聚酰亚胺薄膜的改性、分类与在电子行业中的应用

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聚酰亚胺薄膜用途

聚酰亚胺薄膜用途

聚酰亚胺薄膜用途
聚酰亚胺薄膜是一种高性能的功能性材料,具有优异的物理、化学和机械性能,广泛应用于电子、光电、航空航天、医疗等领域。

下面我们来详细了解一下聚酰亚胺薄膜的用途。

聚酰亚胺薄膜在电子领域中应用广泛。

由于其高温稳定性、耐化学腐蚀性、低介电常数和低介电损耗等特性,聚酰亚胺薄膜被广泛应用于电子元器件的制造中。

例如,它可以用作印刷电路板的覆盖层、电容器的介质、电缆的绝缘层等。

聚酰亚胺薄膜在光电领域中也有着重要的应用。

由于其高透明度、低折射率和低散射率等特性,聚酰亚胺薄膜被广泛应用于光学器件的制造中。

例如,它可以用作太阳能电池板的覆盖层、LED封装材料、光学滤波器等。

聚酰亚胺薄膜在航空航天领域中也有着广泛的应用。

由于其高温稳定性、耐辐射性和低气体渗透率等特性,聚酰亚胺薄膜被广泛应用于航空航天器的制造中。

例如,它可以用作卫星的太阳能电池板、航天器的隔热材料、航空器的结构材料等。

聚酰亚胺薄膜在医疗领域中也有着重要的应用。

由于其生物相容性、低毒性和高温耐受性等特性,聚酰亚胺薄膜被广泛应用于医疗器械的制造中。

例如,它可以用作人工心脏瓣膜、人工血管、人工关节等。

聚酰亚胺薄膜是一种高性能的功能性材料,具有广泛的应用前景。

随着科技的不断发展,聚酰亚胺薄膜的应用领域将会越来越广泛,为人类的生产和生活带来更多的便利和创新。

聚酰亚胺薄膜的应用领域

聚酰亚胺薄膜的应用领域

聚酰亚胺薄膜的应用领域聚酰亚胺薄膜是一种高效的材料,能够在不同的领域发挥重要作用。

它的特性包括高温稳定性、抗化学侵蚀性、耐候性和优异的机械性能等。

近年来,随着科学技术的迅猛发展,聚酰亚胺薄膜在许多领域得到了广泛的应用。

一、电子学领域作为一种高度透明和导电性的薄膜材料,聚酰亚胺薄膜可以用于制作高性能的电子器件。

例如,它可以用作薄膜电容器、透明导电薄膜和加热薄膜等。

在电子板制造业中,聚酰亚胺薄膜也是一个重要材料。

它可以作为一种柔性基板,可以使电路板更加灵活和可靠。

聚酰亚胺薄膜可以承受高温度,不易与其他材料产生化学反应,使其更适合制作可靠的电子元件。

二、食品包装领域作为一种高温稳定的材料,聚酰亚胺薄膜广泛用于食品包装领域。

许多食品和饮料需要高温杀菌处理,聚酰亚胺薄膜能够承受这种高温处理,保证食品的质量和安全性。

此外,聚酰亚胺薄膜也具有良好的保温性能。

它能够防止食品的液体蒸发和空气的渗透,延长食品的保质期。

三、航空航天领域航空航天领域需要材料具有优异的耐高温性能和化学稳定性能。

聚酰亚胺薄膜可以承受极高的温度,可以在高空、高温的环境下使用。

聚酰亚胺薄膜还可以承受极端的气压和气氛,适合用于制作航空航天器的热保护层和隔热板等。

四、工业涂层领域聚酰亚胺薄膜具有优异的化学稳定性和机械性能,可以用于制作工业涂层。

它可以作为一种隔离层,防止化学物质的渗透和腐蚀。

聚酰亚胺薄膜还可以用于表面涂层,用以改善表面的抗磨损性和耐腐蚀性。

五、医疗领域聚酰亚胺薄膜在医疗领域也具有广泛的应用。

它可以用于制作医疗器械,例如人工心脏和血管支架等。

聚酰亚胺薄膜具有优异的生物相容性和抗血栓性能,可以避免人体免疫排斥反应,减少感染和血栓等副作用。

