1月30日,腾辉电子(苏州)有限公司(以下简称“腾辉电子”)宣布,其VT-901聚酰亚胺(PI)材料已独家通过欧洲航天局(ESA)的认证,可用于比利时ACB集团(PCB制造商)制造高密度互连印刷电路板(HDI)。这也使得ACB成为了目前唯一的能够在ESA合格领域内提供HDI技术的印刷线路板(PCB)制造商。
腾辉电子的VT-901PI材料符合ESA标准,适用于ACB的HDI板制造流程的严格要求,其高耐热温度Td为395℃,高Tg为250℃,低轴CTE为50,符合用于航天材料的IPC4101E附录A检验标准,同样的专业设备也用于制造层压板(专为最严苛的航空航天电路板而设计)。
● 腾辉电子成立于2000年,是一家全球领先的高品质覆铜箔基板和半固化片制造销售商。其拥有行业内长三角地区规模最大的覆铜板实验室,建有江苏省特殊高频覆铜板及铝基覆铜板工程技术研究中心,产品广泛应用于PCB各种应用,且承担多项省市科研及科技成果产业化项目。
● 2019年,“航空航天印制线路板用高耐热PI基材研发及产业化”项目获苏州市重点研发产业化项目立项并于2022年通过验收;
● 2020年,“航空航天印刷线路板用高可靠PI基材研发及产业化”项目获江苏省科技成果转化项目立项;
● 2022年,“新能源及功率半导体封装用高导热高可靠金属基板研发”项目获苏州市产业前瞻与关键核心技术项目立项。
● 目前公司已经与比亚迪、长城汽车、阳光电源、上汽华域视觉、得润美达、空客、特斯拉、奔驰、宝马、奥迪和波音等公司建立合作。
五大应用形式
PI是指分子主链中含有酰亚胺环(-CO-NH-CO-)的芳杂环高分子化合物,家族非常庞大,具备耐高温、耐低温、高强度、高模量、耐水解、耐辐射、耐腐蚀、高电绝缘、低介电常数等优异性能,在高分子材料中属于顶端的存在,被誉为“21世纪最有希望的工程塑料之一”。
凭借其优异性能及出色的加工性能,PI成为了唯一具有广泛应用领域且在每一个应用领域都显示出突出性能的聚合物,可分别以薄膜、纤维、光敏材料、泡沫和复合材料五大形式应用于柔性屏幕、轨道交通、航空航天、防火材料、光刻胶、电子封装、风机叶片、汽车等多个领域。
1. PI薄膜
PI薄膜是最早实现商业化应用的PI产品,与碳纤维、芳纶纤维一起被称为我国发展高技术产业的三大关键高分子材料,是目前世界上性能最好的薄膜类绝缘材料,广泛应用于航空航天、微电子、原子能、电气绝缘、液晶显示、膜分离技术等各个领域。由于其价格高昂(高达上百万每吨)、技术壁垒高、性能优异,又被称为“黄金薄膜”。
我国PI薄膜行业起步较晚,目前国内约有70家PI薄膜生产企业,产能规模多在百吨上下,主要应用于低端市场。随着PI薄膜高端产品国产化进程加快,我国电子级以下PI薄膜已实现国产自给自足,国内已具有规模以上电子级PI薄膜生产能力的企业有时代新材、丹邦科技、瑞华泰以及达迈科技、达胜科技等。而电子级及以上PI 薄膜仍属于高技术壁垒行业,市场仍主要由海外公司瓜分,美国、日本、韩国等占据了全球PI薄膜的70%产能,主要为美国杜邦、日本东丽、日本钟渊化学、日本宇部兴产、韩国SKC等企业垄断,产能集中度较高,规模多在2000~3000吨/年。
从应用端看,全球PI膜的市场已细分为柔性印刷电路(FPC)、特种制品、压敏胶带、发电机和电线电缆等领域,柔性印刷电路板已成为全球PI膜市场上最大、增长最快的应用领域。预计2030年全球各地区PI膜的消费量将达到2.9万吨,2021—2030年的年均复合增长率为6.5%。
