PIF聚酰亞胺薄膜
關注創建者：國高材高分子材料產業創新中心 創建時間：2022-11-21
PIF聚酰亞胺薄膜的實例教程
聚酰亞胺因其優異的耐熱性、尺寸穩定性、柔韌性等性能，在柔性器件中應用越來越廣泛。在柔性顯示或器件用聚酰亞胺技術方面，本周有6篇新公開專利，包括低CTE、高透光性、高Tg、高拉伸模量、提高膜透射率、耐彎折性等方向的研究。
本文分兩個部分：一、簡要介紹了低CTE的原因，實現聚酰亞胺薄膜（PIF）低CTE的方法。二、顯示用PIF要求高透光性的原因及常用方法的缺點。
聚酰亞胺是指分子鏈含有酰亞胺環的一類高分子材料，具有高力學性能、耐高低溫、阻燃、耐輻照等優異性能。其產品包括薄膜、纖維、樹脂、泡沫、復合材料等，廣泛應用于國防軍工、微電子、車輛、化工等領域。其中，薄膜材料作為聚酰亞胺最早的商品之一，應用于絕緣領域，主要產品有杜邦的Kapton，宇部興產的Upilex，鐘淵的Apical等。隨著科學技術的發展，電子產品逐漸向小型化、輕便化、可折疊方向發展，對柔性基板材料的耐熱性、尺寸穩定性、柔韌性提出了更高的要求，聚酰亞胺由于其優異的綜合性能，成為柔性基板領域最有潛力的應用材料。
一、柔性器件中，為何要求PIF具有低熱膨脹系（CTE）？
低熱膨脹系數：在柔性器件中，聚酰亞胺要與銅、硅片等材料結合在一起，如果兩種材料的熱膨脹系數各不相同，在受到冷熱作用后，就會發生翹曲、開裂。銅的熱膨脹系數是18ppm/℃，硅片在10ppm/℃以下，而普通聚酰亞胺薄膜的熱膨脹系數為40～60ppm/℃，因此降低熱膨脹系數是聚酰亞胺薄膜需要解決的問題之一。
當前降低PIF熱膨脹系數的方法有哪些呢？
方法一：PIF制備過程采用牽伸工藝，使分子鏈沿牽伸方向取向，從而降低薄膜的熱膨脹系數。
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、酚醛樹脂及化工原料等
電子封裝材料：金屬：鋁、銅（鈹銅）、鎢/銅、鉬/銅、硅/鋁、鈹/鋁、泡沫金屬/多孔金屬等；橡膠；陶瓷材料：氮化鋁、氧化鋁、氧化鋯、碳化物、硼化物、氮化物、硅化物；玻璃等
導熱散熱材料
熱界面材料：導熱矽膠布、薄膜/膠帶、導熱硅膠、導熱硅脂、導熱凝膠、導熱灌封膠、導熱墊/碳纖維導熱墊、聚合物基復合導熱材料，液態金屬，導熱灌封膠等
陶瓷基板：氧化鋁
例如，對于聚酰亞胺（PI）等常用柔性基板材料，通過設定不同的彎折角度（如 180° 對折）、速度及循環次數，測定材料在斷裂前的耐折疊次數，以此評估其抗疲勞性能。
2、塑料薄膜與纖維材料檢驗：對于光學膜、復合薄膜、玻璃纖維、碳纖維等用于柔性屏制造或相關組件的材料，通過彎折試驗機檢測其耐折強度。例如，在生產柔性屏的偏光片時，對所使用的光學膜進行耐折測試，確保其在彎折過程中不出現膜層破裂、光學性能下降等問題，保障偏光片的質量，進而提升柔性屏的整體顯示效果。
通過在應變片和工件之間插入一層聚酰亞胺薄膜可以消除這個問題。薄膜被粘在元件和應變片之間并進行初步整合，也就是“平均化”應變柵絲的應力峰值。 但只有在預期高應變的情況下才應使用薄膜。
應變片電阻
HBK建議在緩慢冷卻材料上使用1000 歐姆應變片。也可以選擇使用 350歐姆應變片。但是，建議檢查應變片或復合材料是否存在不允許的溫升。
利用PI改性
分子設計角度出發，設計易于熔融加工的熱塑性聚酰亞胺（TPI），以進一步對 PEEK 進行改性，提升其性能。
分別合成了理論分子量為1.5w，3.0w和4.5w的熱塑型聚酰亞胺模塑粉（TPI），作為PEEK的改性原料。
與普通的剛性OLED相比，柔性OLED對面板的柔韌性有更高要求，因此采用聚酰亞胺（PI）基板替代傳統的玻璃基板，通過層層堆疊無機膜和有機薄膜來實現薄膜封裝。這種結構不僅賦予了面板彎曲的能力，還增強了其耐用性和靈活性。
現有的無機膜使用了通過CVD方法形成的前驅體。前驅體是指在顯示屏和半導體工藝中用于堆疊薄膜的沉積過程中的基礎材料。
為了保持產品的持續競爭力，并緊跟下游客戶技術迭代的速度，公司沿循PI高性能材料的主脈絡，不斷拓展和開發出包括聚酰亞胺（YPI）、光敏聚酰亞胺（PSPI）、黑色光刻膠(BPDL)、PI取向液、薄膜封裝油墨（TFE INK）、封裝光刻膠等在內的三十多款“卡脖子”材料產品。
雖然導熱聚合物基體(聚四氟乙烯、聚酰亞胺、芳綸和纖維素納米纖維等)復合紙由于其成本低、加工工藝簡單，但其本身耐熱性差或機械性能差，在工業上得到了廣泛的應用。或者低導熱率限制了它們的應用，不再保證高端電子電器熱管理領域的穩定性和可靠性。
在已知的有機纖維中，PBO纖維具有最高的熱分解溫度(650℃)、最佳的拉伸強度(5.8 GPa)和拉伸模量(280 GPa)，被譽為21世紀的超級纖維。
這種胸腔機構由剛性板和聚酰亞胺薄膜鉸鏈連接而成，形成一個封閉的殼體結構。它具有非線性增加的剛度，因此可以在接近末端沖程時使機翼快速減速，并隨后幫助機翼反轉，如圖13所示。撲翼機構質量為3.51 g，翼展10 cm，撲翼幅值158°，采用連桿機構傳遞動力。
例如，非晶聚酰亞胺纖維直徑由 20 nm 增加到 160 nm 時 k 由 3.6 Ｗ/(m·K) 迅速減小到 0.5 Ｗ/(m·K)。
鏈受限對聚合物纖維和非晶聚合物具有不同的影響效果，非晶 PS 薄膜在厚度 h＜Rg 時的導熱隨 h/Rg 因子增加，即分子鏈在較強受限或較少纏結情況下因鏈間的交錯結構形成較少的導熱通路而降低了薄膜的導熱性能。