此外,聚酰亚胺薄膜还可以用于制作医用敷料和绷带。

它具有透气性和抗菌性能,可以帮助伤口愈合和预防感染。

综上所述,聚酰亚胺薄膜是一种具有广泛应用领域的高性能材料。

从电子学领域到医疗领域,聚酰亚胺薄膜都能发挥重要作用,随着科学技术的不断进步,其应用领域将会更加广泛。

聚酰亚胺的研究及应用进展

聚酰亚胺的研究及应用进展

聚酰亚胺的研究及应用进展聚酰亚胺是一种高性能高分子材料,具有优异的力学性能、热稳定性、耐化学性等特点。

因此,它在航空航天、电子信息、光电子、汽车制造、医疗设备等领域有着广泛的应用。

本文将探讨聚酰亚胺的研究进展以及其在各个领域的应用。

首先,聚酰亚胺的研究进展可以从合成方法、结构设计以及性能改性等方面进行讨论。

聚酰亚胺的合成方法主要有一步法和二步法。

一步法是指在聚合反应中同时进行酰亚胺化和聚合反应;而二步法是先合成酰亚胺官能团衍生物,再进行聚合反应。

合成方法的选择直接影响到聚酰亚胺的结构和性能。

目前,研究者们已经开发出了很多新的合成方法,如原子转移自由基聚合法、纳米催化剂法等,以提高合成效率和控制聚合过程。

在结构设计方面,研究者们通过合理调控聚合物单元的结构和相对位置,获得了一系列具有特殊性质的聚酰亚胺材料。

例如,通过引入有机亚胺单元,可以获得具有自愈合能力的聚酰亚胺材料;通过引入磺酸基团,可以获得具有良好阻燃性能的聚酰亚胺材料。

此外,通过构建无序结构和随机共聚物的方法,也可以获得聚酰亚胺材料的高可延展性和韧性。

除了结构设计,性能改性是提高聚酰亚胺材料性能的重要途径之一。

研究者们通过添加填料、添加表面活性剂、引入功能团等方法,对聚酰亚胺材料进行改性。

填料的引入不仅可以增加聚酰亚胺的力学强度和硬度,还可以改善其综合性能。

表面活性剂的引入可以提高聚酰亚胺的分散性和降低表面能,从而改善其加工性。

引入功能团可以赋予聚酰亚胺特定的性质,如气体吸附能力、光学性能等。

在应用方面,聚酰亚胺材料具有广泛的应用领域。

在航空航天领域,它被广泛应用于制作航天器外壳、推进剂导向系统和高温结构件等。

由于聚酰亚胺具有优异的耐高温性能和阻燃性能,所以它在这个领域有着重要的地位。

在电子信息领域,聚酰亚胺材料被用作制作高性能柔性电子器件的基材,如柔性电路板、显示屏等。

聚酰亚胺的高热稳定性和低介电损耗使其在这个领域具有独特的优势。

此外,聚酰亚胺材料还被广泛应用于汽车制造、医疗设备制造以及光电子器件等领域。

2023年聚酰亚胺(PI)薄膜行业市场调研报告

2023年聚酰亚胺(PI)薄膜行业市场调研报告

2023年聚酰亚胺(PI)薄膜行业市场调研报告聚酰亚胺(PI)薄膜是一种高性能聚合物薄膜,具有优异的耐温性、耐化学性、电气性和机械性能,是一种非常重要的特种材料。

近年来,随着信息电子、光电子、航空航天、医疗等领域的不断发展,聚酰亚胺薄膜得到了广泛应用,市场需求不断增加。

一、聚酰亚胺(PI)薄膜的应用领域1. 信息电子领域:聚酰亚胺薄膜可以制作高速传输线路板、薄膜电容器、聚酰亚胺电纸、热敏打印头等设备,其优异的电气性能可以保证设备的稳定性和可靠性。

2. 光电子领域:聚酰亚胺薄膜可以制作高精度光学仪器、光纤通信设备、探测器、半导体材料等,可用于高温环境下的光学元件和电子元件。

3. 航空航天领域:聚酰亚胺薄膜可以用于制作高速飞行器的导航系统、空间站的太阳能电池板、卫星的热防护膜等,其耐高温、耐辐射、耐腐蚀等性能可以保证设备的稳定性和可靠性。

