国外聚酰亚胺薄膜产品及应用进展

杜 邦 电 路 及 包 装 材 料（Dupont Circuit and Packaging Materials） 公司于 2010 年 10 月底宣布， 杜 邦 Kapton PV 系列聚酰亚胺薄膜已工程化应用于 无定形硅 （a-Si） 模块和铜铟镓硒 （CIGS） 太阳能光伏 应用两个关键产品。杜邦 Kapton PV 系列聚酰亚 胺薄膜可提供卷到卷的加工能力， 具有低吸水率和 高解吸率特点， 有优良的介电性能， 用陶瓷填充可 增加电晕性和导热性。另外， 苹果手机的防水系统 涉及到一些封装材料， 如杜邦公司的 Kapton 聚酰亚 胺薄膜等。杜邦公司具体的产品特点及应用如表 3 所示。
FPC 上游材料 FCCL 的关键原料， 成本比重占四成 以上。近年来软板被大量使用在手机上， 1 台传统 手机需求量大约 2 至 3 片， 高阶手机 5 至 6 片， 智能 手机则是 6 至 8 片， 至于 Apple iphone 手机则依设计 不同需求量而有所不同， 大概在 8 片以上， 未来随手
绝缘材料 2013， 46(3)
表1
制造商 Dupont Ube Kaneka SKCKOLONPI MGC Mitsui Chemicals 传统 PI 膜 Kapton H， HN Upilex RN(R) Apical AV IN,LV — —
任小龙等：国外聚酰亚胺薄膜产品及应用进展
29
全球主要 PI 制造厂商产品概况
30
任小龙等：国外聚酰亚胺薄膜产品及应用进展
绝缘材料 2013， 46(3)
机功能的不断增加， 其需用量将会持续上升。 据报道杜邦的重心逐渐转移， 电子用 PI 的产能 已难再扩大； 钟渊以市场占有率约三成紧追杜邦之 后， 但 “311” 地震后也失去往日的活力。另外， 日本 企业未来可能会将技术移转至中国台湾厂商或直 接在中国台湾地区或大陆设厂， 因此对当地薄膜制 造商具有市场先占优势。同时， 随着美、 日的原料 成本上升和运输时间拉长， 中国台湾和韩国 PI 薄膜 供货商有机会取代美日， 取得更大的商机。 4 4.1 产品应用 美国杜邦 （Dupont）
新 PI 膜(高尺寸稳定性、 低吸湿性) Kapton VN,EN Upilex S Apical NP, HP IF,LN — — 新 PI 膜(其他要求) Kapton PV9100,200RS100 Upicel Pixeo TP,BP-S GP,GL,LS Neopulim L Type-A,B,C
0
引 言 聚酰亚胺 （PI） 薄膜具有高强度、 高韧性、 耐磨
2 2.1
市场现状 产品分布 由于研发层次及难度很高， 目前 PI 薄膜产业以
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绝缘 材料。经过 40 多年的发展， 已经成为电子、 电机产 品的重要原料之一， 电子领域广泛应用于软板、 半 导体封装、 光伏 ( 太阳能) 能源、 液晶显示器等， 而电 机领域主要应用于航天军工、 机械、 汽车等[1-6]。 1 产品现状 目前聚酰亚胺薄膜生产商开发了多种商品化 的高性能 PI 膜， Dupont 和 TDCT(Toray-Dupont)开发 出新的 PI 膜， 如 Kapton K、 E、 EN 等， 具有高的尺寸 稳定性和低的吸湿性； Kaneka 开发了 Apical NPI 和 HP， 具有高的尺寸稳定性和低的吸湿性； Ube 商 品化新的 PI 膜 Upicel 系列， 在 Upilex 的基础上增加 了粘结性能， 全球主要 PI 制造厂商的产品概况详如 表 1 所示。
绝缘材料 2013， 46(3)
表 4 宇部兴产 （Ube） 产品特点及应用
类型 Upilex-RN 特点 传统 PI 性能； 高伸 长率 兼具传统型 PI 性 Upilex-S 能； 优异的尺寸稳 定性； 优异的化学 稳定性； 高模量 优异粘结性能； 焊 Upilex-VT 接温度： 300℃ ； 兼 具传统型 PI 性能 应用 高温绝缘；航 空；汽车 FPC； 分离膜； 电 气绝缘； 真空包 装 FPC； HDD； 陶瓷 片替代； 金属基 材 PCB； 加热片
注： 信息来源为美国杜邦 （Dupont） 公司网站。
4.2
宇部兴产 （Ube） 上世纪 80 年代， 日本宇部兴产 (Ube) 开发了一
将供应给 SMD 计划正式进行量产的次世代面板的 基板使用。宇部兴产具体的产品特点及应用如表 4 所示。 4.3 日本钟渊 （Kaneka） 1980 年日本钟渊开始实验室研究聚酰亚胺薄 膜， 1984 年在日本志贺建立量产 Apical 商标的聚酰 亚胺薄膜生产线， 产品主要应用于 FPCs。1988 年开 发出具有优越尺寸稳定性的 Apical NPI 型号， 1995 年 Apical AH 型号产出 175 µm、 200 µm、 225 µm 厚 度规格的产品。日本钟渊具体的产品特点及应用 详见表 5。
