前一段時間柔宇科技和三星先後推出了可摺疊屏智慧型手機,據有關報道稱,可摺疊屏手機上就使用了觸摸透明聚醯亞胺。這種聚醯亞胺材料(柔術大師)雖然耐久性不及玻璃面板(鋼鐵硬漢),但主要優勢在於其彎曲性,靈活度、可變性更高。
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而最近分析師郭明錤更是發布了跟新款iPhone 天線技術相關的投資者預測報告,他預測2019 年的 iPhone 將會用上四個 MPI 天線和兩個 LCP 天線的組合,以替換掉目前 6 個均為LCP 天線的方案。其中MPI(Modified PI )就是改性聚醯亞胺。
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PP、TPU、PC什麼的大家知道的多了,但這個PI(聚醯亞胺)是個啥?
沒有聚醯亞胺就不會有今天的微電子技術
PI(聚醯亞胺)是指主鏈上含有醯亞胺環的一類聚合物,其中以含有酞醯亞胺結構的聚合物尤為重要。
圖 來源於圖書《聚醯亞胺新型材料》
PI在合成上具有多種途徑,這就使得它在合成配方設計上具有非常大的自由度,可以根據使用場景設計合成不同性能的聚醯亞胺材料,從而具有廣泛的應用領域,比如航空、航天、微電子、納米、液晶、分離膜、雷射等領域。常用的PI合成路線如下:
圖 來源於寰宇尖端薄膜官網
PI從上世紀60年代就被各國列入 21世紀最有希望的工程塑料名單。因其在性能和合成方面的突出特點,不論是作為結構材料或是作為功能性材料,其巨大的應用前景已經得到充分的認識,被稱為是"解決問題的能手",並認為"沒有聚醯亞胺就不會有今天的微電子技術"。
「黃金薄膜」不是浪得虛名
PI 的商品化首次出現在上世紀60-80年代。薄膜是PI最早的商品之一,主要產品有杜邦Kapton、宇部興產的Upilex系列和鍾淵Apical。由於PI薄膜具有較高的耐油、耐溫和低介電損耗等優異的綜合性能,有著「黃金薄膜」的美稱。
可摺疊屏手機使用了新一代OLED照明/顯示技術,OLED在生產製造過程中,由於需要在柔性基板上濺射上電極或TFT材料,基材一般為耐高溫聚合物,使用得最多的是耐高溫聚醯亞胺(PI)材料。
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黃金薄膜可不只是外表長得像黃金,價格也是死貴死貴的。其市場價格達到每噸60-300萬元人民幣,其中雙軸向拉伸電子膜市場價格均在每噸100萬人民幣以上。
目前國內市場PI薄膜需求快速增長,嚴重依賴進口,需求潛力巨大,處於嚴重供不應求的狀態。我的天,這麼賺錢,又這麼有市場,還不趕緊搞起來?先別急,你能接受得了高成本再說。
不是誰都能玩轉黃金薄膜
國內之所以嚴重依賴PI薄膜進口,是因為PI薄膜的合成門檻極高,聚醯亞胺合成難度極高、下游產品加工難度較大。
在單體合成方面,儘管有相應的單體商品化,但成本非常昂貴,例如六氟二酐每千克達上萬元;在聚合方法上,目前所用的二步法和一步法均使用高沸點的溶劑,價格高就算了,後期又不好處理;在生產工藝上,生產成本高的浸漬法、雙軸拉伸法一般人玩不起,玩得起的流延法是成本低,但污染性大。
環保政策這麼嚴,搞不了搞不了。
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這就是為什麼儘管國內也有生產PI薄膜的廠家,但是其生產的產品基本只能用於電學絕緣,高端產品的應用,也就是電子級PI薄膜只能依賴進口。
目前全球生產PI的廠家近100家,PI市場主要供貨商包括杜邦、通用電氣、阿莫科公司、巴斯夫、西巴蓋吉、郝斯、東麗杜邦、鍾淵化學、三井東亞、宇部興產、SKCKOLON等公司。
國內布局了PI膜的上市企業主要有丹邦科技、時代新材、國風塑業、新綸科技。
5G手機時代離我們越來越近,手機的飛速發展離不開性能優良的硬體材料。PI 材料在微電子行業有著巨大的應用價值,但生產成本高,如果可以在單體合成和聚合方法上降低成本,PI材料一定可以在未來的材料領域大放光彩。