제1피착부재와 제2피착부재를 접합시키는 단계;를
포함하는 접착필름을 이용한 초음파 접합방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면,
상기 (a)단계는,
접착필름과 접착필름에 탈부착 가능하게 구비된 베이스필름을 포함하는 베이스-접착필름을 제1피착부재에 가접하는 가접단계; 및
베이스 필름을 가접된 베이스-접착필름에서 제거하는 탈지단계;를
포함하여 이루어지고,
상기 (b)단계는 제2피착부재를, 가접된 접착필름에 접하도록 형성하고, 제2피착부재를 제1피착부재 방향으로 압착하며, 초음파 발생기를 사용하여 초음파 진동을 제1피착부재, 접착필름 및 제2피착부재 중 선택된 1종 이상에 인가하여 접착필름을 용융 또는 경화시켜 제2피착부재를 제1피착부재와 상호 결합시키는 본접단계인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면,
접착필름과 접착필름에 탈부착 가능하게 구비된 베이스필름을 포함하는 베이스-접착필름을 전자제품의 케이스에 가접하는 가접단계;
베이스 필름을 가접된 베이스-접착필름에서 제거하는 탈지단계; 및
디스플레이커버 또는 장식부재를, 가접된 접착필름에 접하도록 형성하고, 디스플레이커버 또는 장식부재를 케이스 방향으로 압착하며, 초음파 발생기를 사용하여 초음파 진동을 케이스, 디스플레이커버 또는 장식부재, 및 접착필름 중 선택된 1종 이상에 인가하여 접착필름을 용융 또는 경화시켜 디스플레이커버 또는 장식부재를 케이스와 상호 결합시키는 본접단계;를
포함하는 것을 특징으로 하는 접착필름을 이용한 초음파 접합방법이 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 초음파의 진폭은 10 내지 50μm, 보다 바람직하게는 25 내지 40μm인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에서, 접착필름의 녹는점은 제1피착부재 및 제2피착부재 중 녹는점이 더 낮은 어느 하나의 녹는점 보다 낮은 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에서, 접착필름의 녹는점은 제1피착부재 및 제2피착부재 중 녹는점이 더 낮은 어느 하나의 녹는점 보다 20℃ 이상, 보다 바람직하게는 20 내지 100℃, 보다 더욱 바람직하게는 20 내지 50℃ 낮은 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 접착필름은 열가소성 접착필름 및 열경화성 접착필름 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 열가소성 접착필름은 폴리에스터, 폴리올레핀, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 에틸렌-α-올레핀 공중합체, 폴리스티렌, 염화비닐수지, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리아미드(나일론), 페녹시수지, 아크릴수지, 아크릴로니트릴부타디엔스티렌, 부타디엔스티렌, 폴리아릴레이트, 폴리아세탈, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에테르에테르케톤, 폴리페닐렌설피드, 폴리벤조이미다졸, 폴리에테르이미드, 폴리에테르설폰, 폴리에테르에테르케톤, 아크릴 수지 및 에틸렌-아크릴 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 열경화성 접착필름은 열경화성 성분을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 열경화성 접착필름은
열경화성 성분 및 경화제 중에서 선택된 1종 이상; 및
열가소성 성분 및 고무 성분 중에서 선택된 1종 이상;을
포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 열경화성 성분은 페놀수지, 멜라민수지, 멜라민-이소시아네잇튜레잇 부가 생성물(melamineisocyanaturate addut), 에폭시수지, 폴리카프로락톤 변성 에폭시수지, 글리시딜 에틸렌 공중합체 및 멜라민이소시아누릭산 합성물로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 경화제는 방향족 아민 화합물, 산무수물(anhydride), 페놀수지, 폴리아미드, 디시안디아마이드(DICY), 디하이드라이드 화합물, 아민덕트계 화합물, 이미다졸 화합물, 하이드라진 화합물, 우레아 화합물, 2-페닐-4-메틸-5-하이드록시 메틸이미다졸, 3-(3,4-디클로로페닐)-1,1-디메틸우레아(DCMU), 설포늄염, 포스포늄염, 비페닐에테를블락카본산 및 다가카본산 활성에스테르로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 열가소성 성분은 폴리에스터, 폴리올레핀, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 에틸렌-α-올레핀 공중합체, 폴리스티렌, 염화비닐수지, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리아미드(나일론), 페녹시수지, 아크릴수지, 아크릴로니트릴부타디엔스티렌, 부타디엔스티렌, 폴리아릴레이트, 폴리아세탈, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에테르 에테르 케톤, 폴리페닐렌설피드, 폴리벤조이미다졸, 액정고분자, 폴리에테르이미드, 폴리에테르설폰, 폴리에테르에테르케톤, 아크릴 수지 및 에틸렌-아크릴 