TWI493004B - 封裝電子零件之方法 - Google Patents

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Description

封裝電子零件之方法
本發明係一種具有申請專利範圍第1項之特徵的封裝電子零件之方法，以及具有如申請專利範圍第5項之特徵的以一種黏著材料封裝電子零件的應用方式。
(光電)電子零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)電子零件即將被引進市場。這種零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零件製作成硬性或軟性的零件，其中尤以對軟性零件的需求愈來愈大。製造這種零件的方法很多，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 impact 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膜完成。
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：電泳或電色譜構造物或顯示器、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、發光的電化學光電元件(LEEC)、有機太陽能電池、色素太陽能電池或聚合物太 陽能電池、無機太陽能電池、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、有機電路元件、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，如何使(光電)電子零件具有夠長的使用壽命及足夠的功能是一個很大的技術挑戰，對有機(光電)電子學的領域而言，尤其重要的是如何保護零件中的元件免於受到滲透物的影響。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)電子學領域的許多(光電)電子零件(尤其是有機原料的使用)對水蒸氣及氧都非常敏感，對許多零件而言，其中又以水或水蒸氣滲入造成的問題最大。因此有必要經由封裝在電子零件的使用壽命期間保護電子零件，否則將會對電子零件在使用期間的效能造成不良影響，例如組成元件的氧化可能會在很短的時間內使電致發光燈(EL燈)或有機發光二極體(OLED)的發光強度、電泳顯示器(EP顯示器)的對比度或是太陽能電池的效能大幅降低。
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)電子零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、易於使用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零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。對非軟性的構造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零件的厚度變得相當大。軟性零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造物。可以針對不同的應用選擇不同的基板，例如薄膜、編織物、絨頭織物、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)電子零件封裝用黏著材料需具備氧及水蒸氣的滲透率很低、以及在零件上有良好的黏著性及流動性等特性。在零件上的黏著性太小會降低在交界面的阻隔作用，因此不論黏著材料具有何種特性，氧及水蒸氣都可能滲入。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引起特定的作用。
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，不吸濕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。這種材料非常不吸濕(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。
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；US4051195 A；US4552604 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零件的邊緣黏著，但亦可應用在半軟性零件的邊緣黏著。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)可能會對零件的電子結構造成損害，導致產品中的零件難以與其他零件溝通。必須很費事的將黏著劑塗在電子零件的每一個組成元件上。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90℃，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元件並以透明聚合物膜(或聚合物膜與無機膜的複合物)封裝的軟性零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零件承受長時間的熱負荷。但是輻射會對電子零件造成短時間的點狀加熱，因為除了紫外線外，通常還會有很高比例的紅外線輻射。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)。這些問題可能源自其所含的揮發成分、光起動劑的裂解產物、或感光劑的裂解產物。此外，零件還必須能夠讓紫外線通過。
下列專利有揭示其他以彈性體為基的可輻射硬化黏著劑：WO 2006/107748揭示一種以不同的化學成分(主要是丙烯酸酯及丙烯酸酯改性的彈性體)製成的應用於光電元件之黏著的可輻射硬化黏著劑，其中為了改善對水 蒸氣的阻隔作用還添加了吸水劑。
WO 2007/111607揭示另外一種具有類似化學成分的可輻射硬化黏著劑，尤其是含有丙烯酸酯改性的聚異丁烯的黏著劑。
