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電子級PI材料四大新型應(yīng)用領(lǐng)域

來源：整理自天風(fēng)證券

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伴隨著 OLED 取代 LCD 正沿著曲面→可折疊→可卷曲的方向前進(jìn)，有機(jī)發(fā)光材料和薄膜是 OLED 實現(xiàn)柔性的關(guān)鍵點，具有優(yōu)良的耐高溫特性、力學(xué)性能及耐化學(xué)穩(wěn)定性的聚酰亞胺 PI 基板，是當(dāng)前柔性基板材料的最佳選擇。

受益于 OLED 產(chǎn)能的持續(xù)增長，PI 基板材料具有旺盛的市場需求，且未來還有很大的成長空間。國內(nèi)目前如在撓性印制線路基材方面的應(yīng)用的高端 PI 薄膜約85％需要依賴進(jìn)口產(chǎn)品，替代進(jìn)口的市場空間很大。

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蓋板材料

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為全面實現(xiàn)柔性顯示，顯示器蓋板部分應(yīng)當(dāng)具備可反復(fù)彎折、透明、超薄、足夠硬度的特點。折疊屏對于蓋板材料要求較高，需要同時滿足柔韌性、透光率且表面防劃傷性能好等特點。

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目前的折疊屏蓋板材料有 CPI、PI、PC、壓克力、PET 幾種，其中 CPI 蓋板的可行性最高，相比于普通淡黃色的 PI 蓋板材料，無色透明的 CPI 蓋板具有更高的透光率。受益于折疊屏手機(jī)的發(fā)展，CPI 蓋板材料將迎來快速發(fā)展時期。

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目前透明PI蓋板市場已有住友化學(xué)、Kolon、SKC等。日前有消息稱，SKI下屬材料商SKIET已被選為一家全球智能手機(jī)制造商的FCW(Flexible Cover Window，F(xiàn)CW)供應(yīng)商，公司于7月開始生產(chǎn)以透明聚酰亞胺(PI)為基礎(chǔ)的可折疊智能手機(jī)的CPI蓋板。

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COF材料

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COF 方案主要采用聚酰亞胺（PI 膜）混合物材料，厚度僅為 50-100um，線寬線距在 20um以下。COF 封裝則是采用自動化的卷對卷設(shè)備生產(chǎn)，生產(chǎn)過程中會被持續(xù)加熱至 400 攝氏度。由于 COF 卷對卷生產(chǎn)過程中需要加熱，而 PI 膜的熱膨脹系數(shù)為 16um/m/C，相比芯片的 2.49 um/m/C 而言，熱穩(wěn)定性較差，所以對設(shè)備精度和工藝要求很高。

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目前，COF用FCCL材料主要掌握住友化學(xué)、東麗先進(jìn)材料和KCFT3大日韓公司手中。

◤ FPC：基板和覆蓋層材料

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FPC的使用一般以銅箔與 PI 薄膜材料貼合制成軟性銅箔基板（FCCL），覆蓋膜（Cover layer）、補(bǔ)強(qiáng)板及防靜電層等材料制作成軟板。

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PI 膜的厚度主要可以區(qū)分為 0.5mil、1mil、2mil、3mil 及厚膜（甚至 10mil 以上等產(chǎn)品），先進(jìn)或是高階的軟板需要厚度更?。?.3mil），尺寸安定性更穩(wěn)定的 PI 膜。一般的覆蓋膜主要使用厚度 0.5mil的 PI 膜，而較厚的 PI 膜主要用于補(bǔ)強(qiáng)板及其它用途上。

近年來，智能手機(jī)、平板電腦、LCD 顯示與 LED 背光模組等應(yīng)用需求的增加，驅(qū)動了 PI 膜需求增長。隨著中高階手機(jī)市場出貨比例的逐年增加，加上東南亞等新興國家地區(qū)的智慧型手機(jī)上需求大增，預(yù)期FPC 需求未來 3-5 年內(nèi)可維持可觀增長。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 來源：SKCKolonPI

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SKC Kolon PI制造的PI膜是耐高低溫的尖端高性能材料，可制作成FPCB、散熱膜，應(yīng)用到智能手機(jī)、半導(dǎo)體、汽車、航空等多樣化領(lǐng)域，既是三星電子上市在即的折疊手機(jī)的基板材料、也是電動車電池絕緣貼的材料。

◤ 5G 手機(jī)：MPI 天線和石墨散熱原膜

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MPI 天線

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4G 時代的天線制造材料開始采用 PI 膜（聚酰亞胺）。但PI 在10GHz 以上損耗明顯，無法滿足5G終端的需求; LCP（Liquid Crystal Polymer，液晶聚合物）憑借介子損耗與導(dǎo)體損耗更小，具備靈活性、密封性等特性逐漸得到應(yīng)用。

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但是由于 LCP 造價昂貴、工藝復(fù)雜，目前 MPI（Modified Polyimide，改良的聚酰亞胺）因具有操作溫度寬，在低溫壓合銅箔下易操作，表面能夠與銅較易接著，且價格較親民等優(yōu)點，有望成為 5G 時代天線材料的主流選擇之一。

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當(dāng)前，臺虹開發(fā)應(yīng)用于 5G 的改性PI產(chǎn)品已經(jīng)完成，并已做好量產(chǎn)準(zhǔn)備應(yīng)對5G高頻以及高速的需求。

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石墨散熱原膜

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目前，石墨散熱片的主要材料是人工石墨片(Graphitesheet)。人工石墨片的主要原料就是聚酰亞胺薄膜(PI film)經(jīng)過碳化和石墨化兩道高溫制程產(chǎn)生：碳化是石墨化的前置程序，目的在于使得 PI 膜中的非碳成分全部或大部分揮發(fā)，需在特定高溫下進(jìn)行。

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石墨化工序中，發(fā)行人通過在特制的石墨化爐內(nèi)加入氬氣或者氮氣作為介質(zhì)對碳化后的 PI 膜進(jìn)一步升溫，高溫下多環(huán)化合物分子重整，伴隨多次周期性升溫的振蕩操作，經(jīng)化學(xué)變化，最后形成高結(jié)晶度的大面積石墨原膜。隨著散熱應(yīng)用市場成長，聚酰亞胺薄膜在人工石墨片的應(yīng)用也將會逐漸增加比重。

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在該應(yīng)用領(lǐng)域，主要供應(yīng)商有時代新材，公司年產(chǎn) 500 噸聚酰亞胺薄膜生產(chǎn)線量產(chǎn)日趨穩(wěn)定，導(dǎo)熱膜具備向華為、蘋果、三星、VIVO 等品牌批量供貨的能力，全年形成銷售收入 1.2 億元，目前正在籌建二期擴(kuò)能項目。未來，公司在聚酰亞胺薄膜材料產(chǎn)業(yè)方向，計劃形成年產(chǎn)量超過 2000 噸的產(chǎn)能發(fā)展。

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◤ 半導(dǎo)體封裝

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現(xiàn)代的電子封裝技術(shù)需要將互連、動力、冷卻和器件鈍化保護(hù)等技術(shù)組合成一個整體以確保器件表現(xiàn)出最佳的性能和可靠性。

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聚酰亞胺在很大程度上滿足高純度、高耐熱、高力學(xué)性能、高絕緣性能、高頻穩(wěn)定性；低介電常數(shù)與介電損耗、低吸潮性、低內(nèi)應(yīng)力、低熱膨脹系數(shù)和低成型工藝溫度的要求，成為先進(jìn)封裝的核心材料。

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