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 고무성분은 에틸렌프로필렌디엔고무(EPDM), 니트릴 고무(acrylonitrile butadiene rubber), 스티렌-부타디엔 수지(styrene butadiene resin), 부틸고무, 천연고무, 스티렌-부타디엔-아크릴 수지(styrene butadiene arcryl resin), 클로로프렌 고무, 초저밀도 에틸렌-α-올레핀 공중합체 및 실리콘 고무로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 열가소성 접착필름 또는 열경화성 접착필름을 이용한 초음파 접합방법은 열가소성 또는 열경화성 접착필름을 선택적으로 용융 및/또는 경화시켜 케이스와 디스플레이커버 등의 피착부재의 외형과 품질에 변화를 주지 않으며 접착력을 향상시키는 접합방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 열가소성 접착필름 또는 열경화성 접착필름을 이용한 초음파 접합방법은 도체를 사용하지 않는 접착필름을 이용함으로써 접착필름을 PRESS 혹은 SEALING 장비를 이용하여 접착하고자 하는 피착부재에 맞는 접착필름의 형상을 형성하는 컨버팅 작업이 용이하고, 가접 공정 시에 지그 셋팅 후 불량 발생이 현저히 적은 접합방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 접착필름을 이용한 초음파 접합방법은 열가소성 접착필름을 사용함으로써 문제가 발생할 경우 재작업이 가능한 초음파 접합방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 접착필름을 이용한 초음파 접합방법을 나타낸 개략적인 공정도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 접착필름을 이용한 초음파 접합방법을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 접착필름을 이용한 가접단계를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 접착필름을 이용하여 접합되는 휴대전화의 부품을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 접착필름을 이용한 본접단계를 나타낸 도면이다.
본 발명은 접착필름을 이용한 초음파 접합방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 접착필름을 이용한 제1피착부재와 제2피착부재의 초음파 접합방법을 제공하며, 일 실시예로서 IT관련 전자제품 및 휴대단말기용 케이스와 디스플레이 커버 또는 장식부재의 초음파 접합방법을 제공하며, 이하 자세히 설명한다. 특별하게 언급하지 않는 한 본 발명에서 접착필름은 열가소성 접착필름 및/또는 열경화성 접착필름을 의미한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 접착필름을 이용한 접합방법을 나타낸 개략적인 공정도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 접착필름을 이용한 접합방법은 가접단계(S10), 탈지단계(S20), 본접단계(S30) 순으로 이루어진다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 접착필름을 이용한 접합방법을 나타낸 도면이다.
도 3은 가접단계(S10)를 나타낸 것이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 접착필름을 이용하여 접합되는 전자제품의 케이스 구조 및 부품을 나타낸 도면이고, 도 5는 본접단계(S30)를 나타낸 것이다.
도 2를 참고하면, 본 발명의 일 구현예는 (a) 접착필름(20)을 제1피착부재(10)와 접하도록 형성하는 단계; 및
(b) 제2피착부재(40)를, 제1피착부재와 접하도록 형성된 접착필름(20)에 접하도록 형성하고, 초음파 발생기를 사용하여 접착필름을 용융 또는 경화시켜 제1피착부재(10)와 제2피착부재(40)를 접합시키는 단계;를
포함하는 접착필름을 이용한 초음파 접합방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면,
제1항에 있어서, 상기 (a)단계는,
접착필름(20)과 접착필름에 탈부착 가능하게 구비된 베이스필름(30)을 포함하는 베이스-접착필름(30, 20)을 제1피착부재(10)에 가접하는 가접단계; 및
베이스 필름(30)을 가접된 베이스-접착필름(30, 20)에서 제거하는 탈지단계;를
포함하여 이루어지고,
상기 (b)단계는 제2피착부재(40)를, 가접된 접착필름(20)에 접하도록 형성하고, 제2피착부재(40)를 제1피착부재 방향(10)으로 압착하며, 초음파 발생기를 사용하여 초음파 진동을 제1피착부재(10), 접착필름(20) 및 제2피착부재(40) 중 선택된 1종 이상에 인가하여 접착필름(20)을 용융 및/또는 경화시켜 제2피착부재(40)를 제1피착부재(10)와 상호 결합시키는 본접단계인 것을 특징으로 하는 접착필름을 이용한 초음파 접합방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 휴대전화 케이스와 디스플레이 커버 또는 장식부재의 접착방법을 도 3을 참고하여 설명하면, 접착 필름(130)은 베이스필름(150)과 함께 케이스(110)의 장착 홈에 삽입 배치되며, 접착필름(130)이 케이스(110)의 일면과 마주보게 배치된다. 그리고 가열된 금형(50)으로 약 0.5~10초간 베이스필름(150)을 케이스(110) 방향으로 압착 및 가열한다.
