KR20200070260A - 배리어재 형성용 조성물, 배리어재 및 그 제조 방법, 그리고 제품 및 그 제조 방법 - Google Patents

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다츠야 마키노
유타 아카스
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Abstract

본 발명은, 실란 올리고머를 포함하고, 상기 실란 올리고머의 적어도 일부가 금속 알콕시드로 수식되어 있는, 배리어재 형성용 조성물을 제공한다.

Description

배리어재 형성용 조성물, 배리어재 및 그 제조 방법, 그리고 제품 및 그 제조 방법
본 발명은, 배리어재 형성용 조성물, 배리어재 및 그 제조 방법, 그리고 제품 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
종래부터, 전자 부품 중에 형성된 공극부에 습기가 혼입되는 것을 피하기 위해서, 배리어 필름 등에 의해 전자 부품을 봉지하는 것이 검토되고 있다. 예를 들어, 특허문헌 1 에는, 무기 산화물층을 구비하는 배리어 필름을 적층시킨, 배리어 필름 적층체가 기재되어 있다.
일본 공개특허공보 2011-093195호
그러나, 특허문헌 1 에 기재된 배리어 필름 적층체는, 필름상이기 때문에, 적용 가능한 대상이 한정되어 있다.
또, 전자 부품의 부재 사이를 땜납 등으로 메워 공극부를 밀폐하는 방법도 실시되고 있다. 그러나, 이 방법으로는, 공극부에 약간 침입한 수분이 가열에 의해 팽창한 경우에, 전자 부품이 파괴되어 버릴 우려가 있어, 고온 환경하에서의 사용에 제한이 있었다.
그래서 본 발명은, 여러 가지 형상의 대상물에 적용 가능하고, 방습성이 우수하고, 또한, 고온 환경하에 노출되어도 내부에 침입한 수분의 팽창에 의한 파괴를 충분히 억제할 수 있는, 배리어재를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명은 또, 상기 배리어재를 형성하기 위한, 배리어재 형성용 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명은 또한, 상기 배리어재의 제조 방법, 상기 배리어재를 구비하는 제품 및 당해 제품의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 실란 올리고머를 포함하고, 상기 실란 올리고머의 적어도 일부가 금속 알콕시드로 수식되어 있는, 배리어재 형성용 조성물을 제공한다.
이와 같은 조성물은, 대상물에 대한 도포 및 가열에 의해, 용이하게 대상물 상에 방습성이 우수한 배리어재를 형성할 수 있다. 또, 형성되는 배리어재는, 유연성 및 탈습성을 갖고 있고, 대상물의 내부에 침입한 수분이 가열에 의해 팽창한 경우라도, 대상물의 파괴를 충분히 억제할 수 있다.
일 양태에 있어서, 상기 실란 올리고머 중의 규소 원자의 총수에 대한, 3 개의 산소 원자와 결합한 규소 원자 및 4 개의 산소 원자와 결합한 규소 원자의 합계수의 비율은, 50 ％ 이상이어도 된다.
일 양태에 있어서, 상기 실란 올리고머는, 3 개의 산소 원자와 결합한 규소 원자를 갖고 있어도 된다.
일 양태에 관련된 조성물은, 실란 모노머를 추가로 포함하고 있어도 된다.
일 양태에 있어서, 상기 실란 모노머는, 3 개 또는 4 개의 산소 원자와 결합한 규소 원자를 함유하고 있어도 된다.
일 양태에 있어서, 상기 실란 모노머는, 알킬트리알콕시실란, 아릴트리알콕시실란 및 테트라알콕시실란으로 이루어지는 군에서 선택되는 실란 모노머여도 된다.
일 양태에 있어서, 상기 실란 모노머의 함유량은, 실란 올리고머 100 질량부에 대해 100 질량부 이하여도 된다.
일 양태에 있어서, 상기 금속 알콕시드는, 알루미늄알콕시드여도 된다.
본 발명은 또, 적어도 일부가 금속 알콕시드로 수식된 실란 올리고머를 준비하는 제 1 공정과, 상기 실란 올리고머와 실란 모노머를 혼합하여, 배리어재 형성용 조성물을 얻는 제 2 공정을 구비하는, 배리어재 형성용 조성물의 제조 방법을 제공한다.
일 양태에 있어서, 상기 제 1 공정은, 실란 올리고머와 금속 알콕시드를 반응시키고, 상기 실란 올리고머의 적어도 일부를 금속 알콕시드로 수식하는 공정을 포함하는 것이어도 된다.
일 양태에 있어서, 상기 제 1 공정은, 실란 모노머와 금속 알콕시드를 반응시키고, 적어도 일부가 금속 알콕시드로 수식된 실란 올리고머를 형성하는 공정을 포함하는 것이어도 된다.
본 발명은 또, 상기 배리어재 형성용 조성물을 가열하여, 배리어재를 형성하는 공정을 구비하는, 배리어재의 제조 방법을 제공한다.
본 발명은 또, 방습 처리된 부재를 갖는 제품의 제조 방법을 제공한다. 이 제조 방법은, 부재 상에 상기 배리어재 형성용 조성물을 도포하는 제 1 공정과, 도포된 당해 조성물을 가열하여, 상기 부재 상에 배리어재를 형성하는 제 2 공정을 구비하고 있어도 된다.
본 발명은 또, 제 1 부재와 상기 제 1 부재에 접합된 제 2 부재를 갖고, 상기 제 1 부재와 상기 제 2 부재의 접합부가 방습 처리된 제품의 제조 방법을 제공한다. 이 제조 방법은, 제 1 부재와 제 2 부재 사이에 상기 배리어재 형성용 조성물을 배치하는 제 1 공정과, 당해 조성물을 가열하여 배리어재를 형성하고, 상기 제 1 부재와 상기 제 2 부재를 상기 배리어재를 개재하여 접합하는 제 2 공정을 구비하고 있어도 된다.
본 발명은 또, 방습 부재를 구비하는 제품의 제조 방법을 제공한다. 이 제조 방법은, 상기 배리어재 형성용 조성물을 가열하여, 배리어재를 갖는 방습 부재를 제작하는 제 1 공정과, 상기 방습 부재를 포함하는 복수의 부재를 조립하는 제 2 공정을 구비하는, 제조 방법을 제공한다.
본 발명은 또, 금속 원자가 도프된 폴리실록산 화합물을 포함하고, 상기 폴리실록산 화합물 중의 규소 원자의 총수에 대한, 3 개의 산소 원자와 결합한 규소 원자 및 4 개의 산소 원자와 결합한 규소 원자의 합계수의 비율이, 50 ％ 이상인, 배리어재를 제공한다.
일 양태에 있어서, 상기 폴리실록산 화합물은, 3 개의 산소 원자와 결합한 규소 원자를 함유하고 있어도 된다.
일 양태에 관련된 배리어재는, 상기 폴리실록산 화합물 중의 산소 원자 중, 90 ％ 이상이 규소 원자와 결합되어 있어도 된다.
일 양태에 관련된 배리어재는, 두께 25 ㎛ 당의 수증기 투과율 (40 ℃, 95 ％RH) 이, 1 g/㎡·일 (day) 이상이어도 된다.
일 양태에 관련된 배리어재는, 두께 1 ㎜ 당의 550 ㎚ 의 광에 대한 광 투과율이, 95 ％ 이상이어도 된다.
본 발명은 또, 부재와, 상기 부재 상에 형성된 상기 배리어재를 구비하는, 제품을 제공한다.
본 발명은 또, 제 1 부재와, 제 2 부재와, 상기 제 1 부재와 상기 제 2 부재 사이에 형성된 상기 배리어재를 구비하고, 상기 제 1 부재와 상기 제 2 부재가 상기 배리어재를 개재하여 접합되어 있는, 제품을 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 배리어재를 갖는 방습 부재를 포함하는 복수의 부재의 조립품인, 제품을 제공한다.