从需求端来看,目前我国电子级PI膜与电工级PI薄膜整体消费量基本相当,未来随着电子显示、FPC和导热石墨膜等电子级应用领域的快速增长,电子级PI膜消费量规模将进一步增大,预计2030年对PI膜的总需求量将超过2万吨,年平均增长率为8.6%。
随着我国相关研发及技术人才的积累,叠加下游重点市场转移至大陆市场及相关政策的利好,我国PI膜发展将不断提速,逐步实现高端产品国产化替代。
2. PI 纤维
PI纤维是一种重要的高性能纤维,是目前使用温度最高的有机合成纤维之一,可以在250℃~350℃使用,在耐光性、吸水性、耐热性等方面与芳纶和聚苯硫醚纤维相比都更为优越,高性能PI纤维的强度约为芳纶的两倍,是目前力学性能最好的有机合成纤维之一。
PI纤维的开发最早由美国和日本主导,但因为种种原因,在美国和日本均未见PI纤维的产业化。
目前,真正实现产业化生产并销售的耐高温PI纤维只有德国赢创的P84®纤维和我国长春高琦的轶纶®纤维,产能分别约为1400吨/年和 540 吨/年。
3. PI/聚甲基丙烯酰亚胺泡沫(PMI)泡沫
PI/PMI泡沫材料属于先进功能材料,是最为优异的结构泡沫芯材,具备优异的隔热、减震降噪和绝缘性能。
国外的 PI/PMI 泡沫最早由 NASA 进行研究并生产,随后 Sordal、杜邦、Evonic、InspectFoam等厂商同样研制出了相应出了相应的产品,其中 赢创的 Rohacell®系列 PMI 泡沫及 Solimide®系列 PI 泡沫是目前市场上使用最多的两个品种。
目前国内的PI泡沫的主要生产企业有中科院宁波材料所、青岛海洋、康达新材和天晟新材等。其中,中科院宁波材料所已搭建了PI微发泡粒子中试设备;青岛海洋与康达新材PI产品性能已走在国内同行前列。
据估计,2024年全球PI泡沫使用量将达到5万吨以上,市场容量有望达到20亿美元。
4. 基复合材料
作为新一代的高端轻量化材料,PI复合材料距今已发展了三代:
第一代,标志性材料PMR-15,使用温度288C;
第二代,标志性材料PMR-川-50,使用温度371℃;
第三代,标志性材料PR-46,使用温度420°C。
纤维增强复合材料是镁铝合金之后的新一代轻量化材料,以PI作为树脂基的复合材料耐高温和拉伸性能出色,应用十分广泛。PI树脂基复合材料具备PI高耐热性、优异的力学性能、介电性能、耐溶剂性能等特点,是目前使用温度最高的树脂基复合材料。
经过近40年的发展,PI高温树脂基复合材料已经发展出了四代复合材料,使用温度不断得到提升,目前最先进的第四代PI树脂基复合材料能够在450°C下长时间使用。
目前我国PI复合材料应用和研发还在追赶中,中航工业复合材料公司等企业已经能够生产第三代树脂产品。
另外,随着碳纤维产业的逐渐成熟,碳纤维增强复合材料需求增长明显,PI+碳纤维的组合作为最为优异的复合材料组合之一,在抢占高端市场方面优势明显。
5. 光敏PI(PSPI)
PSPI是一类在高分子链上兼有亚胺环以及光敏基因,集优异的热稳定性、良好的机械性能、化学和感光性能于一体的有机材料。PSPI在电子领域主要有光刻胶及电子封装两大作用,在PSPI中添加上增感剂、稳定剂等就可以得到“PI光刻胶”。
国内PSPI行业起步较晚,目前在其研发、生产以及应用方面,远落后于日本、美国等国家,市场需求大多依赖进口。当前,全球范围内的PSPI市场主要由美日合资的HDM公司、日本东丽公司掌控,其中日本东丽是全球中正性PSPI产品市场化最成功的企业之一,国内布局PSPI研发、生产的本土企业有瑞华泰、明士新材料、国风塑业、鼎龙科技等,未来该领域国产替代空间较大。
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