케이스(110)의 하부에는 케이스(110)가 휘어지지 않도록 셋팅하고자 하는 제품에 맞게 지그(160)를 장착한다.
금형(50)은 100~170℃로 가열되어 0.5~10초 사이로 압착하며, 금형(50)의 온도는 베이스필름(150)과 접착필름(130)의 녹는점보다 낮다.
또한 베이스필름(150)의 녹는점은 접착필름(130)의 녹는점보다 높다.
즉 금형(50)의 온도는 베이스필름(150)과 접착필름(130)의 녹는점보다 낮지만 베이스필름(150)보다 접착필름(130)의 녹는점에 근접한다.
따라서 금형(50)으로 베이스필름(150)을 압착 및 가열할 때 베이스필름(150)은 녹지 않고, 접착필름(130)은 베이스필름(150)을 통해 전달된 금형(50)의 압력 및 열을 이용하여 가접장비의 시간에 맞춰진 0.5~10초의 시간동안 가열되어 케이스(110)와 가접된다.
물론 접착필름(130)은 완전히 용융된 것이 아니기 때문에 케이스(110)와 접착력은 크지 않다.
이와 같이 베이스필름(150)의 녹는점이 접착필름(130)의 녹는점보다 높고, 가접단계(S10)에서 금형(50)의 온도를 베이스필름(150)과 접착필름(130)의 녹는점보다 작게 함으로써, 금형(50)의 온도를 베이스필름(150)의 녹는점보다 접착필름(130)의 녹는점에 근접하여 베이스필름(150)이 변형되는 것을 최소화할 수 있다.
가접단계(S10)가 끝난 후 탈지단계(S20)에서는 베이스필름(150)을 접착필름(130)에서 제거한다.
베이스필름(150)은 접착필름에 잘 떨어지게 부착되어 있으므로 쉽게 떨어진다.
이와 같이 베이스필름(150)을 접착 필름(130)에 탈착 가능하게 장착함으로써, 조립 작업시 베이스필름(150)의 제거를 용이하게 하여 작업성을 향상시키는 효과가 있다.
이 후 도 4 및 5에 도시된 바와 같이 본접단계(S30)에서는 디스플레이커버(120) 또는 장식부재를 베이스필름(150)이 제거된 접착필름(130)의 일면과 초음파장비의 혼(60)을 이용하여 접착필름(130)을 용융 및/또는 경화시켜 케이스(110)에 접착시킨다.
도 4 및 도 5를 참고하면, 본 발명의 일 실시예는 휴대전화 케이스와 디스플레이 커버 또는 장식부재의 접착방법을 제공할 수 있다. 상기 디스플레이 커버는 디스플레이를 보호하거나 장식적인 목적으로 디스플레이를 커버하기 위해 사용하는 것이고, 상기 장식부재는 휴대전화 등의 전자제품의 케이스의 외관을 멋있게 하거나 케이스를 강도를 높이기 위하여 사용하는 것이다. 본 발명에서 장식부재(125)는 디스플레이커버(120)를 케이스와 접합시키는 것과 동일하게 본 발명의 초음파 접합방법으로 케이스에 접합될 수 있다.
구체적으로 살펴보면, 디스플레이 커버(120)를 가접된 접착필름(130)에 접하도록 장착 홈에 삽입 배치하고, 초음파 발생 장비의 혼(60)으로 디스플레이 커버(120)를 케이스(110) 방향으로 압착한다.
케이스(110)의 하부에는 케이스(110)가 휘어지지 않도록 해당 제품의 지그(160)를 배치한다.