본 발명에 의하면, 여러 가지 형상의 대상물에 적용 가능하고, 방습성이 우수하고, 또한, 고온 환경하에 노출되어도 내부에 침입한 수분의 팽창에 의한 파괴를 충분히 억제할 수 있는, 배리어재가 제공된다. 본 발명은 또, 상기 배리어재를 형성하기 위한, 배리어재 형성용 조성물을 제공할 수 있다. 본 발명은 또한, 상기 배리어재의 제조 방법, 상기 배리어재를 구비하는 제품 및 당해 제품의 제조 방법을 제공할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해 설명한다. 본 명세서에 있어서, 「∼」를 사용하여 나타난 수치 범위는, 「∼」의 전후에 기재되는 수치를 각각 최소치 및 최대치로 하여 포함하는 범위를 나타낸다. 「A 또는 B」란, A 및 B 의 어느 일방을 포함하고 있으면 되고, 양방을 포함하고 있어도 된다. 본 실시형태에서 예시하는 재료는, 특별히 언급하지 않는 한, 1 종을 단독으로 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
＜배리어재 형성용 조성물＞
본 실시형태에 관련된 배리어재 형성용 조성물은, 실란 올리고머를 포함하고, 당해 실란 올리고머의 적어도 일부는 금속 알콕시드로 수식되어 있다.
이와 같은 조성물은, 대상물에 대한 도포 및 가열에 의해, 용이하게 대상물 상에 방습성이 우수한 배리어재를 형성할 수 있다. 또, 형성되는 배리어재는, 유연성 및 탈습성을 갖고 있어, 대상물의 내부에 침입한 수분이 가열에 의해 팽창한 경우라도, 배리어재가 완충재로서 기능하거나, 배리어재를 개재하여 팽창한 수증기가 외부로 빠져나가거나 함으로써, 대상물의 파괴가 충분히 억제된다.
또, 배리어재는, 우수한 방습성과 적당한 탈습성을 갖기 때문에, 배리어재로 봉지한 대상물의 내부에 수분이 혼입되었을 때, 건조에 의해 내부의 수분을 현저하게 저감시킬 수 있다.
또한, 본 실시형태에 관련된 배리어재 형성용 조성물은, 예를 들어, 액상이어도 되고, 페이스트상이어도 된다. 대상물에 대한 도포가 용이해지는 관점에서는, 배리어재 형성용 조성물은, 액상 조성물인 것이 바람직하다.
실란 올리고머는 실란 모노머의 중합체이고, 복수의 규소 원자가 산소 원자를 개재하여 연결된 구조를 갖는다. 본 명세서 중, 실란 올리고머는, 분자량이 100000 이하의 중합체를 나타낸다.
본 명세서 중, 금속 알콕시드로 수식된 실란 올리고머란, 실란 올리고머와 금속 알콕시드의 반응에 의해 형성되는 화합물이며, 실란 올리고머 유래의 규소 원자와 금속 알콕시드 유래의 금속 원자가 산소 원자를 개재하여 결합한 구조를 갖는 화합물이라고 할 수도 있다.
금속 알콕시드로 수식된 실란 올리고머 (이하, 경우에 따라 「수식 실란 올리고머」라고 칭한다) 는, 실란 올리고머와 금속 알콕시드의 반응물이어도 되고, 실란 모노머와 금속 알콕시드의 반응물이어도 된다. 후자의 경우, 금속 알콕시드와 반응한 실란 모노머가 추가로 다른 실란 모노머와 반응하여 실란 올리고머 구조를 형성한 것이어도 되고, 실란 모노머끼리의 반응에 의해 형성된 실란 올리고머가 금속 알콕시드와 반응한 것이어도 된다.
또한, 본 실시형태에 관련된 조성물은, 조성물에 포함되는 실란 올리고머 전체가 금속 알콕시드로 수식되어 있을 필요는 없고, 실란 올리고머의 적어도 일부가 금속 알콕시드로 수식되어 있으면 된다.
실란 올리고머에 포함되는 규소 원자는, 1 개의 산소 원자와 결합한 규소 원자 (M 단위), 2 개의 산소 원자와 결합한 규소 원자 (D 단위), 3 개의 산소 원자와 결합한 규소 원자 (T 단위) 및 4 개의 산소 원자와 결합한 규소 원자 (Q 단위) 로 구별할 수 있다. M 단위, D 단위, T 단위 및 Q 단위로는, 각각 이하의 식 (M), (D), (T) 및 (Q) 를 예시할 수 있다.
[화학식 1]
Figure pct00001
상기 식 중, R 은 규소에 결합하는 산소 원자 이외의 원자 (수소 원자 등) 또는 원자단 (알킬기 등) 을 나타낸다. 이들 단위의 함유량에 관한 정보는, Si-NMR 에 의해 얻을 수 있다.
실란 올리고머에 있어서, 규소 원자의 총수에 대한 T 단위 및 Q 단위의 합계수의 비율은, 50 ％ 이상인 것이 바람직하고, 70 ％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 90 ％ 이상인 것이 더욱 바람직하고, 100 ％ 여도 된다. 이와 같은 실란 올리고머에 의하면, 방습성이 한층 우수한 배리어재가 얻어진다.
바람직한 일 양태에 있어서, 실란 올리고머는 T 단위를 함유하고 있는 것이 바람직하다. 실란 올리고머에 있어서의 T 단위의 함유량은, 규소 원자의 총수에 대하여, 예를 들어, 10 ％ 이상이며, 바람직하게는 20 ％ 이상, 30 ％ 이상, 40 ％ 이상, 50 ％ 이상, 70 ％ 이상, 80 ％ 이상 또는 90 ％ 이상이며, 100 ％ 여도 된다. 이와 같은 실란 올리고머는, 유연성 및 탈습성이 더욱 향상되는 경향이 있다.
바람직한 다른 일 양태에 있어서, 실란 올리고머에 있어서의 Q 단위의 함유량은, 규소 원자의 총수에 대하여, 예를 들어, 50 ％ 이상이며, 70 ％ 이상인 것이 바람직하고, 80 ％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 90 ％ 이상인 것이 더욱 바람직하고, 100 ％ 여도 된다. 이와 같은 실란 올리고머는, 방습성 및 투명성이 보다 향상되는 경향이 있다.
실란 올리고머는, 상기 서술한 식 (M), (D), (T) 및 (Q) 중의 R 로서, 알킬기 또는 아릴기를 갖고 있는 것이 바람직하다.
알킬기로는, 탄소수 6 이하의 알킬기가 바람직하고, 탄소수 4 이하의 알킬기가 보다 바람직하다. 알킬기의 구체예로는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기 등을 들 수 있고, 이들 중 메틸기, 에톡시기, 프로필기가 바람직하고, 메틸기가 보다 바람직하다.
아릴기로는, 페닐기, 치환 페닐기 등을 들 수 있다. 치환 페닐기의 치환기로는, 알킬기, 비닐기, 메르캅토기, 아미노기, 니트로기, 시아노기 등을 들 수 있다. 아릴기로는, 페닐기가 바람직하다.
실란 올리고머의 중량 평균 분자량은, 예를 들어, 400 이상이어도 되고, 바람직하게는 600 이상, 보다 바람직하게는 1000 이상이다. 또, 실란 올리고머의 중량 평균 분자량은, 예를 들어, 30000 이하여도 되고, 바람직하게는 10000 이하, 보다 바람직하게는 6000 이하이다. 실란 올리고머의 중량 평균 분자량이 크면 유연성 및 탈습성이 보다 향상되는 경향이 있고, 작으면 방습성 및 투명성이 보다 향상되는 경향이 있다. 또한, 본 명세서 중, 실란 올리고머의 중량 평균 분자량은, 겔·퍼미에이션·크로마토그래피 (GPC) 에 의해 측정한 폴리스티렌 환산으로 나타내는 중량 평균 분자량의 값을 나타낸다.
금속 알콕시드는, 예를 들어, M(OR1)n 으로 나타낼 수 있다. M 은 n 가의 금속 원자를 나타내고, R1 은 알킬기를 나타낸다. n 은 1 이상의 정수 (正數) 를 나타낸다.
n 은 바람직하게는 2 ∼ 5 이며, 보다 바람직하게는 3 ∼ 4 이다.
