TW201333141A

TW201333141A - 封裝電子組件之方法

Info

Publication number: TW201333141A
Application number: TW101138216A
Authority: TW
Inventors: Thorsten Krawinkel
Original assignee: Tesa Se
Priority date: 2011-10-21
Filing date: 2012-10-17
Publication date: 2013-08-16
Also published as: WO2013056952A1; DE102011085038A1

Abstract

一種防止滲透物的封裝電子組件的方法，其方式是提供膠帶平面構成物，然後貼在要封裝的範圍，其中膠帶平面構成物含有至少一層可以光化輻射交聯的黏著劑，這種方法的特徵為：在貼上之前的第一個交聯步驟以光化輻射使膠帶平面構成物的僅部分範圍交聯，接著將膠帶平面構成物貼上，然後在貼上之後的另一個交聯步驟以光化輻射使膠帶平面構成物的不同於第一個交聯步驟的部分範圍之範圍交聯。

Description

封裝電子組件之方法

本發明係一種防止滲透物的封裝電子組件之方法，其方式是製作膠帶平面構成物，然後貼在要封裝的範圍，其中膠帶平面構成物含有至少一層可以光化輻射交聯的黏著劑。

(光電)電子組件在商業產品上的應用範圍愈來愈廣，同時也有愈來愈多的(光電)電子組件即將被引進市場。這種組件具有無機或有機電子結構，例如有機半導體、金屬有機半導體、聚合物半導體、或是這些半導體的混合物。可以根據應用上的需要將這些組件製作成硬性或軟性的組件，其中尤以對軟性組件的需求愈來愈大。製造這種組件的方法很多，其中一種是印刷法，例如凸版印刷、凹版印刷、篩網印刷、平版印刷、或是所謂的非衝擊式印刷(”non impacting printing”)，例如熱轉移印刷、噴墨印刷、或數位印刷。另外一種常用的方法是真空法，例如化學氣相沉積法(CVD)、物理氣相沉積法(PVD)、電漿輔助化學或物理沉積法(PECVD)、濺鍍法、(電漿)腐蝕法、或蒸鍍法，其中所需的圖案化步驟通常是利用掩模完成。

以下是一些已商業化或有市場潛力之(光電)電子應用的例子：電泳或電色譜構成物或顯示器、應用於顯示裝置或照明裝置的有機發光二極體(OLED)或聚合物發光二極體(PLED)、電致發光燈、發光的電化學電池 (LEEC)、有機太陽能電池(特別是色素太陽能電池或聚合物太陽能電池)、無機太陽能電池(特別是薄膜太陽能電池，尤其是以矽、鍺、銅、銦及硒為基的薄膜太陽能電池)、有機場效應電晶體、有機電路組件、有機光學放大器、有機雷射二極體、有機或無機傳感器、有機或無機RFID轉發器。

在無機及/或有機(光電)電子學的領域，尤其是對有機(光電)電子學的領域而言，為了使(光電)電子組件具有夠長的使用壽命及足夠的功能，如何保護組件中的成分免於受到滲透物的影響是一個很大的技術挑戰。滲透物可能是低分子有機或無機化合物，其中尤以水蒸氣及氧最為常見。

無機及/或有機(光電)電子學領域中的許多(光電)電子組件，尤其是應用有機原材料的組件，對於水蒸氣及氧都很敏感，其中有許多組件又以水蒸氣的滲入是最大的問題。因此在電子組件的使用壽命期間，有必要透過封裝保護電子組件，否則在使用期間電子組件的效率將降低。例如在組件發生氧化時，(如電致發光燈(EL燈)或有機發光二極體(OLED)之類的發光組件的)發光能力，(如電泳顯示器(EP顯示器)的)對比度，或(如太陽能電池的)發光效能等將會在極短的時間內大幅下降。

無機及/或有機(光電)電子學(尤其是有機(光電)電子學)對能夠防止氧及/或水蒸氣等滲透物滲入的軟性黏著劑有非常大的需求。除了防止滲透外，這種(光電)電子組件對於軟性黏著劑還有許多其他的要求。因此軟性黏著劑不只要能夠在兩個基板之間形成良好的黏著效果，還要具備其他優良特性，例如很高的抗剪強度及抗剝離強度、很好的化學耐受性及抗老化性、很高的透明性、易加工性、以及很好的撓曲性及韌性。

因此先前技術常用的一種解決方案是將電子組件置於兩個不透水蒸氣及氧的基板之間，然後再將邊緣封裝住。對非軟性的構成物是以玻璃或金屬基板作為基板，玻璃及金屬基板都具有很好的防滲透作用，但缺點是對機械負載的抵抗力不足。另外一個缺點是會使整個組件的厚度變得相當大。如果是金屬基板則不具有透明性。軟性組件則是使用扁平基板，例如可製成多層式的透明或不透明薄膜。扁平基板可以是由不同的聚合物組合而成，也可以是由無機或有機薄膜所組成。使用這種扁平基板可以製造出具有撓曲性且非常薄的構成物。可以針對不同的應用選擇不同的基板，例如薄膜、編平面構成物、絨頭平面構成物、紙、或這些材料的組合。

為了盡可能達到良好的封裝效果，應使用特殊的阻隔黏著材料。好的(光電)電子組件封裝用黏著材料需具備氧及水蒸氣的滲透率很低、以及在組件上有良好的黏著性及流動性等特性。在組件上的流動性變小可能是因為組件表面未完全潤濕，以及殘留的氣孔使交界面的阻隔作用降低，因此不論黏著材料具有何種特性，氧及水蒸氣都可能從側面滲入。只有在黏著材料及基板之間的接觸面是不能滲透的情況下，黏著材料的特性才會對黏著材料的阻隔作用起到特定的作用。

