Полиимидные пленки, как один из самых эффективных изоляционных материалов пленочного типа в мире, считаются наравне с углеродным волокном и арамидным волокном. Они считаются тремя важнейшими высокополимерными материалами, позволяющими преодолеть препятствия на пути развития высокотехнологичных отраслей во всем мире. Благодаря применению новых технологий, таких как модификация сополимеров, непрерывные исследования и усовершенствование их рецептур и процессов производства, полиимидные пленки нашли более функциональное применение, расширяя области их дальнейшего применения.

I. Обзор полиимидной промышленности

Полиимид (ПИ) относится к полимеру, содержащему имидные структуры в своей молекулярной цепи. Высокоэффективные полиимиды обычно имеют в качестве основных компонентов ароматические и гетероциклические структуры. PI может похвастаться высочайшим уровнем огнестойкости (UL-94), отличной электроизоляцией, механическими свойствами, химической стабильностью, устойчивостью к старению, радиационной стойкостью и диэлектрическими свойствами (диэлектрическая проницаемость 4,0 и диэлектрические потери всего от 0,004 до 0,007 при 103 Гц). и классифицируется как изоляция класса от F до H. Кроме того, эти свойства остаются стабильными в широком диапазоне температур (от -269°C до 400°C). Поэтому его называют «самым многообещающим инженерным пластиком XXI века» и «решателем проблем», часто говорят, что «без полиимида не было бы современной технологии микроэлектроники». PI занимает лидирующие позиции среди полимерных материалов с точки зрения производительности.

Пленки PI обладают превосходными механическими свойствами, диэлектрическими свойствами, химической стабильностью и высокой устойчивостью к радиации, коррозии и экстремальным температурам. Известные как «золотые пленки», они признаны одним из лучших суперинженерных полимерных материалов в мире, наряду с углеродным волокном и арамидным волокном, и являются узким материалом в развивающихся высокотехнологичных отраслях.

II. Сеть производства полиимидных пленок

1. Восходящий поток:
Исходные материалы включают диангидрид ПМДА, диамин ОДА и другое сырье. Некоторые специализированные мономеры ПИ уже локализованы в Китае. А сырье для пленок ПИ включает мономеры ПИ и суспензию ПИ. Мономеры ПИ состоят из мономеров диангидрида и мономеров диамина.

 2. Мидстрим:
ПИ-пленки, благодаря своим превосходным свойствам, имеют широкий спектр применения. Полиимидные продукты выпускаются в различных формах, включая пленки, пены, волокна, светочувствительные полиимиды и композиты на основе полиимидов, при этом пленки, наиболее важная форма, составляют более 70% рынка. Производство ПИ-пленок включает в себя процессы полимеризации смолы, литья, растяжения, имидизации и последующей обработки.
Применение различных ПИ-пленок: включает терморегулирующие ПИ-пленки (предшественник графитовых пленок с высокой теплопроводностью), электронные ПИ-пленки (подложки и печать), электрические ПИ-пленки (коронастойкие и класса C) и аэрокосмические ПИ-пленки (полиимидный композитный алюминий). фольга МАМ).

3. Ниже по течению:
Обычные материалы для пленок для картона FCCL включают полиимид (PI), полиэстер (PET), полиэтиленнафталат (PEN) и жидкокристаллический полимер (LCP).

III. Процесс производства полиимидной пленки

Перед имидизацией пленки ПИ должны быть сформированы различными методами, такими как литье, литье и растяжение (двуосная ориентация), погружение (покрытие алюминиевой фольгой), напыление, экструзия и осаждение. Процесс формирования существенно влияет на качество фильма и методы производства. В настоящее время наиболее часто используются методы литья и литья-растяжения, причем для высокопроизводительных пленок предпочтительнее литье-растяжение. В Китае методы литья и погружения уже сложились, хотя метод погружения из-за плохих изоляционных характеристик постепенно выводится из употребления. Методы высокой сложности, такие как напыление, экструзия и осаждение, в 2016 году освоены в основном передовыми японскими компаниями.

Имидизация в основном достигается двумя методами: термической имидизацией и химической имидизацией. Термическая имидизация включает нагревание полиаминовой кислоты до определенной температуры для обезвоживания и циклизации. Химическая имидизация включает добавление дегидратирующего агента и катализатора к раствору полиамидокислоты при температуре ниже -5°C с последующим быстрым перемешиванием и нагреванием для индукции дегидратации и циклизации. Хотя термическая имидизация проще по процессу и оборудованию, чем химическая, физические и химические свойства полученной пленки хуже, и она непригодна для производства ПИ-пленок электронного качества. До 2014 года большинство китайских производителей использовали термическую имидизацию, в то время как развитые страны в основном перешли на химическую имидизацию.