또한 초음파 발생기를 이용하여 혼(60)으로부터 디스플레이 커버(120), 접착 필름(130) 및 케이스(110)에 초음파 진동을 혼(60)을 통해 인가하고 진동에너지를 전달하여 디스플레이 커버(120) 및 케이스(110)보다 융점이 낮은 접착 필름(130)을 선택적으로 용융 및/또는 경화시킨다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 초음파 발생기를 통하여 발생되는 초음파의 진폭은 10 내지 50μm, 보다 바람직하게는 25 내지 40μm이다. 진폭이 10μm 미만인 경우에는 마찰온도가 낮고, 50μm를 초과하는 경우에는 피착부재가 손상될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 초음파를 인가하는 시간은 0.5 내지 30초일 수 있다. 초음파 인가 시간이 0.5초 미만인 경우에는 충분한 마찰열을 발생하지 않을 수 있고, 30초를 초과하는 경우에는 제품의 변형을 일으킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명의 접착필름의 녹는점은 제1피착부재 및 제2피착부재 중 녹는점이 더 낮은 어느 하나의 녹는점 보다 낮은 것을 특징으로 하며, 보다 바람직하게는 접착필름의 녹는점은 제1피착부재 및 제2피착부재 중 녹는점이 더 낮은 어느 하나의 녹는점 보다 20℃ 이상, 보다 바람직하게는 20 내지 100℃, 보다 더욱 바람직하게는 20 내지 50℃ 낮은 것이 좋다. 접착필름의 녹는점이 제1피착부재 또는 제2피착부재 보다 높으면 초음파가 인가될 경우 제1피착부재 또는 제2피착부재가 먼저 용융되고 접착 필름이 용융되지 않아 제1피착부재와 제2피착부재가 접합되지 않을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 접착필름으로서 열가소성 접착필름 또는 열경화성 접착필름을 단독 또는 2종 이상 병행하여 사용할 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 열가소성 접착필름은 폴리에스터, 폴리올레핀, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 에틸렌-α-올레핀 공중합체, 폴리스티렌, 염화비닐수지, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리아미드(나일론), 페녹시수지, 아크릴수지, 아크릴로니트릴부타디엔스티렌, 부타디엔스티렌, 폴리아릴레이트, 폴리아세탈, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에테르에테르케톤, 폴리페닐렌설피드, 폴리벤조이미다졸, 폴리에테르이미드, 폴리에테르설폰, 폴리에테르에테르케톤, 아크릴 수지 또는 에틸렌-아크릴 공중합체를 단독 또는 2종 이상 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 열경화성 접착필름은 열경화성 성분을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 열경화성 접착필름은 열경화성 성분 및 경화제 중에서 선택된 1종 이상; 또는 열가소성 성분 및 고무 성분 중에서 선택된 1종 이상;을 단독 또는 2종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 열경화성 성분으로서 페놀수지, 멜라민수지, 멜라민-이소시아네잇튜레잇 부가 생성물(melamineisocyanaturate addut), 에폭시수지, 폴리카프로락톤 변성 에폭시수지, 글리시딜 에틸렌 공중합체 또는 멜라민이소시아누릭산 합성물을 단독 또는 2종 이상 병행하여 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 경화제로서 방향족 아민 화합물, 산무수물(anhydride), 페놀수지, 폴리아미드, 디시안디아마이드(DICY), 디하이드라이드 화합물, 아민덕트계 화합물, 이미다졸 화합물, 하이드라진 화합물, 우레아 화합물, 2-페닐-4-메틸-5-하이드록시 메틸이미다졸, 3-(3,4-디클로로페닐)-1,1-디메틸우레아(DCMU), 설포늄염, 포스포늄염, 비페닐에테를블락카본산 또는 다가카본산 활성에스테르를 단독 또는 2종 이상 병행하여 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 열가소성 성분으로서 폴리에스터, 폴리올레핀, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 에틸렌-α-올레핀 공중합체, 폴리스티렌, 염화비닐수지, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리아미드(나일론), 페녹시수지, 아크릴수지, 아크릴로니트릴부타디엔스티렌, 부타디엔스티렌, 폴리아릴레이트, 폴리아세탈, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에테르 에테르 케톤, 폴리페닐렌설피드, 폴리벤조이미다졸, 액정고분자, 폴리에테르이미드, 폴리에테르설폰, 폴리에테르에테르케톤, 아크릴 수지 또는 에틸렌-아크릴 공중합체를 단독 또는 2종 이상 병행하여 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 고무성분으로서 에틸렌프로필렌디엔고무(EPDM), 니트릴 고무(acrylonitrile butadiene rubber), 스티렌-부타디엔 수지(styrene butadiene resin), 부틸고무, 천연고무, 스티렌-부타디엔-아크릴 수지(styrene butadiene arcryl resin), 클로로프렌 고무, 초저밀도 에틸렌-α-올레핀 공중합체 또는 실리콘 고무를 단독 또는 2종 이상 병행하여 사용할 수 있다.