通常是以氧滲透率OTR(Oxygen Transmission Rate)及水蒸氣滲透率WVTR(Water Vapor Transmission Rate)來表示阻隔作用。OTR及WVTR分別表示在特定的溫度及分壓條件(必要時還包括其他的測量條件，例如相對濕度)下單位面積及單位時間通過薄膜的氧氣流及水蒸氣流。OTR及WVTR的數值愈低，代表該材料愈適於作為封裝材料。滲透性的表述不光是指WVTR或OTR的數值，而是還包括關於滲透路徑長度的說明，例如材料厚度或標準化成一個特定的路徑長度。

滲透率P是衡量物體被氣體及/或液體透過的程度。P值低代表良好的阻隔作用。滲透率P是一特定材料及一特定滲透物在固定條件下(特定的滲透路徑長度、分壓及溫度)的一個特定的值。滲透率P是擴散項D及溶解項S的乘積：P=D*S。

其中溶解項S是描述阻隔黏著材料對滲透物的親合性。以滲透物為水蒸氣為例，疏水的材料可以達到較低的S值。擴散項D是描述滲透物在阻隔材料內的移動性，其大小是直接由滲透物的分子移動性或自由空間等特性決定。高度交聯或高度結晶的材料通常能夠達到相當低的D值。但是高度結晶的材料的透明度通常較低，而高度交聯則會使材料的撓曲性變差。滲透率P通常會隨著分子移動性的升高而變大，例如當溫度升高或跨越玻璃轉換點。

要提高阻隔作用，就必須從這兩個參數(D及S)下手，尤其是考量這兩個參數對水蒸氣及氧的滲透的影響。除了這些化學特性外，也必須考慮到物理特性對滲透率的影響，尤其是平均滲透路徑長度及交界面特性(黏著材料的流動特性，黏著力)。理想的阻隔黏著材料的D值及S值均很低，而且能夠很好的黏著在基板上。

光是靠很低的溶解項S通常並不能達到良好的阻隔特性。一個典型的例子是矽氧烷彈性體。這種材料非常疏水(溶解項很低)，但由於自由旋轉Si-O鍵(擴散項很大)的關係，使得這種材料對水蒸氣及氧的阻隔作用相當差。因此要達到良好的阻隔作用的一個先決條件是溶解項S及擴散項D之間要達到良好的平衡。但是這個考量僅涉及材料的體積阻隔特性。要實現對敏感的功能組件的有效封裝還需要達到很好的交界面阻隔，其中材料在黏著基底上的潤濕性/流動性都會對交界面阻隔造成影響。

為此目前使用的主要是以環氧化物為基的液態黏著劑及膠黏劑(WO98/21287 A1；US4,051,195 A；US4,552,604 A)。由於高度交聯的關係，此類液態黏著劑及膠黏劑的擴散項D都很低，且主要是應用在硬性組件的邊緣黏著，但亦可應用在半軟性組件的邊緣黏著。此類液態黏著劑及膠黏劑可以經由加熱或照射紫外線硬化。由於硬化產生的收縮，因此幾乎不可能達到全面積黏著的程度，這是因為硬化會在黏著劑及基板料之產生應力，這可能導致黏著處剝離。

使用這種液態黏著劑有許多缺點。例如其低分子成分(VOC：揮發性有機物)可能會對組件的敏感電子結構造成損害，導致產品中的組件難以與其他組件溝通。必須很費事的將黏著劑塗在電子組件的每一個組成組件上。另外一個缺點是需使用昂貴的撒布裝置及固定裝置，才能確保液態黏著劑的精確定位。此外，其塗覆方式不利於快速連續作業的進行，以及後續需進行的層壓步驟可能會因為黏滯性較低而無法達到特定的層厚度及在狹窄區域的黏著寬度。

此外，高度交聯的黏著劑在硬化後僅剩下很小的撓曲性。熱交聯系統的使用被限制在低溫範圍，或是雙成分系統的使用受到使用期的限制，也就是說必須在膠凝前完成加工步驟。在高溫範圍及反應時間很長的情況下敏感的(光電)電子結構也會對這種系統的可用性造成限制：(光電)電子結構的最高可使用溫度通常是60℃，因為一旦超過這個溫度，(光電)電子結構就可能受損。尤其是含有有機電子組件並以透明聚合物膜(或聚合物膜與無機膜的複合物)封裝的軟性組件的可使用溫度範圍特別窄。這對於在高壓下進行的層壓步驟也是如此。為了達到較佳的耐久性，最好是刪除承受溫度負荷的步驟，以及用較低的壓力進行層壓。

如果不使用可加熱硬化液態黏著劑，一種替代方法是使用可輻射硬化黏著劑(US 2004/0225025 A1)。使用可輻射硬化黏著劑可以避免電子組件承受長時間的熱負荷。同時可輻射硬化黏著劑也會有前面提及的液態黏著劑的缺點(VOC、收縮、剝離、撓典性較低)。

尤其是如果(光電)電子組件需具有柔軟性，則封裝所使用的黏著劑不能太硬及易脆。因此壓敏性黏著劑及可熱活化黏著的黏著膜特別適於這種封裝。為了能夠在基底上具有良好的流動性，所使用的黏著劑還需要能夠達到很高的黏著強度，因此剛開始時黏著劑要盡可能的軟，然而之後又要能夠被交聯。應根據黏著劑的主要化學成分決定以加熱硬化及/或輻射硬化作為交聯機制。其中加熱硬化的速度相當緩慢，輻射硬化則可以在數秒內被引發。因此輻射硬化(尤其是紫外線硬化)對於連續製造方法特別有利。

