pi薄膜生产工艺流程,聚酰亚胺加热片 -爱游戏平台

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随着5g建设、可折叠oled手机等智能制造的发展，柔性显示技术在其中扮演着不可或缺的角色。柔性基板材料取代传统刚性玻璃基板是实现柔性显示技术的关键要素之一，而聚酰亚胺(pi)薄膜正是当前综合性能最佳的柔性基板材料。

聚酰亚胺(pi)薄膜是以二酐类(如均苯四甲酸酐pdma)与二胺类(如二氨基二苯醚dde)通过缩聚反应得到具有一定粘度的聚酰胺酸溶液，后经流延法(或拉伸法)成膜，再于高温条件下酰亚胺化，即脱水环化，形成最终薄膜产品。并且，作为pi膜的新品种，无色pi(cpi)膜兼具传统pi膜的优异性能，如高耐热、高可靠、耐挠曲、低密度、低介电常数、低热膨胀系数(cte)、易于实现微细图形电路加工等特性，还克服了传统pi膜浅黄或深黄颜色的缺点，不仅应用于折叠屏的柔性oled，而且可用于柔性覆铜板(fccl)及其终端产品柔性电路板(fpc)的柔性衬底。

?那么，针对实际的工艺生产过程以及柔性电子器件的高温加工制程，pi膜的哪些关键性能参数需要通过热分析仪器来进行表征呢，并且评估其可靠性，甚至实现通过热分析技术的反馈信息优化工艺条件？

1. 热分解温度(td)测定

? ? ? ?pi膜的热稳定性可以采用热重分析仪(tga)对其热分解温度td 进行测定表征。tga是在指定气氛下检测样品质量随温度或时间的变化关系，因此可以得到pi膜在不同失重程度下的分解温度td，通常pi膜失重5%所对应的td是行业内最为关注的温度点。在测试之前的样品准备阶段，往往需要事先将pi膜在110℃下干燥24h以去除吸湿的水分，再进行测样。因此，常用的实验方法为：40℃升温至150℃、150℃恒温30 min(去除水分)，后降温至40℃、再升温至800℃，记录第二次升温过程中以110℃条件下的质量为初始值，计算失重5%的温度点。梅特勒-托利多提供的tga 2 及tga/dsc 3 搭载梅特勒超微量天平，灵敏度高，具有行业内最好的usp最小称量值，能够测量微弱的样品质量变化，并且无可匹敌的stare软件可以帮助实现复杂的数据分析。

图1为不同供应商的pi膜的tga曲线，以上述实验方法测试得到，横坐标为时间/温度，纵坐标为质量百分比。选择stare软件的table功能，输入第二次升温时110℃对应的时间(59 min)，便可得到对应的剩余质量百分比，如1号pi膜的98.91%；再选择table功能，输入在98.91%基础上失重5%的剩余质量百分比93.91%，便可得到失重5%的温度点572.47℃。故此，该测试方法及数据分析简便易操作，可提供可重复性及高精准的数据结果，是pi膜热稳定性检测的最佳爱游戏平台的解决方案。

图1: 不同供应商pi膜的tga测试曲线

2. 线性膨胀系数(cte)及玻璃化

转变温度(tg)测定

? ? ? ?热机械分析仪(tma)是在指定气氛下测试样品的尺寸变化与温度或时间的关系，主要应用于检测线性膨胀系数cte、玻璃化转变温度tg及软化点、相转变等物理变化过程，并可以用来评估不同加工工艺或原材料配方之间产生的性能差异。因此，可以采用tma表征pi膜的cte和tg。梅特勒-托利多提供的tma/sdta 2 是业内唯一能准确测量样品温度的tma，位移分辨率达到0.5 nm，可以实现无需空白基线修正，并具有独家的-0.1 n的负力，帮助实现一些特殊的应用测试(如凝胶点的表征)。在利用tma的薄膜拉伸模式测试pi膜的过程中，研发人员往往会碰到这样的现象，在第一次升温过程中，pi膜由于固化时形成的残余应力在发生玻璃化转变过程中会引起突然的不可逆挠曲，即pi膜存在热历史，从而无法准确分析得到cte和tg，因此需要采用二次升温过程。如图2所示为不同供应商的pi膜测试曲线，表现出特定的极小cte值和高tg，确保了柔性基板材料的尺寸稳定性。

图2 tma测试不同供应商pi膜的cte和tg.