이하, 실시예를 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
이하의 실시예들은 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명을 국한시키는 것으로 이해되어서는 안 될 것이다.
[실시예]
아래의 실시예 1 내지 4 및 비교예 1, 2에서 디스플레이커버와 케이스는 모두 동일한 종류의 것을 사용하였다.
실시예 1
폴리에스터 열가소성 접착필름인 3M의 Thermo-Bond Film 615계열에 탈부착이 가능한 베이스 필름을 부착하여 베이스-열가소성 접착필름을 제조하였다. 베이스-열가소성 접착필름을 도 3 내지 5의 케이스에 맞는 형상으로 절단하여 접착필름 쪽이 케이스에 접하도록 상기 베이스-접착필름이 위치하도록 놓은 후 120℃의 금형온도와 1 내지 2초의 타이머를 사용하여 가접하였다.
가접된 접착필름에 부착된 베이스 필름을 접착필름인 3M의 Thermo-Bond Film 615계열부터 제거하여 탈지하였다.
디스플레이커버를 접착필름과 접하도록 케이스에 안착하고, 디스플레이커버를 케이스 방향으로 84kgf의 압력으로 혼을 통하여 가압하였다. 가압된 상태에서 초음파 발생기를 작동하여 28.5μm의 진폭으로 1.1 초 동안 초음파 진동을 디스플레이 커버, 열가소성 접착필름, 및 케이스에 인가하여 본접하였다. 이때 3M의 Thermo-Bond Film 615계열로 이루어진 접착필름이 용융되어 디스플레이커버와 케이스가 접합되었다.
디스플레이커버와 케이스의 접착력을 push-pull tester기를 이용하여 측정한 결과 14kgf이었다.
재작업성을 측정한 결과 3회까지 재작업하여 접합된 디스플레이커버와 케이스의 외관의 변형이 관찰되지 않았다.
실시예 2
83kgf의 압력으로 혼을 통하여 가압하고 1초 동안 초음파 진동을 인가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하다.
디스플레이커버와 케이스의 접착력을 push-pull tester기를 이용하여 측정한 결과 13kgf이었다.
재작업성을 측정한 결과 3회까지 재작업하여 접합된 디스플레이커버와 케이스의 외관의 변형이 관찰되지 않았다.
실시예 3
니트릴고무를 포함하는 페놀수지 열경화성 접착필름인 TESA사의 #8451 제품에 탈부착이 가능한 베이스 필름을 부착하여 베이스-열경화성 접착필름을 제조하였다. 베이스-열가소성 접착필름을 도 3 내지 5의 케이스에 맞는 형상으로 절단하여 접착필름 쪽이 케이스에 접하도록 열경화성 접착필름인 TESA사의 #8451제품이 위치하도록 놓은 후 150℃의 금형온도와 3초에서 3.5초의 타이머를 사용하여 상기 케이스에 접착시켜 가접하였다.
가접된 열경화성 접착필름에 부착된 베이스 필름을 열경화성 접착필름인 TESA의 #8451제품으로 부터 제거하여 탈지하였다.
디스플레이 커버를 상기 열경화성 접착필름과 접하도록 상기 케이스에 안착하고, 상기 디스플레이 커버를 상기 케이스 방향으로 120kgf의 압력으로 혼을 통하여 가압하였다. 가압된 상태에서 초음파 발생기를 작동하여 35μm의 진폭으로 10초 동안 초음파 진동을 디스플레이 커버, 열경화성 접착필름 및 케이스에 인가하여 본접하였다. 이때 TESA사의 #8451제품으로 이루어진 열경화성 접착필름이 용융되고 경화되어 디스플레이 커버와 케이스가 접합되었다.
디스플레이 커버와 케이스의 접착력을 push-pull tester기를 이용하여 측정한 결과 17kgf이었다.
실시예 4
15초 동안 초음파 진동을 디스플레이 커버에 인가한 것을 제외하고는 실시예 3과 동일하다.
디스플레이 커버와 케이스의 접착력을 push-pull tester기를 이용하여 측정한 결과 16kgf이었다.