4. 医疗领域:聚酰亚胺薄膜可以制作人工器官、生物传感器、医疗设备等,其生物相容性好、化学稳定性高、低毒性等特点可以保证设备的安全性和有效性。

二、聚酰亚胺(PI)薄膜市场发展现状目前,国内聚酰亚胺薄膜市场呈现快速发展趋势。

聚酰亚胺薄膜的主要生产厂家有南京三一集团、苏州龙星化工、海南纳智捷、天津泰达化学、广东晨鸣等。

这些企业主要供应电子、光电子、航空航天、医疗等领域的企业和研发机构,产品质量和生产规模不断提高,市场占有率逐渐增加。

同时,国际市场上也存在着大量的聚酰亚胺薄膜生产企业,如美国Dupont、日本UBE、德国Evonik等,这些企业在聚酰亚胺薄膜领域占据较大的市场份额,竞争十分激烈。

三、聚酰亚胺(PI)薄膜市场前景由于聚酰亚胺薄膜具有较高的耐温性、耐化学性、电气性和机械性能,且应用领域广泛,因此未来市场需求将继续保持强劲增长。

据预测,中国聚酰亚胺薄膜市场规模将从2019年的68.3亿元增长至2025年的126.5亿元,年平均复合增长率为10.2%。

同时,随着新兴应用领域的不断发展和传统应用领域的不断升级,聚酰亚胺薄膜行业的市场空间将进一步扩大。

聚酰亚胺薄膜的应用领域

聚酰亚胺薄膜的应用领域

聚酰亚胺薄膜的应用领域
热固性聚酰亚胺薄膜具有优异的热稳定性、耐化学腐蚀性和机械性能,有较高的拉伸强度,化学性质稳定。

应用也非常广,下面,就给大家介绍一下聚酰亚胺薄膜的应用领域。

1、在绕包电磁线中的应用。

以薄膜为基材,在其单面或双面涂聚全氟乙丙烯乳液,制成粘带,可包绕在裸铜线上,后进入高温炉,薄膜因收缩与导线贴紧,使绕包的粘带层间熔融成一个整体,待导线出高温炉冷却时,在导线两边加一对压辊以提高粘带层间粘接强度。

2、在电机绝缘中的应用。

聚酰亚胺薄膜可作大功率电力机车、交流发电机、抗辐射电机及各种精密电机的绝缘。

3、聚酰亚胺薄膜在带状电缆和软印刷电路中的应用。

由于薄膜柔软,尺寸稳定性好,介电性能优越,适于作带状电缆或软印刷电路的基材或覆盖层,在加工过程中,钢箔与薄膜在热辊下复合,可以耐受化学腐蚀、焊接等的高温和化学处理,适用于计算机等微型电路中。

总而言之,聚酰亚胺薄膜的用途非常广泛,在电子电工领域,作为绝缘材料,被广泛应用于宇航、航海、一般武器、电磁线、电缆、变压器、音响、麦克风、手机、电脑、直发钳以及各种电机等。

另外由于聚酰亚胺薄膜层具有良好的机械延展性和拉伸强度,也有助于提高聚酰亚胺层以及聚酰亚胺层与上面沉积的金属层之间的粘合。

高性能聚酰亚胺工程塑料的发展及在电子行业的应用ringierevents

高性能聚酰亚胺工程塑料的发展及在电子行业的应用ringierevents

1976年推出
O
O
H2
H
• 可在260C长期使用
N
C
N n
(聚酰胺-酰亚胺)
O
• 粘结性好
Torlon
• 可注射成型,但需要二次加工 • 加工效率低、加工成本高
国外 TPI 商品
O
O
N
N
O
O
O
O n
Aurum
• 日本Mitsui公司于1993年推出 • Tg=250C;综合性能很好,长期使用温度230C • 可注射和挤出成型,适合加工成复杂部件 • 二胺单体结构特殊,成本高(市场价格约$75/kg)
树脂的改性加工及应用正在开发中。
聚酰亚胺树脂中试样品
图1 树脂粉末 图2 挤出样条
图3 挤出粒料 图4 注射样条
中科院宁波所和长春高琦公司实验线
图1:宁波所50L聚合斧实验线
图2:长春高琦500L聚合斧中试线
中科院宁波所已经取得50L成果及样品
50L聚合釜成果:
(1)单釜达到公斤级产量; (2)聚合物分子量和分子量分布可控,能满足注塑和挤出要求; (3)注塑样条性能:Tg=260度,拉伸强度>100Mpa, 模量>3Gpa。
填充30%玻璃纤维的特种聚合物的最大工作 温度和热变形温度

