聚酰亚胺薄膜在手机中的应用和挑战！

 

PI(Polyimide）俗称聚酰亚胺，是分子结构中含有酰亚胺基团的芳杂环高分子化合物的统称。

 

聚酰亚胺是目前已经工业化的高分子材料中耐热性最高的品种，以作为薄膜、涂料、塑料、复合材料、胶粘剂、泡沫塑料、纤维、分离膜、液晶取向剂、光刻胶等形式在高新技术领域得到广泛的应用。

 

聚酰亚胺(PI)薄膜绝缘材料广泛应用于航空、航海、宇宙飞船、火箭导弹、原子能、电子电器工业等领域。薄膜是聚酰亚胺最常见的一种商业化成功产品，应用也最广。

 

胶带和保护膜的区别

 

正是聚酰亚胺薄膜有如此好的特性，以此衍生出不同的应用。胶带是由基材和粘结剂两部分组成,通过在基材表面涂上粘着剂，使两个或多个不相连的物体连接在一起。保护膜是一种能对易损坏表面起到保护作用的薄膜 。保护膜也是胶带的一种存在方式，两者没有特别明显的区别。

 

聚酰亚胺薄膜在手机里的部件和应用

 

1.软板和补强

 

柔性电路板又称“软板”，即FPC 板，是用柔性的绝缘基材制成的印刷电路。传统软板具有由铜箔、绝缘基材、覆盖膜等构成的多层结构，一般使用铜箔作为导体电路材料，PI膜作为电路绝缘基材。

 

iPhone 在高频通信中的处理方案

 

果黑色LCP 天线黑色，下面也需要一个补强材料，厚度要求在0.225-0.25MM左右。一般选用PI 。但PI做到这么厚很困难，介电常数。

 

后来有厂商，用复合的工艺， 用环氧树脂或丙烯酸热熔胶复合起来，易分层，刚性低。模切后，溢胶现象严重。

 

2.石墨片

 

高导热石墨膜：是将聚酰亚胺薄膜通过炭化、并经2800~ 3200℃石墨化处理制得。又称人工石墨膜，与天然石墨膜相对应。

 

人工或天然石墨 由于容易产生分层现象，表面用PI 或者PET 保护膜（亚克力体系胶带），进行包边处理。但随着时间和使用温度的进展，胶系很容易老化，大大降低了石墨的寿命和石墨脱落带来的导电短路风险。我们在石墨表面上先涂覆PI液体再进行亚胺化成膜工艺，一方面亚胺会渗入石墨空隙一点点，成膜后结合力会更好。使用寿命会大大增加，十年寿命都不会是问题。石墨的使用温度也可以原来在80度左右（亚克力胶水的问题），一下子上升到260度以上。

 

 

可以把石墨变成一种胶带的基材，上面做特殊处理，涂胶也好，复合也好也可也用PVD磁控溅射导电化或者化学电镀，进行特种领域的应用开发。我们更结合最新的PPCVD技术（等离子体聚合化学气相乘积），在金属层做保护层，使金属更加不容易氧化和划伤，也不影响它的导电性。

 

3.覆盖膜和锂电池包边

 

覆盖膜：用来覆盖和保护挠性线路在受热（高温）、潮湿、污染物和腐蚀气体以及恶劣环境下起到“三防”的保护作用。FPC 黑色PI膜 主要要求在12.5μm，要求一定CTE值。

 

 

为什么要在手机内部选择黑色哑光覆盖膜和胶带。

 

黑色主要目的是美学简洁 ，防止产品内部设计被对手抄袭，减少生产过程中光线对内部金属的伤害和哑黑减少反射造成对光学检验设备的误差。同时黑色也复合简洁美观的设计理念，提高产品的外观质感。

 

由于铝塑复合膜是薄膜，在包覆电池的时候，势必会留有封口。为了增加安全，在封口处需要一种特殊的耐高温胶带包覆，防止电解液泄漏或者气体泄漏，这些有害物质会损坏手机，遇到电也会燃烧爆炸。

 

这时候聚酰亚胺（PI）胶带也就是俗称的KAPTON 胶带就有了发挥的空间。PI 本身有耐温，耐化学性和机械强度，阻燃无卤等功能，所以配合胶水成为封口包边的第一选择材料。

 

PET 属于双向拉伸的材料，具有一定刚性，所以在做成胶带的时候，在特别窄边包裹的地方，容易起翘。

 

NOMEX芳纶纸 适合偏厚的地方和表面凹槽较深的地方。纸的包覆性最好，但耐压值 一般。染黑成本比较大，容易吸潮。一般现在只用于正负极接口的部位 。

 

无线充电结构的改变

 

4.屏蔽罩

 

传统屏蔽罩工艺是在冲压成型后单PCS产品内面粘贴一层绝缘胶，俗称“贴胶”这种传统制程，需要消耗大量人力，要模切胶片、设计夹具固定产品等繁杂的工序，且存在产能良率低、平面度很难管控等缺点。

 

后期聚酰亚胺薄膜的应用方法

 

1.CPI改变手机设计

 

透明PI薄膜(CPI)的研发成功，对曲面显示屏，甚至整个电视产业和手机产品，将会造成革命性的改变。CPI 作为替代玻璃屏的时候必须注意硬化问题。

 

与传统光学薄膜相比，具有优异的热稳定性、尺寸稳定性、机械性能、柔韧性和表面硬度

 

 

CPITM与PET\PC\COC\PI的特性对比

 

2.透明PI新应用

 

透明PI薄膜使用磁控溅射原理在表面进行镜面处理，做成半透或者全透效果，可以做成各种颜色。然后用掩膜的办法，或者蚀刻还原，再或者激光微雕技术在金属层做纹理处理。当没有灯光的时候，可以像一个镜子，当打背光的时候可以有特殊纹路出来。也可以作为高端扩散膜的基材用于LED领域。PI 本身耐高温和阻燃性是在高级LED 大功率灯箱广告等，取代PET 或者PC 具有很明显的优势。

 

 

也可以用在全透明的FPC，作为高端透明基材。但要注意不同CPI 结构对UV 黄化现象的影响。同样要结合PPCVD & R-R 技术，实现量产化，降低制造成本。

 

3.导电PI塑料薄膜的研发

 

导电塑料薄膜的开发，用于取代金属。导电PI，也利用磁控溅射，然后再进行水镀增厚。这样出来的导电PI薄膜，具有轻便和柔软的特性，很多场合完全取代铜箔等。