비교예 1
일반적인 산업용 양면 Tape을 이용하는 접합방법은 테사(TESA) 4967을 사용하였다. 양면 Tape을 제품의 형상으로 절단하여 양면 tape의 하단을 탈지 후 케이스에 위치하도록 수작업으로 붙인 후 양면 tape 상단을 탈지 후 열이 없는 압착기의 금형을 이용하여 2내지 4초의 타이머를 사용하여 4초 동안 5kgf/cm2의 공기압으로 압착하여 디스플레이커버에 접착시켰다.
디스플레이커버와 케이스의 접착력을 push-pull tester기를 이용하여 측정한 결과 2.5 kgf이었다.
재작업성을 측정한 결과 케이스와 디스플레이커버의 분리 시 외관의 변형이 일어나 재작업할 수 없었다. 그리고 접착력에 있어 초음파 접착방법에 비해 현저히 떨어졌다.
비교예 2
실시예 1에서 사용한 케이스 및 디스플레이커버를 3M PBA 2665 본드를 이용하여 접합시켰다.
본드를 정량 토출할 수 있도록 제작되어진 디스펜서 장비에 3M PBA 2665 Bond가 담겨진 용기를 장착하고, 케이스 접합라인을 따라서 3M PBA 2665 Bond를 토출한다. 또한 작업이 끝나면 양면 tape의 접합방법과 동일하게 디스플레이커버를 케이스에 위치시키고 열이 없는 압착기의 금형을 이용하여 24 내지 47초의 타이머를 사용하여 37초 동안 5kgf의 압력으로 압착하여 디스플레이커버에 접착시킨 후 상온에서 12시간의 경화시간을 두고 건조 작업을 하면 마무리 하였다.
디스플레이커버와 케이스의 접착력을 push-pull tester기를 이용하여 측정한 결과 8.5kgf이었다.
재작업성을 측정한 결과 케이스와 디스플레이커버의 분리 시 외관의 변형이 일어나 재작업할 수 없었다. 또한 3M PBA 2665 Bond을 이용한 접합방법은 양면 케이스와 디스플레이커버를 압착 후 상호 접착력 유지를 위해 상온에서 12시간 이상의 건조작업이 이루어져야 하므로 작업능률이 떨어지는 단점이 있으며 초음파 접착방법에 비해 접착력이 작게 나타났다.
1) 접착력 측정
접착력은 푸쉬-풀 측정기(push-pull tester, Wenzhou Sundoo Instruments 사의 모델 SLJ 500N)를 이용하여 측정하였다. 푸쉬-풀 측정기에 지그를 고정하고 접합된 디스플레이 커버와 케이스를 지그에 안착하였다. 푸쉬-풀 측정기의 게이지 봉이 디스플레이 커버의 상단 및 좌측으로부터 각각 5mm 거리의 위치(a)에 푸쉬-풀 측정기의 게이지 봉이 디스플레이 커버에 접하도록 위치시킨 후 상하로 수직 이동하며 힘을 가하여 케이스와 디스플레이 커버가 분리되는 순간의 접착력을 측정하였다.
또한, 푸쉬-풀 측정기의 게이지 봉이 디스플레이 커버의 상단 및 좌측으로부터 각각 5mm 거리의 위치(b)에 푸쉬-풀 측정기의 게이지 봉이 디스플레이 커버에 접하도록 위치시킨 후 상하로 수직 이동하며 힘을 가하여 케이스와 디스플레이 커버가 분리되는 순간의 접착력을 측정하였다.
또한, 푸쉬-풀 측정기의 게이지 봉이 디스플레이 커버의 상단 및 좌측으로부터 각각 5mm 거리의 위치(c)에 푸쉬-풀 측정기의 게이지 봉이 디스플레이 커버에 접하도록 위치시킨 후 상하로 수직 이동하며 힘을 가하여 케이스와 디스플레이 커버가 분리되는 순간의 접착력을 측정하였다.
또한, 푸쉬-풀 측정기의 게이지 봉이 디스플레이 커버의 상단 및 좌측으로부터 각각 5mm 거리의 위치(d)에 푸쉬-풀 측정기의 게이지 봉이 디스플레이 커버에 접하도록 위치시킨 후 상하로 수직 이동하며 힘을 가하여 케이스와 디스플레이 커버가 분리되는 순간의 접착력을 측정하였다.
위치(a), (b), (c) 및 (d)에서 측정한 접착력의 평균값을 표 1에 나타내었다.
