目前,電子市場(chǎng)上PI薄膜產(chǎn)品種類繁多,例如CF聚酰亞胺膠帶、可成型聚酰亞胺薄膜、 型聚酰亞胺薄膜等等。HF聚酰亞胺膠帶是在型聚酰亞胺薄膜表面進(jìn)行單面F46而成的膠帶, FHF為雙面涂氟。膠帶在常溫下不具有粘結(jié)性,需要在300°C進(jìn)行熱結(jié)合粘結(jié),除了具有CN型薄膜耐高溫、高強(qiáng)度等特性之外,還具有的防潮濕、防腐蝕性能和熱封性。主要應(yīng)用在塑料管型材、電熱電路、熱封包裹、電磁線繞包絕緣、其他電氣絕緣等方面。
薄膜制備方法為:聚酰胺酸溶液流延成膜、拉伸后,高溫酰亞胺化。薄膜呈黃色透明,相對(duì)密度1.39~1.45,有的耐高溫、耐輻射、耐化學(xué)腐蝕和電絕緣性能,可在250~280℃空氣中長期使用。玻璃化溫度分別為280℃(Upilex R)、385℃(Kapton)和500℃以上(Upilex S)。20℃時(shí)拉伸強(qiáng)度為200MPa,200℃時(shí)大于100MPa。特別適宜用作柔性印制電路板基材和各種耐高溫電機(jī)電器絕緣材料。
聚酰亞胺薄膜是聚酰亞胺早的商品之一,用于電機(jī)的槽絕緣及電纜繞包材料。主要產(chǎn)品有杜邦Kapton,宇部興產(chǎn)的Upilex系列和鐘淵Apical。透明的聚酰亞胺薄膜可作為柔軟的太陽能電池底板。IKAROS的帆就是使用聚酰亞胺的薄膜和纖維制作的,聚酰亞胺纖維可以用于熱氣體的過濾,聚酰亞胺的紗可以從廢氣中分離出塵埃和特殊的化學(xué)物質(zhì)。
光刻膠:某些聚酰亞胺還可以用作光刻膠。有負(fù)性膠和正性膠,分辨率可達(dá)亞微米級(jí)。與顏料或染料配合可用于彩色濾光膜,可大大簡化加工工序。
在微電子器件中的應(yīng)用:用作介電層進(jìn)行層間絕緣,作為緩沖層可以減少應(yīng)力、提高成品率。作為保護(hù)層可以減少環(huán)境對(duì)器件的影響,還可以對(duì)a-粒子起屏蔽作用,減少或消除器件的軟誤差(soft error)。半導(dǎo)體工業(yè)使用聚酰亞胺作高溫黏合劑,在生產(chǎn)數(shù)字化半導(dǎo)體材料和MEMS系統(tǒng)的芯片時(shí),由于聚酰亞胺層具有良好的機(jī)械延展性和拉伸強(qiáng)度,有助于提高聚酰亞胺層以及聚酰亞胺層與上面沉積的金屬層之間的粘合。 聚酰亞胺的高溫和化學(xué)穩(wěn)定性則起到了將金屬層和各種外界環(huán)境隔離的作用。
液晶顯示用的取向排列劑:聚酰亞胺在TN-LCD、SHN-LCD、TFT-CD及未來的鐵電液晶顯示器的取向劑材料方面都占有十分重要的地位。
電-光材料:用作無源或有源波導(dǎo)材料光學(xué)開關(guān)材料等,含氟的聚酰亞胺在通訊波長范圍內(nèi)為透明,以聚酰亞胺作為發(fā)色團(tuán)的基體可提高材料的穩(wěn)定性。
濕敏材料:利用其吸濕線性膨脹的原理可以用來制作濕度傳感器。
聚酰亞胺薄膜包括均苯型聚酰亞胺薄膜和聯(lián)苯型聚酰亞胺薄膜兩類.前者為美國某公司產(chǎn)品,由均苯四甲酸二酐與二苯醚二胺制得。后者由日本某公司生產(chǎn),由聯(lián)苯四甲酸二酐與二苯醚二胺(R型)或間苯二胺(S型)制得。薄膜制備方法為:聚酰胺酸溶液流延成膜、拉伸后,高溫酰亞胺化。聚酰亞胺薄膜呈黃色透明,相對(duì)密度1.39~1.45,可在250~280℃空氣中長期使用.玻璃化溫度分別為280℃(Upilex R)、385℃(Kapton)和500℃以上(Upilex S)。20℃時(shí)拉伸強(qiáng)度為200MPa,200℃時(shí)大于100MPa。
市場(chǎng)容量及現(xiàn)狀
國內(nèi)目前大約有50家規(guī)模大小不等的PI薄膜制造廠商,其中約80%采用流延工藝制造,僅有少量廠商采用雙軸定向工藝制造。在我國聚酰亞胺薄膜流延法及浸漬法工藝均較為成熟,其中浸漬法由于產(chǎn)品絕緣性能較差,正逐漸被淘汰。而技術(shù)難度較高的噴涂法、擠出法以及沉積法目前主要由日本企業(yè)掌握。
目前我國絕大部分生產(chǎn)廠家均采用熱亞胺化法,但發(fā)達(dá)國家?guī)缀跛械木埘啺繁∧どa(chǎn)商都已經(jīng)完成了從熱亞胺化法向化學(xué)亞胺法的技術(shù)與設(shè)備過渡。
應(yīng)用于不同領(lǐng)域的聚酰亞胺薄膜售價(jià)及利潤水平相差較大,如傳統(tǒng)的低端電工級(jí)PI絕緣薄膜經(jīng)過多年的發(fā)展,目前售價(jià)約為300-400元/kg,而電子級(jí)聚酰亞胺絕緣基膜的售價(jià)則達(dá)到1000元/kg,毛利率達(dá)到約70%。技術(shù)難度更高的軌交用薄膜售價(jià)在2000元/kg以上,微電子封裝用以及航空航天用聚酰亞胺薄膜售價(jià)則高達(dá)3000元/噸以上。
總言之,中國作為全球大的電子零組件生產(chǎn)基地和大的電子消費(fèi)市場(chǎng),在技術(shù)和產(chǎn)品布局上,盡管當(dāng)前國內(nèi)PI薄膜制造企業(yè)與歐美和日本企業(yè)存在一定的距離,但堅(jiān)信國內(nèi)企業(yè)通過持續(xù)的研發(fā)投入和技術(shù)引進(jìn)提升,未來一定能夠參與薄膜應(yīng)用的市場(chǎng)競爭中占有一席之地。
AMOLED技術(shù)發(fā)展打開 PI膜的市場(chǎng)空間。生產(chǎn)柔性AMOLED屏需要PI漿料作為襯底,這是現(xiàn)階段顯示領(lǐng)域主要的需求;折疊屏對(duì)PI膜的需求多有3處,作為襯底基材的PI漿料、作為觸控板的CPI膜和作為蓋板的CPI 硬化膜(透明色)。隨著中國大陸柔性AMOLED的產(chǎn)線擴(kuò)張,需求將快速成長,其中技術(shù)難度大是CPI硬化膜。根據(jù)搜狐財(cái)經(jīng)數(shù)據(jù),CPI硬化膜到2021年的市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到8.2億美元。