Page 52 - 《橡塑技术与装备》2023年7期
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橡塑技术与装备                                          CHINA RUBBER/PLASTICS  TECHNOLOGY  AND EQUIPMENT

             2.3 5G 通信用导热 PI 薄膜                                电子显示、5G 通信导热膜等领域有着广阔的市场应用
                 随着电子器件的高速发展，集成化、微型化、轻                         前景，但是国内 PI 薄膜行业的整体水平与国外存在差
             薄化以及 5G 通信带来的高频化成为电子器件的发展                         距，电子级 PI 薄膜领域主要被国外巨头占据，产品严
             新趋势，由此带来的热堆积现象日趋明显，严重影响                           重依赖进口。在我国产业结构升级、关键材料国产化
             着线路的信号传输与能耗，电子器件的可靠性和寿命                           的背景下，电子级 PI 薄膜进口替代的市场空间巨大。
             受到严苛的考验。在电子器件中应用的聚酰亚胺绝缘                           以瑞华泰为代表的具有独立完善的核心技术体系的企
             薄膜因此面临着越来越高的导热要求。传统的聚酰亚                           业，有望获得更多市场份额，推动电子级 PI 薄膜的国
             胺薄膜导热系数在 0.2 W/(m·K) 以下，无法满足电子                    产化进程。
             器件的快速散热要求，近几年，国内外研究人员采用                               不同应用领域的聚酰亚胺薄膜对于性能的要求不
             导热填料与聚酰亚胺树脂共混的方式来提高聚酰亚胺                           尽相同，国内外研究者对于高尺寸稳定性、低介电性
             薄膜的导热性能，并取得一定的进展。                                 能、耐高温、无色透明、高导热等聚酰亚胺薄膜开展
                 导热填料的选择主要从传热方式及机理考虑，以                         了大量研究。通过分子结构设计、改进成膜工艺或者
             声子传热为主的陶瓷类填料具有良好的导热性和绝缘                           加入导热填料等手段，有效改善了聚酰亚胺薄膜的以
             性，成为制备导热绝缘薄膜的首选材料。陶瓷类填料                           上性能，但是实际应用中高分子材料的性能需求是多
             有氮化硼、氮化铝、氮化硅等，其中，氮化硼（BN）                          方面的，如 5G 通信用的导热膜在大量加入导热填料
             具有高导热性（约 300 W/(m·K)）、低介电常数与热                     满足高导热性能时，会影响复合薄膜的力学性能，柔
             膨胀系数、优良的化学稳定性和相对低的密度，是制                           韧性和制备工艺性变差，离商品化应用还有很大差距，
             备高导热、绝缘复合材料的理想填料，BN 具有六方、                         因此，如何获得综合性能优异的 PI 薄膜，一直成为科
             立方、菱方、纤锌矿等四种晶型，其中六方氮化硼                            学界和产业界所面临的挑战。科研院所应积极与企业
            （h-BN）的综合性能最为突出            [10] 。                  合作，共同持续开发市场需求、综合性能优异的 PI 薄
                 导热填料的尺寸大小、加入量以及填料与基体界                         膜产品，帮助企业在市场竞争中占得一席之地。
             面的相互作用对复合材料的导热系数有重要的影响。
             一般情况下，导热填料的加入量相同时，填料尺寸越                           参考文献 ：
                                                               [1]   Ishii J,Takata  A,Oami,  Y,et al. Spontaneous molecular
             大越有利于减少聚合物基体与填料的接触面积，降低
                                                                   orientation of polyimides induced by thermal imidization
             界面热阻，复合材料的导热性能越好。导热填料加入                               (6). Mechanism of negative in-plane CTE generation in
             量与复合薄膜的导热性能通常呈正比关系，即加入量                               non-stretched polyimide films. European Polymer Journal,
             越大，薄膜的导热系数越高           [11] 。当导热填料用量少时，               2010, 46, 681-693.
                                                               [2]   吉林大学 . 一种高黏附性低线膨胀系数聚酰亚胺膜材料及其制
             填料易被聚酰亚胺基体覆盖，填料之间不能很好接触，
                                                                   备方法 :CN104277458A[P].2014-10-14.
             难以形成有效导热通路，热量只会在材料中积累或只                           [3]   HITACHI LTD. Low thermal expansion polyimide and
             能散发少量热量，因此无法达到良好的导热性                    [10] 。除       electri‐cal  device  using  same:  JPS62184025(A)[P].1987-
                                                                   08-12.
             以上两点外，导热填料与基体之间的界面相容性是影
                                                               [4]   郭海泉 .  高性能聚酰亚胺薄膜的市场需求与技术挑战 [A]. 第
             响复合材料导热性能的关键因素。在有机聚合物基体                               十九届中国覆铜板技术研讨会论文集 [C].2018.
             中加入无机填料 BN 时，由于两者的界面相容性差，                         [5]   TSUTSUMI M, MAEDA S, KAWAHARA K, et al. Poly-
                                                                   imide film: US8314203[P]. 2012-11-20.
             通常难以达到均匀有效的分散，填料容易团聚形成大
                                                               [6]   皇甫梦鸽，李一丹，张丹，等 .  面向 5G 应用需求的低介电高
             的聚集体，造成明显的空隙和缺陷，严重破坏了材料                               分子材料研究与应用进展 [J]. 绝缘材料，2020,53(8):1-9.
             的力学性能。通过对导热填料表面功能的改性，可有                           [7]   Takizawa K,  Wakita J, Kakiage M, et al.Macromolecules,
                                                                   2010, 43(5):2 115-2 117.
             效提高填料与聚酰亚胺基体的界面相容性和分散性，
                                                               [8]   柳敬涵，徐勇，赵明，等 . 无色透明聚酰亚胺薄膜的研究进展
             在提高导热性能的同时提高复合膜的力学性能，满足                               [J]. 现代塑料加工应用，2021,33(5):55-58.
             实际应用要求      [12] 。                                [9]   庞勃，吴志强，周会会，等 . 无色透明聚酰亚胺薄膜近五年的
                                                                   研究进展 [J]. 高分子通报，2019,10:163-171.
                                                               [10]  高梦岩，王畅鸥，贾妍，等 . 导热聚酰亚胺绝缘薄膜材料的研
             3 总结                                                  究进展 [J]. 绝缘材料，2021,54(6):1-9.
                 电子级聚酰亚胺薄膜在我国柔性印刷电路、柔性                         [11]  HARUKI M,  TADA J,  TANAKA K, et al. Enhancing

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