M 으로는, 알루미늄, 티탄, 지르코늄, 니오브 등을 들 수 있고, 이들 중 알루미늄, 티탄, 지르코늄이 바람직하고, 알루미늄이 보다 바람직하다. 즉, 금속 알콕시드로는, 알루미늄알콕시드, 티탄알콕시드, 지르코늄알콕시드, 니오브알콕시드 등을 들 수 있고, 이들 중 알루미늄알콕시드, 티탄알콕시드, 지르코늄알콕시드가 바람직하고, 알루미늄알콕시드가 보다 바람직하다.
R1 로는, 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기가 바람직하고, 탄소수 2 ∼ 4 의 알킬기가 보다 바람직하다. R1 의 알킬기의 구체예로는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기 등을 들 수 있고, 이들 중 에틸기, 프로필기, 부틸기가 바람직하고, 프로필기, 부틸기가 보다 바람직하다.
본 실시형태에 관련된 조성물은, 실란 올리고머를, 당해 실란 올리고머 100 질량부에 대해 0.1 ∼ 50 질량부의 금속 알콕시드로 수식한 수식 실란 올리고머를 포함하는 것이어도 된다. 금속 알콕시드의 양은, 실란 올리고머 100 질량부에 대하여, 바람직하게는 1 질량부 이상, 보다 바람직하게는 5 질량부 이상이며, 바람직하게는 30 질량부 이하, 보다 바람직하게는 20 질량부 이하이다. 금속 알콕시드의 양이 많으면 경화성이 보다 양호해지는 경향이 있고, 금속 알콕시드의 양을 줄임으로써 투명성이 보다 향상되는 경향이 있다.
본 실시형태에 관련된 조성물은, 실란 모노머를 추가로 포함하고 있어도 된다. 실란 모노머를 배합함으로써, 예를 들어, 배리어재에 있어서의 T 단위 및 Q 단위의 함유량을 조정할 수 있고, 용도에 따라 배리어재에 투명성, 유연성 등의 효과를 부여할 수 있다. 또, 실란 모노머를 배합함으로써, 방습성이 한층 우수한 배리어재가 얻어지는 경향이 있다.
실란 모노머의 함유량은 특별히 한정되지 않지만, 실란 올리고머 100 질량부에 대하여, 예를 들어, 10 질량부 이상이어도 되고, 바람직하게는 20 질량부 이상, 보다 바람직하게는 30 질량부 이상이다. 이로써 상기 서술한 효과가 보다 현저하게 나타난다. 또, 실란 모노머의 함유량은, 예를 들어, 100 질량부 이하여도 되고, 60 질량부 이하여도 되고, 바람직하게는 50 질량부 이하, 보다 바람직하게는 40 질량부 이하이다. 이와 같은 범위로 함으로써, 경화성이 양호해지는 경향이 있다. 또한, 본 명세서 중, 「실란 올리고머 100 질량부」는, 실란 올리고머를 수식하는 금속 알콕시드의 질량은 포함하지 않고, 수식 실란 올리고머의 실란 올리고머 부분과 미수식 실란 올리고머의 합계량을 100 질량부로 하는 것을 의미한다.
실란 모노머로는, 3 개의 산소 원자와 결합한 규소 원자를 함유하는 3 관능 모노머 및 4 개의 산소 원자와 결합한 규소 원자를 함유하는 4 관능 모노머를 바람직하게 사용할 수 있다.
3 관능 모노머로는, 알킬트리알콕시실란, 아릴트리알콕시실란 등을 들 수 있다. 알킬트리알콕시실란은, 규소 원자에 1 개의 알킬기와 3 개의 알콕시기가 결합한 실란 화합물이다. 또, 아릴트리알콕시실란은, 규소 원자에 1 개의 아릴기와 3 개의 알콕시기가 결합한 실란 화합물이다.
알킬트리알콕시실란의 알킬기로는, 탄소수 6 이하의 알킬기가 바람직하고, 탄소수 4 이하의 알킬기가 보다 바람직하다. 알킬기의 구체예로는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기 등을 들 수 있고, 이들 중 메틸기, 에틸기, 프로필기가 바람직하고, 메틸기가 보다 바람직하다. 또, 알킬트리알콕시실란의 알콕시기로는, 탄소수 6 이하의 알콕시기가 바람직하고, 탄소수 4 이하의 알콕시기가 보다 바람직하다. 알콕시기의 구체예로는, 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기 등을 들 수 있고, 이들 중 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기가 바람직하고, 메톡시기, 에톡시기가 보다 바람직하다.
아릴트리알콕시실란의 아릴기로는, 페닐기, 치환 페닐기 등을 들 수 있다. 치환 페닐기의 치환기로는, 알킬기, 비닐기, 메르캅토기, 아미노기, 니트로기, 시아노기 등을 들 수 있다. 당해 아릴기로는, 페닐기가 바람직하다. 또, 아릴트리알콕시실란의 알콕시기로는, 탄소수 6 이하의 알콕시기가 바람직하고, 탄소수 4 이하의 알콕시기가 보다 바람직하다. 알콕시기의 구체예로는, 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기 등을 들 수 있고, 이들 중 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기가 바람직하고, 메톡시기, 에톡시기가 보다 바람직하다.
3 관능 모노머의 구체예로는, 메틸트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 에틸트리메톡시실란, 에틸트리에톡시실란 등을 들 수 있다.
4 관능 모노머로는, 테트라알콕시실란 등을 들 수 있다. 테트라알콕시실란은, 규소 원자에 4 개의 알콕시기가 결합한 실란 화합물이다.
테트라알콕시실란의 알콕시기로는, 탄소수 6 이하의 알콕시기가 바람직하고, 탄소수 4 이하의 알콕시기가 보다 바람직하다. 알콕시기의 구체예로는, 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기 등을 들 수 있고, 이들 중 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기가 바람직하고, 메톡시기, 에톡시기가 보다 바람직하다.
4 관능 모노머의 구체예로는, 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란, 테트라프로폭시실란, 테트라부톡시실란 등을 들 수 있다.
본 실시형태에 관련된 조성물은, 액상 매체를 추가로 포함하고 있어도 된다. 액상 매체로는, 물 및 유기 용매를 들 수 있다.
유기 용매로는, 예를 들어, 알코올류, 에테르류, 케톤류, 에스테르류, 탄화수소류 등을 들 수 있다. 또, 이들 이외에, 아세토니트릴, 아세트아미드, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈 등도 사용할 수 있다.
바람직한 일 양태에 있어서, 조성물은, 액상 매체로서 물 및 알코올류를 포함하고 있어도 된다. 이와 같은 액상 매체를 사용함으로써, 투명성이 우수한 배리어재가 얻어지기 쉬워진다.
알코올류로는, 배리어재 형성시의 가열에 의해 기화시킬 수 있는 것이 바람직하다. 알코올류로는, 예를 들어, 탄소수 6 이하의 알코올류가 바람직하고, 탄소수 1 ∼ 4 의 알코올류가 보다 바람직하다.
알코올류로는, 예를 들어, 금속 알콕시드의 알콕시기에 대응하는 알코올류를 사용해도 된다. 즉, 예를 들어, 금속 알콕시드가 tert-부톡시기를 가질 때, 알코올류로서 tert-부틸알코올을 사용해도 된다. 이로써, 투명성이 한층 향상되는 경향이 있다.
액상 매체의 함유량은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 조성물의 도포에 바람직한 점도가 되는 함유량이어도 된다. 조성물의 점도는 특별히 한정되지 않고, 제작하는 배리어재의 두께, 도포 방법, 대상물의 형상 등에 따라 적절히 조정해도 된다.
조성물의 25 ℃ 에 있어서의 점도는, 예를 들어, 1 ∼ 6000 mPa·s 여도 되고, 5 ∼ 3000 mPa·s 인 것이 바람직하다. 이와 같은 조성물에 의하면, 대상물에 대한 도포 및 대상물 상으로의 배리어재의 형성이 한층 용이해진다.