US 2006/0100299 A1提出一種封裝電子組件用的可紫外線硬化膠帶。這種膠帶含有的黏著劑的主要成分是一種軟化溫度(以US 2006/0100299 A1來說)高於60℃的聚合物、一種軟化溫度(以US 2006/0100299 A1來說)低於30℃的可聚合環氧樹脂、以及一種光起始劑。其中該聚合物可以是聚氨基甲酸酯、聚異丁烯、聚丙烯腈、聚氯亞乙烯、聚(甲基)丙烯酸酯、或聚酯，但特別是聚丙烯酸酯。除此之外還可以含有黏性樹脂、軟化劑、或填充料。

原則上可以用膠帶執行兩種封裝方式。其中一種方式是先將膠帶裁剪好，然後僅將要封裝的部分圍繞黏著住，另外一種方式是用膠帶將整個要封裝的範圍黏著住。第二種方式的優點是比較容易執行，而且保護效果通常較好。但這種方式的問題是對於黏著劑的可交聯性的要求：為了進行交聯，需要有活性成分存在。但是第一個問題是活性成分可能會與(光電)電子組件的敏感部分(例如有機成分)產生反應，因而破壞這些敏感部分。第二個問題是，如果膠帶是在未交聯的狀態被塗到(光電)電子組件上，然後在要黏著時才照射輻射產生交聯，這將使(光電)電子組件的敏感部分曝露於輻射之下。

為了解決第一個問題，一種被考慮的解決方案是在有機層及黏著劑之間設置一個中間層。但是這樣做並不理想，因為這一方面會增加成本，另一方面也很難將中間層精確的定位在正確的位置，因而使封裝過程變複雜，而且這個中間層也可能對封裝的透明性造成不良影響。

本發明的目的是，在以膠帶封裝電子組件時避免會造成電子組件受損的程序。尤其是要避免膠帶的黏著劑中的侵害性成分造成的損害，及/或光化輻射(尤其是紫外線輻射)造成的間接及直接損害。此處所謂的直接損害是指輻射直接造成的損害，所謂間接損害是指因輻射的後續程序造成的損害，以及這些後續程序的產物造成的損害，例如因輻射形成的碎屑或自由基。為了達到上述目的，本發明提出之封裝方法使用的膠帶必須能夠避免電子組件易受損害的部分受到膠帶的有害成分及有害輻射的影響。

因此本發明係一種防止滲透物的封裝電子組件的方法，其方式是提供膠帶平面構成物，然後貼在要封裝的範圍，其中膠帶平面構成物含有至少一層可以光化輻射交聯的黏著劑。根據本發明，在貼上之前的第一個交聯步驟以光化輻射使膠帶平面構成物的僅部分範圍交聯，接著將膠帶平面構成物貼在要封裝的範圍，然後在另一個交聯步驟以光化輻射使膠帶平面構成物的另一個部分範圍交聯，其中該另一個部分範圍的尺寸不同於第一個交聯步驟的部分範圍。一種有利的方式是，該不同尺寸的範圍基本上是在第一個交聯步驟被照射光化輻射的部分範圍是相反的，也就是說該另一個部範圍就是在第一個交聯步驟中未被交聯的範圍。

本發明所稱的“電子組件”亦包括光電電子組件。也就是說在本文中使用的電子組件一詞亦包括光電電子組件。

光化輻射是指能夠引起黏著劑之交聯反應的高能量輻射(必要時可搭配使用適當的交聯劑)。電子輻射(ESH)、可見光(例如紫光)、以及尤其是紫外線等都是光化輻射。一種特別有利的方式是，是第一個交聯步驟及/或另一個交聯步驟是以紫外線引發交聯反應。

所謂“第一個交聯步驟”及”另一個交聯步驟”只是用來說明其在本發明中的順序，但是在語意上並不排除在這兩個交聯步驟之前、之間及/或之後尚有其他的交聯反應及/或其他的步驟的可能性。

一種非常有利的方式是以壓敏性黏著劑或熱活化黏著劑作為可被光化輻射交聯的黏著劑，而且最好是使用可紫外線交聯的壓敏性黏著劑或可紫外線交聯熱活化黏著劑，也就是能夠因照射紫外線引發交聯反應的黏著劑。

電子組件的封裝是將一個保護層或保護膜設置在要封裝的範圍上。保護層可以是用膠帶黏上去的一個獨立成分，也可以是被整合到膠帶中的一個成分，例如可以是膠帶的襯墊或另一個膠帶層，或是單層膠帶(黏著劑層)本身即具有保護功能。

保護層及/或保護膜是以對滲透物具有滲透阻隔作用的材料製成，尤其是對氧及/或氫具有滲透阻隔作用的材料。僅由黏著劑層構成的單層膠帶特別適於用來黏著這種保護層及/或保護膜。具有兩個位於外側的黏著劑層的雙層膠帶也可以用來黏著這種保護層及/或保護膜。

黏著劑層及/或襯墊層也可以具有阻隔滲透物的作用。

根據本發明的防止滲透物的封裝電子組件之方法的一種有利的實施方式，保護層及黏著劑都可以成為膠帶的組成部分。這種方式使膠帶的使用變得更容易，而且也能夠更均勻的被黏上去。

