聚酰亚胺薄膜是在世界范围内性能领先的薄膜类绝缘材料,被行业内称为“黄金薄膜”。我国是最早开发PI薄膜的国家之一,如今,PI薄膜应用范围十分广,包括柔性显示、FPC、5G手机、半导体封装等。近年来国内FCCL企业(包括外资在大陆投资的企业)对电子级PI膜的需求量不断增长,也催发了新的应用领域。下面模切之家带您一起了解一下电子级PI材料的四个新应用领域有哪些。



柔性显示:柔性基板、盖板材料和COF材料


柔性基板


伴随着OLED取代LCD正沿着曲面→可折叠→可卷曲的方向前进,有机发光材料和薄膜是OLED实现柔性的关键点,具有优良的耐高温特性、力学性能及耐化学稳定性的聚酰亚胺PI基板,是当前柔性基板材料的最佳选择。



受益于OLED产能的持续增长,PI基板材料具有旺盛的市场需求,且未来还有很大的成长空间。国内目前如在挠性印制线路基材方面的应用的高端PI薄膜约85%需要依赖进口产品,替代进口的市场空间很大。


盖板材料


为了充分实现柔性显示,显示器盖部件应具有可反复弯曲、透明、超薄、足够硬度的特点。折叠屏对盖板材料有更高的要求,需要满足其柔韧性、透光性和良好的表面防划伤性能。


目前的折叠屏盖板材料包括CPI、PI、PC、亚克力和PET。其中,CPI盖板是最可行的。与普通的浅黄色PI盖板材料相比,无色透明的CPI盖板具有更高的透光率。受益于折叠屏手机的发展,CPI封面材料将迎来快速发展期。



来源:SKI


目前透明PI盖板市场已有住友化学、Kolon、SKC等。日前有消息称,SKI下属材料商SKIET已被选为一家全球智能手机制造商的FCW(FlexibleCoverWindow,FCW)供应商,公司于7月开始生产以透明聚酰亚胺(PI)为基础的可折叠智能手机的CPI盖板。


COF材料


COF方案主要采用聚酰亚胺(PI膜)混合物材料,厚度仅为50-100um,线宽线距在20um以下。COF封装则是采用自动化的卷对卷设备生产,生产过程中会被持续加热至400摄氏度。由于COF卷对卷生产过程中需要加热,而PI膜的热膨胀系数为16um/m/C,相比芯片的2.49um/m/C而言,热稳定性较差,所以对设备精度和工艺要求很高。


目前,COF用FCCL材料主要掌握住友化学、东丽先进材料和KCFT3大日韩公司手中。



FPC:基板和覆盖层材料


FPC的使用一般以铜箔与PI薄膜材料贴合制成软性铜箔基板(FCCL),覆盖膜(Coverlayer)、补强板及防静电层等材料制作成软板。


PI膜的厚度主要可以区分为0.5mil、1mil、2mil、3mil及厚膜(甚至10mil以上等产品),先进或是高阶的软板需要厚度更薄(0.3mil),尺寸安定性更稳定的PI膜。一般的覆盖膜主要使用厚度0.5mil的PI膜,而较厚的PI膜主要用于补强板及其它用途上。



近年来,智能手机、平板电脑、液晶显示器和LED背光模组等应用需求的不断增加,推动了PI薄膜的需求。随着中高端手机市场出货比例逐年提高,加上东南亚等新兴国家和地区对智能手机的需求激增,预计未来3-5年FPC需求将保持可观增长。



来源:SKCKolonPI


SKCKolonPI制造的PI膜是耐高低温的尖端高性能材料,可制作成FPCB、散热膜,应用到智能手机、半导体、汽车、航空等多样化领域,既是三星电子上市在即的折叠手机的基板材料、也是电动车电池绝缘贴的材料。


5G手机:MPI天线和石墨散热原膜


MPI天线


4G时代的天线制造材料开始采用PI膜(聚酰亚胺)。但PI在10GHz以上损耗明显,无法满足5G终端的需求;LCP(LiquidCrystalPolymer,液晶聚合物)凭借介子损耗与导体损耗更小,具备灵活性、密封性等特性逐渐得到应用。


但是由于LCP造价昂贵、工艺复杂,目前MPI(ModifiedPolyimide,改良的聚酰亚胺)因具有操作温度宽,在低温压合铜箔下易操作,表面能够与铜较易接着,且价格较亲民等优点,有望成为5G时代天线材料的主流选择之一。


当前,台虹开发应用于5G的改性PI产品已经完成,并已做好量产准备应对5G高频以及高速的需求。


石墨散热原膜


目前,石墨散热片的主要材料是人造石墨片(Graphitesheet)。人造石墨片的主要原料是聚酰亚胺薄膜(PIfilm),它是通过碳化和石墨化两种高温制程产生的:碳化是石墨化的前置程序,其目的是挥发聚酰亚胺薄膜中的全部或大部分非碳成分,需要在特定的高温下进行。


在石墨化过程中,发行人在特制石墨化炉中以氩气或氮气为介质,对碳化后的聚酰亚胺薄膜进一步加热,高温下多环化合物分子重整,并伴有周期性加热的反复振荡操作。经过化学变化,最终形成大面积、高结晶度的石墨原膜。随着散热应用市场的增长,聚酰亚胺薄膜在人造石墨片中的应用比例将逐步提高。


在该应用领域,主要供应商有时代新材,公司年产500吨聚酰亚胺薄膜生产线量产日趋稳定,导热膜具备向华为、苹果、三星、VIVO等品牌批量供货的能力,全年形成销售收入1.2亿元,目前正在筹建二期扩能项目。未来,公司在聚酰亚胺薄膜材料产业方向,计划形成年产量超过2000吨的产能发展。


半导体封装


现代电子封装技术要求将互连技术、动力、冷却技术和器件钝化保护技术结合起来,以确保器件具有最佳的性能和可靠性。


聚酰亚胺在很大程度上满足了高纯度、高耐热性、高力学性能、高绝缘性能、高频率稳定性、低介电常数和介电损耗、低吸潮性、低内应力的要求,低热膨胀系数和低成型工艺温度要求已成为先进包装的核心材料。