IV. Применение полиимидных пленок в гибкой электронике

Применение ПИ-пленок в гибкой электронике включает:
1. Подложки для электронной изоляции: гибкие печатные платы, держатели для автоматической сварки, подложки «чип на пленке».
2. Производство интегральных схем: межслойная изоляция, пассивация чипов и защитные слои, фоторезисты, барьеры для альфа-частиц.
3. Электронные ленты: самоклеящиеся ленты, ленты, чувствительные к давлению, электрические нагревательные ленты.
4. Электронные датчики: емкостные датчики влажности.
5. Жидкокристаллические дисплеи: упаковка ЖК-схем, пленки для выравнивания жидких кристаллов.
6. Гибкие OLED-дисплеи: гибкие подложки, пленочные сенсорные панели, прозрачные крышки.
7.Оптическая связь/оптические устройства: Оптические волноводы, оптические микролинзы, тонкопленочные фильтры.

V. Преимущества и недостатки полиимидных пленок

1. Преимущества:
Высокая прочность и термостойкость: пленки PI обладают чрезвычайной прочностью и устойчивостью к высоким температурам, что делает их идеальными для аэрокосмической, электронной и электротехнической промышленности.
Отличная изоляция: они обладают превосходными изоляционными свойствами, эффективно предотвращая утечку тока и обеспечивая безопасную работу электрооборудования.
Химическая стабильность: пленки PI обладают высокой устойчивостью к различным химическим веществам, что делает их пригодными для сложных сред.
Легкие и тонкие: эти пленки легкие и тонкие, что облегчает обработку и транспортировку, снижает производственные затраты и повышает характеристики продукта.
Широкий диапазон применения: пленки PI широко используются в аэрокосмической, электронной, электротехнической, новой энергетической и биомедицинской областях, имея многообещающие рыночные перспективы.

 2. Недостатки:
Высокие производственные затраты. Сложный производственный процесс требует сложного оборудования и технологий, что приводит к высоким затратам и ограничению применения в некоторых областях.
Сложность обработки: Из-за высоких прочностных и стойких свойств полиимидных пленок. Это требует строгого контроля температуры и давления во время обработки, что увеличивает сложность.
Ограниченная стойкость к атмосферным воздействиям. Хотя полиимидные пленки обладают превосходными характеристиками, при длительном использовании на открытом воздухе их характеристики могут ухудшиться из-за воздействия ультрафиолета и влаги.

Полиимидные пленки как новый материал имеют множество преимуществ, но имеют и некоторые недостатки. Ожидается, что благодаря постоянному технологическому прогрессу характеристики ПИ-пленки будут и дальше улучшаться, расширяя области ее применения. Тем временем исследователи также стремятся преодолеть технические проблемы и снизить производственные затраты, способствуя более широкому внедрению полиимидных пленок.

VI. Направления исследований полиимидных пленок

Текущие исследования ультратонких ПИ-пленок сосредоточены на двух основных областях:
Утончение стандартных пленок: Отличные термические и механические свойства полиимидных пленок обеспечивают стабильные характеристики во время утонения. Основная техническая проблема связана с оптимизацией подготовительного оборудования и параметров процесса. Ультратонкие ПИ-пленки имеют широкие перспективы применения в современной промышленности. На международном уровне предпринимаются значительные усилия в области исследований и разработок, и некоторые серийные продукты уже доступны.
Исследование и разработка функциональных ультратонких ПИ-пленок: их характеристики тесно связаны с оборудованием, процессами, молекулярным дизайном и новыми методами синтеза. Сохранение присущих механических и термических свойств при обеспечении специальных функциональных возможностей представляет собой серьезную задачу и требует первоочередного внимания исследований.

Высококачественные ПИ-пленки имеют решающее значение для быстрого развития высокотехнологичных отраслей промышленности в Китае. Однако на нашем пути развития существуют определенные преимущества:
1. Накопление научно-исследовательских и технических талантов. Десятилетия опыта привели к значительному накоплению научно-исследовательских знаний и кадровому резерву среди производителей ПИ-пленок, ожидающих качественных прорывов.
2. Близость к основным потребителям сбыта. Основные рынки OLED, гибких печатных плат и графитовых пленок находятся в материковом Китае, что предоставляет местным производителям широкие возможности для понимания требований к продукции и выхода на рынки высокого класса.
3. Ускоренная модернизация промышленности за счет мобильности талантов в Юго-Восточной Азии. Рост высокотехнологичного производства в Китае привел к увеличению мобильности технических талантов между материковым Китаем, Тайванем, Японией и Кореей, ускоряя внутренний технологический прогресс и модернизацию продукции.