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

FPC的重要基礎原料-聚酰亞胺薄膜

近年來，隨著微電子技術的快速發(fā)展，柔性印制線路板（FPC）得到了廣泛的應用。在 FPC 產業(yè)的帶動下，各種關鍵基礎材料，包括薄膜基材（聚酰亞胺、聚酯、環(huán)氧玻璃布等） 、導體材料（銅箔、ITO 等） 、粘合材料、覆蓋膜、增強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）技術的迅猛發(fā)展， FPC 技術與市場均迎來了快速發(fā)展的絕好契機。

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

圖1 PI薄膜

PI特性

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

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子極性有機溶劑中低溫縮聚反應生成聚酰胺酸溶液，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，使其可以廣泛地應用到更多的領域中，在數量眾多的聚合物中占據優(yōu)勢地位， PI 廣闊的應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。根據所用不同的二酐的結構可分為均苯酐型、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合材料。根據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 即單體反應物的聚合，具有優(yōu)異的耐熱型與機械性能，可以長期使用在260~288 ℃的溫度下，最高在 316 ℃時也仍保持著良好的機械性能，主要應用在航天航空領域中，若結合石英或有機纖維，則還可以擁有優(yōu)良的介電性能，在電子電力等高科技領域中也廣受歡迎。

柔性線路板的PI的應用

按應用類別的不同，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薄膜的應用

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

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

熱控PI薄膜：主要用于電器熱管控系統(tǒng)領域，如高導熱石墨膜前驅體PI薄膜經碳化、石墨化等加工工序后制成高導熱石墨膜用于散熱和導熱，特殊設計的PI薄膜結構具備易石墨化、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材料等，需具備優(yōu)異的耐高低溫、耐輻照、低真空質量損失和低可凝揮發(fā)物等特性。

柔性顯示用CPI薄膜：用于器件光學蓋板等領域，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。

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