雖然可輻射硬化黏著劑能夠改善彈性不足的缺點，但是仍然具有前面提及之活性液態黏著劑的其他所有缺點。
由於有機電子零件的成分及其含有的許多聚合物都對紫外線非常敏感，因此必須採取適當的保護措施，例如加設保護膜，才能以紫外線對電子零件進行較長時間的照射。經過紫外線硬化後，即可為紫外線硬化黏著系統加設保護膜，這樣做的缺點是會使製造過程變得更加複雜，以及增加零件的厚度。
另外一種已知的方法是使用封裝電子元件用的壓敏黏著膠帶(例如US 2006/0100299 A1，WO 2007/087281 A1，US 2005/0227082，DE 102008047964，DE 102008060113)。
US 2006/0100299A1提出一種封裝電子元件用的紫外線硬化壓敏黏著膠帶。這種壓敏黏著膠帶含有的黏著材料的主要成分是一種軟化溫度高於60℃的聚合物、一種軟化溫度低於30℃的可聚合環氧樹脂以及一種光起動劑。其中該聚合物可以是聚氨基甲酸酯、聚異丁烯、聚丙烯氰、聚氯亞乙烯、聚(甲基)丙烯酸酯、聚酯或丙烯酸酯。除此之外還可以含有黏性樹脂、軟化劑或填充料。
丙烯酸酯材料對紫外線及多種化學藥劑具有很好的 抵抗能力，但是對不同的基板的黏著力有非常大的差異。例如對極化基板(例如玻璃或金屬)的黏著力很大，但是對非極化基板(例如聚乙烯或聚丙烯)的黏著力則很小。另外一個缺點是交界面發生擴散滲透的可能性很高。此外這種材料的極性很強，即使經過交聯後，被水蒸氣滲透的傾向仍然很強。如果有加入可聚合環氧樹脂還會使這種傾向更為明顯。
US 2006/0100299提出的壓敏黏著材料具有易於使用的優點，但是同樣有光起動劑可能產生裂解產物、會被紫外線透過、以及硬化後撓曲性會變差等缺點。此外，由於對維持黏性及內聚性所需的環氧樹脂或其他交聯劑的含量很低，因此能夠達到的交聯密度會比液態黏著劑能夠達到的交聯密度低很多。
WO 2007/087281 A1提出一種用於電子零件(尤其是OLED)的以聚異丁烯(PIB)為基的透明軟性壓敏黏著膠帶，其中聚異丁烯的分子量大於500000g/mol，另外還含有一種氫化環狀樹脂。另外還可以選擇性的加入一種光聚合樹脂及光起動劑。
由於極性很小，因此以聚異丁烯為基的黏著材料對水蒸氣具有很好的阻隔作用，但由於分子量很大，因此內聚性相當差，以致於在較高的溫度下其抗剪強度通常較低。低分子成分所佔的比例不能任意降低，否則黏著力會明顯下降，同時交界面的滲透會變大。因為黏著材料的內聚性很差而加入很高比例的功能性樹脂會使黏著材料的極性變大，因而溶解項也跟著變大。
DE 102008047964揭示的阻隔黏著材料是以苯乙烯嵌段共聚物及盡可能氫化及相應氫化的樹脂為基。
透過在嵌段共聚物內形成至少兩個區域，使這種阻隔黏著材料在室溫中具有很好的內聚性，以及更好的阻隔特性。
和液態黏著劑不同的是，由於高分子聚合物的關係，為了使壓敏黏著膠帶達到良好的交聯及很好的黏著在表面上，通常需要一定的時間、足夠的壓力以及在黏性成分及彈性成分之間取得良好的平衡等條件。此外，壓敏黏著材料，尤其是以聚丁烯為基的黏著材料及以苯乙烯嵌段共聚物為基的壓敏黏著材料，還有一個很大的缺點：在潮濕及溫暖的環境存放時，兩個黏著在一起的帶有阻隔層的薄膜之間，例如兩個黏著在一起的帶有SiOx塗層的PET膜(例如應用於有機太陽能電池)之間，會產生很多氣泡。即使預先將薄膜及/或黏著材料弄乾燥，也不能阻止氣泡的產生。
此外，先前技術還包括一種在電子零件中作為轉移黏著材料用的沒有阻隔特性的壓敏黏著材料(WO 03/065470 A1)。這種黏著材料含有一種功能性填充料，該填充料會與電子零件內的氧或水蒸氣發生反應。例如一種簡單的方式是在電子零件內加入一種脫氧劑。對電子零件的向外封裝則使用另外一種低滲透性的黏著劑。
另外一種已知的封裝電子元件用的黏著材料是熱熔黏著材料。此類黏著材料主要是乙烯共聚物，例如乙烯-醋酸乙酯(EEA)、乙烯-丙烯酸(EAA)、乙烯-丙烯酸丁酯 (EBA)、乙烯丙烯酸甲酯(EMA)。以矽晶圓為基的太陽能模組的封裝通常是使用交聯的乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)共聚物。在封裝製程中，交聯反應是在高壓及溫度高於120℃的條件下進行。對許多以有機半導體為基或薄膜法製成的(光電)電子零件而言，這個製程中的高溫或壓力造成的機械負荷是不利的。JP2002260847也將這個製程用於有機發光二極體的封裝。
US5488266、WO2008/036707 A2、WO 2003/002684、JP2008004561、JP2005298703、US20040216778等專利均有揭示其他以嵌段共聚物或官能基化聚合物為基的交聯或未交聯的熱熔黏著材料。
此外，WO 2009/085736揭示一種用於太陽能電池之邊緣封裝的熱熔黏著劑，此種熱熔黏著劑有添加乾燥劑。例如可以用聚異丁烯及丁烯-[1]共聚物作為這種黏著劑的基本聚合物。某些特定的實施方式是使用交聯的聚合物。該專利有提及WVRT為3g/m2 *d，但是並未說明塗層厚度是多少。使用時是將熱熔黏著劑熔化成液態，並在160℃的溫度中加工。
US 4633032也有提出類似的產品。該專利建議以熱熔異丁烯橡膠(例如PIB)對太陽能模組進行邊緣封裝，但是並未詳細說明這種熱熔異丁烯橡膠的成分。
先前技術使用的熱熔黏著材料的缺點是：沒有交聯時，阻隔作用很小(尤其是對氧的阻隔作用)，而且在高溫時，黏著材料的內聚性會大幅降低。因此提高了將零件存放在潮濕及溫暖之環境中產生氣泡的危險性。如果 加熱使黏著材料交聯，所需的加熱溫度可能會導致電子零件受損。可輻射交聯的熱熔黏著材料也有相同的缺點，因為輻射可能會造成電子材料受損，而且電子零件需具有一定程度的輻射透明性。
此外，以上提及的熱熔黏著劑有許多並非塗佈在易於加工的平面基材上，而是必須先以120℃以上的溫度熔化成液態，才能使用。
本發明的目的是提出一種封裝電子零件的方法，以阻隔滲透，尤其是阻隔水蒸氣及氧的滲透，此種方法需易於執行，同時又要能夠達到良好的封裝效果，而且用於黏著兩個帶有阻隔層的聚酯膜及存放在85℃及相對濕度85%的環境中都不能有氣泡產生。此外，還要透過使用適當的黏著材料(尤其是軟性黏著材料)延長(光電)電子零件的使用壽命。
本發明提出之具有申請專利範圍第1項之特徵的方法可以解決前面提及的問題。申請專利範圍第5項及第24項的內容是附帶的解決方案。其他附屬申請專利項目的內容為本發明之各種有利的實施方式及改良方式。
