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柔性屏底板 —FPC的材料特性究竟如何？

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人氣：106發(fā)布日期：2025-04-03 08:51【大中小】

柔性屏應(yīng)用十分廣泛，而柔性印制線路板（FPC）是其中的關(guān)鍵技術(shù)之一，本文一起來了解下。

FPC的重要基礎(chǔ)原料-聚酰亞胺薄膜

近年來，隨著微電子技術(shù)的快速發(fā)展，柔性印制線路板（FPC）得到了廣泛的應(yīng)用。在 FPC 產(chǎn)業(yè)的帶動下，各種關(guān)鍵基礎(chǔ)材料，包括薄膜基材（聚酰亞胺、聚酯、環(huán)氧玻璃布等）、導(dǎo)體材料（銅箔、ITO 等）、粘合材料、覆蓋膜、增強(qiáng)板等也得到了廣泛的研究和快速的發(fā)展。

特別是近年來隨著柔性電子（flexible electron）與柔性顯示（flexible display）技術(shù)的迅猛發(fā)展， FPC 技術(shù)與市場均迎來了快速發(fā)展的絕好契機(jī)。

軟板技術(shù)的進(jìn)步離不開關(guān)鍵材料的支撐。其中，聚酰亞胺（PI）薄膜作為 FPC 組成結(jié)構(gòu)中柔性覆銅板（FCCL）的基體材料，更是在 FPC 技術(shù)的發(fā)展中扮演著重要的角色。

圖1 PI薄膜

PI特性

PI具有高絕緣強(qiáng)度、耐高低溫、低熱膨脹系數(shù)、耐輻照、阻燃自熄、高穩(wěn)定性等特點(diǎn)，具體性能優(yōu)點(diǎn)如下：

PI的合成途徑

PI 作為一種具有優(yōu)異綜合性能的特種工程塑料，主要特征是其主鏈上含有酰亞胺環(huán)，通常是由二胺和二酐單體在非質(zhì)子極性有機(jī)溶劑中低溫縮聚反應(yīng)生成聚酰胺酸溶液，再脫水環(huán)化而得。

由于兩種單體的多樣性，使得 PI 擁有較多的合成途徑和加工方法，往往可以賦予 PI 更多優(yōu)異的性能，使其可以廣泛地應(yīng)用到更多的領(lǐng)域中，在數(shù)量眾多的聚合物中占據(jù)優(yōu)勢地位， PI 廣闊的應(yīng)用前景使其成為了聚合物研究中重要的部分。

圖2 PI的合成

圖3 PI膜的生產(chǎn)工藝

PI的分類

熱塑性

熱塑性聚酰亞胺（TPI）除了具有常規(guī) PI 的優(yōu)秀性能之外，還有著特殊的熱可塑熔融流動性，抗氧化性及耐熱性能突出。根據(jù)所用不同的二酐的結(jié)構(gòu)可分為均苯酐型、醚酐型、酮酐型和氟酐型等。

一般采用兩步法合成，可以通過注塑、擠出成型。傳統(tǒng) PI 往往成型加工困難、產(chǎn)品形式單一，而 TPI 可以熔融成型的特征則有效地解決了這個(gè)問題。

熱固性

熱固性 PI 具有良好的耐熱性能，不熔不溶，非熱可塑，一直以來作為基材被廣泛用于制備復(fù)合材料。根據(jù)不同的封端劑和制備方法，可以分為雙馬來酰亞胺樹脂和 PMR（in-situ polymerization of monomer reactants）樹脂。

雙馬來酰亞胺是通過二胺和馬來酸酐合成的，其性能與芳香族 PI 相似，最高的使用溫度一般小于 250 ℃，優(yōu)勢是合成步驟少且成本低，但其固化物相較而言會更脆。

PMR 即單體反應(yīng)物的聚合，具有優(yōu)異的耐熱型與機(jī)械性能，可以長期使用在260~288 ℃的溫度下，最高在 316 ℃時(shí)也仍保持著良好的機(jī)械性能，主要應(yīng)用在航天航空領(lǐng)域中，若結(jié)合石英或有機(jī)纖維，則還可以擁有優(yōu)良的介電性能，在電子電力等高科技領(lǐng)域中也廣受歡迎。

柔性線路板的PI的應(yīng)用

按應(yīng)用類別的不同，PI薄膜的可分為電工PI薄膜、電子PI薄膜、熱控PI薄膜、航天航空用PI薄膜、柔性顯示用CPI薄膜等。

圖4 PI薄膜的應(yīng)用

電工PI薄膜：主要用于電氣絕緣領(lǐng)域，包含電機(jī)、變壓器等的高等級絕緣系統(tǒng)，關(guān)鍵特性包括耐溫等級、絕緣強(qiáng)度，具備耐電暈性能的產(chǎn)品還可用于高速軌道交通和風(fēng)力發(fā)電等領(lǐng)域的絕緣系統(tǒng)。

電子PI薄膜：主要用于電子基材領(lǐng)域，作為絕緣基膜與銅箔貼合構(gòu)成FCCL的基板部分，也可覆蓋于FPC表面起到保護(hù)作用，滿足高頻高速傳輸要求的產(chǎn)品還可用于5G通信領(lǐng)域。

熱控PI薄膜：主要用于電器熱管控系統(tǒng)領(lǐng)域，如高導(dǎo)熱石墨膜前驅(qū)體PI薄膜經(jīng)碳化、石墨化等加工工序后制成高導(dǎo)熱石墨膜用于散熱和導(dǎo)熱，特殊設(shè)計(jì)的PI薄膜結(jié)構(gòu)具備易石墨化、適合整卷燒制等特性。

航天航空用PI薄膜：主要用于空間飛行器的熱控或防護(hù)材料等，需具備優(yōu)異的耐高低溫、耐輻照、低真空質(zhì)量損失和低可凝揮發(fā)物等特性。

柔性顯示用CPI薄膜：用于器件光學(xué)蓋板等領(lǐng)域，主要用作OLED屏幕蓋板、觸控傳感器面板等，需具備高透光率、耐彎折等特性。

隨著電子領(lǐng)域下游終端的應(yīng)用需求越來越高，對電子薄膜的性能要求也越來越高。FPC產(chǎn)業(yè)目前面臨著發(fā)展的良好契機(jī)，而作為 FPC 重要的基礎(chǔ)原材料之一的 PI 薄膜的研發(fā)將在很大程度上影響著 FPC 產(chǎn)業(yè)發(fā)展的未來。

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