2) 재작업성 측정
실시예 1 내지 4에서 제작한 접착필름으로 접합된 디스플레이 커버와 케이스에 28 내지 35μm의 진폭으로 1 내지 10초 동안 초음파 발생기를 작동하여 초음파 진동을 인가한 후 디스플레이 커버와 케이스를 분리하였다. 분리된 디스플레이 커버와 케이스를 각각 실시예 1 내지 4와 동일한 방법으로 다시 접합하였다. 다시 접합된 디스플레이 커버와 케이스를 상기 분리방법과 동일한 방법으로 분리하는 것을 케이스와 디스플레이커버의 외관이 변형될 때 까지 접합과 분리를 반복하였다. 상기 케이스와 디스플레이 커버의 외관이 변형되기 바로 전까지의 접합과 분리의 반복횟수를 측정하여 표 1에 나타내었다.
비교예 1의 경우, 상온에서 상기 양면테이프로 접합된 디스플레이 커버와 케이스를 분리하고 분리된 디스플레이 커버와 케이스를 다시 상기 양면테이프로 비교예 1과 동일한 방법으로 접합하는 것을 케이스와 디스플레이커버의 외관이 변형될 때 까지 반복하였다. 상기 케이스와 디스플레이 커버의 외관이 변형되기 바로 전까지의 접합과 분리의 반복횟수를 측정하여 표 1에 나타내었다.
비교예 2의 경우, 상온에서 상기 접착제로 접합된 디스플레이 커버와 케이스를 분리하고, 분리된 디스플레이 커버와 케이스를 다시 상기 접착제로 비교예 2와 동일한 방법으로 접합하는 것을 케이스와 디스플레이커버의 외관이 변형될 때 까지 반복하였다. 상기 디스플레이 커버와 케이스의 외관이 변형되기 바로 전까지의 접합과 분리의 반복횟수를 측정하여 표 1에 나타내었다.
접착필름 접합방법 접착력(kgf) 재작업성
(반복회수)
실시예 1 열가소성 초음파법 14.0 3
실시예 2 열가소성 초음파법 13.0 3
실시예 3 열경화성 초음파법 17.0 0
실시예 4 열경화성 초음파법 16.0 0
비교예 1 양면테이프 양면테이프법 2.5 0
비교예 2 본드 본드법 8.5 0
표 1을 참고하면, 종래기술로서 양면테이프을 이용하는 접합방법, 접착제인 본드를 이용하는 접합방법은 접착력이 접착 필름을 이용한 초음파 접합방법에 비하여 현저히 떨어졌다. 또한 열가소성 접착필름을 사용하는 접착방법은 재작업성이 우수하였으며, 열경화성 접착필름, 양면테이프 또는 본드를 사용하는 접합방법은 접착재료의 특성으로 인하여 재작업하는 것이 어려웠다.

Claims (14)

  1. (a) 접착필름을 제1피착부재와 접하도록 형성하는 단계; 및
    (b) 제2피착부재를, 제1피착부재와 접하도록 형성된 접착필름에 접하도록 형성하고, 초음파 발생기를 사용하여 접착필름을 용융 또는 경화시켜 제1피착부재와 제2피착부재를 접합시키는 단계;를
    포함하는 접착필름을 이용한 초음파 접합방법.
  2. 제1항에 있어서, (a)단계는,
    접착필름과 접착필름에 탈부착 가능하게 구비된 베이스필름을 포함하는 베이스-접착필름을 제1피착부재에 가접하는 가접단계; 및
    베이스 필름을 가접된 베이스-접착필름에서 제거하는 탈지단계;를
    포함하여 이루어지고,
    (b)단계는 제2피착부재를, 가접된 접착필름에 접하도록 형성하고, 제2피착부재를 제1피착부재 방향으로 압착하며, 초음파 발생기를 사용하여 초음파 진동을 제1피착부재, 접착필름 및 제2피착부재 중 선택된 1종 이상에 인가하여 접착필름을 용융 또는 경화시켜 제2피착부재를 제1피착부재와 상호 결합시키는 본접단계인 것을 특징으로 하는 접착필름을 이용한 초음파 접합방법.