所謂膠帶平面構成物是指平面的膠帶段、沖裁過的膠帶段或是以其他任何方式剪裁過的膠帶段，而且可以是任何形狀(膠帶平面構成物可以是規則狀，例如圓形、矩形、正方形，也可以是不規則的形狀，可以是全面積的形狀，也可以是框形的形狀)。

一種特別有利的全面積膠帶平面構成物是其尺寸大於要封裝之範圍的尺寸，而且超出的程度使其能夠很好的黏著在位於下方的基板表面。

“膠帶”的一種實施方式是一種單面或雙面含有黏著劑的載體材料。載體材料包括所有的平面構成物，例如在二度空間中伸展的薄膜或薄膜段、長而窄的帶子、一段帶子、沖裁帶、多層配置帶。可以針對不同的應用將不同的載體(例如薄膜、織物、絨頭織物、紙)與黏著劑組合在一起。此外，“膠帶”也包括所謂的”無基材雙面膠帶”，也就是一種沒有載體的膠帶。無基材雙面膠帶是在使用之前先將黏著劑塗在具有離型層及/或抗黏著性特性的軟性襯料之間。無基材雙面膠帶的使用通常是先去除一層襯料，接著將黏著劑黏上去，然後再去除第二個襯料。可以用壓敏性黏著劑直接連結(光電)電子組件內的兩個表面。

除了具有兩個襯料的膠帶外，也可以使用只有一個可從雙面分開之襯料的膠帶。在這種情況下，膠帶軌道的頂面被雙面可分開的襯料的一個面覆蓋住，膠帶軌道的底面被雙面可分開的襯料的背面覆蓋住，尤其是被一個球或捲筒的一個相鄰的繞圈的背面覆蓋住。

在本發明中，較佳是以聚合物膜、複合薄膜、帶有或有機及/或無機層的薄膜或複合薄膜作為膠帶的載體材料。所有常用於製造薄膜的塑膠都可用來製造這種薄膜/複合薄膜，例如但並非限制為：聚乙烯、聚丙烯(尤其是經由單軸或雙軸拉伸產生的定向聚丙烯(OPP))、環烯烴共聚物(COC)、聚氯乙烯(PVC))、聚酯(尤其是聚對苯二甲酸乙二酯(PET)及聚2,6-萘二甲酸乙二酯(PEN))、乙烯-乙烯醇(EVOH)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚丙烯腈(PAN)、聚碳酸酯(PC)、聚醯胺(PA)、聚硫醚(PES)、聚醯亞胺(PI)。

載體也可以和有機或無機鍍膜或塗層結合在一起。有多種常用的方法可以達到這個目的，例如塗漆、壓印、蒸鍍、濺鍍、共擠壓、層壓等方法。例如但並非限制為：矽及鋁的氧化物或氮化物、氧化銦物(ITO)、溶膠-凝膠鍍膜。

這種薄膜/複合薄膜(尤其是聚合物膜)最好是具有對氧及水蒸氣的滲透阻隔作用，其中封裝區域對滲透阻隔的要求為WVTR<10^-1 g/(m²d)及OTR<10^-1 cm³/(m²d bar)。氧滲透率(OTR)及水蒸氣滲透率(WVTR)的測量應按照DIN 53380第3部分及ASTM F-1249的規定進行。氧滲透率的測量是在23℃及相對濕度50%的環境中進行。水蒸氣滲透率的測量是在37.5℃及相對濕度90%的環境中進行。然後再將測量結果標準化為50μm的薄膜厚度。

一種有利的方式是將薄膜/複合膜製造成透明狀，以便使這種黏著物的整個結構都是透明的。此處所謂的”透明”是指可見光的平均透過率至少達到75%、或最好是高於90%。

本發明的方法包含至少兩個交聯步驟，也就是至少包含第一個交聯步驟及另一個交聯步驟。在這兩個交聯步驟的每一個交聯步驟中，膠帶平面構成物都只有部分範圍被交聯。特別是可以利用掩模將不需交聯的膠帶範圍蓋住，以達到部分交聯的目的。根據本發明的一種有利的實施方式，在第一個交聯步驟中以對光化輻射(尤其是紫外線輻射)具有遮蔽作用的掩模將膠帶在這個交聯步驟中不應發生交聯反應的範圍蓋住，及/或在另一個交聯步驟中以對光化輻射(尤其是紫外線輻射)具有遮蔽作用的掩模將膠帶在這個交聯步驟中不應發生交聯反應的範圍(尤其是已在第一個交聯步驟被交聯的範圍)蓋住。在正常情況下，在另一個交聯步驟結束後，整個膠帶段至少已接受過一次輻射照射。

在第一個交聯步驟及另一個交聯步驟之間將部分交聯的膠帶黏在(光電)電子組件上。根據一種特別有利的實施方式，在另一個交聯步驟使用的遮蔽掩模在被放到膠帶上之後，其形狀及/或尺寸至少能夠將位於膠帶之下的(光電)電子組件對黏著劑之反應性成分及/或間接或直接對光化輻射(尤其是紫外線輻射)敏感的範圍全部蓋住。

本發明之方法的特徵是至少分兩階段進行交聯，尤其是使用兩個掩模。一種特別有利的方式是，在黏著膠帶之前(也就是將膠帶黏在要封裝的範圍上之前)，先以光化輻射(較佳是紫外線輻射)使膠帶在下一個步驟中將會與對黏著劑之反應性成分及/或對光化輻射敏感的範圍(例如有機層)接觸的範圍交聯。因此所使用的掩模的開口較佳是能夠與要保護的位置(也就是敏感範圍)適配，這樣在放上掩模之後，只有第一個交聯步驟希望發生交聯反應的膠帶範圍會被交聯。