5， 7-9] 概况 [2-3， 如表 1 所示。 PI 薄膜产业市场具有寡占
性， 迄今全球仅少数厂商垄断此市场， 主要生产商 的市场占有率如图 1 所示。 2.2 市场概况 根据在不同的终端电子产品的应用， 聚酰亚胺 薄膜厚度规格可分为 0.3 mil、 0.5 mil、 1 mil、 2 mil、 3 mil 和厚膜， 其中手机、 相机等手持式电子产品使用 0.5 mil 或更薄的 PI 薄膜， 一般电子产品、 汽车、 笔记 本电脑和覆盖膜使用 1 mil 厚度的 PI 薄膜， 补强板 则使用较厚的 PI 薄膜。 2010 年 PI 薄膜市场规模约为 7 000 吨 ( 以 1 mil 产出能力换算)， 年产值 68 亿元。 2011 年全球年产 能约 8 700 吨， 年产值约 82 亿元。在过去 11 年的产 业发展历程中， 全球 PI 薄膜产值年增长率约为 10% ~15%。随着 IT 产业的发展及各种器材的小型化、
表 3 美国杜邦 （Dupont） 产品特点及应用
类型 B CR FPC VN HN HPP-ST MT PST PV9101/9102/9103 200RS100 特点 不透明； 低光线反射 耐击穿性能 尺寸稳定性； 粘附力 尺寸稳定性 力学性能； 介电性能； 热性能 尺寸稳定性； 粘附力 导热性能； 介电性能 力学性能； 纵横向差异小； 介电性能 自熄性； 韧性； 弹性； 耐高温 惰性； 耐辐射； 适宜表面电阻； 导电 面： 黑色不光滑， 介质面： 光滑 应用 高温； 天线； LED 驱动电路； 精密激光蚀刻 牵引电机； 变压器； 电气旋转机器 FPC； 军事； 航空 传感器； 绝缘垫片； 电子部件 机械部件； 电气部件； 电气绝缘； 压敏胶带； 光纤电缆 FPC； 军事； 航空 绝缘垫(散热器)； 加热器电路、 功率用品； 陶瓷片替代 压敏胶带 a-Si 和 CIGS 光伏(基材)产业 航空； 汽车； 加热片 备注 黑色(亚光) 耐电晕 — 低收缩率(高温) 普通型 — 导热基体聚酰亚胺薄膜 透明 — 导电 （黑色）
28
任小龙等：国外聚酰亚胺薄膜产品及应用进展
绝缘材料 2013， 46(3)
国外聚酰亚胺薄膜产品及应用进展
任小龙，董占林，张俊丽，张俊杰
（桂林电器科学研究院有限公司，广西 桂林 541004）
摘要： 概述了美国、 日本及韩国等地区聚酰亚胺薄膜的发展现状和一些主要公司的产品性能特点和应用领域， 简要介绍了近年来国外聚酰亚胺薄膜主要制造厂商的市场占有率、 未来市场趋势、 新型功能聚酰亚胺薄膜产 品以及在应用技术方面的新进展。 关键词： 聚酰亚胺薄膜； 产品； 应用 中图分类号： TM215.3 文献标志码： A 文章编号： 1009-9239 （2013） 03-0028-05
注： 表中统计生产线含有近期规划数量， 产能同时含有规划产能。
性以及表面性质等方面的改善， 各制造商针对客户 需求研发出白色 PI、 彩色 PI、 超薄 PI 及透明 PI 等高 性能产品。 PI 膜不仅可应用于软性电路板， 还可用在航 天、 IC 钝化膜与 LCD 配向膜等各种领域， 如 PI 是
种高性能的 PI 膜 U-pilex S， 与 Kapton 相比， 它具有 高的耐热性、 较好的尺寸稳定性和低的吸湿性。但 对 于 大 尺 寸 的 FPC， 该材料刚性较大而不适合。 U-pilex 有较佳的耐化学性， 在 TAB 中有较多应用， 因为 TAB 需要较好的尺寸稳定性和耐热性能， 且其 尺寸较小， 不需要高的弯曲性能。2011 年 Ube 宣布 与韩国 Samsung Mobile Display(SMD) 签署契约计 划， 在韩国忠清南道牙山市设立一家生产面板上游 材料聚酰亚胺的合资企业， 该合资企业所生产的 PI
————————————— 收稿日期：2012-11-09 作者简介：任小龙(1982-)， 男 （汉族） ， 陕西蒲城人， 工程师， 从事绝 缘材料开发以及制程研究工作。
杜 邦（Dupont）、 日 本 宇 部 兴 产（Ube）、 钟渊化学 （Kaneka）、 日 本 三 菱 瓦 斯 MGC 和 韩 国 SKCKOLONPI 为主要生产商， 全球主要 PI 制造厂商产品
图1
2011 年全球 PI 市场占有率 趋势研究中心(IEK)]）
（注： 中国台湾工业技术研究院产业经济与
表2
国家 地区 美国 制造商 杜邦(Dupont) 东丽-杜邦 (Toray-dupont) 宇部兴产 （Ube） 商标 Kapton®
全球 PI 薄膜主要制造商产能
生产线/条 7 产能/(T/Y) 2640 制造地点 俄亥俄州瑟克尔维尔 市、 德克萨斯州贝波特 爱知县东海市 备注 电子信息行业发展 需求扩产 柔性线路行业需求 扩产 液晶、 等离子电视 及 TAB 等应用需求
轻量化的趋势， PI 胶片需求量急剧增长， 到 2015 年 市场规模有望达到 10 000 吨、 110 亿元， 显示器及半 导体用胶片年均增长率预计将达到 10% 以上。从 全球区域角度来说， 韩国的市场将会增长 15% 以