本發明之主申請專利項目係一種封裝電子零件以阻隔滲透的方法，這種方法是使用一種以酸或酸酐改性之乙烯芳香族嵌段共聚物為基的至少部分交聯熱熔黏著材料，並將電子零件上需要封裝的部位塗覆此種熱熔黏著材料及/或以此種熱熔黏著材料圍繞住。
在本發明中所謂的滲透是指化學物質(例如原子、離 子、分子，…)能夠滲入零件或組件，尤其是電子或光電零件或組件，且可能導致，其功能障礙。這些化學物質可以是透過零件或組件的外殼或外罩滲入，尤其是透過外殼或外罩的開口或接縫、黏著處、焊接處。此處所謂的外殼或外罩是指將零件整個或部分圍繞住，且除了機械功能外還具有保護功能的外殼或外罩。
在本發明中所謂的滲透特別是指低分子量有機或無機化合物的滲入，尤其是指氫(H2 )、氧(O2 )及水(H2 O)的滲入。滲入物的形式可能是氣態或蒸氣。
本發明之各種實施方式均與解決滲透問題有關。
作為本發明之基礎的第一個認知是，在使用交聯的熱熔黏著材料之前，可以利用熱封印法對其進行進一步的加工，使其發展出足夠的附著力，以便對電子零件進行有效的封裝。證據顯示，以乙烯芳香族嵌段共聚物為基的至少部分交聯熱熔黏著材料特別適用封裝電子零件之用。因此本發明提出一種以可交聯之乙烯芳香族嵌段共聚物為基的熱熔黏著材料，並將此種黏著材料加熱塗覆在電子零件上需要封裝的部位。視熱熔黏著材料的配置而定，有時連後續處理步驟都可省略。
以乙烯芳香族嵌段共聚物為基的熱熔黏著材料是指一種嵌段共聚物至少佔40%(重量百分比)、或最好是至少佔55%(重量百分比)的熱熔黏著材料。
所謂至少部分交聯是指，可供交聯之用的化學基至少一部分真正有被用於交聯。
本發明所稱的封裝不只包括以黏著材料將(光電)電 子零件整個封住，而是也包括將黏著材料塗覆在(光電)電子零件上需要封裝的部分區域，例如單面塗覆或將電子結構的邊緣封住。
經由選擇熱熔黏著材料的成分及因乙烯芳香族嵌段共聚物的非極性嵌段造成的低極性，以及由此產生之擴散係數的低溶解項S，可達到如水蒸氣及氧(尤其是水蒸氣)等滲透物之低滲透率。由於在嵌段共聚物內部至少形成兩個區域，因此除了具有更好的內聚性外，同時還具有更好的阻隔特性。這種區域的形成常被稱為“物理性交聯”，但在本發明中不應與“交聯”混為一談。經由相應的化學改性及/或其他的成分(將在後面說明)，可以根據(光電)電子零件的要求，藉由交聯反應，而將該些特性有利地調整以滿足該些要求，其中至少有部分交聯是在熱熔黏著材料被塗覆之前就已經發生。
相較於壓敏黏著材料，本發明的優點是同時結合以下的特性：對氧及水蒸氣(尤其是水蒸氣)具有很好的阻隔作用、在不同基板上都能夠形成良好的交界面黏著、以及良好的內聚性，即使因為下面描述的交聯反應使溫度高於乙烯區域的軟化範圍，亦具有這些優點；相較於液態黏著劑，本發明的優點是具有更好的撓曲性，而且更易於應用在(光電)電子零件的黏著及封裝。相較於其他的熱熔黏著材料，本發明之熱熔黏著材料在相同的耐熱性下具有較低的使用溫度。視熱熔黏著材料的實施方式而定，以交聯的乙烯芳香族嵌段共聚物為基的黏著材料對化學藥劑及環境影響都具有很好的耐受性。此外， 某些特定實施方式的黏著材料是透明的，由於這種黏著材料幾乎可以讓入射光或射出光完全透過，因此可以應用於對這方面有特殊要求的(光電)電子零件。
以交聯的芳香族嵌段共聚物為基的熱熔黏著材料的特徵是除了具有很好的加工性及塗覆性外，還具有很好的黏著性及內聚性，而且對氧及水蒸氣的阻隔作用亦優於以丙烯酸酯、丁腈橡膠、氯化丁二烯橡膠、或乙烯-醋酸乙烯共聚物為基的熱熔黏著材料。這種熱熔黏著材料易於被整合到電子零件中，尤其是對撓曲性要求較高的電子零件。其他特別有利的特性還包括對不同的基板都有很好的黏著性、很高的抗剪強度以及很好的撓曲性。由於能夠很好的黏著在基板上，因此交界面滲透率很低。藉由使用此所述的配方對(光電)電子零件進行封裝可獲得結合前面提及的優點之有利的組件，因而加速及簡化封裝過程，以及提高產品品質。
由於某些特定實施方式的熱熔黏著材料在塗覆後不需再經過加熱步驟或輻射照射，因此在組裝(光電)電子零件時不會因為塗覆後進行的交聯反應發生收縮現象，且該等熱熔黏著材料被製作成軌道狀材料或與電子零件適配的形式，因此能夠在較低的壓力及溫度下以簡單的方式完成(光電)電子零件的封裝。這樣就可以因省略加工過程而避免加工過程帶來的缺點，例如產生熱負荷及機械負荷。經由對(光電)電子結構的至少一部分與扁平阻隔材料[(例如玻璃(尤其是玻璃薄片)、金屬氧化鍍膜、金屬膜、多層基板)]進行層壓形成的封裝，可以在 簡單的滾筒對滾筒過程中達到很好的阻隔作用。除了受熱熔黏著材料的撓曲性的影響外，整個結構的撓曲性還受到其他因素的影響，例如(光電)電子結構及扁平阻隔材料的幾何形狀及厚度。熱熔黏著材料的高撓曲性可以實現很薄、可撓曲及軟性的(光電)電子結構。此處所謂的“可撓曲性”是指具有一定半徑(尤其是1mm)的彎曲並不會對彎曲的物件(例如磁鼓)造成損害。
以至少部分交聯的本發明的熱熔黏著材料封裝(光電)電子零件的一個很大的優點是，可以在較低的溫度下塗覆熱熔黏著材料。溫度最好是低於120℃。理想的溫度範圍是在80℃至100℃之間。
在封裝電子零件以阻隔滲透的方法之一個較佳實施方式中，可以將熱熔黏著材料製作成膠帶。這種方式可以使熱熔黏著材料的塗覆變得特別簡單，而且塗覆的非常均勻。
所謂“膠帶”通常是指一種單面或雙面塗有熱熔黏著材料的載體材料。載體材料包括所有扁平構造物，例如在二度空間上伸展的薄膜或薄膜段、長度遠大於寬度的帶子、帶子的一個段落、模切物(diecut)、多層構造物等。可以根據不同的應用目的，將不同的載體材料(例如薄膜、織物、絨頭織物、紙)與黏著材料組合在一起。此外，“膠帶”一詞也可以是指“轉移膠帶”或“可熱活化薄膜”，也就是一種沒有載體的膠帶。轉移膠帶的製作是將黏著材料置於具有一分離層及/或抗黏性的軟性離型膜之間。使用時通常是先將一層離型膜撕開，接 著塗上黏著材料，然後再將第二層離型膜撕開。可熱活化薄膜沒有這個離型膜，或是僅有一面帶有離型膜。這樣就可以直接利用黏著材料將(光電)電子零件內的兩個表面連接在一起。