3. 机械强度测定

? ? ? ?pi膜的机械强度是柔性电子器件在加工制程中需要关注的另一个极其重要的性能参数，具体涉及pi膜的模量、阻尼性能、失效温度等。动态热机械分析仪(dma)是测量粘弹性材料的力学性能与时间、温度或频率的关系，样品受周期性(正弦)变化的机械应力的作用和控制，发生形变。梅特勒-托利多提供的dma 1及dma/sdta 1 能够测量得到精准的模量、损耗因子、玻璃化转变温度等各种性能参数，以及蠕变、应力松弛和应力应变的特征表征。此外，dma 1可搭配湿度附件、液体池实现特殊环境下的样品测试(如湿膨胀系数)；dma/sdta 1 是业内唯一能够实现应力应变控制模式的自动切换，确保了玻璃化转变前后都能很好的控制样品，得到稳定光滑的数据曲线，并且具有业内最高的测试频率1000 hz。

图3为在拉伸模式、单频1hz的条件下测量20 μm厚pi膜的储能模量e'、损耗模量e''和损耗因子tan delta随温度的变化关系。e"和tan delta曲线清晰显示了pi膜从低温至高温过程中的三个典型的松弛过程，分别对应于约-59℃的γ-松弛、186℃的β-松弛和311℃的α-松弛(即玻璃化转变)。α-松弛在e'曲线上表现出模量的台阶式减小，直观反映了pi膜的玻璃化转变过程，并且转变前后储能模量从约3600 mpa减小至约400 mpa。通过dma进行温度扫描测试，可以得到pi膜在各个温度点上的模量数据，并作为工艺参考。

?图3: dma温度扫描测试pi膜的力学性能

? ? ? ?pi膜作为柔性基板材料，其形变恢复能力、抗冲击耐疲劳是柔性oled和柔性pcb在长期服役期间保持高效传输性能的重要保障。利用dma 1可以表征pi膜的蠕变和应力松弛行为，从而反映其上述性能的可靠与否。图4为测试的是某类pi膜的蠕变行为，首先在pi膜上施加一个0.02n的力，形变几乎可以忽略不计；然后突然将力值增大至5n，由此导致的形变包含三个部分：瞬时弹性形变，与时间有关的粘弹性松弛，以及粘性流动。一定时间后，将施加的5n的力移除，仍残留的形变就是由于粘性流动导致的永久形变，即为5.31 μm。

图4: dma测试pi膜的蠕变行为.

图5为采用dma 1拉伸模式表征某类pi膜在230℃、恒定应变为2%的条件下的应力松弛行为，测试过程中pi膜的有效长度为10 mm，因此2%的应变即为200 μm。在230℃的条件下，pi膜在维持应变200 μm不变的过程中，应力在初始5 min内快速减小，然后逐渐趋于稳定。同样地，相应的松弛模量由3.38 mpa快速减小至0.3 mpa，后趋于稳定。这个案例同时也说明了在一个相对较高的温度下，pi的链段运动活跃，内摩擦阻力较小，因此应力可以相对较快地松弛掉。

图5: dma测试pi膜在230℃、恒定应变2%的条件下的应力松弛行为.

? 总? ?结

? ? ??高频、高传输、耐挠曲的柔性电子技术对高性能pi膜具有高度的依赖性，pi、cpi以及改性pi膜(mpi)的研发和生产技术壁垒将不断地被挑战和创新。比如，mpi的固化工艺方案可以通过梅特勒-托利多提供的差示扫描量热仪dsc 3及dsc 3 来进行预测评估。例如，在聚酰胺酸溶液中添加其他小分子化合物可以达到优化mpi膜性能的目的，而其中新引入的交联反应(固化)便可以用stare软件的动力学模块帮助筛选最佳的固化工艺条件。梅特勒-托利多提供的热分析超越系列(见下图)，为研发技术人员提供了快速精准的数据表征手段，是学术和工业领域创新爱游戏平台的解决方案的领导者。

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上期内容热分析技术在印刷电路板(pcb)行业的应用

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热分析小饭堂

1、加热片?

说到加热，相信大家都见过这样的加热片，原理就是两端加压，电阻发热。

2、能不能用fpc做？

现在呢产品有一个需求就是加热，刚好客户要求一部分的装配接口用fpc，问能不能把加热的功能也做到fpc上？

加热片的原理很简单，就是通过控制走线的宽度、长度、以及导体的厚度来调节电阻，然后两个焊盘引两根线出来，既然成品的加热片能做出来，应该能做？先验证一下吧。（此时我以为加热片就是fpc做的......）

测量手边的一小块长方形加热片（类似上图第一个），一条走线长约20mm，共16个平行的走线，总计320mm，走线宽度0.5mm，铜厚不知道，电阻是16欧姆，按照公式??? ,? 已知r=16ω，铜的电阻率ρ=0.0175ω(mm)2/m，l=0.32m，s=wh，w=0.5mm，求h；