下一個步驟是將膠帶黏在要封裝的基板上，使膠帶已交聯的範圍正好位於敏感範圍的上方。由於在之前的交聯反應中，反應性成分在膠帶的這個交聯範圍已反應完畢，因此不會再對(光電)電子組件造成損害。交聯範圍的面積也可以是大於敏感範圍的面積。因為在考量壓層過程的配合精度之公差的情況下，這樣做可以使膠帶置於敏感範圍上方的作業變得更可靠。

如果保護層並未整合到膠帶中，此時即可將保護層置於膠帶上，並與膠帶黏在一起。如果是使用壓敏性膠帶，則膠帶本身的黏著性即可使保護層與膠帶黏在一起，如果是使用熱活化膠帶，則可透過加熱(輸入熱能)使保護層與膠帶黏在一起。由於膠帶的未交聯範圍仍然是軟的，因此在保護層上仍具有很好的流動性，因此能夠產生有效的黏著。

在下一個交聯步驟將第二個掩模放上去，使輻射能夠照射到膠帶尚未被交聯的範圍，以及將已交聯的範圍蓋住，其中尤其是將(光電)電子組件的敏感範圍蓋住。接著以光輻射(尤其是紫外線輻射)引發交聯反應，其中(光電)電子組件的敏感範圍因為受掩模的保護而不會受損。

本發明的方法可以連續進行。根據本發明的方法的一種實施方式，使用(至少)兩個輻射單元(其中一個是紫外線輻射器或兩個都是紫外線輻射器)，其中一個輻射單元負責引發第一個交聯步驟的交聯反應，另一個輻射單元負責引發另一個交聯步驟的交聯反應。在每一個輻射單元之前都有一個按照前面所述之要求設計的掩模。這些輻射單元的輻射強度及/或輻射特性可以是相同的，也可以是不同的。

將膠帶平面構成物個別(例如捲繞在如滾筒之類的近似無限長的載體上)依次(或是成組)移到第一個輻射單元之下，並透過掩膜使其部分交聯，然後黏在要封裝的(光電)電子組件上，接著將(光電)電子組件個別放到一個導軌上，讓這些黏有膠帶平面構成物的(光電)電子組件依次(或成組)移到第二個輻射單元之下，並透過掩膜進行另一個交聯步驟。

所使用的黏著劑(較佳是壓敏性黏著劑)含有：(a)至少一種共聚物，此種共聚物至少含有作為共聚單體物種的異丁烯或丁烯及至少一種軟化溫度大於40℃的被假想為均聚物的共聚單體物種；(b)至少一種至少部分氫化的黏性樹脂；(c)至少一種活性樹脂，其軟化溫度低於40℃，或較佳是低於20℃。

非晶形材料的軟化溫度相當於玻璃轉換溫度，(半)晶形材料的軟化溫度相當於熔化溫度。

壓敏性黏著劑的最大特徵是具有永久黏性及撓曲性。具有永久黏性的材料必須在任何時候都具有附著性及內聚性的適當組合。為了達到良好的黏合特性，必須將壓敏性黏著劑的附著性及內聚性調整到理想的平衡狀態。

較佳是以壓敏性黏著劑作為黏著劑，壓敏性黏著劑是一種黏彈性材料，在室溫乾燥狀態下具有永久黏性，而且始終保持在可黏著的狀態。使用時只需輕輕施壓即可使壓敏性黏著劑幾乎黏著在任何基板上。

根據一種有利的實施方式，黏著劑所含之共聚物為統計共聚物、交變共聚物、嵌段共聚物、星形共聚物、及/或接枝共聚物，重量平均分子量Mw為300.000g/mol或更低、或最好是200.000g/mol或更低。由於較低的分子量有助於改善可加工性，因此較佳是使用分子量較低的共聚物。根據另一種有利的實施方式，黏著劑所含之共聚物為嵌段共聚物、星形共聚物、及/或接枝共聚物，其具有至少一個軟化溫度低於-20℃的第一聚合物嵌段(“軟嵌段”)，以及至少一個軟化溫度低於高於+40℃的第二聚合物嵌段(“硬嵌段”)。

軟嵌段較佳是非極性結構，且較佳是含有丁烯或異丁烯作為均聚物嵌段或共聚物嵌段，其中共聚物嵌段較佳是與本身、彼此、或其他(特佳是)非極性共聚物共聚化。例如(部分)氫化的聚丁二烯、(部分)氫化的聚異戊二烯、及/或聚烯烴都是適當的非極性共聚物。

硬嵌段較佳是由苯乙烯、苯乙烯衍生物、及/或其他芳香族或(環)脂肪族碳氫化合物單體構成。

一種特別有利的實施方式是共聚物同時含有以上描述之軟嵌段及硬嵌段。

一種有利的方式是，該至少一個嵌段共聚物是一種三嵌段共聚物，也就是由兩個尾端硬嵌段及一個中間軟嵌段構成的三嵌段共聚物。此外，也可以是雙嵌段共聚物，或是三嵌段共聚物及雙嵌段共聚物的混合物。