最好是以聚合物膜、複合薄膜或帶有有機及/或無機層的薄膜或複合薄膜作為膠帶的載體材料。所有常見的製造薄膜用的塑料均可用來製造這種薄膜/複合薄膜，以下是一些例子：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))、環形烯烴共聚物(COC)、聚氯乙烯(PVC))、聚酯(尤其是聚對苯二甲酸乙二酯(PET)及聚萘乙二酯(PEN))、乙烯-乙烯醇(EVOH)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚丙烯氰(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，例如涂漆、壓印、蒸鍍、濺鍍、共擠壓、層壓等方法。以下是一些鍍膜的例子：矽及鋁的氧化物或氮化物、氧化銦物(ITO)、矽膠鍍膜。
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/(m2 d)及OTR<10-1 cm3 /(m2 d 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50μ m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%。
在熱熔黏著材料之一種特定的實施方式中，可以視(光電)電子零件的要求額外經由事後交聯反應改變彈性、黏性以及阻隔作用。可以配合(光電)電子零件以加熱或照射電磁輻射(尤其是紫外線、電子束或γ射線)的方式產生所需的交聯反應。這樣在引入(光電)電子零件後，熱熔黏著材料的阻隔作用及黏著強度均會提高。而且熱熔黏著材料通常仍能夠保持原有的高撓曲性。
另外一種有利的實施方式是使用對可見光頻譜範圍(波長範圍400nm至800nm)內的光線是透明的熱熔黏著材料。對特定的應用，例如太陽能電池，可以這個頻譜範圍可以擴大到特定的紫外線或紅外線範圍。使用無色黏性樹脂可以達到在可見光之最理想頻譜範圍的透明性。這種熱熔黏著材料亦適用於對(光電)電子零件進行全面積的黏著。對一同軸的電子零件而言，全面積黏著比邊緣封裝更好的地方是滲透物必須擴散通過整個面才能滲透到電子零件內部，因此滲透路徑會明顯變長。相較於以液態黏著劑進行邊緣封裝，這種實施方式延長的滲透路徑對於整體阻隔作用具有正面影響，因為滲透路徑與滲透率是成反比的。
所謂“透明”是指可見光對黏著材料的平均透過率 至少達到75%或最好是高於90%。對帶有載體的熱熔膠帶而言，可見光對整個電子零件的最大透過率是由載體及電子零件的種類決定。
(光電)電子零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黏著材料具有紫外線(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，熱熔黏著材料對波長範圍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。
在熱熔黏著材料中加入紫外線阻隔劑或適當的填充料可使熱熔黏著材料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：Ciba公司)或苯并咪唑衍生物作為紫外線阻隔劑。二氧化鈦(最好是奈料級的二氧化鈦)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黏著材料對可見光的透明性。
根據另外一種有利的實施方式，熱熔黏著材料對環境影響及紫外線具有非常好的耐受性。加入氫化彈性體及/或氫化樹脂有助於達到這種耐受性。
最好是以主要是由以嵌段共聚物為基的聚合物嵌段(A嵌段)及主要是由1,3-二烯烴聚合成的聚合物嵌段(B嵌段)作為黏著材料，其中A嵌段是一種乙烯芳香族(例 如苯乙烯)，B嵌段最好是丁二烯、異戊二烯或是這兩種單體的混合物。B嵌段的極性通常很低。均聚物嵌段及共聚物嵌段均可作為B嵌段。
由A嵌段及B嵌段構成的嵌段共聚物可以具有相同或不同的B嵌段，而且B嵌段可以被部分氫化、選擇性氫化或完全氫化。嵌段共聚物可以具有線性的A-B-A結構。也可以使用輻射形嵌段共聚物或星形及線性多重嵌段共聚物。A-B形雙嵌段共聚物也可以含有其他的成分。乙烯芳香族及異丁烯嵌段共聚物亦可應用於本發明。以上提及的所有聚合物都可以單獨或混合使用。
也可以使用除了上述的A嵌段及B嵌段外還含有至少一個其他嵌段的嵌段共聚物，例如A-B-C嵌段共聚物。
一種可能、但是並不屬於本發明之範圍的方式是使用上述的B嵌段及具有其他化學特性的A嵌段(其玻璃轉換溫度高於室溫)，例如聚甲基丙烯酸甲酯。
根據一種有利的實施方式，嵌段共聚物含有10%至35%(重量百分比)的聚乙烯芳香族成分。
根據另外一種有利的實施方式，乙烯芳香族嵌段共聚物總共占全部熱熔黏著材料的比例至少是50%、至少是70%或最好是至少80%(重量百分比)。如果乙烯芳香族嵌段共聚物的含量過低，會導致熱熔黏著材料的內聚性偏低，或是使黏著材料變得更黏。乙烯芳香族嵌段共聚物總共占全部熱熔黏著材料的最高比例最高可達到100%(重量百分比)。
所使用之嵌段共聚物至少有一部分經過或酸酐改 性，此種改性主要來自於不飽和單碳酸及不飽和聚碳酸或不飽和單酸酐及不飽和聚酸酐(例如富馬酸、衣康酸、檸康酸、丙烯酸、馬來酸酐、衣康酸酐、檸康酸酐，其中又以馬來酸酐最佳)的自由基接枝共聚。酸及/或酸酐占全部嵌段共聚物的比例最好是在0.5%至4%(重量百分比)之間。
這些彈性體的交聯可以用不同的方式行。其中一種是使酸基及/或酸酐基與交聯劑(例如不同的胺或環氧樹脂)反應。
所使用的胺可以是一級胺及二級胺，或是醯胺及其他有一個氫直接與氮連接的含氮化合物。
所謂環氧化物通常是指每個分子都具有一個以上的環氧基的單聚及寡聚化合物。這些化合物可以是縮水甘油酯或環氧氯丙烷與雙酚A及/或雙酚F的反應產物。也可以使用由環氧氯丙烷與酚及甲醛的反應產物反應產生的環氧酚醛清漆樹脂。也可以使帶有多個環氧基的單聚化合物，其作用是作為環氧樹脂的稀釋劑。同樣的，也可以使用經彈性改性的環氧樹脂或經環氧改性的彈性體，例如環氧化苯乙烯嵌段共聚物(例如Daicel公司生產的Epofriend)。
以下是環氧樹脂的若干例子：Ciba Geigy公司生產的AralditeTM 6010、CY-281TM、ECNTM 1273、ECNTM 1280、MY 720、RD-2，道氏化學公司生產的DERTM 331、732、736、DENTM 432，Shell化學公司生產的EPONTM812、825、826、828、830等，以及同樣是由Shell化學公司 生產的HPTTM 1071、HPTTM 1079，Bakelite AG公司生產的BakeliteTM EPR161、166、172、191、194等。