  3. 접착필름과 접착필름에 탈부착 가능하게 구비된 베이스필름을 포함하는 베이스-접착필름을 전자제품의 케이스에 가접하는 가접단계;
    베이스 필름을 가접된 베이스-접착필름에서 제거하는 탈지단계; 및
    디스플레이커버 또는 장식부재를, 가접된 접착필름에 접하도록 형성하고, 디스플레이커버 또는 장식부재를 케이스 방향으로 압착하며, 초음파 발생기를 사용하여 초음파 진동을 케이스, 디스플레이커버 또는 장식부재, 및 접착필름 중 선택된 1종 이상에 인가하여 접착필름을 용융 또는 경화시켜 디스플레이커버 또는 장식부재를 케이스와 상호 결합시키는 본접단계;를
    포함하는 것을 특징으로 하는 접착필름을 이용한 초음파 접합방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 초음파의 진폭은 10 내지 50μm인 것을 특징으로 하는 접착필름을 이용한 초음파 접합방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 접착필름의 녹는점은 제1피착부재 및 제2피착부재 중 녹는점이 더 낮은 어느 하나의 녹는점 보다 낮은 것을 특징으로 하는 접착필름을 이용한 초음파 접합방법.
  6. 제5항에 있어서, 접착필름의 녹는점은 제1피착부재 및 제2피착부재 중 녹는점이 더 낮은 어느 하나의 녹는점 보다 20℃ 이상 낮은 것을 특징으로 하는 접착필름을 이용한 초음파 접합방법.
  7. 제1항에 있어서, 접착필름은 열가소성 접착필름 및 열경화성 접착필름 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 접착필름을 이용한 초음파 접합방법.
  8. 제7항에 있어서, 열가소성 접착필름은 폴리에스터, 폴리올레핀, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 에틸렌-α-올레핀 공중합체, 폴리스티렌, 염화비닐수지, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리아미드(나일론), 페녹시수지, 아크릴수지, 아크릴로니트릴부타디엔스티렌, 부타디엔스티렌, 폴리아릴레이트, 폴리아세탈, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에테르에테르케톤, 폴리페닐렌설피드, 폴리벤조이미다졸, 폴리에테르이미드, 폴리에테르설폰, 폴리에테르에테르케톤, 아크릴 수지 및 에틸렌-아크릴 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 접착필름을 이용한 초음파 접합방법.
  9. 제7항에 있어서, 열경화성 접착필름은 열경화성 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 접착필름을 이용한 초음파 접합방법.
  10. 제7항에 있어서, 열경화성 접착필름은
    열경화성 성분 및 경화제 중에서 선택된 1종 이상; 및
    열가소성 성분 및 고무 성분 중에서 선택된 1종 이상;을
    포함하는 것을 특징으로 하는 접착필름을 이용한 초음파 접합방법.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 열경화성 성분은 페놀수지, 멜라민수지, 멜라민-이소시아네잇튜레잇 부가 생성물(melamineisocyanaturate addut), 에폭시수지, 폴리카프로락톤 변성 에폭시수지, 글리시딜 에틸렌 공중합체 및 멜라민이소시아누릭산 합성물로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 접착필름을 이용한 초음파 접합방법.
  12. 제10항에 있어서, 경화제는 방향족 아민 화합물, 산무수물(anhydride), 페놀수지, 폴리아미드, 디시안디아마이드(DICY), 디하이드라이드 화합물, 아민덕트계 화합물, 이미다졸 화합물, 하이드라진 화합물, 우레아 화합물, 2-페닐-4-메틸-5-하이드록시 메틸이미다졸, 3-(3,4-디클로로페닐)-1,1-디메틸우레아(DCMU), 설포늄염, 포스포늄염, 비페닐에테를블락카본산 및 다가카본산 활성에스테르로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 접착필름을 이용한 초음파 접합방법.
  13. 제10항에 있어서, 열가소성 성분은 폴리에스터, 폴리올레핀, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 에틸렌-α-올레핀 공중합체, 폴리스티렌, 염화비닐수지, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리아미드(나일론), 페녹시수지, 아크릴수지, 아크릴로니트릴부타디엔스티렌, 부타디엔스티렌, 폴리아릴레이트, 폴리아세탈, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에테르 에테르 케톤, 폴리페닐렌설피드, 폴리벤조이미다졸, 액정고분자, 폴리에테르이미드, 폴리에테르설폰, 폴리에테르에테르케톤, 아크릴 수지 및 에틸렌-아크릴 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 접착필름을 이용한 초음파 접합방법.
  14. 제10항에 있어서, 고무성분은 에틸렌프로필렌디엔고무(EPDM), 니트릴 고무(acrylonitrile butadiene rubber), 스티렌-부타디엔 수지(styrene butadiene resin), 부틸고무, 천연고무, 스티렌-부타디엔-아크릴 수지(styrene butadiene arcryl resin), 클로로프렌 고무, 초저밀도 에틸렌-α-올레핀 공중합체 및 실리콘 고무로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 접착필름을 이용한 초음파 접합방법.
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