刘贺 付高辉 杨继明

(中天电子材料有限公司 江苏南通 226000)

聚酰亚胺（Polyimide，PI），作为综合性能最佳的高分子材料之一，具有优异的机械强度、热稳定性、耐腐蚀性和电绝缘性等性能。PI可以薄膜、纤维、泡沫等多种形式加工成型，在众多高新技术领域有着广泛的应用。其中，PI薄膜是聚酰亚胺材料中应用面最广、用量最大的品种，在微电子封装、柔性显示、航空航天等领域，具有不可替代的作用。高性能PI薄膜与碳纤维、芳纶纤维一起，被认为是目前制约我国高新技术产业发展的三大关键高分子材料，因此，高性能PI薄膜不但具有巨大的商业价值，更具有重要的战略意义。

据相关部门统计，2018年我国高性能PI薄膜的年需求量超过6000t，销售额超过100亿元，其中美日韩等国外公司垄断着近九成的市场份额。近年来，我国在通用型PI薄膜产业化方面取得了长足进步，但在高性能PI薄膜国产化方面仍处于较低水平，与西方发达国家相比还存在明显差距。随着我国高性能PI薄膜的市场需求量越来越大，实现高性能PI薄膜的国产化成为一个亟待解决的问题。

目前，高性能PI薄膜的制造技术主要掌握在西方少数发达国家手中。其中，美国杜邦公司（Dupont）是PI薄膜最早的生产厂家，该公司在特异性PI薄膜如耐电晕PI膜、COF用PI膜、高导热PI膜等领域具有很强的竞争力。20世纪90年代初日本宇部兴产公司(Ube)以联苯酐代替均酐作为芳香族二酐单体，向市场推出了Upilex型PI薄膜，打破了杜邦公司的市场垄断，该薄膜以高强度、低热膨胀系数、高耐热性著称，在特定领域占有重要的市场地位。随后，日本钟渊化学工业公司(Kaneka)向市场推出了Apical系列PI薄膜，主要包括Apical NPI、AH、HP等系列产品。韩国SKCKolon公司和我国台湾地区的达迈（Taimide）公司近年来也成为PI薄膜产业的新兴力量，产品主要用在电子信息领域。

近年来，由于高性能PI薄膜的产品附加值高，且具有重要的战略意义，受到了国家众多产业政策的扶持，越来越多的企业对高性能PI薄膜也表现出了浓厚的投资兴趣，一般来说，高性能PI薄膜的应用领域如下。

1 微电子封装

自20世纪90年代以来，高性能PI薄膜逐渐成为微电子封装的关键性材料，已广泛应用于超大规模集成电路、TAB载带、柔性封装基板等方面。例如，使用PI薄膜制备的柔性封装基板可代替传统的金属铜引线架构，直接附载IC芯片，成为笔记本电脑、手机等便携式电子产品的主流封装技术；以PI为基膜的TAB载带则成为微电子产品卷对卷（Roll to Roll）生产线的支撑技术。微电子封装领域对PI薄膜的模量、热膨胀系数（CTE）和尺寸变化率要求较高，国内企业尚未涉足。随着手机全面屏的普及，对柔性封装用高性能PI薄膜的需求将会越来越大。

2 航空航天

高性能PI薄膜在航空航天领域中具有重要的战略作用，例如，在PI薄膜表面贴附太阳能电池形成卫星用矩阵式电池阵列；在PI薄膜表面蒸镀金属层用于制作航天器的多层绝热保护毯；PI薄膜还可用于深空探测飞行器的太阳帆。该领域涉及军事用途，国外对我国实施严格技术封锁，尤其在中美贸易战的背景下，对该类PI薄膜的研发更是迫在眉睫。

3 5G通信

5G通信，通讯信号将以更高的频率传输，传统柔性线路板的PI基膜因介电数值较高，信号在其上传输时会产生严重的迟滞和损耗，因此，常规PI薄膜已无法适应高频高速传输要求。目前，国外厂商陆续布局用于5G通信的改性PI薄膜（Modified PI，MPI）的研发，随着5G技术的铺开，对MPI薄膜的需求也将会迎来爆发式的增长。

4 柔性显示

近年来，发展柔性可卷曲、甚至可折叠的手机、车载屏幕成为显示行业的一个热点。无色透明PI薄膜及浆料是柔性显示屏幕的重要基材之一，美国、日本和韩国等西方工业国家投入巨资争夺该领域的技术领先地位。三星、LG等跨国公司已在柔性显示制造技术方面取得突破性进展，多种型号的可折叠手机已陆续上市，未来，用于柔性显示的无色透明PI薄膜将成为高性能PI薄膜市场新的增长极。

目前，我国通用型PI薄膜产业化取得了显著进步，以深圳瑞华泰公司等为代表的多家国内企业掌握了采用热亚胺化方法连续制造PI薄膜的生产技术，基本满足低端PI薄膜的使用需求，但在高性能PI薄膜领域，我国与世界先进水平还存在很大差距。国外高性能PI薄膜主要采用化学亚胺化方法生产，与热亚胺化方法相比，前者制备的PI薄膜的亚胺化率更高，烘焙过程对薄膜的破坏更小，车速更快，薄膜性能也更稳定。但是，国外对化学亚胺化技术长期封锁，且高性能PI薄膜产业自身也具有极高的技术难度，这些原因造成我国在该领域长期停滞不前。因此，只有我们迎难而上，潜心研发，配合国家相关产业政策的支持，结合各方资源，才能实现我国高性能PI薄膜产业的快速发展，解决这一长期制约我国高技术产业发展的“卡脖子”难题。