以下是市場上可購得之脂肪族環氧化物的例子：乙烯基環己基二氧化物，例如Union Carbide公司生產的ERL-4206、4221、4201、4289、0400。
Noveon公司生產的Hycar是市場上可購得的一種彈性化腈橡膠。
以下是可作為環氧化物稀釋劑的帶有多個環氧基的單聚化合物的例子：Bakelite AG公司生產的BakeliteTM EPD KR、EPD Z8、EPD HD、EPD WF，UCCP公司生產的PolypoxTM R9 R12、R15、R19、R20等。
通常會在這些反應中加入加速劑。例如加入三級胺或經改性的膦(例如三苯基膦)作為加速劑。
雖然通常在室溫中就會產生與胺的反應，但是與環氧樹脂的交聯通常是在高於室溫的溫度中進行。
第二種可能性是經由金屬螯合物產生交聯反應。
EP 1311559 B1揭示馬來酸酐改性嵌段共聚物與金屬螯合物的交聯可以提高嵌段共聚物之混合物的內聚性，但是並未說明是否可應用於(光電)電子零件。
金屬螯合物中的金屬可以是第2、3、4、5族元素及過渡金屬。例如鋁、錫、鈦、鋯、鉿、釩、鈮、鉻、錳、鐵、鈷、鈰等金屬。其中又以鋁及鈦為最佳。
可使用不同的金屬螯合物進行螯合交聯，螯合物的通式為：(R1 O)n M(XR2 Y)m
其中：M代表一種如前面提及的金屬；R1 代表一個烷基或芳基，尤其是甲基、乙基、丁基、異丙基或苯基；n代表0或一個大於0的整數；X及Y均代表氧或氮，X及Y均可以一個雙鍵與R2 連接；R2 代表一個與X及Y連接的烷基，其中烷基可以是分枝的，或是也可以在鏈中含有氧及/或其他雜原子；m代表一個的整數，而且最小是1。
最佳的螯合配位基是由下列化合物反應所生成：三乙醇胺、2,4-戊烷、2-乙基-1,3-己二醇或乳酸。最佳的交聯劑是乙醯丙酮鋁及乙醯丙酮鈦。
酸及/或酸酐基與乙醯丙酮基之間應保持大略等量的關係，以達到完美的交聯，而且交聯劑的量最好是略為過剩。
酐基及乙醯丙酮基之間的比例關係是可以改變的，但是為了確保達到充分的交聯，酐基及乙醯丙酮基不得有任何一者比另一者多出5倍的摩爾量。
令人感到訝異的是，含有與螯合物交聯之酸或酸酐改性乙烯芳香族嵌段共聚物的熱熔黏著材料的水蒸氣透過性及/或氧透過性非常低。一般而言，具有這類極性成分(例如酸酐及金屬螯合物)的熱熔黏著材料並未被預期會有這樣的特性。
根據另外一種有利的實施方式，黏熔黏著材料除了 含有至少一種乙烯芳香族嵌段共聚物外，還含有至少一種黏性樹脂，以便將內聚性提高到需要的程度。此種黏性樹脂應與嵌段共聚物的彈性體嵌段相容。
以下均為可添加到熱熔黏著材料中的增黏劑：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ss-蒎烯及/或δ-苧烯為基的聚多萜樹脂、純C8-及C9-芳香族物為基的氫化聚合產物。上句中提及的黏性樹脂可以單獨使用，也可以彼此混合使用。在室溫中為固態或液態的樹脂均可使用。為了確保具有良好的抗老化穩定性及紫外線穩定性，最好是使用氫化度至少90%或最好是至少95%的氫化樹脂。
一種有利的方式是使用DACP值(二丙酮醇濁點)高於30℃及MMAP值(混合甲基環己烷苯胺點)高於50℃的非極化樹脂，或最好是使用DACP值高於37℃及MMAP值高於60℃的非極化樹脂。DACP值及MMAP值是用來說明樹脂在特定溶劑中的溶解度。選擇使用符合上述數值範圍的樹脂可以達到非常好的阻隔作用(尤其是對水蒸氣)。
另外一種有利的方式是使用軟化溫度(環/球)高於95℃或最好是高於100℃的樹脂。選擇使用這種樹脂可以達到非常好的阻隔作用(尤其是對氧)。
如果需要提高黏著力，則應使用軟化溫度低於95℃ 或最好是低於90℃的樹脂。
以下均為典型的添加物：-- 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；-- 過程穩定劑，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；-- 終端嵌段強化樹脂；-- 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烴，例如含鹵素、丙烯酸酯或乙烯醚的聚烯烴；以上提及的僅為可能之聚合物中的一小部分。
根據一種有利的實施方式，熱熔黏著材料還含有填充料，例如氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、氮化物、鹵化物、碳化物、或是鋁、矽、鋯、鈦、錫、鋅、鐵或鹼金屬/鹼土金屬的混合氧化物/氫氧化物/鹵化物(主要是氧化鋁之類的化合物，例如氧化鋁、柏買石、三水鋁礦、水礬土、水鋁石)。一種特別有利的方式是使用岩層矽酸鹽，例如膨土、微晶高嶺土、水滑石、膨潤石、高頓石、柏買石、雲母、蛭石、或是上述材料的混合物。也可以 使用炭黑或碳的其他變形物，例如奈米碳管。
最好是以奈米級填充料及/或透明填充料作為熱熔黏著材料的填充料。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μ m。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熱熔黏著材料的透明性是非常有利的。
透過上述填充料的協助可在黏著材料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材料層的滲透率變低的程度。為了提高這些填充料在黏著材料基質內的分散性，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：可氧化的金屬、金屬及過渡金屬的鹵化物/鹽/矽酸鹽/氧化物/氫氧化物/硫酸鹽/亞硫酸鹽/碳酸鹽、過氯酸鹽及活性碳。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、氧化鎂)、奈米碳管。此外，也可以使用有機吸收劑，例如聚烯-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%、至少有10%或最好是至少有15%(重量百分比)。典型的作法是在不會使黏著材料之黏著力降低過多或損及黏著材料之其他特性的前提下，盡可能提高填充料的含量。因此填充料的含量最多不應超過95%、超過70%或最好是不超過50%(重量百分比)。