特种聚合物材料的硬度和热变形温度
特种聚合物材料的耐紫外辐射性能
特种聚合物材料的耐伽玛射线能力
特种工程塑料在塑料中的位次
特种工程塑料的主要品种
(1)聚酰亚胺(PI) (2)聚酰胺酰亚胺(PAI) (3)聚醚酰亚胺(PEI) (4)聚砜(PSF) (5)聚醚砜(PES) (6)聚苯硫醚(PPS) (7)聚醚醚酮(PEEK) (8)液晶聚合物(LCP)

聚酰亚胺薄膜表面改性研究进展

聚酰亚胺薄膜表面改性研究进展

聚酰亚胺薄膜表面改性研究进展黄 培,阙正波,蒋 英,王晓东(南京工业大学材料化学工程国家重点实验室,南京210009)摘要 聚酰亚胺薄膜因表面光滑和亲水性差,导致其粘接性能低,有必要对其进行表面改性。

从聚酰亚胺薄膜表面性质出发,详细介绍了酸碱处理、等离子处理、离子束和表面接枝等几种不同的聚酰亚胺薄膜表面改性方法及其研究进展。

通过这些改性方法,聚酰亚胺薄膜表面与其他材料的粘接性能得到显著提高。

关键词 聚酰亚胺薄膜 表面改性 表面处理中图分类号:TQ245.1 文献标识码:AR esearch Development of Surface Modif ication of Polyimide FilmHU AN G Pei ,QU E Zhengbo ,J IAN G Y ing ,WAN G Xiaodong(State Key Laboratory of Materials 2Oriented Chemical Engineering ,Nanjing University of Technology ,Nanjing 210009)Abstract Due to their hydrophobic surfaces and poor adhesion ,it is essential to modify polyimide surfaces.Based on the surface properties of polyimide film ,the development of surface modification methods of polyimide films ,such as acid 2base treatment ,plasma treatment ,ion beam and grafting modification are introduced and reviewed.Ad 2hesion between polyimide film and other materials is enhanced by these modification methods.K ey w ords polyimide film ,surface modification ,surface treatment 黄培:男,1967年生,博士,教授 E 2mail :phuang @0 引言聚酰亚胺(Polyimide ,简称PI )薄膜以其优异的机械性能、耐高温性能、耐辐射性能、低介电常数和高电阻率等优异性能,广泛应用于微电子行业作为介电空间层、金属薄膜的保护覆盖层和基材,尤其用于挠性覆铜板领域[1-3]。

2024年聚酰亚胺薄膜(PI膜)市场发展现状

2024年聚酰亚胺薄膜(PI膜)市场发展现状

聚酰亚胺薄膜(PI膜)市场发展现状引言聚酰亚胺薄膜(PI膜)作为一种高性能工程塑料薄膜,在电子、光电、航空航天等领域具有广泛的应用。

本文将对聚酰亚胺薄膜市场的发展现状进行详细分析和探讨。

一. 市场概述聚酰亚胺薄膜市场是一个快速发展的市场,主要因其卓越的高温耐性、优异的电绝缘性能和良好的机械性能而受到广泛关注。

聚酰亚胺薄膜具有良好的耐化学性和耐热性,在电子领域中扮演着重要的角色。

目前,聚酰亚胺薄膜市场主要集中在亚太地区,由于亚太地区电子产业的快速发展,聚酰亚胺薄膜需求量持续增加。

二. 市场驱动因素聚酰亚胺薄膜市场的发展得益于以下几个关键因素:2.1 技术进步近年来,聚酰亚胺薄膜制备技术取得了显著进展,包括溶液浇铸法、溶液旋涂法、热压法等多种制备方法。

