电子级PI材料四大新型应用领域

来源：整理自天风证券

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伴随着 OLED 取代 LCD 正沿着曲面→可折叠→可卷曲的方向前进，有机发光材料和薄膜是 OLED 实现柔性的关键点，具有优良的耐高温特性、力学性能及耐化学稳定性的聚酰亚胺 PI 基板，是当前柔性基板材料的最佳选择。

受益于 OLED 产能的持续增长，PI 基板材料具有旺盛的市场需求，且未来还有很大的成长空间。国内目前如在挠性印制线路基材方面的应用的高端 PI 薄膜约85％需要依赖进口产品，替代进口的市场空间很大。

 

盖板材料

 

为全面实现柔性显示，显示器盖板部分应当具备可反复弯折、透明、超薄、足够硬度的特点。折叠屏对于盖板材料要求较高，需要同时满足柔韧性、透光率且表面防划伤性能好等特点。

 

目前的折叠屏盖板材料有 CPI、PI、PC、压克力、PET 几种，其中 CPI 盖板的可行性最高，相比于普通淡黄色的 PI 盖板材料，无色透明的 CPI 盖板具有更高的透光率。受益于折叠屏手机的发展，CPI 盖板材料将迎来快速发展时期。

 

目前透明PI盖板市场已有住友化学、Kolon、SKC等。日前有消息称，SKI下属材料商SKIET已被选为一家全球智能手机制造商的FCW(Flexible Cover Window，FCW)供应商，公司于7月开始生产以透明聚酰亚胺(PI)为基础的可折叠智能手机的CPI盖板。

 

COF材料

 

COF 方案主要采用聚酰亚胺（PI 膜）混合物材料，厚度仅为 50-100um，线宽线距在 20um以下。COF 封装则是采用自动化的卷对卷设备生产，生产过程中会被持续加热至 400 摄氏度。由于 COF 卷对卷生产过程中需要加热，而 PI 膜的热膨胀系数为 16um/m/C，相比芯片的 2.49 um/m/C 而言，热稳定性较差，所以对设备精度和工艺要求很高。

 

目前，COF用FCCL材料主要掌握住友化学、东丽先进材料和KCFT3大日韩公司手中。

◤ FPC：基板和覆盖层材料

 

FPC的使用一般以铜箔与 PI 薄膜材料贴合制成软性铜箔基板（FCCL），覆盖膜（Cover layer）、补强板及防静电层等材料制作成软板。

 

PI 膜的厚度主要可以区分为 0.5mil、1mil、2mil、3mil 及厚膜（甚至 10mil 以上等产品），先进或是高阶的软板需要厚度更薄（0.3mil），尺寸安定性更稳定的 PI 膜。一般的覆盖膜主要使用厚度 0.5mil的 PI 膜，而较厚的 PI 膜主要用于补强板及其它用途上。

近年来，智能手机、平板电脑、LCD 显示与 LED 背光模组等应用需求的增加，驱动了 PI 膜需求增长。随着中高阶手机市场出货比例的逐年增加，加上东南亚等新兴国家地区的智慧型手机上需求大增，预期FPC 需求未来 3-5 年内可维持可观增长。

                                                        来源：SKCKolonPI

 

 

SKC Kolon PI制造的PI膜是耐高低温的尖端高性能材料，可制作成FPCB、散热膜，应用到智能手机、半导体、汽车、航空等多样化领域，既是三星电子上市在即的折叠手机的基板材料、也是电动车电池绝缘贴的材料。

◤ 5G 手机：MPI 天线和石墨散热原膜

 

MPI 天线

 

4G 时代的天线制造材料开始采用 PI 膜（聚酰亚胺）。但PI 在10GHz 以上损耗明显，无法满足5G终端的需求; LCP（Liquid Crystal Polymer，液晶聚合物）凭借介子损耗与导体损耗更小，具备灵活性、密封性等特性逐渐得到应用。

 

但是由于 LCP 造价昂贵、工艺复杂，目前 MPI（Modified Polyimide，改良的聚酰亚胺）因具有操作温度宽，在低温压合铜箔下易操作，表面能够与铜较易接着，且价格较亲民等优点，有望成为 5G 时代天线材料的主流选择之一。

 

当前，台虹开发应用于 5G 的改性PI产品已经完成，并已做好量产准备应对5G高频以及高速的需求。

 

石墨散热原膜

 

目前，石墨散热片的主要材料是人工石墨片(Graphitesheet)。人工石墨片的主要原料就是聚酰亚胺薄膜(PI film)经过碳化和石墨化两道高温制程产生：碳化是石墨化的前置程序，目的在于使得 PI 膜中的非碳成分全部或大部分挥发，需在特定高温下进行。

 

石墨化工序中，发行人通过在特制的石墨化炉内加入氩气或者氮气作为介质对碳化后的 PI 膜进一步升温，高温下多环化合物分子重整，伴随多次周期性升温的振荡操作，经化学变化，最后形成高结晶度的大面积石墨原膜。随着散热应用市场成长，聚酰亚胺薄膜在人工石墨片的应用也将会逐渐增加比重。

 

在该应用领域，主要供应商有时代新材，公司年产 500 吨聚酰亚胺薄膜生产线量产日趋稳定，导热膜具备向华为、苹果、三星、VIVO 等品牌批量供货的能力，全年形成销售收入 1.2 亿元，目前正在筹建二期扩能项目。未来，公司在聚酰亚胺薄膜材料产业方向，计划形成年产量超过 2000 吨的产能发展。

 

 

◤ 半导体封装

 

现代的电子封装技术需要将互连、动力、冷却和器件钝化保护等技术组合成一个整体以确保器件表现出最佳的性能和可靠性。

 

聚酰亚胺在很大程度上满足高纯度、高耐热、高力学性能、高绝缘性能、高频稳定性；低介电常数与介电损耗、低吸潮性、低内应力、低热膨胀系数和低成型工艺温度的要求，成为先进封装的核心材料。