본 실시형태에 관련된 조성물에 있어서, 실란 올리고머 및 실란 모노머에서 유래하는 규소 원자의 총수에 대한, 금속 알콕시드에서 유래하는 금속 원자 M 의 몰비 (M/Si) 는, 예를 들어, 0.0001 이상이어도 되고, 0.001 이상인 것이 바람직하다. 이로써, 경화성이 보다 양호해지는 경향이 있다. 또, 상기 몰비 (M/Si) 는, 예를 들어, 0.5 이하여도 되고, 0.2 이하인 것이 바람직하다. 이로써, 투명성이 보다 향상되는 경향이 있다.
본 실시형태에 관련된 조성물은, 경화 촉매를 추가로 함유하고 있어도 된다. 경화 촉매는, 실란 올리고머 및 실란 모노머의 중합 반응을 촉진시키는 것이면 되고, 특별히 한정되지 않는다.
경화 촉매로는, 예를 들어, 염산, 질산, 황산, 아세트산, 인산 등을 포함하는 산촉매, 주석, 티탄, 알루미늄, 아연, 철, 코발트, 망간 등을 포함하는 금속 촉매, 지방족 아민, 수산화암모늄, 수산화테트라에틸암모늄, 탄산나트륨, 수산화나트륨 등을 포함하는 염기 촉매 등을 들 수 있다.
경화 촉매의 함유량은, 예를 들어, 실란 올리고머 100 질량부에 대하여, 0.1 질량부 이상이어도 되고, 1 질량부 이상이 바람직하고, 20 질량부 이하여도 되고, 10 질량부 이하가 바람직하다.
본 실시형태에 관련된 조성물은, 상기 이외의 다른 성분을 추가로 함유하고 있어도 된다. 다른 성분으로는, 예를 들어, 분자 구조 중에 수산기를 갖는 수지, 금속 산화물 입자, 금속 산화물 파이버 등을 들 수 있다. 분자 구조 중에 수산기를 갖는 수지로는, 예를 들어, 폴리비닐알코올 등을 들 수 있다. 또, 금속 산화물 입자로는, 예를 들어, 실리카 입자, 알루미나 입자 등을 들 수 있고, 이들의 입자는 나노 사이즈 (예를 들어, 입경이 1 ㎚ 이상 1000 ㎚ 미만) 인 것이 바람직하다 (즉, 나노 실리카 입자, 나노 알루미나 입자가 바람직하다). 금속 산화물 파이버로는, 예를 들어, 알루미나 파이버 등을 들 수 있고, 이들 금속 산화물 파이버의 섬유 직경은 나노 사이즈 (예를 들어, 섬유 직경이 1 ㎚ 이상 1000 ㎚ 미만) 인 것이 바람직하다 (즉, 알루미나 나노 파이버가 바람직하다).
상기의 다른 성분의 함유량은, 상기 서술한 효과가 얻어지는 범위이면 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 실란 올리고머 100 질량부에 대해 50 질량부 이하여도 되고, 바람직하게는 40 질량부 이하이다. 또, 상기 다른 성분의 함유량은, 실란 올리고머 100 질량부에 대하여, 예를 들어, 10 질량부 이상이어도 되고, 20 질량부 이상이어도 된다.
본 실시형태에 관련된 조성물의 제조 방법으로는, 이하의 방법을 들 수 있다.
＜조성물의 제조 방법 1＞
본 제조 방법은, 실란 올리고머와 금속 알콕시드를 반응시키고, 실란 올리고머의 적어도 일부를 금속 알콕시드로 수식하는 수식 공정을 구비한다. 이 수식 공정에서는, 금속 알콕시드가 실란 올리고머와 반응하여, 금속 원자-산소 원자-규소 원자의 결합이 형성된다.
상기 반응은, 액상 매체 중에서 실시해도 된다. 액상 매체로는, 상기와 동일한 것을 예시할 수 있다. 액상 매체의 양은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 반응액 중의 실란 올리고머의 농도가 50 ∼ 99 질량％ (바람직하게는 80 ∼ 95 질량％) 가 되는 양이어도 된다.
상기 반응의 반응 조건은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 반응의 반응 온도는, 60 ∼ 100 ℃ 여도 되고, 70 ∼ 90 ℃ 여도 된다. 또, 상기 반응의 반응 시간은, 예를 들어, 0.5 ∼ 5.0 시간이어도 되고, 1.0 ∼ 3.0 시간이어도 된다.
본 제조 방법은, 수식 공정 후의 반응액에, 실란 올리고머를 첨가하는 공정을 추가로 구비하고 있어도 된다. 이로써, 금속 알콕시드로 수식된 실란 올리고머와, 미수식의 실란 올리고머를 함유하는 조성물이 얻어진다.
본 제조 방법은, 수식 공정 후의 반응액에, 실란 모노머를 첨가하는 공정을 추가로 구비하고 있어도 된다. 즉, 본 제조 방법은, 적어도 일부가 금속 알콕시드로 수식된 실란 올리고머를 준비하는 제 1 공정과, 수식 실란 올리고머와 실란 모노머를 혼합하여, 배리어재 형성용 조성물을 얻는 제 2 공정을 구비하는 방법이어도 되고, 제 1 공정이, 상기 수식 공정이어도 된다. 이로써, 실란 모노머를 함유하는 조성물이 얻어진다.
본 제조 방법은 또, 수식 공정 후의 반응액에, 다른 성분을 첨가하는 공정을 추가로 구비하고 있어도 된다. 본 제조 방법은 또, 수식 공정 후의 반응액에 액상 매체를 첨가하는 공정, 또는, 수식 공정 후의 반응액 중의 액상 매체를 다른 액상 매체로 치환하는 공정을 추가로 구비하고 있어도 된다. 이들의 공정에 의해, 수식 공정 후의 반응액으로부터, 상기 서술한 조성물의 여러 가지 양태를 조제할 수 있다.
＜조성물의 제조 방법 2＞
본 제조 방법은, 실란 모노머와 금속 알콕시드를 반응시키고, 적어도 일부가 금속 알콕시드로 수식된 실란 올리고머를 형성하는, 수식 공정을 구비한다. 수식 공정에서는, 실란 모노머의 중합에 의해 실란 올리고머가 형성되고, 형성된 실란 올리고머가 금속 알콕시드에 의해 수식되어도 된다. 또, 수식 공정에서는, 실란 모노머가 금속 알콕시드에 의해 수식된 후, 수식된 실란 모노머와 다른 실란 모노머의 반응에 의해 실란 올리고머 부분이 형성되어도 된다.
상기 반응은, 액상 매체 중에서 실시해도 된다. 액상 매체로는, 상기와 동일한 것을 예시할 수 있다. 액상 매체의 양은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 반응액 중의 실란 모노머의 농도가 50 ∼ 99 질량％ (바람직하게는 80 ∼ 95 질량％) 가 되는 양이어도 된다.
상기 반응의 반응 조건은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 반응의 반응 온도는, 60 ∼ 100 ℃ 여도 되고, 70 ∼ 90 ℃ 여도 된다. 또, 상기 반응의 반응 시간은, 예를 들어, 0.5 ∼ 5.0 시간이어도 되고, 1.0 ∼ 3.0 시간이어도 된다.
본 제조 방법은, 수식 공정 후의 반응액에, 실란 올리고머를 첨가하는 공정을 추가로 구비하고 있어도 된다. 이로써, 금속 알콕시드로 수식된 실란 올리고머와, 미수식의 실란 올리고머를 함유하는 조성물이 얻어진다.
본 제조 방법은, 수식 공정 후의 반응액에, 실란 모노머를 첨가하는 공정을 추가로 구비하고 있어도 된다. 즉, 본 제조 방법은, 적어도 일부가 금속 알콕시드로 수식된 실란 올리고머를 준비하는 제 1 공정과, 수식 실란 올리고머와 실란 모노머를 혼합하여, 배리어재 형성용 조성물을 얻는 제 2 공정을 구비하는 방법이어도 되고, 제 1 공정이, 상기 수식 공정이어도 된다. 이로써, 실란 모노머를 함유하는 조성물이 얻어진다.