多种制备方法的发展不仅提高了生产效率,而且提高了产品质量,满足了市场不断增长的需求。

随着电子行业的迅猛发展,对高性能材料的需求不断增加。

聚酰亚胺薄膜作为一种高性能工程塑料薄膜,可用于柔性电子、光电子、电池等领域,受到了电子行业的广泛应用。

2.3 新兴应用领域的拓展除了电子行业之外,聚酰亚胺薄膜在航空航天、医疗、汽车等领域也有广泛的应用前景。

随着这些领域的不断发展,聚酰亚胺薄膜的市场需求将进一步增加。

三. 市场挑战聚酰亚胺薄膜市场发展过程中仍然面临一些挑战:3.1 生产成本聚酰亚胺薄膜的生产成本较高,主要取决于原材料成本和制备工艺。

目前,聚酰亚胺薄膜的原材料价格较高,这限制了其在一些领域的应用。

3.2 环境友好性随着环保意识的增强,对材料的环境友好性要求也越来越高。

因此,聚酰亚胺薄膜制备过程中需要注意减少对环境的污染,寻求更加环保的制备方法。

四. 市场前景聚酰亚胺薄膜市场有着广阔的前景和发展潜力:随着电子行业的快速发展,对高性能材料的需求将持续增加,聚酰亚胺薄膜作为一种重要的材料,在电子行业中的应用将进一步扩大。

4.2 新兴应用领域的开拓随着航空航天、医疗、汽车等领域的不断发展,对聚酰亚胺薄膜的需求也将逐渐增加。

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聚酰亚胺薄膜的改性、分类及其在电子行业中的应用摘要聚酰亚胺是综合性能最佳的有机高分子材料之一,耐高温达400℃以上,长期使用温度范围-200~300℃,无明显熔点,高绝缘性能,103 赫下介电常数4.0,介电损耗仅0.004~0.007。

而由于其在性能和合成方面的突出特点,不论是作为结构材料或是作为功能性材料,其巨大的应用前景已经得到充分的认识,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"。

由于上述聚酰亚胺在性能上的特点,在众多的聚合物中,很难找到如聚酰亚胺这样具有如此广泛的应用方面,而且在每一个方面都显示了极为突出的性能。

首先是在薄膜上的应用:它是聚酰亚胺最早的商品之一,用于电机的槽绝缘及电缆绕包材料。

主要产品有杜邦Kapton,宇部兴产的Upilex系列和钟渊Apical。

透明的聚酰亚胺薄膜可作为柔软的太阳能电池底板。

其次是在微电子器件中的应用:用作介电层进行层间绝缘,作为缓冲层可以减少应力、提高成品率。

作为保护层可以减少环境对器件的影响,还可以对a-粒子起屏蔽作用,减少或消除器件的软误差。

再则还可应用在电-光材料中:其用作无源或有源波导材料光学开关材料等,含氟的聚酰亚胺在通讯波长范围内为透明,以聚酰亚胺作为发色团的基体可提高材料的稳定性。

聚酰亚胺作为很有发展前途的高分子材料已经得到充分的认识,在绝缘材料中和结构材料方面的应用正不断扩大。

在功能材料方面正崭露头角,其潜力仍在发掘中。

关键词:聚酰亚胺;薄膜;低介电常数;电子工业1.引言聚酰亚胺(PI)是重复单元中含有酰亚胺基团的芳杂环高分子化合物,刚性酰亚胺结构赋予了聚酰亚胺独特的性能,如良好的力学性能、耐高温性能、尺寸稳定性、耐溶剂性等,成功应用于航空、航天、电子电器、机械化工等行业。

随着微电子工业的不断发展,对相关材料的耐热性能以及介电性能等提出了更高的要求,这为PI材料在微电子领域内的应用起到了极大的推动作用[1]。

而随着科技的日新月异与工业技术的蓬勃发展,聚酰亚胺薄膜(Polyimide Film,简称PI)除能符合各类产品的基本物性要求,更具备高强度、高韧性、耐磨耗、耐高温、防腐蚀等特殊性能,可符合轻、薄、短、小之设计要求,是一种具有竞争优势的耐高温的绝缘材料。

经过四十多年的发展,已经成为电子、电机两大领域上游重要原料之一,广泛应用于软板、半导体封装、光伏(太阳能)能源、液晶显示器等电子领域,在电机领域应用于航天军工、机械、汽车等各产业绝缘材料[2]。

本论文通过介绍聚酰亚胺膜的各种改性方法及研究进展,来进一步认识其在电子行业中的应用。

2.对聚酰亚胺的不同改性尝试根据Clausius-Mosotti方程,材料的介电常数与其摩尔极化率和摩尔体积密切相关[3]。

如果分子的对称性好,在外加电场中不容易被极化,材料就具有较低的介电常数,如有机高分子;若分子变形能力强容易被极化,材料就具有较高的介电常数,如金属离子。

因此,要得到低介电常数PI 绝缘材料,一种行之有效的方法就是引入原子序数小的元素,如氟元素,并减少离子键的数目。

降低PI 介电常数的方法主要包括引入氟原子降低PI的极化率、引入硅氧烷增大PI 分子的自由体积、引入孔洞降低PI 材料的密度等。

事实上,这些方法常常被结合起来使用以达到更好的效果[4]。

2.1 引入氟原子降低PI 的极化率由于C—F键的偶极极化能力较小,且能够增加分子间的空问位阻,因而引入C—F键可以有效降低介电常数,使得含氟聚酰亚胺(Fluorinated Poly.imide,FPI)在微电子领域的应用相当广泛。

