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智能手机中必不可少的塑料材料:聚酰亚胺

日期:2021-01-08浏览:8次

FPC指柔性电路板, 英文是"FPC PCB""FPCB, Flexible and Rigid-Flex"。是以聚酰亚胺或聚酯薄膜为基材制成的一种具有高度可靠性,绝佳的可挠性印刷电路板。具有配线密度高、重量轻、厚度薄的特点。主要使用在手机、笔记本电脑、PDA、数码相机、LCM等很多产品。

 

随着手机功能的不断增加,软板的数量也在不断增加。以iphone手机为例,从5S开始,iphone手机开始大量使用FPC作为连接和承载功能,5S中搭载了13块软板。2016iphone 7/7P,苹果搭载了约14-17块软板,数量和价值量进一步提升。

 

2018年,苹果手机软板数量再次升级,XS/XS max约为24块软板(含LCP)。根据拆解,XS/XS max/XRLCP天线数量分别为3/3/2ASP约为13/13/10美金,而XS max中软板整体价值量提升至近60美金。

 

作为基材的聚酰亚胺,是综合性能佳的有机高分子材料之一。

 

聚酰亚胺(Polyimide,有时简写为PI)指主链上含有酰亚胺环(-CO-N-CO-)的一类聚合物,是综合性能佳的有机高分子材料之一。其耐高温达400°C以上 ,长期使用温度范围-200300°C,部分无明显熔点,高绝缘性能,103 赫兹下介电常数4.0,介电损耗仅0.0040.007,属FH级绝缘。

 

鉴于以上的性能和合成化学特点,在众多的聚合物中,很难找到如聚酰亚胺这样具有如此广泛的应用方面,而且在每一个方面都显示了极为突出的性能。自从上世纪60年代,各国都积极地研究、开发及利用聚酰亚胺。毫不夸张地说,没有聚酰亚胺就不会有今天的微电子技术。

 

吹膜成型是制造超薄聚酰亚胺薄膜(PI薄膜)的技术之一。吹塑成型制备通用型聚合物薄膜的技术非常成熟,可以通过改变热空气流速度等参数方便地调整薄膜厚度。以下是一种超薄PI薄膜制造工艺的示意图。

 

薄膜是由上向下吹塑成型的。当聚合物泡在热空气流吹动作用下尺寸增大时,溶剂逐渐增发,引起聚合物凝胶收缩。当聚合物是反应性前驱体时,在该过程中还会发生固化,也会引起薄膜泡的收缩。此时,聚合物的黏度、模量以及强度发生非线性变化。形成的薄膜部分发生固化,而且经过了双向拉伸,可以附着在隔离纸上进行后续的工艺处理。

 

吹膜的成本主要由原料成本决定。除了采购更加质优价廉的原料,在生产环节通过改进工艺减少薄膜厚度,也是节约原料的一个重要手段。

 

污染颗粒的大小决定了薄膜的厚度。过滤的细度相对于薄膜的厚度来说是比较粗的,就会遇到模具堵塞和污染物在薄膜上造成小孔时气泡破裂的问题。更细的过滤能够减少模具唇上沉积物的堆积,进而可以延长清洗间隔时间。然而更细的滤网同时也意味着更多的滤网更换频率,更换滤网带来的停机和不稳定的压力温度的损失。

 

德国GNEUB格诺斯KSF系列全自动熔体过滤器是解决以上问题的有效方式之一。KSF系列全自动熔体过滤器是适合吹膜加工过程的产品。首先,产品在更换滤网可以自动启动,而不需要停止生产;其次,熔体通道和换网器内部部件能够根据具体流变性能要求单独调整。最后,在更换滤网过程中,熔体可在其它3个滤腔内流动,从而避免了压力大幅变化,不影响产品质量。

 

在南美一条用于生产LDPE袋和垃圾袋的三层吹膜生产线上,一位客户用两台德国格诺斯KSF 75全自动熔体过滤器替换了挤出生产线原有的烛芯过滤元件。以前,挤出生产线每天至少需要停机一次更换滤网,停产40分钟。现在,两台KSF 75全自动熔体过滤器使客户在换网时不停地运转,保证每天可多生产400公斤薄膜,避免每次换网浪费200公斤材料。

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