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模切材料|聚酰亚胺PI薄膜最新技术和应用

 0 来源:模切之家 2017-12-07


PI (Polyimide)介绍


PI (Polyimide)俗称聚酰亚胺,是分子结构中含有酰亚胺基团的芳杂环高分子化合物的统称。  

聚酰亚胺是目前已经工业化的高分子材料中耐热性最高的品种,以作为薄膜、涂料、塑料、复合材料、胶粘剂、泡沫塑料、纤维、分离膜、液晶取向剂、光刻胶等形式在高新技术领域得到广泛的应用。

聚酰亚胺(PI)薄膜绝缘材料广泛应用于航空、航海、宇宙飞船、火箭导弹、原子能、电子电器工业等领域。

PI是 21世纪最有希望的工程塑料之一,鉴于其优异的性能,PI被称为是"解决问题的能手”,并认为"没有聚酰亚胺就不会有今天的微电子技术"。



PI薄膜的生产厂家


目前市场上主流的PI 薄膜是杜邦最早发明的均苯型聚酰亚胺薄膜  ( Kapton ) ,由均苯四甲酸二酐与4,4-二苯醚二胺制得。  

日本宇部后来发明了联苯型聚酰亚胺薄膜( Upilex ),由联苯四甲酸二酐与4,4-二苯醚二胺(R型)或对苯二胺(S型)制得。  

随着科技的不断进步,也互相参加一些不同苯环原料和奈米颜色的原料,来得到一些不同功能的PI 薄膜。 


目前国内外PI 薄膜主要生产厂家有: 

美国杜邦公司(Dupont);

日本宇部  (Ube)、 钟渊化学 (KANEKA) 、三菱瓦斯化学 (MGC) 三井化学 (Mitsui Chemicals) 、东洋纺(TOYOBO)  ;

韩国 SKC KOLON  ;

中国台湾达迈 (Taimide)  ;

中国主要有 今山,桂林所,瑞华泰, 株洲时代 ,万达 等近八十家厂家。


PI 薄膜的制造方法


均苯型聚酰亚胺(PI)树脂的合成,首先采用溶液缩聚方法合成出其前聚体聚酰胺酸(PAA),然后再经脱水环化制成聚酰亚胺薄膜。脱水闭环亚胺化有两种方法,即热亚胺化法和化学亚胺化法。一般俗称热法和化学法。  


热法是将聚酰胺酸高温,使之脱水闭环亚胺化,制成薄膜。

化学法是在将温度保持在一5℃以下的聚酰胺酸溶液中加入一定量脱水剂 和触媒 ,快速混合均匀,加热到一定温度使之脱水闭环亚胺化,制成薄膜。


在制造聚酰亚胺薄膜时,相比于化学亚胺化法,热亚胺化法的工艺过程与设备较简单。但在我国几乎所有厂家均采用热亚胺化法。  

这里特别要鸣谢已故 丁孟贤 唐泉清两位老教授。  

株洲时代和丹邦科技新引入国外设备用化学亚胺化方法制作PI薄膜。  

通常化学亚胺化法的产能高,且所得薄膜的物化性能好。所以在国际上大部分公司均完成了从热亚胺化法向化学亚胺化法的技术与装备的过渡。   

目前国内大部分采取单拉伸膜和双拉伸膜两类方法。双拉在产能和材料平整度方面优于单拉。单拉设备便宜,投资成本较小,适合小企业投资。


PI特性


由于其酰亚胺的结构使得由PMDA+ODA,或者BPDA+ODA 合成的聚酰亚胺颜色为茶色或者叫金黄色,所以PI 薄膜一般也被叫成黄金膜        

相对密度1.39~1.45,有突出的耐高温、耐辐射、耐化学腐蚀和电绝缘性能,可在250~280℃空气中长期使用,可符合轻、薄、短、小、高可靠性的设计要求。  

近年来,高性能PI 薄膜又成为微电子制造与封装的关键材料,广泛应用于超大规模集成电路的制造、自动接合载带(TAB)、柔性封装基板、柔性连接带线等方面。


 PI 薄膜的一般应用


用作柔性印制电路板材料(FCCL)和各种耐高温电机电器绝缘材料。

PI涂布有机硅/丙烯酸胶黏剂,形成单面或者双面耐高温胶带用于电子封装保护,高温烤漆保护,喷涂遮蔽保护等。  


锂电池黑色不干胶包边PI材料


①产品结构


②产品性能


③储存要求

储存在干燥、清洁库房,适存温度:10℃-30℃,存储期一年,避免与有机溶液、液体存放在一起.。


④产品应用

手机电芯的包边应用,手机电芯的包覆应用,其它应用。


⑤黑色PI涂哑光油与黄色PI涂黑色油墨 对比


黑色PI涂哑光油:黑色聚酰亚胺薄膜涂哑光油

黄色PI涂黑色油墨:黄色聚酰亚胺薄膜上涂布热固性黑色耐高温环氧树脂



 表面完全哑光的全PI薄膜 


①产品描述: PI表面高哑,全PI的特点 

②产品应用: 遮蔽,打印, 表面哑光值严格管理场合

③产品特点:短时耐500度的高温标签 

④产品性能指标:



聚酰亚胺远红外柔性发热模组


①产品介绍

国内首创,最新一款耐高低温柔性薄膜型发热模组,由聚酰亚胺(简称PI)发热层和聚酰亚胺绝缘层无胶热压而成,与蚀刻金属丝发热  、碳浆印刷发热  、碳纤维发热等完全不同,而是纯粹的聚酰亚胺复合薄膜在通电之下发热!发热温度最高达350度,交、直流电两用,发热温度可控,温度分布广,并具有远红外功能,是目前国内外市场上具有创新、节能、高效的发热新产品。


②产品结构

                


③产品图片




④产品应用




⑤产品特点




 PI锂电池隔热缓冲片


PI锂电池隔热片 

①产品描述:二氧化硅气凝胶四周由PI薄膜在无胶下热压包封而成 

②产品结构:



③产品特点:

1.耐高温, 300度下而已连续一个月, 不开口, 不掉粉;

2.隔热性好, 导热系数小于0.02W/M.K;

3.缓冲性好;

4.耐针刺型好, 大于15N;

5.阻燃94 V-0,无卤。


④产品应用:

1.锂电池封装隔热缓冲;

2.其他高温环境下隔热缓冲


⑤产品规格: 

可以定制,厚度从0.1毫米到10毫米, 大小最大可以500毫米宽1000米长,颜色可以是黑色,金黄色,红色, 绿色!


中间含铝层PI薄膜


①产品描述: 中间是铝层,两面聚酰亚胺, PI一面是25um(以下简称A面),另一面是5um(以下简称B面),铝层厚度是0.04um-0.2um, 无印刷涂层,三明治结构,层与层之间无胶,铝层表面电阻为3Ω/c㎡。B面在320°~350°温度条件下有粘性,可粘合。


②产品结构:



③特点及应用特点:绝缘、屏蔽、反射、散热等多重功能,并具备柔软、轻薄等优点。

该薄膜不仅具有PI膜优良的耐高温性、化学稳定性,又有高屏蔽性等特点,可以应用在电子领域和航空电子领域。



PI丝网印刷屏蔽罩


在手机,GPS等领域,为防止电磁干扰(EMI)和对PCB板上的元件及LCM起屏蔽作用。于是一种屏蔽罩的金属结构件就诞生了。 

白洋铜在焊接上锡,散热和蒸汽方面比较好,一般选用0.2mm厚度作为屏蔽罩的主要材料。 


手机芯片和其它零件与屏蔽罩之间的距离间隙越来越小,其需具备散热快,防漏电等风险,故传统的工艺是在冲压成型后单PCS产品内面粘贴一层绝缘胶,俗称“贴胶”这种传统制程,需要消耗大量人力,要模切胶片、设计夹具固定产品等繁杂的工序,且存在产能良率低、平面度很难管控等缺点。市场在两年前出现了一种新的工艺:在白洋铜上丝印绝缘油,已达到取代模切的效果。



 PI丝网印刷屏蔽罩


传统的生产工艺为高速打孔料带在大吨位冲床上进行金属连续模具冲压出四边折弯屏蔽罩。 


这样问题来了,油墨在干燥后,内部结构是层状结构,高速冲压震动后,内部结构会有粉碎性受伤。这里有人提出过反对意见,说他们经过百格测试。但随时手机使用过程中,手机内部一直会存在一定温度,和电磁波影响。时间久了以后屏蔽罩大量出现掉粉现象。这些粉末会有导电性,会对手机造成致命伤害。


今山的理念就是创新,不断创新。甚至打败自己,颠覆自己的产品。率先研究出可丝印PI,根据客户图形,设计厚度颜色等问题。然后再经过亚胺化处理成膜,牢牢的附着在白洋铜表面。耐化学性,耐电压,耐摩擦,耐高温等性能必将引发新的产业革命。



无色透明PI


无色透明PI一般通过分子设计新合成不同种的二酐和二胺单体,通过聚合形成新的聚酰亚胺品种,改善聚酰亚胺薄膜的光学性能。 目前杜邦和韩国SKC 相继推出无色透明PI 。柔性显示技术和薄膜太阳能电池将会是透明聚酰亚胺薄膜市场的主要驱动力,无色PI 必将成为主流。 


今山在这个方面已经开始做了很多基础研究工作。第一阶段无色透明PI 薄膜已经量产销售。目前主要应用在透明PI 胶带上。等明年新工厂进驻后,新设备到位后,就会开始研发真正的高端无色透明PI上产线量产技术。



 透明PI 的应用



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