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。
和未交聯的以乙烯芳香族嵌段共聚物或聚異丁烯為基的熱熔黏著材料不同的是，以本發明的黏著材料黏著兩個具有阻隔層的聚酯膜後，即使置於85℃及相對濕度85%的環境中存放也不會有氣泡產生。
熱熔黏著材料的製造及加工可以經由溶解、彌散、熔化液等方法進行。最好是以溶解法或熔化法進行黏著 材料的製造及加工。一種特別有利的方式是以溶解法製造黏著材料。這種方法是將熱熔黏著材料的成分溶解在適當的溶劑中，例如甲苯或汽油及丙酮的混合物，然後以一般常用之方法塗覆在載體上。以熔化法進行加工時，可以利用噴嘴或壓延機進行塗覆。以溶解法進行加工時，可以利用刮板、刀片、滾筒或噴嘴進行塗覆。
根據一種有利的實施方式，按照VDA 277的規定測量，熱熔黏著材料所含的揮發性有機化合物(VOC)不超過每克黏著材料50μ g的碳C/g、或最好是不超過10μ g C/g。這種實施方式的優點是與電子零件之有機材料及可能存在的功能層，例如透明導電金屬氧化層(例如銦錫氧化物)或導電聚合物層，有較佳的相容性。
熱熔黏著材料可以應用於(光電)電子零件的全面積黏著，或者在適當加工後可將熱熔黏著材料或熱熔膠帶製作成模切物、捲筒或其他的成形體。較佳為隨後將熱熔黏著材料/熱熔膠帶製成的模切物/成形體黏在要黏著的基板上，例如將(光電)電子材料的邊緣鑲住或封住。模切物或成形體的形狀並不受限制，而是可以根據(光電)電子零件的種類選擇適當的形狀。相較於液態黏著劑，平面層壓是經由提高滲透物從側面滲入之滲透路徑長度的方式提高黏著材料的阻隔作用，這一點是非常有利的，因為滲透路徑長度與滲透率是成反比關係。
如果是將熱熔黏著材料製作為帶有載體的扁平構造物，則載體的厚度應在1μ m至350μ m之間、4μ m至250μ m之間或最好是在12μ m至150μ m之間。理想的 厚度是由(光電)電子零件、終端應用、以及黏著材料的種類等因素決定。非常薄的載體(1μ m至12μ m)適於應用在總厚度必須很小的(光電)電子零件，但是要將這麼薄的載體整合到電子結構中是一件很麻煩的事。很厚的載體(150μ m至350μ m)適於應用在載體需提供很高的滲透阻隔作用及電子結構需具有很好的剛性的情況，這種載體可以提高對電子結構的保護作用，但是會使電子結構的撓曲性變差。最佳的厚度範圍(12μ m至150μ m)可以為大多數(光電)電子零件提供理想的封裝解決方案。
以下配合圖式及實施例對本發明的內容、目的、特徵以及優點做進一步的說明。
第1圖(光電)電子零件1的第一種構造方式。電子零件1具有一基板2，以及一置於基板2上的電子結構3。基板2本身是作為對滲透物的阻隔層，因此也構成電子結構3之封裝的一部分。電子結構3具另外一個阻隔層的蓋板4，在本例中蓋板4與電子結構3之間有間隔一段距離。
為了將電子結構3的側面也封裝住，並使蓋板4與電子零件1連結在一起，故以熱熔黏著材料5沿著基板2上的電子結構3的邊緣將電子結構3封住。熱熔黏著材料5將蓋板4與基板2連結在一起。只要熱熔黏著材料5的厚度足夠，即可維持蓋板4與電子結構3原本的間隔。
熱熔黏著材料5是一種如前面所述之以交聯乙烯芳香族嵌段共聚物為基的黏著材料，以下將在實施例中對熱熔黏著材料5做進一步的說明。熱熔黏著材料5的任務不只是將基板2與蓋板4連結在一起，而是還包括構成一個對滲透物的阻隔層，以防止滲透物(例如水蒸氣及氧)從側面滲入電子結構3。
在本實施例中，熱熔黏著材料5是由雙面膠帶製成的模切物構成。這種模切物允許特別容易的貼附。
第2圖顯示(光電)電子零件1的另外一種構造方式。如第2圖所示，電子結構3被設置在基板2上，並被基板2從底部封住。電子結構3的上方及側面均被熱熔黏著材料5全面積封住。因此電子結構3的上方整個被熱熔黏著材料5封住。接著在熱熔黏著材料5的上方設置一蓋板4。由於熱熔黏著材料5已提供很好的阻隔作用，因此蓋板4不必像前面提及的第一種構造方式必須具有很好的阻隔作用。例如蓋板4可以只具有力學上的保護作用，當然除此之外，蓋板4也可以具有滲透阻隔作用。
第3圖顯示(光電)電子零件1的另外一種構造方式。和前面兩種構造方式不同的是，第3圖的構造方式使用兩種熱熔黏著材料5a，5b，在本實施例中這兩種熱熔黏著材料5a，5b是相同的熱熔黏著材料。其中第一種熱熔黏著材料5a將整個基板2覆蓋住。電子結構3被設置在熱熔黏著材料5a上，並被熱熔黏著材料5a固定住。接著以另外一種熱熔黏著材料5b將熱熔黏著材料5a及 電子結構3構成的複合體整個覆蓋住，這樣電子結構3的每一個面都被熱熔黏著材料5a，5b封裝住。同樣的，在熱熔黏著材料5b的上方同樣也設有一蓋板4。
在這種構造方式中，基板2及蓋板4都不必具有對滲透物的阻隔作用。當然也可以使基板2及蓋板4具有對滲透物的阻隔作用，以進一步防止滲透物滲入電子結構3。
此處要指出的是，第2圖及第3圖僅為示意圖。從這些並無法看出熱熔黏著材料5在此且最好是在每個情況下皆係以均勻的層厚度被塗覆上去。均勻塗覆的好處是在過渡到電子結構的位置不會出現尖銳的棱角，而是很順暢的過渡到電子結構，同時反而可以保留小的未填滿或充氣填滿的區域。但必要時亦可與基底完全密合，尤其是在真空中進行塗覆的情況。此外，由於熱熔黏著材料會在局部受到不同程度的壓縮，因此經由流動過程可以在某種程度上縮小在棱角處的厚度差。此外，為了便於說明及理解，上述圖示並非按照正確的比例尺繪製，尤其是電子結構實際上通常是非常扁平的厚度通常小於1μ m。
以上所有實施例都是將熱熔黏著材料5製作成熱熔膠帶使用。原則上這可以是具有載體的熱熔雙面膠帶、可熱活化薄膜或是轉移膠帶。本實施例是一種可熱活化薄膜。
不論是製作成轉移膠帶、可熱活化薄膜、或是塗覆在扁平的構造物上，熱熔黏著材料的厚度都是在1μ m至 150μ m之間、較佳是在5μ m至75μ m之間、或最好是在12μ m至50μ m之間。如果要提高在基板上的黏著力及/或在(光電)電子零件內達到減震效果，可以使用較厚的熱熔黏著材料層(50μ m至150μ m之間)。但這樣做的缺點是滲透斷面會變大。較小的厚度(1μ m至12μ m之間)可以縮小滲透斷面，以減少橫向滲透及(光電)電子零件的總厚度。但這樣做的缺點是會降低在基板上的黏著力。前面提及的最佳厚度範圍可以在較小的厚度(因此滲透斷面較小，以減少橫向滲透)及較大厚度(以產生足夠的黏著力)之間取得很好的平衡。理想的厚度是由(光電)電子零件、終端應用以及熱熔黏著材料的種類等因素(有時還包括扁平基板)決定。