注意公式两边的单位要统一，因为电阻率的单位我们用的是欧姆·平方毫米/米，所以r的单位是欧姆，导体长度l的单位是米，导体横截面积s的单位是平方毫米，即线宽的导体厚度的单位都是毫米；

算出来h=0.0007mm，遂联系fpc打样的厂家问问打样的参数，得到的信息如下（顺便还给我科普了下fpc的结构，说起来，这将是我第一次画fpc板）：

?这就不对了呀，算出来是厚度是0.7um，常规、非常规都差很远，导体的材质又是铜，不可能啊。

遂继续问材料是不是只有铜？是的。

555，不，我不信，继续算，算了好多遍，甚至还用了别的公式，真的不对。

一定是这家不能用别的材质，或者厚度的规格比较少，求助万能的tb吧，问了好几家fpc打样的，材料确实只有铜，厚度也做不到1um，裂开，这是啥未解之谜，今天要解开，搜索加热片，长的跟我手里一模一样的关键字都是“聚酰亚胺加热膜”，这是啥？百度下“聚酰亚胺”，简称pi，好像见过？？不就是刚才给我科普的fpc结构里提到的吗？这说明fpc和加热片都用了同一种材料，而且都是在表面的那层膜，所以外表很像，又因为加热片有走线、焊点在我的知识盲区中这种柔性电路板只有fpc，所以把ta自动分类到fpc.......

3、聚酰亚胺加热膜

搜索“聚酰亚胺加热膜”：

聚酰亚胺合金发热片是由蚀刻金属箔片产生的电阳芯片与聚酰亚胺薄膜绝缘载体组成的有一定厚度的薄层元件。

发热片是采用镍格合金箔片贴覆在耐高温绝缘载体聚酰亚胺上面，然后上下用聚酰亚胺薄膜经高温压制而成。聚酰亚胺合金发热片很薄，份量轻盈兼有灵活性，可以与被加热物体完全紧密接触，能够让热传递至任何所需的地方，在处理中改善热传递，加速升温和减少功率需要。

所以，内部的导体材料是镍铬合金，查到此电阻率ρ=1(mm)2/m，按照上面的公式再算一次，h=0.04mm=40um，果然这就合理了。

4、ending

那么到底能不能画在fpc上呢，如果fpc的空间够大，如果你的需求也能在线宽、阻值、电流之间得到平衡应该也是可以的。

因为铜的电阻率很低，所以要通过走线积累一定的电阻值就要很长的长度，我们可以计算一下，假设1ω，1oz，如果线宽是1mm，走线长度就是2m。

1ω很小，加3v的电压就是3a哦，看看驱动行不行啥的，不说了去做核酸了.....

（一）pi 薄膜简介

pi 薄膜是目前世界上性能最好的薄膜类绝缘材料，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、 耐高温和耐低温性能 (-269 ℃至 400 ℃)。

（二）pi 薄膜按照生产工艺区分：

1：浸渍法 投入少、但生产成本高、产品性能受局限 2：流延薄膜 生产成本低，薄膜均匀，产品性格较好 3：双轴拉伸薄膜 投入较大，但产品物理性能、电性能、热性能均优异

（三）pi 薄膜制品

（四）pi 薄膜应用

薄膜是聚酰亚胺最早的商品之一，主要用于h 级或c 级绝缘。由于聚酰亚胺薄膜具有较高的耐油、耐温和低介电损耗等优异的综合性能，有着“黄金薄膜”的美称。可用作电缆绝缘材料、隔热材料、防辐射保护材料、记录载波材料等，特别是在柔软性印刷线路板工业上的应用，使之在航天、军事、移动通讯、手提电脑、计算机外设、pda、数字相机、电器仪表等领域得到广泛的应用，成为电力、电器、微电子和精密机械行业不可替代的关键性材料。

pi薄膜广泛应用于微电子领域，以及oled 白光照明、薄膜太阳能电池、防电磁辐射透明薄膜、射频电路板、触摸屏等领域

（五）pi 薄膜市场情况

pi 薄膜被称之为“黄金薄膜”，市场价格达到每吨60-300万元人民币，其中双轴向拉伸电子膜市场价格均在每吨100万人民币以上；目前国内市场pi薄膜需求快速增长，严重依赖进口，需求潜力巨大，处于严重供不应求的状态；门槛极高，供给高度集中。由于聚酰亚胺合成难度极高、下游产品加工难度较大，因此全球聚酰亚胺供给集中于少数公司（美国杜邦，日本宇部兴产，日本钟渊，以及韩国sk kolon )。 原文链接:http://www.polytpe.com/t/101204