本發明的黏著劑含有至少一種至少部分氫化的黏性樹脂，而且最好是有摻入共聚物及/或由硬嵌段及軟嵌段構成的共聚物的黏性樹脂，其中主要是與軟嵌段相容(軟性樹脂)。

一種有利的方式是，這種黏性樹脂的黏性樹脂軟化溫度高於25℃。

例如以下的樹脂均可作為添加到壓敏性黏著劑中的樹脂：以松香及松香衍生物為基的未氫化、部分氫化、或完全氫化的樹脂、雙環戊二烯的氫化聚合產物、以C₅-,C₅/C₉-或C₉-單體流為基的未氫化、部分氫化、選擇性氫化、或完全氫化的烴樹脂、以α-蒎烯及/或β-蒎烯及/或δ-苧烯為基的多萜樹脂、純C₈-及C₉-芳香物的氫化聚合產物。以上提及的黏性樹脂均可單獨或與其他黏性樹脂混合使用。

在室溫中為固態及液態的樹脂均可使用。為了確保具有很好的抗老化及紫外線穩定性，應使用氫化度至少90%、或最好是至少95%的氫化樹脂。

此外，DACP值(diacetone alcohol cloud point，二丙酮醇濁點)高於30℃及MMAP值(mixed methylcyclohexane aniline point，混合甲基環己酮苯胺點)高於50℃的非極性樹脂，尤其是DACP值高於37℃及MMAP值高於60℃的非極性樹脂，也是很好的選擇。樹脂的DACP值及MMAP值是描述其在特定溶劑中的溶解度。選擇這個範圍的DACP值及MMAP值，可以達到特別高的滲透阻隔作用，尤其是對水蒸氣的滲透阻隔作用。

較佳為黏著劑還含有至少一種用於輻射化學交聯及(視情況)熱交聯的活性樹脂，其軟化溫度低於20℃。此種活性樹脂較佳是以脂肪族或環脂肪族成分為基。

活性樹脂主要是環醚，例如較佳是環氧化物(也就是具有至少一個環氧乙烷基的化合物)或環氧丙烷。也可以使用丙烯酸酯樹脂及甲基丙烯酸酯樹脂作為活性樹脂。此處提及的活性樹脂僅是受輻射影響會活化之物質的例子。

黏性樹脂軟化溫度的測定是根據相關的方法學進行，此種被稱為環與球法的方法是按照ASTM E28的規定制定的標準化方法。

利用Herzog公司生產的環與球自動測定儀HRB 754測定黏性樹脂軟化溫度。首先將樹脂樣品磨成粉狀。接著將樹脂粉末放入底部有開口的黃銅量筒(量筒上部內徑20mm，量筒底部開口直徑16mm，量筒高度6mm)，然後放到加熱台上使其熔化。裝到量筒中的粉末量要達到樹脂在熔化後將量筒整個填滿的程度。

將所產生的試體及量筒一起放到HRB 754的試體固定架上。如果黏性樹脂軟化溫度在50℃至150℃之間，應使用加滿甘油的回火槽。如果黏性樹脂軟化溫度低於這個範圍，可使用水浴。試驗的直徑9.5mm，重量3.5g。按照HRB 754的程序，將試驗球置於回火槽內的試體上方，置於試體上。在量筒底部下方25mm處設有一個承接盤，承接盤上方2mm處設有一個光柵。在測量過程中以5℃/min的速度升高溫度。到達樹脂軟化溫度的溫度範圍時，試驗球開始移動通過量筒的底部開口，直到停在承接盤上為止。試驗球在這個位置被光柵偵測到，並記錄回火槽在這個時間點的溫度。進行兩次測定。取兩次測定的平均值作為黏性樹脂軟化溫度。

共聚物、硬嵌段及軟嵌段、以及未硬化之活性樹脂的軟化溫度是以”差示掃描卡計分析法”(DSC)按照DIN 53765：1994-03的規定測定。加熱曲線是以10K/min的加熱速度變化。將樣品放在帶有有孔鍋蓋及充滿氮氣的鋁製坩鍋內測量。計算出第二條加熱曲線。非晶形材料出現的是玻璃轉換溫度，(半)晶形材料出現的是熔化溫度。從溫度自記曲線的階段可以看出玻璃轉換。溫度自記曲線的峰值就是玻璃轉換溫度。出現最高反應熱的溫度就是熔化溫度。

此外，黏著劑的配方還含有至少一種紫外線引發劑，尤其是用於陽離子硬化或自由基硬化的紫外線引發劑。較佳是含有小於350nm及有利地大於250nm之吸收的光引發劑。以下均為用於陽離子紫外線硬化的適當的引發劑：三芳基鋶六氟銻鹽、三芳基鋶六氟硼酸鹽、三芳基鋶六氟磷鹽、二芳基錪六氟銻鹽、二芳基錪六氟硼酸鹽、二芳基錪六氟磷鹽，其中陰離子通常經過全氟化或帶有全氟芳基置換物。參(三氟甲磺醯基)甲基化物同樣亦適用於陰離子。

以下是用於自由基硬化的光引發劑的例子：I型光引發劑，也就是所謂的α-分裂劑(例如安息香衍生物及苯乙酮衍生物)、芐基縮酮、或醯基膦氧化物，II型光引發劑，也就是所謂的氫吸收劑，例如苯酮衍生物及某些醌、二酮及噻吨酮。此外，也可以用三吖嗪引發自由基反應。