範例
除非另有說明，否則下列例子中提及的所有重量比例或重量百分比都是以總重量為準。
黏著力
按照以下的方式測定黏著力：以一片鋼板及一片聚對苯二甲酸乙二酯板(PET)作為黏著底板。將待測量的可黏著扁平單元裁剪成寬度20mm及長度25cm的試體(帶有一操作用的段落)，然後利用熱壓以100℃的溫度及1MPa的壓力黏在黏著底板上。待冷卻後，利用Zwick公司生產的拉伸試驗機以180度的角度及300mm/min的速度將黏在黏著底板上的扁平單元撕開，並測量所需的拉力。取3次測量的平均值作為試驗結果(單位：N/cm)。
剪切黏著力失或溫度(SAFT)
按照以下的方式測定SAFT：以一片磨亮的鋼板作為黏著底板。將待測量的可黏著扁平單元裁剪成寬度10mm及長度5cm的試體，然後利用熱壓以100℃的溫度及1MPa的壓力黏在黏著底板(面積10x13mm)上。待冷卻後，以180度的角度將0.5N的負荷加在黏在黏著底板上的扁平單元上，使其以9℃/min的溫度斜面移動。測量試體移動1mm之滑動路段時的溫度。取兩次測量的平均值作為試驗結果(單位：℃)。
透明度
經由VIS光譜測量黏著材料的透明度。VIS光譜的吸收是在是Kontron公司生產的UVIKON 923吸收光譜儀上進行。在1nm解析度下，被測量之光譜的波長範圍包括介於800nm及400nm之間的所有頻率。將黏著材料塗覆在一PET載體上，並在測量前對載體進行涵蓋整個波長範圍的空通道測量作為比較用的參考值。將上述波長範圍內的透明度測量的平均值作為測量結果。
滲透率
按照DIN 53380第3部分及ASTM F-1249的規定測量氧滲透率(OTR)及水蒸氣滲透率(WVTR)。測量對象為層厚度50μ m且無載體材料的熱熔黏著材料。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。
彎曲試驗
撓曲性的測量是在100℃的溫度中將層厚度50μ m的黏著材料封印在兩片23μ m的PET載體之間，然後以 彎曲半徑1mm彎曲180度進行彎曲試驗。如果黏著材料層沒有斷裂或脫落就算通過試驗。
使用壽命試驗
以鈣試驗測定(光電)電子零件的使用壽命。在氮氣環境中在一玻璃板上沉積出將一面積20x20mm2 的很薄的鈣層。鈣層的厚度約為100nm。利用塗有待測試之黏著材料及以薄玻璃片(35μ m，製造商：Fa.Schott)作為載體材料的膠帶將鈣層封住。用膠帶在鈣層上方3mm處將所有的邊封住，這是以表面溫度100℃的熱沖頭將膠帶黏在玻璃板上。由於膠帶之載體材料為不可滲透的玻璃片，因此僅測得通過熱熔黏著劑的滲透率。
這個試驗是以鈣與水蒸氣及氧的反應為基礎，例如在下面兩篇文章中有關於鈣試驗的詳細說明：A.G.Erlat et.al.“47th Annual Technical Conference Proceedings-Society of Vacuum Coaters”,2004,654-659頁，及M.E.Gross et.al.“46th Annual Technical Conference Proceedings-Society of Vacuum Coaters”,2003,89-92頁。進行試驗時要監控光線對鈣層的透射率，這個透射率會隨著鈣被轉換成氫氧化鈣及氧化鈣而變大。這個試驗是從上述試體的邊緣處開始進行，因此鈣層的可見面積會縮小。當鈣層的面積減半時，就視為使用壽命已結束。測量環境為60℃及相對濕度90%。將一層厚度15μ m且沒有氣泡的熱熔黏著材料黏在試體上。
氣泡試驗
按照前面描述的方式利用熱沖頭以120℃的溫度將黏著膜黏在厚度25μ m且帶有無機阻隔層的PET阻隔膜上(WVRT=8x10-2 g/m2 *d，ORT=6x10-2 cm3 /m2 *d*bar)。接著以同樣的方式利用熱壓將相同的黏著膜黏在黏著材料的第二面上，黏著時要注意不能有任何氣泡產生。經過24小時的拉扯時間後，將製作好的試體置於85℃及相對濕度85%的環境中。檢查樣品是否及何時有氣泡產生，測定每平方公分的氣泡數量及氣泡的平均大小。記錄出現第一個氣泡的時間。
製作樣品
從溶液中製作範例1至3的熱熔黏著材料樣品。將黏著材料的各個成分溶解在甲苯中(固體物含量40%)，然後塗覆在一未經加工的PET膜(厚度23μ m)上，並在120℃的溫度中乾燥15分鐘，這樣就形成一單位面積重量50g/m2 的黏著材料層。以相同的方法製作滲透試驗用的樣品，但並不是塗覆在PET膜上，而是塗覆在單位面積重量1.5g/m2 的矽化離型紙上，這樣在移到可滲透的薄膜上之後，就可以對純熱熔黏著材料進行測量。
範例1
範例2
比較例V3
試驗結果：
首先執行黏著力、SAFT試驗以及彈性度等試驗，以評估上述例子的黏著特性。
從上表中可以看出，所有的例子在各種不同的基板上都可以產生足夠的黏著力，而且範例1及範例2在較高的溫度中可以達到極佳的穩定性。 表2顯示滲透率及透明度的測量結果。
從表2可以看出，範例1及範例2的熱熔黏著材料對滲透的阻隔效果略優於比較例V3，而對可見光範圍之光線的透明度則是大致相同。其中第一個結果令熟習該項技術者感到訝異，因為經過官能基化後黏著材料的極性會提高，因此至少WVTR應比非極化的參考例高。
使用壽命試驗的結果：
使用壽命試驗的結果與和未交聯之乙烯芳香族嵌段共聚物黏著材料相似。氣泡試驗的結果顯示有明顯的改善，比較例在20小時後的平均氣泡直徑為410μ m，每平方公分約有180個氣泡。
1‧‧‧(光電)電子零件
2‧‧‧基板
3‧‧‧電子結構
4‧‧‧蓋板
5，5a，5b‧‧‧熱熔黏著材料
第1圖：(光電)電子零件之第一種構造方式示意圖。
第2圖：(光電)電子零件之第二種構造方式示意圖。
第3圖：(光電)電子零件之第三種構造方式示意圖。

Claims (43)