본 제조 방법은 또, 수식 공정 후의 반응액에, 다른 성분을 첨가하는 공정을 추가로 구비하고 있어도 된다. 본 제조 방법은 또, 수식 공정 후의 반응액에 액상 매체를 첨가하는 공정, 또는 수식 공정 후의 반응액 중의 액상 매체를 다른 액상 매체로 치환하는 공정을 추가로 구비하고 있어도 된다. 이들 공정에 의해, 수식 공정 후의 반응액으로부터, 상기 서술한 조성물의 여러 가지 양태를 조제할 수 있다.
＜배리어재＞
본 실시형태에 관련된 배리어재는, 금속 원자가 도프된 폴리실록산 화합물을 포함한다. 이 배리어재는, 상기 서술한 배리어재 형성용 조성물을 가열하여 형성된 것이어도 된다. 당해 가열에 의해, 조성물 중의 실란 올리고머 및 실란 모노머가 중합되어, 폴리실록산 화합물이 형성된다. 이 때, 실란 올리고머는 금속 알콕시드로 수식되어 있기 때문에, 형성된 폴리실록산 화합물 중에는, 금속 알콕시드 유래의 금속 원자가 도프된다.
폴리실록산 화합물은, 실록산 골격을 갖고 있다. 또, 폴리실록산 화합물 중, 금속 원자는, 산소 원자를 개재하여 폴리실록산 골격을 구성하는 규소 원자와 결합되어 있다.
폴리실록산 화합물에 포함되는 규소 원자는, 1 개의 산소 원자와 결합한 규소 원자 (M 단위), 2 개의 산소 원자와 결합한 규소 원자 (D 단위), 3 개의 산소 원자와 결합한 규소 원자 (T 단위) 및 4 개의 산소 원자와 결합한 규소 원자 (Q 단위) 로 구별할 수 있다. M 단위, D 단위, T 단위 및 Q 단위로는, 각각 상기 식 (M), (D), (T) 및 (Q) 를 예시할 수 있다.
폴리실록산 화합물에 있어서, 규소 원자의 총수에 대한 T 단위 및 Q 단위의 합계수의 비율은, 50 ％ 이상인 것이 바람직하고, 70 ％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 90 ％ 이상인 것이 더욱 바람직하고, 100 ％ 여도 된다. 이와 같은 폴리실록산 화합물에 의하면, 배리어재의 방습성이 한층 향상된다.
바람직한 일 양태에 있어서, 폴리실록산 화합물은 T 단위를 함유하고 있는 것이 바람직하다. 폴리실록산 화합물에 있어서의 T 단위의 함유량은, 규소 원자의 총수에 대하여, 예를 들어, 10 ％ 이상, 20 ％ 이상, 30 ％ 이상, 40 ％ 이상 또는 50 ％ 이상이어도 되고, 70 ％ 이상인 것이 바람직하고, 80 ％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 90 ％ 이상인 것이 더욱 바람직하고, 100 ％ 여도 된다. 이와 같은 폴리실록산 화합물에 의하면, 유연성 및 탈습성이 한층 향상되는 경향이 있다.
바람직한 다른 일 양태에 있어서, 폴리실록산 화합물에 있어서의 Q 단위의 함유량은, 규소 원자의 총수에 대하여, 예를 들어, 50 ％ 이상이어도 되고, 70 ％ 이상인 것이 바람직하고, 80 ％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 90 ％ 이상인 것이 더욱 바람직하고, 100 ％ 여도 된다. 이와 같은 폴리실록산 화합물에 의하면, 방습성 및 투명성이 한층 향상되는 경향이 있다.
폴리실록산 화합물에 있어서, 규소 원자 (Si) 의 총수에 대한 금속 원자 M 의 몰비 (M/Si) 는, 예를 들어, 0.0001 이상이어도 되고, 0.001 이상인 것이 바람직하다. 이로써, 경화성이 보다 양호해지는 경향이 있다. 또, 상기 몰비 (M/Si) 는, 예를 들어, 0.5 이하여도 되고, 0.2 이하인 것이 바람직하다. 이로써, 투명성이 한층 양호해지는 경향이 있다.
폴리실록산 화합물은, 산소 원자의 대부분이 적어도 1 개의 규소 원자와 결합되어 있는 것이 바람직하다. 폴리실록산 화합물 중에, 알코올성 수산기 (C-OH), 에테르 결합 (C-O-C) 등이 적음으로써, 방습성 및 탈습성이 한층 향상되는 경향이 있다. 예를 들어, 폴리실록산 화합물 중의 산소 원자 중, 예를 들어, 90 ％ 이상이 규소 원자와 결합되어 있는 것이 바람직하고, 95 ％ 이상이 규소 원자와 결합되어 있는 것이 바람직하고, 99 ％ 이상이 규소 원자와 결합되어 있는 것이 더욱 바람직하다.
배리어재는 낮은 수증기 투과율을 갖고 있어, 방습성이 우수하다. 두께 25 ㎛ 당의 배리어재의 수증기 투과율 (40 ℃, 95 ％RH) 은, 예를 들어, 600 g/㎡·일 이하여도 되고, 300 g/㎡·일 이하인 것이 바람직하고, 100 g/㎡·일 이하인 것이 더욱 바람직하다.
또, 두께 25 ㎛ 당의 배리어재의 수증기 투과율 (40 ℃, 95 ％RH) 은, 예를 들어, 1 g/㎡·일 이상이어도 되고, 10 g/㎡·일 이상인 것이 바람직하다. 이와 같은 배리어재는 탈습성을 갖고, 고온 환경하에서 사용해도 내부에 침입한 수분의 팽창에 의한 파괴를 충분히 억제할 수 있다. 또한, 배리어재의 수증기 투과율은, JIS K 7129 에 준거하여, 감습 센서법 (Lyssy 법) 의 방법으로 측정되는 값을 나타낸다.
배리어재는 투명성을 갖고 있어도 된다. 이와 같은 배리어재는, 투명성이 요구되는 용도, 예를 들어, 이미지 센서 패키지에 있어서의 이미지 센서 상을 피복하는 피복재로서, 바람직하게 사용할 수 있다. 또한, 여기서 투명성을 갖는다란, 두께 1 ㎜ 당의 가시광 투과율 (550 ㎚ 의 광 투과율) 이 95 ％ 이상인 것을 나타낸다.
배리어재는, 두께 1 ㎜ 당의 가시광 투과율 (550 ㎚ 의 광 투과율) 이, 95 ％ 이상인 것이 바람직하고, 97 ％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 99 ％ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 배리어재의 가시광 투과율은, 분광 광도계에 의해 측정된다.
배리어재의 형상은 특별히 한정되지 않는다. 배리어재는, 예를 들어, 필름상으로 성형되고 있어도 되고, 이와 같은 배리어재는 방습 배리어 필름으로서 사용할 수 있다. 또, 배리어재는, 부재 간의 공극을 충전하도록 형성되어 있어도 되고, 이 경우, 당해 공극으로부터의 습기의 침입을 방지할 수 있다. 또, 배리어재는, 부재를 피복하도록 형성되어 있어도 되고, 이 경우, 부재의 습기와의 접촉을 방지할 수 있다.
＜배리어재의 제조 방법＞
본 실시형태에 관련된 배리어재의 제조 방법은, 상기 서술한 조성물을 가열하여, 배리어재를 형성하는 가열 공정을 구비한다. 이 제조 방법에서는, 가열에 의해 조성물 중의 실란 올리고머 및 실란 모노머가 중합하여 폴리실록산 화합물이 형성된다. 이 때, 상기 조성물에서는 실란 올리고머의 적어도 일부가 금속 알콕시드로 수식되어 있기 때문에, 폴리실록산 화합물 중에는 당해 금속 알콕시드 유래의 금속 원자가 도프된다.
가열 공정에서는, 가열에 의해 조성물 중의 액체 매체가 제거되어도 된다. 즉, 가열 공정은, 조성물의 가열 건조에 의해, 폴리실록산 화합물을 포함하는 배리어재를 형성하는 공정이어도 된다.
가열 공정에 있어서의 가열 온도는 특별히 한정되지 않고, 실란 올리고머가 중합 가능한 온도이면 된다. 또, 조성물이 액상 매체를 포함하는 경우에는, 가열 온도는, 액상 매체가 휘발하는 온도인 것이 바람직하다. 가열 온도는, 예를 들어, 70 ℃ 이상이어도 되고, 바람직하게는 100 ℃ 이상이다. 또, 가열 온도는, 예를 들어, 200 ℃ 이하여도 되고, 바람직하게는 170 ℃ 이하이다.