人们相继开发出了一系列含有全氟脂肪链、含三氟甲基和六氟丙基、芳氢氟代、含氟侧基以及全氟的聚酰亚胺。

其中,以通过在单体化学结构中引入三氟甲基提高含氟量的方法最为常见,这是因为庞大的三氟甲基的引入既能够阻止高分子链的紧密堆积,有效地减少高度极化的二酐单元的分子间电荷传递作用,还能进一步增加高分子的自由体积分数,达到降低介电常数的目的。

2.2 引入硅氧烷增大PI自由体积由于聚合物自由体积的增大可以降低单位体积内极性基团的数量,实验中常采用加入硅氧烷如笼型倍半硅氧烷(POSS) 的方式。

S.Devaraju 等[5]在由双酚A 醚二胺(BEAD) 和均苯四甲酸二酐(PMDA) 制备得到的PI 中引入OAPS,未加入OAPS 的PI 介电常数为3.34,而OAPS 在体系中质量分数为15% 时,可获得介电常数低至2.68 的POSS-PI 杂化材料。

基于分子层面设计的低介电材料可用于集成电路工业,T. Seckin 等[6]将POSS 通过多点连接PI 制备了一种POSS–PI 星形纳米复合材料。

包含PI 的POSS–NH2 表现出许多可取的特性,包括低的水吸附性和高的热稳定性。

研究表明,在PI 分子主链中适当引入POSS,能使材料的介电常数降低,同时改善其力学性能和热性能。

N. Kivilcim 等[7]研究了基于四甲酸二酐和2,5-二氨基吡啶的PI 有机溶剂体系制备高度多孔聚合物–硅杂化材料的方法。

3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APS) 被用来增强链内的化学成键和跨链间的氢键,能够有效地影响所制备的膜的形态和特性,介电常数随着被SiO2改性的APS含量的增加而有效降低。

2.3 引入孔洞降低PI密度对于多孔材料来说,孔隙率越高,则材料密度越低,因而介电常数越低。

为此研究人员探索各种致孔方法,引入纳米级的分散孔隙,制备具有纳米微孔的PI 薄膜。

材料除了被使用在集成电路中,多孔PI材料还被用于染料敏化太阳能电池中[8]。

贾红娟等[9]将纳米SiO2加入4,4'- 二胺基二苯醚(ODA) 和PMDA 中,原位缩聚合成PI/SiO2复合薄膜。

用氢氟酸刻蚀SiO2纳米粒子,形成具有微孔的PI 薄膜。

当致孔剂含量为15% 时,薄膜的介电常数从纯PI 的3.54 降低至3.05 (1 kHz)。

W. Kim 等[10]通过在垂直的硅纳米线阵列上固化聚酰胺酸溶液后,使用二氟化氙(XeF2) 选择性地蚀刻掉硅纳米线阵列。

孔隙的大小和密度是可控的:前者依赖于纳米线直径和蚀刻的持续时间,而孔隙密度由硅纳米线的密度决定。

溶胶-凝胶过程也被用来制备含硅PI 杂化膜,Zhang Yihe 等[11]将PI前驱体和四乙基原硅酸盐在DMAc 中混合,再以氢氟酸蚀刻杂化膜中的SiO2粒子,所得多孔膜比含硅杂化膜具有相对较低的介电常数。

Zhang Yaoming 等[12]发现加入SiO2 纳米粒子后,PI前驱体溶液在干燥过程中会形成由纯纳米粒子,纯聚合物以及两者混合物构成的三层结构,除去纳米粒子后可以获得多孔PI。

