目前,电子市场上PI薄膜产品种类繁多,例如CF聚酰亚胺胶带、可成型聚酰亚胺薄膜、 型聚酰亚胺薄膜等等。HF聚酰亚胺胶带是在型聚酰亚胺薄膜表面进行单面F46而成的胶带, FHF为双面涂氟。胶带在常温下不具有粘结性,需要在300°C进行热结合粘结,除了具有CN型薄膜耐高温、高强度等特性之外,还具有***的防潮湿、防腐蚀性能和热封性。主要应用在塑料管型材、电热电路、热封包裹、电磁线绕包绝缘、其他电气绝缘等方面。
光刻胶:某些聚酰亚胺还可以用作光刻胶。有负性胶和正性胶,分辨率可达亚微米级。与颜料或染料配合可用于彩色滤光膜,可大大简化加工工序。
在微电子器件中的应用:用作介电层进行层间绝缘,作为缓冲层可以减少应力、提高成品率。作为保护层可以减少环境对器件的影响,还可以对a-粒子起屏蔽作用,减少或消除器件的软误差(soft error)。半导体工业使用聚酰亚胺作高温黏合剂,在生产数字化半导体材料和MEMS系统的芯片时,由于聚酰亚胺层具有良好的机械延展性和拉伸强度,有助于提高聚酰亚胺层以及聚酰亚胺层与上面沉积的金属层之间的粘合。 聚酰亚胺的高温和化学稳定性则起到了将金属层和各种外界环境隔离的作用。
液晶显示用的取向排列剂:聚酰亚胺在TN-LCD、SHN-LCD、TFT-CD及未来的铁电液晶显示器的取向剂材料方面都占有十分重要的地位。
电-光材料:用作无源或有源波导材料光学开关材料等,含氟的聚酰亚胺在通讯波长范围内为透明,以聚酰亚胺作为发色团的基体可提高材料的稳定性。
湿敏材料:利用其吸湿线性膨胀的原理可以用来制作湿度传感器。
聚酰亚胺(Polyimides简称PI)是一大类主链上含有酞酰亚胺或丁二酰亚胺环的耐高温聚合物,通常由二酐或二胺合成。目前是已经工业化的聚合物中使用温度***的材料之一,其分解温度达到550~600℃,长期使用温度可达到200~380℃。此外还具有优良的尺寸和氧化稳定性、耐辐照性能,绝缘性能、耐化学腐蚀、耐磨损、强度高等特点。被广泛应用于航空、航天、机械、电气、原子能、微电子、液晶显示等高技术领域。并已经成为全球火箭、宇航等***科技领域不可缺少的材料之一。
目前我国的低端电工级聚酰亚胺薄膜已经基本满足国内需求,而电子级聚酰亚胺薄膜超过80%依赖进口,更高等级的PI薄膜则仍处于空白领域。2015年,我国电子级聚酰亚胺薄膜需求约为5000吨,市场容量超过50亿元,其中FCCL约消耗3000吨,轨交、航空航天和微电子封装等领域的聚酰亚胺薄膜总需求约为600-800吨,市场容量接近30亿元,整体进口替代空间超过60亿元。
聚酰亚胺薄膜的制造工艺
消泡后的聚酰胺酸溶液,由不锈钢溶液储罐经管路压入前机头上的流涎嘴储槽中。钢带以图所示方向匀速运行,将储槽中的溶液经流涎嘴前刮板带走,而形成厚度均匀的液膜,然后进入烘干道干燥。 洁净干燥的空气由鼓风机送入加热器预热到一定温度后进入上、下烘干道。热风流动方向与钢带运行方向相反,以便使液膜在干燥时温度逐渐升高,溶剂逐渐挥发,增加干燥效果。
聚酰亚胺薄膜未来发展
未来高性能PI薄膜子柔性有机薄膜太阳能电池和***柔性LCD和OLED显示器产业以及锂电池等新型动力储电池技术产业均有广阔的发展需求,PI薄膜的研究主要向高性能化、多功能化、易成型加工和低成本等方向发展,同时在差别化和特殊应用的高性能PI薄膜。