以下均為有利的I型光引發劑的例子：安息香、安息香醚(例如安息香甲基醚，安息香異丙基醚，安息香丁基醚，安息香異丁基醚)、甲基安息香衍生物(例如羥甲基安息香丙基醚)、4-苯甲醯基-1,3-二氧戊環及其衍生物、芐基縮酮衍生物(例如2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮或2-苯甲醯基-2-苯基-1,3-二氧戊環)、α,α-二烷氧基苯乙酮(例如α,α-二甲氧基苯乙酮及α,α-二乙氧基苯乙酮)、α-羥基烷基苯酮(例如1-羥基環己苯基酮，2-羥基-2-甲基-1-苯基丙酮及2-羥基-2-甲基-1-(4-異丙基苯基)-丙酮，4-(2-羥基乙氧基)-苯基-2-羥基-2-甲基-2-丙酮及其衍生物)、α-氨基烷基酮(例如2-甲基-1-[4-(甲基硫基)-苯基]-2-嗎啉代丙-2-酮及2-苯甲基-2-二甲基氨基-1-(4-嗎啉代苯基)-丁-1-酮)、醯基膦氧化物(例如2,4,6-三甲基苯醯二苯基醯基膦氧化物及乙基-2,4,6-三甲基苯醯苯基亞膦酸鹽，O-醯基-α-肟基酮)。

以下均為有利的II型光引發劑的例子：苯酮及其衍生物(例如2,4,6-三甲基苯酮或4,4’-貳-(二甲基氨基)-苯酮)、噻吨酮及其衍生物(例如2-異丙基噻吨酮及2,4-二乙基噻吨酮)、氧雜蒽酮及其衍生物、蒽醌及其衍生物。

一種特別有利的方式是合併使用II型光引發劑與含氮的共引發劑(也就是所謂的胺增效劑)。在本發明中較佳是合併使用叔胺。另一種有利的方式是合併使用II型光引發劑及氫原子供應劑。例如含有氨基的基材。以下是胺增效劑的若干例子：甲基二乙醇胺、三乙醇胺、乙基-4-(二甲基胺基)-苯甲酸鹽、2-n-丁氧基乙基-4-(二甲基胺基)-苯甲酸鹽、2-乙基己基-4-(二甲基胺基)-苯甲酸鹽、2-(二甲基胺基苯基)-乙酮、以及不飽和且可共聚的叔胺、(甲基)丙烯酸酯化胺、以聚酯或聚醚為基的不飽和胺改性寡聚物及聚合物、胺改性的(甲基)丙烯酸酯。

此外，亦可使用可聚合的I型及/或II型光引發劑。

根據本發明，也可以使用不同的I型及/或II型光引發劑的任意組合。

較佳是使用顏色及氣味均較淡的光引發劑。

可以在黏著劑中添加常用的添加物，例如抗臭氧化劑、抗氧化劑、光防護劑等防老化劑。

以下是常用的黏著劑添加物：-- 塑化劑(例如軟化油)，或低分子液態聚合物(例如低分子聚丁烯)；-- 一次抗氧化劑，例如空間位阻酚；-- 二次抗氧化劑，例如亞磷酸鹽或硫醚；-- 製程穩定劑，例如C游離基補捉劑；-- 光防護劑，例如紫外線吸收劑或空間位阻胺；-- 加工輔助劑；-- 晶格添加劑；-- 增黏劑；-- 終端嵌段強化樹脂；及/或-- 視情況的尤其具有彈性體性質的其他聚合物；其他可用的彈性體包括以純碳氫化合物為基的彈性體，例如不飽和聚二烯烴、天然或合成的聚異戊二烯或聚丁二烯、化學上趨近飽和的彈性體，例如飽和乙烯-丙烯-共聚物、α-烯烴聚合物、聚異丁烯、丁基橡膠、乙丙橡膠，以及化學官能基化的烴，例如含鹵素、含丙烯酸酯、含烯丙基、或含乙烯醚的聚烯烴。

EP 1 743 928 A1有揭示其他適當且有利的彈性體。

黏著劑並非一定要添加以上提及之任何添加劑或添加劑的組合，即使不含任何添加劑，黏著劑仍可發揮功能。

本發明的方法也可以使用其他的紫外線硬化黏著劑系統。例如US 2006/100299 A1、EP 1 418 912 A1及US 2009/026934 A1均有揭示其他的黏著劑系統。熟習該項技術者均知以下提及的黏著劑系統都僅供舉例之用，並非已包括所有可能的黏著劑系統。

(光電)電子組件的電子結構對紫外線通常缺乏足夠的抵抗力。因此一種非常有利的方式是使壓敏性黏著劑具有紫外線(UV)阻隔性。此處所謂的”紫外線阻隔性”是指相應波長範圍之光線的平均透過率最多20%、最多10%、或最好是最多1%。根據一種有利的實施方式，壓敏性黏著劑對波長範圍320nm至400nm(UVA輻射)的光線具有紫外線阻隔性、更佳是對波長範圍280nm至400nm(UVA及UVB輻射)的光線具有紫外線阻隔性、或最好是對波長範圍190nm至400nm(UVA、UVB及UVC輻射)的光線具有紫外線阻隔性。

在日光直接照射下使用具有敏感且已封裝的功能元件的最終產品時，即可顯現紫外線阻隔作用。紫外線硬化則是由較大的光強度產生，而且不會受到紫外線阻隔劑太大的影響。

在壓敏性黏著劑中加入紫外線阻隔劑或適當的填充料可使壓敏性黏著劑具有紫外線阻隔作用。例如可以用HALS(阻隔胺光穩定劑)、Tinuvin(製造商：BASF公司)或苯駢咪唑衍生物作為紫外線阻隔劑。二氧化鈦(最好是奈米級的二氧化鈦)是一種很適當的填充料，原因是加入二氧化鈦亦有助於保持壓敏性黏著劑對可見光的透明性。