본 제조 방법은, 조성물을 도포하는 도포 공정을 추가로 구비하고 있어도 된다. 이 때, 가열 공정은, 도포된 조성물을 가열하는 공정이라고 할 수 있다.
조성물의 도포 방법은 특별히 한정되지 않고, 도포하는 대상물의 형상, 배리어재의 두께 등에 따라 적절히 변경해도 된다.
본 제조 방법에서는, 방습성을 부여하고자 하는 대상물에 조성물을 도포하고, 당해 대상물 상에 배리어재를 형성해도 된다. 또, 본 제조 방법에서는, 소정 형상의 배리어재를 제조하고 나서, 제조된 배리어재를 대상물 상에 적용해도 된다.
＜배리어재의 용도＞
본 실시형태에 관련된 배리어재의 용도는 특별히 한정되지 않고, 방습성이 요구되는 여러 가지의 용도에 바람직하게 적용할 수 있다. 예를 들어, 배리어재는, 전자 부품용의 방습 배리어재로서 바람직하게 사용할 수 있다.
본 실시형태에 관련된 배리어재는, 고온 환경하 (예를 들어, 100 ℃ 이상) 에 있어서, 내부에 침입한 수분의 팽창에 의한 파괴를 충분히 억제할 수 있다. 배리어재로는, 예를 들어, 고온 환경하에서 사용되는 전자 부품용의 방습 배리어재, 실장시에 고온 공정을 거치는 전자 부품용의 방습 배리어재 등의 용도에 바람직하게 사용할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어, 파워 반도체용 방습 배리어재, 이미지 센서용 방습 배리어재, 디스플레이용 방습 배리어재 등으로서 바람직하게 사용할 수 있다.
이하에, 배리어재의 용도의 바람직한 일 형태에 대해 상세히 서술하지만, 배리어재의 용도는 이하에 한정되지 않는다.
＜용도예 1＞
일 형태에 관련된 용도는, 방습 처리된 부재를 갖는 제품에 관한 것이다. 이와 같은 제품은, 부재와, 부재 상에 형성된 배리어재를 구비한다. 배리어재는, 1 개의 부재 상에 형성되어 있어도 되고, 복수의 부재 상에 형성되어 있어도 된다. 배리어재는, 예를 들어, 1 개 또는 복수의 부재를 피복하도록 형성되어 있어도 되고, 2 개의 부재 사이의 접합부를 덮도록 형성되어 있어도 된다.
이와 같은 제품은, 부재 상에 상기 배리어재 형성용 조성물을 도포하는 제 1 공정과, 도포된 조성물을 가열하여 부재 상에 배리어재를 형성하는 제 2 공정을 구비하는 제조 방법에 의해 제조된다.
이와 같은 용도의 구체예로서, 예를 들어, 이하의 전자 부품을 들 수 있다.
(전자 부품 A-1)
일 형태에 관련된 전자 부품은, 기판과, 커버 유리와, 기판 및 커버 유리 사이에 배치된 이미지 센서와, 커버 유리 및 이미지 센서를 기판 상에 지지하는 지지 부재와, 커버 유리와 지지 부재의 접합부 상에 형성된 상기 배리어재를 구비한다.
상기 배리어재는, 방습성이 우수하고, 또, 고온 환경하에서 사용해도 내부에 침입한 수분의 팽창에 의한 파괴를 충분히 억제할 수 있는 것이다. 이 때문에, 상기 전자 부품은, 내습성이 우수하고, 또, 커버 유리 및 기판 사이의 공극에 습기가 침입한 경우라도, 당해 습기의 팽창에 의한 커버 유리, 지지 부재 등의 파손이 충분히 방지된다.
이와 같은 전자 부품은, 예를 들어, 지지 부재와 커버 유리의 접합부에 배리어재 형성용 조성물을 도포하는 도포 공정과, 도포된 조성물을 가열하고, 접합부 상에 배리어재를 형성하는 배리어재 형성 공정을 구비하는 제조 방법에 의해 제조할 수 있다.
(전자 부품 A-2)
일 형태에 관련된 전자 부품은, 기판과, 기판 상에 배치된 이미지 센서와, 이미지 센서 상에 형성된 상기 배리어재를 구비한다.
상기 배리어재는, 방습성 및 투명성이 우수한 것으로 할 수 있다. 이 때문에, 상기 배리어재는, 이미지 센서를 봉지하는 봉지재로서도 바람직하게 사용할 수 있다. 이와 같은 전자 부품은, 커버 유리를 사용하지 않고 이미지 센서 패키지를 구성할 수 있기 때문에, 부품 사이즈의 축소화, 취급성의 향상 등을 기대할 수 있다.
이 용도에 있어서, 두께 1 ㎜ 당의 배리어재의 가시광 투과율 (550 ㎚) 은, 95 ％ 이상인 것이 바람직하고, 97 ％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 99 ％ 이상인 것이 더욱 바람직하다.
이와 같은 전자 부품은, 예를 들어, 이미지 센서 상에 배리어재 형성용 조성물을 도포하는 도포 공정과, 도포된 조성물을 가열하여, 이미지 센서 상에 배리어재를 형성하는 배리어재 형성 공정을 구비하는 제조 방법에 의해 제조할 수 있다.
＜용도예 2＞
일 형태에 관련된 용도는, 제 1 부재와 제 1 부재에 접합된 제 2 부재를 갖고, 제 1 부재와 제 2 부재의 접합부가 방습 처리된 제품에 관한 것이다. 이와 같은 제품은, 제 1 부재와, 제 2 부재와, 제 1 부재와 제 2 부재 사이에 형성된 배리어재를 구비하고, 제 1 부재와 제 2 부재가 배리어재를 개재하여 접합되어 있다.
이와 같은 제품은, 제 1 부재와 제 2 부재 사이에 배리어재 형성용 조성물을 배치하는 제 1 공정과, 당해 조성물을 가열하여 배리어재를 형성하고, 제 1 부재와 제 2 부재를 배리어재를 개재하여 접합하는 제 2 공정을 구비하는 제조 방법에 의해 제조할 수 있다.
이와 같은 용도의 구체예로서, 예를 들어, 이하의 전자 부품을 들 수 있다.
(전자 부품 B-1)
일 형태에 관련된 전자 부품은, 기판과, 커버 유리와, 기판 및 커버 유리 사이에 배치된 이미지 센서와, 커버 유리 및 이미지 센서를 기판 상에 지지하는 지지 부재와, 커버 유리와 지지 부재를 접합하는 배리어재를 구비한다.
상기 배리어재는, 방습성이 우수하고, 또, 고온 환경하에서 사용해도 내부에 침입한 수분의 팽창에 의한 파괴를 충분히 억제할 수 있는 것이다. 이 때문에, 상기 전자 부품은, 내습성이 우수하고, 또, 커버 유리 및 기판 사이의 공극에 습기가 침입한 경우에도, 당해 습기의 팽창에 의한 커버 유리, 지지 부재 등의 파손이 충분히 방지된다.
이와 같은 전자 부품은, 예를 들어, 지지 부재와 커버 유리 사이에 배리어재 형성용 조성물을 배치하는 공정과, 당해 조성물을 가열하여 배리어재를 형성하고, 지지 부재와 커버 유리를 배리어재를 개재하여 접합하는 공정을 구비하는 제조 방법에 의해 제조할 수 있다.
＜용도예 3＞
일 형태에 관련된 용도는, 방습 부재를 구비하는 제품에 관한 것이다. 이와 같은 제품은, 배리어재로 이루어지는 방습 부재를 구비하고, 예를 들어, 당해 방습 부재를 포함하는 복수의 부재의 조립품이어도 된다.
이와 같은 제품은, 상기 배리어재 형성용 조성물을 가열하여, 배리어재로 이루어지는 방습 부재를 제작하는 제 1 공정과, 방습 부재를 포함하는 복수의 부재를 조립하는 제 2 공정을 구비하는 제조 방법에 의해 제조할 수 있다.