  1. 一種封裝電子零件以阻隔滲透的方法，其特徵為：使用一種以酸或酸酐改性之乙烯芳香族嵌段共聚物為基的至少部分交聯熱熔黏著材料，並將電子零件上需要封裝的部位塗覆此種熱熔黏著材料及/或以此種熱熔黏著材料圍繞住，其中熱熔黏著材料與胺或環氧樹脂或者與金屬螯合物交聯，及其中熱熔黏著材料的水蒸氣滲透率小於80g/m2 d及/或氧滲透率小於8000g/m2 d bar。
  2. 如申請專利範圍第1項的方法，其中將熱熔黏著材料製作成膠帶。
  3. 一種熱熔黏著材料之用途，其係用於在如申請專利範圍第1或第2項之方法中封裝電子零件以阻隔滲透，其特徵為：熱熔黏著材料是以酸或酸酐官能基化的乙烯芳香族嵌段共聚物為基，其中熱熔黏著材料的水蒸氣滲透率小於80g/m2 d及/或氧滲透率小於8000g/m2 d bar。
  4. 如申請專利範圍第3項的用途，其中熱熔黏著材料含有由乙烯芳香族構成的聚合物嵌段，以及熱熔黏著材料含有由1,3-二烯烴聚合成的聚合物嵌段及/或特定或全部氫化之聚合物嵌段。
  5. 如申請專利範圍第4項的用途，其中該乙烯芳香族為苯乙烯。
  6. 如申請專利範圍第4項的用途，其中該1,3-二烯烴為丁二烯及/或異戊二烯。
  7. 如申請專利範圍第3至第6項中任一項的用途，其中改性的乙烯芳香族嵌段共聚物與胺交聯。
  8. 如申請專利範圍第3至第6項中任一項的用途，其中改性的乙烯芳香族嵌段共聚物與環氧樹脂交聯。
  9. 如申請專利範圍第3至第6項中任一項的用途，其中改性的乙烯芳香族嵌段共聚物與金屬螯合物交聯。
  10. 如申請專利範圍第9項的用途，其中金屬螯合物的通式為：(R1 O)n M(XR2 Y)m 其中：M代表一種第2、3、4、5族元素或過渡金屬；R1 代表一個烷基或芳基，其包含甲基、乙基、丁基、異丙基或苯基；n代表0或一個大於0的整數；X及Y均代表氧或氮，X及Y均可以一個雙鍵與R2 連接；R2 代表一個與X及Y連接的烷基，其中烷基可以是分枝的，或是也可以在鏈中含有氧及/或其他雜原子；m代表一個的整數，而且最小是1。
  11. 如申請專利範圍第10項的用途，其中該螯合物是一種乙醯丙酮系金屬螯合物。
  12. 如申請專利範圍第11項的用途，其中該螯合物是乙醯丙酮鋁。
  13. 如申請專利範圍第3至第6項中任一項的用途，其中嵌段共聚物含有10%至35%(重量百分比)的聚乙烯芳香族成分。
  14. 如申請專利範圍第3至第6項中任一項的用途，其中乙烯芳香族嵌段共聚物占熱熔黏著材料的比例為50%(重量百分比)至100%(重量百分比)。
  15. 如申請專利範圍第14項的用途，其中乙烯芳香族嵌段共聚物占熱熔黏著材料的比例為70%(重量百分比)至100%(重量百分比)。
  16. 如申請專利範圍第15項的用途，其中乙烯芳香族嵌段共聚物占熱熔黏著材料的比例為80%(重量百分比)至100%(重量百分比)。
  17. 如申請專利範圍第3至第6項中任一項的用途，其中熱熔黏著材料含有一種樹脂或樹脂混合物。
  18. 如申請專利範圍第17項的用途，其中熱熔黏著材料含有氫化度至少90%的氫化樹脂。
  19. 如申請專利範圍第18項的用途，其中熱熔黏著材料含有氫化度至少95%的氫化樹脂。
  20. 如申請專利範圍第3至第6項中任一項的用途，其中熱熔黏著材料含有一或多種添加物。
  21. 如申請專利範圍第20項的用途，其中該一或多種添加物係選自由以下所組成之群組：塑化劑、一次抗氧化劑、二次抗氧化劑、過程穩定劑、光防護劑、加工輔助劑、終端嵌段強化樹脂、及聚合物。
  22. 如申請專利範圍第21項的用途，其中該聚合物係天 然彈性體。
  23. 如申請專利範圍第3至第6項中任一項的用途，其中熱熔黏著材料含有一或多種填充料。
  24. 如申請專利範圍第23項的用途，其中該一或多種填充料為奈米級填充料、透明填充料、及/或吸氣劑填充料、及/或脫氧劑填充料。
  25. 如申請專利範圍第23項的用途，其中填充料至少在一維上是奈米級的。
  26. 如申請專利範圍第3項至第6項中任一項的用途，其中熱熔黏著材料是透明的。
  27. 如申請專利範圍第26項的用途，其中熱熔黏著材料在波長範圍400nm至800nm的平均透明度至少75%。
  28. 如申請專利範圍第27項的用途，其中熱熔黏著材在波長範圍400nm至800nm的平均透明度至少90%。
  29. 如申請專利範圍第3項至第6項中任一項的用途，其中熱熔黏著材料對波長範圍320nm至400nm之光線具有紫外線阻隔性，所謂紫外線阻隔性是指該波長範圍之光線的平均透過率最多20%。
  30. 如申請專利範圍第29項的用途，其中熱熔黏著材料對波長範圍280nm至400nm之光線具有紫外線阻隔性。
  31. 如申請專利範圍第30項的用途，其中熱熔黏著材料對波長範圍190nm至400nm之光線具有紫外線阻隔性。
  32. 如申請專利範圍第29項的用途，其中所謂紫外線阻隔性是指該波長範圍之光線的平均透過率最多10%。
  33. 如申請專利範圍第32項的用途，其中所謂紫外線阻 隔性是指該波長範圍之光線的平均透過率最多1%。
  34. 如申請專利範圍第3項至第6項中任一項的用途，其中熱熔黏著材料的水蒸氣滲透率小於35g/m2 d，及/或熱熔黏著材料的氧滲透率小於4000g/m2 d bar。
  35. 如申請專利範圍第3項至第6項中任一項的用途，其中將熱熔黏著材料製作成膠帶。
  36. 如申請專利範圍第35項的用途，其中將熱熔黏著材料製作成無載體的膠帶。
  37. 如申請專利範圍第35項的用途，其中膠帶中熱熔黏著材料的層厚度至少是1μm，及/或膠帶中熱熔黏著材料的層厚度最多是150μm。
  38. 如申請專利範圍第37項的用途，其中膠帶中熱熔黏著材料的層厚度至少是5μm。
  39. 如申請專利範圍第38項的用途，其中膠帶中熱熔黏著材料的層厚度至少12μm。
  40. 如申請專利範圍第37項的用途，其中膠帶中熱熔黏著材料的層厚度最多是75μm。
  41. 如申請專利範圍第40項的用途，其中膠帶中熱熔黏著材料的層厚度最多50μm。
  42. 如申請專利範圍第3項至第6項中任一項的用途，其中將熱熔黏著材料製作成有載體的膠帶，其中該載體的水蒸氣滲透率不超過10-2 g/m2 d。
  43. 如申請專利範圍第42項的用途，其中該載體的水蒸氣滲透率不超過10-3 g/m2 d。
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