黏著劑中的芳香族成分，例如彈性體(尤其是苯乙烯或其他芳香族單體)或活性樹脂中的芳香族成分，也能夠產生有利外線阻隔作用。

紫外線阻隔劑並非一定需要，即使不含紫外線阻隔劑，黏著劑仍可發揮功能。

最好是以奈米級填充料及/或透明填充料作為黏著劑的填充料。此處所謂的奈米級填充料是指至少有一邊的最大長度大約是100nm(或最好是10nm)的填充料。一種特別有利的方式是使用具有片狀結晶結構及在均勻分佈時縱橫尺寸比很高的透明填充料。具有片狀結晶結構及縱橫尺寸比遠大於100之填充料的厚度通常只有若干nm，但是晶粒的長度或寬度可能會大到若干μm。這種填充料也被稱為奈米微粒。填充料的小尺寸粒狀結構對於壓敏性黏著劑的透明性是非常有利的。

透過上述填充料的協助可在黏著劑基質內形成迷宮式的結構，因此使氧及水蒸氣的擴散路徑變長到使其透過黏著劑層的滲透率變低的程度。為了提高這些填充料在壓敏性黏著劑基質內的分散性，可以用有機化合物對填充料進行表面改良。例如US 2007/0135552A1及WO 02/026908A1有關於使用這種填充料的說明。

本發明的另外一種有利的實施方式使用的填充料能夠與氧及/或水蒸氣產生特殊的交互作用。滲入(光電)電子組件的氧或水蒸氣會與這種填充料產生化學或物理結合。這種填充料也被稱為”吸氣劑”、”脫氧劑”、”乾燥劑”、或”吸收劑”。以下是這種填充料的若干例子(但並非限制)：可氧化的金屬、鹵化物、鹽、矽酸鹽、氧化物、氫氧化物、硫酸鹽、亞硫酸鹽、金屬及過渡金屬的碳酸鹽、過氯酸鹽及活性碳，包含其改良。例如氯化鈷、氯化鈣、溴化鈣、氯化鋰、氯化鋅、溴化鋅、二氧化矽(矽膠)、氧化鋁(活性鋁)、硫化鈣、硫化銅、二硫亞磺酸鈉、碳酸鈉、碳酸鎂、二氧化鈦、膨土、微晶高嶺石、矽藻土、沸石、以及鹼金屬/鹼土金屬的氧化物(例如氧化鋇、氧化鈣、氧化鐵、氧化鎂)、碳奈米管。此外，也可以使用有機吸收劑，例如聚烯烴-共聚物、聚胺-共聚物、PET-共聚物、或其他以混成聚合物為基的吸收劑(大部分與催化劑合併使用，例如鈷)。其他有機吸收劑還包括輕度交聯的聚丙烯酸、抗壞血酸鹽(Ascorbate)、葡萄糖、五倍子酸、不飽和脂肪及油。

為了盡可能使填充料達到很好的阻隔作用，填充料的含量不應過低。填充料的含量至少應有5重量%、更佳為10重量%、或最好是至少有15重量%。典型的作法是在不會使黏著劑之黏著力降低過多或損及黏著劑之其他特性的前提下，盡可能提高填充料的含量。視填充料的種類而定，填充料的含量可以大於40重量%至最高70重量%。

此外，應盡可能使填充料分佈均勻及盡可能具有最大的表面積。這樣做可以提高填充料的效能及吸收能力，因此奈米級填充料在這方面具有特別的優勢。

黏著劑並非一定要添加以上提及之任何填充料或填充料的組合，即使不含任何填充料，黏著劑仍可發揮功能。

第1圖：硬化步驟1

第2圖：加上部分硬化的黏著劑層

第3圖：硬化步驟2

Claims

一種防止滲透物的封裝電子組件的方法，其方式是提供膠帶平面構成物，然後貼在要封裝的範圍，其中膠帶平面構成物含有至少一層可以光化輻射交聯的黏著劑，該方法的特徵為：在貼上之前的第一個交聯步驟以光化輻射使膠帶平面構成物的僅部分範圍交聯，接著將膠帶平面構成物貼上，在貼上之後的另一個交聯步驟以光化輻射使膠帶平面構成物之不同於第一個交聯步驟的部分範圍之範圍交聯。
如申請專利範圍第1項的方法，其中該不同於第一個交聯步驟的部分範圍之範圍係在第一個交聯步驟中未被交聯的範圍。
如前述申請專利範圍中任一項的方法，其中該黏著劑是一種壓敏性黏著劑或熱活化黏著劑。
如前述申請專利範圍中任一項的方法，其中該黏著劑是一種可紫外線交聯的黏著劑。
如申請專利範圍第4項的方法，其中第一個交聯步驟及/或另一個交聯步驟是以紫外線輻射引發交聯反應。
如前述申請專利範圍中任一項的方法，其中在第一個交聯步驟中以對光化輻射具有遮蔽作用的掩模將膠帶在這個交聯步驟中不應發生交聯反應的範圍蓋住。
如前述申請專利範圍中任一項的方法，其中在另一個交聯步驟中以對光化輻射具有遮蔽作用的掩模將膠帶在第一個交聯步驟中已被交聯的範圍蓋住。
如前述申請專利範圍中任一項的方法，其中另一個交聯步驟使用的遮蔽掩模的尺寸至少能夠將電子組件之間接或直接對紫外線輻射敏感的範圍蓋住。