이와 같은 용도의 구체예로서, 예를 들어, 이하의 전자 부품을 들 수 있다.
(전자 부품 C-1)
일 형태에 관련된 전자 부품은, 기판과, MEMS 센서, 와이어리스 모듈 및 카메라 모듈로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 부품과, 배리어재를 갖는 방습 부재를 구비한다.
상기 배리어재는, 방습성 및 탈습성이 우수하다. 이 때문에, 상기 전자 부품은, 내습성이 우수하고, 흡습에 의한 센싱 특성의 저하가 충분히 방지된다.
이와 같은 전자 부품은, 예를 들어, 배리어재 형성용 조성물을 가열함으로써 배리어재를 갖는 방습 부재를 제작하는 공정과, 방습 부재를 포함하는 복수의 부재를 조립하는 공정을 구비하는 제조 방법에 의해 제조할 수 있다. 여기서, 배리어재는, 상기 기판 및 상기 부품과 독립적으로 형성되어도 되고, 상기 부품 상에 도포된 배리어재 형성용 조성물의 가열에 의해, 상기 부품과 일체화하여 형성되어도 된다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해 설명했지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니다.
실시예
이하, 실시예에 의해 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 실시예에 한정되는 것은 아니다.
(실시예 1)
[배리어재 형성용 조성물 1]
알루미늄sec-부톡시드 (마츠모토 파인 케미칼 주식회사 제조, 제품명 : AL-3001, 이하 「AL-3001」로 약기) 를 3.8 질량부, tert-부틸알코올 (와코 순약 공업 주식회사 제조) 을 7.6 질량부, 물을 0.3 질량부, 실란 올리고머 (모멘티브사 제조, 제품명 : XR31-B1410) 를 64.9 질량부 혼합한 후, 70 ℃ 에서 1 시간 반응시켰다. 이어서, 메틸트리메톡시실란 (신에츠 화학 공업 주식회사 제조, 제품명 : KBM-13, 이하 「MTMS」로 약기) 을 23.4 질량부 혼합하여, 배리어재 형성용 조성물 1 을 얻었다.
[배리어재가 부착된 평가 기판 1]
두께 0.4 ㎜ 의 구리 피복 적층판 MCL-E-705G (히타치 화성 주식회사 제조, 제품명) 의 편면을 마스킹하고, 구리 에칭액에 침지시킴으로써 편면의 구리박을 제거한 가로세로 40 ㎜ 의 베이스 기판을 제작하였다. 다음으로, 배리어재 형성용 조성물 1 을, 상기 베이스 기판의 구리박을 제거한 면에 대하여, 건조 후의 두께가 35 ㎛ 가 되도록 도포하고, 150 ℃ 에서 4 시간 건조시켰다. 이로써, 기판 상에 배리어재가 형성되고, 배리어재가 부착된 평가 기판 1 이 얻어졌다.
(실시예 2)
[배리어재 형성용 조성물 2]
AL-3001 을 3.8 질량부, tert-부틸알코올을 7.6 질량부, 물을 0.3 질량부, 실란 올리고머 (모멘티브사 제조, 제품명 : XR31-B2733) 를 64.9 질량부 혼합한 후, 70 ℃ 에서 1 시간 반응시켰다. 이어서, 테트라에톡시실란 (와코 순약 공업 주식회사 제조, 이하 「TEOS」로 약기) 을 23.4 질량부 혼합하여, 배리어재 형성용 조성물 2 를 얻었다.
[배리어재가 부착된 평가 기판 2]
배리어재 형성용 조성물 1 을 배리어재 형성용 조성물 2 로 변경한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여, 기판 상에 배리어재를 형성하고, 배리어재가 부착된 평가 기판 2 를 얻었다.
(실시예 3)
[배리어재 형성용 조성물 3]
TEOS 대신에 MTMS 를 23.4 질량부 혼합한 것 이외에는, 실시예 2 와 동일하게 하여, 배리어재 형성용 조성물 3 을 얻었다.
[배리어재가 부착된 평가 기판 3]
배리어재 형성용 조성물 1 을 배리어재 형성용 조성물 3 으로 변경한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여, 기판 상에 배리어재를 형성하고, 배리어재가 부착된 평가 기판 3 을 얻었다.
(실시예 4)
[배리어재 형성용 조성물 4]
AL-3001 을 3.8 질량부, tert-부틸알코올을 7.6 질량부, 물을 0.3 질량부, 실란 올리고머 (모멘티브사 제조, 제품명 : TSR-165) 를 64.9 질량부 혼합한 후, 70 ℃ 에서 1 시간 반응시켰다. 이어서, TEOS 를 23.4 질량부 혼합함으로써, 배리어재 형성용 조성물 4 를 얻었다.
[배리어재가 부착된 평가 기판 4]
배리어재 형성용 조성물 1 을 배리어재 형성용 조성물 4 로 변경한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여, 기판 상에 배리어재를 형성하고, 배리어재가 부착된 평가 기판 4 를 얻었다.
(실시예 5)
[배리어재 형성용 조성물 5]
MTMS 대신에 TEOS 를 23.4 질량부 혼합하고, 또한, 경화 촉매로서 CR15 (모멘티브사 제조, 제품명) 를 2.0 질량부 혼합한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여, 배리어재 형성용 조성물 5 를 얻었다.
[배리어재가 부착된 평가 기판 5]
배리어재 형성용 조성물 1 을 배리어재 형성용 조성물 5 로 변경한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여, 기판 상에 배리어재를 형성하고, 배리어재가 부착된 평가 기판 5 를 얻었다.
(실시예 6)
[배리어재 형성용 조성물 6]
실시예 2 의 배리어재 형성용 조성물 2 에, 경화 촉매 (CR15) 2.0 질량부를 추가로 혼합하여, 배리어재 형성용 조성물 6 을 얻었다.
[배리어재가 부착된 평가 기판 6]
배리어재 형성용 조성물 1 을 배리어재 형성용 조성물 6 으로 변경한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여, 기판 상에 배리어재를 형성하고, 배리어재가 부착된 평가 기판 6 을 얻었다.
(실시예 7)
[배리어재 형성용 조성물 7]
실시예 3 의 배리어재 형성용 조성물 3 에, 경화 촉매 (CR15) 2.0 질량부를 추가로 혼합하여, 배리어재 형성용 조성물 7 을 얻었다.
[배리어재가 부착된 평가 기판 7]
배리어재 형성용 조성물 1 을 배리어재 형성용 조성물 7 로 변경한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여, 기판 상에 배리어재를 형성하고, 배리어재가 부착된 평가 기판 7 을 얻었다.
(실시예 8)
[배리어재 형성용 조성물 8]
TEOS 대신에 메틸실리케이트 MS53A (콜코트 주식회사 제조, 제품명) 를 23.4 질량부 혼합한 것 이외에는, 실시예 2 와 동일하게 하여 배리어재 형성용 조성물 8 을 얻었다.
[배리어재가 부착된 평가 기판 8]
배리어재 형성용 조성물 1 을 배리어재 형성용 조성물 8 로 변경한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여, 배리어재가 부착된 평가 기판 8 을 얻었다.
(실시예 9)
[배리어재 형성용 조성물 9]
AL-3001 을 3.8 질량부, tert-부틸알코올을 7.6 질량부, 물을 0.3 질량부, MTMS 를 64.9 질량부 혼합한 후, 70 ℃ 에서 1 시간 반응시켰다. 이어서, TEOS 를 23.4 질량부 혼합하고, 경화 촉매 (CR15) 2.0 질량부를 추가로 혼합하여, 배리어재 형성용 조성물 9 를 얻었다.
[배리어재가 부착된 평가 기판 9]
배리어재 형성용 조성물 1 을 배리어재 형성용 조성물 9 로 변경한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여, 배리어재가 부착된 평가 기판 9 를 얻었다.
(비교예 1)
[비교 평가 기판 1]
두께 0.4 ㎜, 가로세로 40 ㎜ 의 구리 피복 적층판 MCL-E-705G 를, 비교예 1 의 평가 기판 (비교 평가 기판 1) 으로 하였다.