Wang Qihua 等[13]也用此法制备了孔径可控的低介电微孔PI 材料,当孔隙率达到37% 时,PI介电常数从4.11下降至2.57。

在实际应用中,研究者更多的是将多种方法相结合以达到更低的介电常数。

此外,近年来,也有研究者致力于PI 的高性能化,期望得到既有低介电性又有高力学性能的PI 材料。

3.不同类型的聚酰亚胺薄膜聚酰亚胺薄膜是目前世界上性能最好的薄膜类绝缘材料之一,具有优良的力学性能、电性能、化学稳定性以及很高的抗辐射性能及耐高温和耐低温性能,在航空航天、国防军工、新型建材、环保消防等领域中发挥着越来越重要的作用。

根据不同的应用需求,可将聚酰亚胺薄膜分为几类。

3.1低热膨胀系数聚酰亚胺薄膜目前,聚酰亚胺薄膜最大的应用领域是挠性印制电路板,其用量占绝缘基膜总用量的85%以上。

低热膨胀系数聚酰亚胺具有高强度、高尺寸稳定性以及良好的可加工工艺性,满足挠性印制电路向高密度方向发展的要求,将这种PI膜与铜箔复合制备的无胶黏剂覆铜板,可降低内应力,提高挠性电路板的耐热性和力学性能。

近年来人们开始采用低热膨胀系数的聚酰亚胺与聚酯、聚醚等聚合物的共聚物作为挠性印制电路基板,使聚酯良好的加工性和对金属的优良粘结性与聚酰亚胺优异的耐热性相结合,极大提高了挠性电路板的综合性能,应用前景十分广阔[14]。

例如,用低热膨胀系数聚酰亚胺包覆材料作为半导体元件的保护膜,能克服无机膜的气泡、裂纹发生率和表面光滑性等缺陷,而它本身又具有良好的屏蔽α射线的效果,故可用于大规模集成电路;具有感光性能的SiO2/PI杂化材料,除具有常规PI的优良性能外,还可在材料上直接刻蚀图形,简化工艺步骤。

由此可见,具有热膨胀系数较低和力学性能更好的聚酰亚胺膜仍是今后PI 研究的重点,以满足航空航天、微电子领域不断发展的更高要求。

3.2高耐热、低介电常数含氟聚酰亚胺材料刘金刚等[15]以4,4’(- 六氟异丙基)双邻苯二甲酸二酐(6FDA)作为二酐单体,1,4-双(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)苯(p-6FAPB)、1,1-双(4-氨基苯基)-1(- 3’,5’-双三氟甲基)苯基-2,2,2-三氟乙烷(9FDA)、4(- 3’,5’-双三氟甲基苯基)- 2,6-双(4"-氨基苯基)吡啶(p-DTFAP)以及4(- 3’,5’-双三氟甲基苯基)-2,6-双(3"-氨基苯基)吡啶(m-DTFAP)作为二胺单体,通过两步缩聚法,合成了4 种高氟含量PI 材料并系统研究了这类材料结构与其性能的关系。

p-DTFAP 与m-DTFAP 两种单体中都含有含氟庞大侧基取代的吡啶单元,吡啶环可与相邻的苯环形成共轭,而庞大的含氟取代结构则可能会降低材料的介电常数,将这两种因素加以统一则有望实现合成兼具耐热与低介电常数两方面要求的新型材料。

3.3超薄聚酰亚胺薄膜超薄化是PI 薄膜发展的一个重要趋势,其驱动力主要来自宇航、电子等工业对于器件减重、减薄以及功能化的应用需求[16]。

在柔性印刷线路板(FPC)领域中,PI 超薄膜主要用作覆盖膜(coverlay 或covercoat,也称保护膜),以保护FPC 线路免受氧化与破坏,以及在FPC制作过程中的表面贴装(SMT)工序中起阻焊作用。

如果使用PI 超薄膜则可以有效减小覆盖膜的厚度,进而减小FPC 的厚度。

而FPC 的减薄可以使得电子终端产品(如手机、笔记本电脑)的厚度变得更薄,从而增加其便携性。

便携式电子产品轻薄化、多功能化的发展趋势,必将使得PI 超薄膜在FPC覆盖膜中的应用越来越广泛。

PI 超薄膜在微电子封装领域中的另外一个典型应用是作为封装基板的基体材料。

在有机封装基板中,柔性PI 薄膜基板近年来得到了快速的发展,这主要是由于它具有高耐热、高可靠、耐挠曲、低密度、低介电常数、低CTE、易于实现微细图形电路加工等特性。

日本Toyobo 公司开发的XENO MAX®薄膜已经成功应用于封装基板的制造中。

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