中天科技旗下中天电子材料有限公司“年产300吨高性能PI薄膜项目”正式试生产成功

近日,有媒体报道称,中天科技旗下中天电子材料有限公司“年产300吨高性能PI薄膜项目”正式试生产成功,且首批产品将于今年三季度供应市场。

据了解,公司在2月27日便发布公告称,公司拟募集3.57亿,投资高性能PI(聚酰亚胺)膜。

公司表示,本项目分两期建设,一期建设期为 26 个月,二期建设期为 18 个月,全部建设完成后,将形成年产 600 吨高性能聚酰亚胺(PI)薄膜系列产品产能。

该项目生产的产品为高性能聚酰亚胺薄膜,是一种优良的绝缘薄膜,可以在保持优异的力学性能和电学性能的同时,控制热膨胀系数低于20ppm/℃,热收缩率低于 0.02%,能够与铜箔稳固贴合。并且为了匹配柔性线基板行业窄线宽、窄间距的新技术发展要求,公司也通过对制膜工艺技术的升级改造,开发出低于 10μm 的薄型 PI 薄膜。

公司表示,他们引进了两条具有国际先进水平的化学亚胺化法PI薄膜生产线,自主研发树脂配方,主要生产微电子级PI薄膜和高频高速传输用PI薄膜等。

同时,公司聘请国家聚酰亚胺领域973首席科学家担任新产品研发顾问,国外同行资深专家担任产业化工程技术顾问,已成功研发出柔性电路板用高端PI薄膜、5G高频高速通讯用PI薄膜、柔性显示用CPI薄膜等多种高性能PI薄膜的配方及产业化生产工艺。

相关资料显示,早在2016年,中天科技就在北京成立高性能聚酰亚胺薄膜研发中心,进行电气绝缘膜、电子覆盖膜及电子封装基板膜等各系列产品的基础配方技术研究。作为实施主体,中天电子材料有限公司目前已发起申请10项发明专利。

据中国电子材料行业协会统计,截止2016年,国内约有30多家规模不等的PI薄膜制造厂家,总产能超过3,000吨,80%以上产品为电工级聚酰亚胺薄膜,其余为低端电子行业用覆盖膜、增强膜等,高性能电子级PI薄膜和高端电工级PI薄膜未形成规模化生产能力。

目前只有美国的杜邦、日本的宇部兴产、日本的钟渊化学和韩国的SKC等几家国外的企业具有大规模生产高性能PI薄膜的能力。我国的高性能PI薄膜市场长期被美国、日本、韩国所垄断。

日本宇部兴产

日本宇部兴产工业公司在上世纪80年代初研制成功一种新型线性聚酰亚胺,包括UpilexR、UpilexS和UpilexC型系列薄膜。

宇部兴产独立开发型号为UpilexR、产能100万平方米/年(合80吨/年)的PI薄膜于1983年投产,1985年增加了一个型号UpilexS。

与Kapton相比,UpilexS具有高耐热性、较好的尺寸稳定性和低吸湿性。

钟渊化学

最早于1980年,钟渊化学开始实验室内研究聚酰亚胺薄膜,并成功开发出一种新型“均苯”型PI薄膜,商品名为“Apical”,1984年在日本志贺建立第一条APICAL聚酰亚胺薄膜生产线,并于1985年开始量产,产品主要应用于FPCS。

5月8日,据日媒报道,日本钟渊化学公司开发了一种适用于可挠式OLED显示器外盖视窗(Cover Window)用途的透明聚酰亚胺(PI)薄膜。据了解,该新制品结合了日本钟化的PI分子设计技术与光学薄膜制膜技术,具备有反覆弯曲性、透明性、表面硬度、表面平滑性等特性,可适用于OLED显示器。

韩国SKC

SKC于2001年启动聚酰亚胺薄膜的研发;2002年与KRICT(韩国研究化学技术研究所)参与政府的聚酰亚胺研发项目;2004年PI薄膜0#产线安装调试并成功量产,成为韩国史上第一个制造亚胺薄膜的企业。

美国杜邦(Dupont)

公司从1950年起美国杜邦公司开始了耐高温聚合物的研究,1962年芳香族聚酰亚胺开始在布法罗试生产,取名为“H”型薄膜。1965年在俄亥俄州的塞克尔维尼建厂开始大规模生产,并登记商品名为Kapton。

通过技术改进,杜邦公司又于1984年推出3种改良型Kapton薄膜,分别为HN型、FN型、VN型。

聚酰亚胺薄膜(PolyimideFilm)是世界上性能最好的薄膜类绝缘材料,由均苯四甲酸二酐(PMDA)和二胺基二苯醚(DDE)在强极性溶剂中经缩聚并流延成膜再经亚胺化而成。

聚酰亚胺薄膜

特性

呈黄色透明,相对密度1.39～1.45,聚酰亚胺薄膜具有优良的耐高低温性、电气绝缘性、粘结性、耐辐射性、耐介质性,能在-269℃～280℃的温度范围内长期使用,短时可达到400℃的高温。玻璃化温度分别为280℃(Upilex R)、385℃(Kapton)和500℃以上(Upilex S)。20℃时拉伸强度为200MPa,200℃时大于100MPa。特别适宜用作柔性印制电路板基材和各种耐高温电机电器绝缘材料。

聚酰亚胺通常分为两大类:

热塑性聚酰亚胺,如亚胺薄膜、涂层、纤维及现代微电子用聚酰亚胺等。

热固性聚酰亚胺,主要包括双马来酰亚胺(BMI)型和单体反应物聚合(PMR)型聚酰亚胺及其各自改性的产品。BMI 易加工但脆性较大。

薄膜分类

包括均苯型聚酰亚胺薄膜和联苯型聚酰亚胺薄膜两类。前者为美国杜邦公司产品,商品名Kapton,由均苯四甲酸二酐与二苯醚二胺制得。后者由日本宇部兴产公司生产,商品名Upilex,由联苯四甲酸二酐与二苯醚二胺(R型)或间苯二胺(S型)制得。

聚酰亚胺优点

(1)优异的耐热性。聚酰亚胺的分解温度一般超过500℃,有时甚至更高,是目前已知的有机聚合物中热稳定性最高的品种之一,这主要是因为分子链中含有大量的芳香环。

(2)优异的机械性能。未增强的基体材料的抗张强度都在100MPa以上。用均酐制备的Kapton薄膜抗张强度为170MPa,而联苯型聚酰亚胺(Upilex S)可达到400MPa。聚酰亚胺纤维的弹性模量可达到500MPa,仅次于碳纤维。

(3)良好的化学稳定性及耐湿热性。聚酰亚胺材料一般不溶于有机溶剂,耐腐蚀、耐水解。改变分子设计可以得到不同结构的品种。有的品种经得起2个大气压下、120℃,500h的水煮。

(4)良好的耐辐射性能。聚酰亚胺薄膜在5×109rad剂量辐射后,强度仍保持86%;某些聚酰亚胺纤维经1×1010rad快电子辐射后,其强度保持率为90%。

(5)良好的介电性能。介电常数小于3.5,如果在分子链上引入氟原子,介电常数可降到2.5左右,介电损耗为10,介电强度为100至300kV/mm,体积电阻为1015-17Ω·cm。因此,含氟聚酰亚胺材料的合成是目前较为热门的研究领域。

上述性能在很宽的温度范围和频率范围内都是稳定的。除此之外,聚酰亚胺还具有耐低温、膨胀系数低、阻燃以及良好的生物相容性等特性。聚酰亚胺优异的综合性能和合成化学上的多样性,可广泛应用于多种领域。