(비교예 2)
[비교 평가 기판 2]
실시예 1 에 기재된 방법으로 제작한 베이스 기판을, 비교예 2 의 평가 기판 (비교 평가 기판 2) 으로 하였다.
실시예 및 비교예에서 얻어진 평가 기판에 대하여, 이하의 방법으로, 항온 항습하에 있어서의 흡수율 및 고온하에 있어서의 탈습률의 측정을 실시하고, 평가하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
＜(1) 항온 항습에 있어서의 흡수율의 측정＞
평가 기판을, 세이프티 오븐 (에스펙 주식회사 제조, 제품명 : SPHH-202) 을 사용하여 130 ℃ 에서 1 시간 건조시켜, 측정 샘플을 얻었다. 얻어진 측정 샘플의 질량을 측정하고, 초기 질량 m1 을 구하였다. 다음으로, 항온 항습조 (주식회사 카토 제작, 제품명 : SE-44CI-A) 를 사용하여, 85 ℃/85 ％RH 의 분위기하에서 100 시간 처리함으로써, 항온 항습 처리 후의 샘플을 얻었다. 항온 항습 처리 후의 측정 샘플의 질량을 측정하고, 항온 항습 처리 후의 질량 m2 를 구하였다. 초기 질량 m1 및 항온 항습 처리 후의 질량 m2 로부터, 하기 식에 의해, 흡수율 QA (％) 를 구하였다.
QA = 100 × (m1 - m2)/m2
＜(2) 고온하에 있어서의 탈습률의 측정＞
상기 (1) 의 항온 항습 처리 후의 측정 샘플을, 세이프티 오븐 (에스펙 주식회사 제조, 제품명 : SPHH-202) 을 사용하여 130 ℃ 에서 1 시간 건조시켜, 고온 처리 후의 측정 샘플을 얻었다. 고온 처리 후의 측정 샘플의 질량 m3 을 측정하고, 상기 m1, m2 및 m3 으로부터, 하기 식에 의해 탈습률 QD (％) 를 구하였다.
QD = 100 × {1 - (m3 - m2)/(m1 - m2)}
Figure pct00002
실시예 1 ∼ 9 와 비교예 2 의 비교로부터, 실시예 1 ∼ 9 의 배리어재에 의해 항온 항습하에 있어서의 흡수율이 충분히 억제되어 있어, 실시예 1 ∼ 9 의 배리어재가 우수한 방습성을 갖는 것이 확인되었다. 또, 실시예 1 ∼ 9 와 비교예 1 의 비교로부터, 실시예 1 ∼ 9 의 배리어재에서는, 구리판으로 피복한 경우와 비교하여, 내부의 수분을 외부로 빠져나가게 하는 탈습률이 우수한 것이 확인되었다.
또, 탈습률의 측정 후에 있어서의 흡수율을 비교하면, 비교예 1 이 약 0.03 ％ 인 데에 반하여 실시예 1 ∼ 9 에서는 0.005 ％ 미만인 점에서, 실시예 1 ∼ 9 의 배리어재를 사용한 경우, 건조에 의해 내부의 수분을 현저하게 저감시킬 수 있는 것이 확인되었다.
또한, 실시예 1 ∼ 9 에서 형성된 배리어재에 대하여, 두께 1 ㎜ 당의 550 ㎚ 의 광에 대한 광 투과율을 측정한 결과, 어느 실시예에서도 95 ％ 이상이었다.

Claims (22)

  1. 실란 올리고머를 포함하고,
    상기 실란 올리고머의 적어도 일부가 금속 알콕시드로 수식되어 있는, 배리어재 형성용 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 실란 올리고머 중의 규소 원자의 총수에 대한, 3 개의 산소 원자와 결합한 규소 원자 및 4 개의 산소 원자와 결합한 규소 원자의 합계수의 비율이, 50 ％ 이상인, 조성물.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 실란 올리고머가, 3 개의 산소 원자와 결합한 규소 원자를 함유하는, 조성물.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    실란 모노머를 추가로 포함하는, 조성물.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 실란 모노머가, 3 개 또는 4 개의 산소 원자와 결합한 규소 원자를 함유하는, 조성물.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 실란 모노머가, 알킬트리알콕시실란, 아릴트리알콕시실란 및 테트라알콕시실란으로 이루어지는 군에서 선택되는, 조성물.
  7. 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 실란 모노머의 함유량이, 실란 올리고머 100 질량부에 대해 100 질량부 이하인, 조성물.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 알콕시드가, 알루미늄알콕시드인, 조성물.
  9. 적어도 일부가 금속 알콕시드로 수식된 실란 올리고머를 준비하는 제 1 공정과,
    상기 실란 올리고머와 실란 모노머를 혼합하여, 배리어재 형성용 조성물을 얻는 제 2 공정을 구비하는, 배리어재 형성용 조성물의 제조 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 공정이, 실란 올리고머와 금속 알콕시드를 반응시키고, 상기 실란 올리고머의 적어도 일부를 금속 알콕시드로 수식하는 공정을 포함하는, 제조 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 공정이, 실란 모노머와 금속 알콕시드를 반응시키고, 적어도 일부가 금속 알콕시드로 수식된 실란 올리고머를 형성하는 공정을 포함하는, 제조 방법.
  12. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 조성물을 가열하여, 배리어재를 형성하는 공정을 구비하는, 배리어재의 제조 방법.
  13. 방습 처리된 부재를 갖는 제품의 제조 방법으로서,
    부재 상에 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 조성물을 도포하는 제 1 공정과,
    도포된 상기 조성물을 가열하여, 상기 부재 상에 배리어재를 형성하는 제 2 공정을 구비하는, 제조 방법.
  14. 제 1 부재와 상기 제 1 부재에 접합된 제 2 부재를 갖고, 상기 제 1 부재와 상기 제 2 부재의 접합부가 방습 처리된 제품의 제조 방법으로서,
    제 1 부재와 제 2 부재 사이에 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 조성물을 배치하는 제 1 공정과,
    상기 조성물을 가열하여 배리어재를 형성하고, 상기 제 1 부재와 상기 제 2 부재를 상기 배리어재를 개재하여 접합하는 제 2 공정을 구비하는, 제조 방법.
  15. 방습 부재를 구비하는 제품의 제조 방법으로서,
    제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 조성물을 가열하여, 배리어재를 갖는 방습 부재를 제작하는 제 1 공정과,
    상기 방습 부재를 포함하는 복수의 부재를 조립하는 제 2 공정을 구비하는, 제조 방법.
  16. 금속 원자가 도프된 폴리실록산 화합물을 포함하고,
    상기 폴리실록산 화합물 중의 규소 원자의 총수에 대한, 3 개의 산소 원자와 결합한 규소 원자 및 4 개의 산소 원자와 결합한 규소 원자의 합계수의 비율이, 50 ％ 이상인, 배리어재.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 폴리실록산 화합물이, 3 개의 산소 원자와 결합한 규소 원자를 함유하는, 배리어재.
  18. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,
    상기 폴리실록산 화합물 중의 산소 원자 중, 90 ％ 이상이 규소 원자와 결합되어 있는, 배리어재.
  19. 제 16 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    두께 1 ㎜ 당의 550 ㎚ 의 광에 대한 광 투과율이, 95 ％ 이상인, 배리어재.
  20. 부재와,
    상기 부재 상에 형성된 제 16 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 기재된 배리어재를 구비하는, 제품.
  21. 제 1 부재와, 제 2 부재와, 상기 제 1 부재와 상기 제 2 부재 사이에 형성된 제 16 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 기재된 배리어재를 구비하고,
    상기 제 1 부재와 상기 제 2 부재가 상기 배리어재를 개재하여 접합되어 있는, 제품.
  22. 제 16 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 기재된 배리어재를 갖는 방습 부재를 포함하는 복수의 부재의 조립품인, 제품.
KR1020207011534A 2017-10-31 2018-10-31 배리어재 형성용 조성물, 배리어재 및 그 제조 방법, 그리고 제품 및 그 제조 방법 KR20200070260A (ko)

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