為什么聚酰亞胺（PI）膜被廣泛應用于半導體的**領域

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上海卷柔新技術光電有限公司是一家專業研發生產光學儀器及其零配件的高科技企業，公司2005年成立在上海閔行零號灣創業園區，專業的光電鍍膜公司，技術背景依托中國科學院，卷柔產品主要涉及光學儀器及其零配件的研發和加工；光學透鏡、反射鏡、棱鏡，平板顯示，安防監控等光學鍍膜產品的開發和生產，為全球客戶提供上等的產品和服務。

聚酰亞胺（PI）是分子中含有酰亞胺基團（—R—CO—NH—CO—R--）的一類高性能工程塑料，以其出色的熱穩定性、機械性能、化學耐性以及電絕緣特性而著稱，被譽為“21世紀*有希望的高分子材料”，位列高性能聚合物材料金字塔的頂端。目前PI的主流合成方法有四種，四種方法各有優劣，其中兩步法應用*為廣泛。

聚酰亞胺的形態

聚酰亞胺產品形態多樣，應用領域廣泛。聚酰亞胺是一種多功能材料，其形態多樣，包括薄膜、漿料、泡沫、復合材料和纖維等。這些產品被廣泛應用于各個**領域，如航空航天、電子工業、液晶顯示、汽車、醫療設備、核能、衛星技術、 核潛艇制造、微電子、納米技術和柔性顯示技術等。并且聚酰亞胺的多種形態，如 泡沫、薄膜、纖維和復合材料，各有其特定的應用方向。

聚酰亞胺的特點

PI 薄膜是柔性顯示基板核心材料。PI薄膜是聚酰亞胺前體經鑄膜且在高溫下環化成聚酰亞胺薄膜*后剝離而成，通常呈黃褐色，因其繼承了PI的優越性能被譽為 “黃金薄膜”。從下游應用來看，國內PI薄膜應用需求以電子、電機&發動機領域為 主，占據95%的市場需求份額，而在電子領域，又以柔性線路板FPC及柔性顯示應 用為主。在柔性顯示領域中，PI薄膜常被用于柔性OLED屏幕的基板，提供支持同時保證屏幕彎曲而不破裂。隨著OLED顯示技術由剛性向柔性發展，該領域的PI薄 膜需求有望進一步提升。

PI薄膜為PI主要產品形態，通常呈黃褐色

光敏聚酰亞胺光刻膠是一種復合材料，包含溶劑、PSPI樹脂（可光敏或非光敏）、 光引發劑、添加劑，故其光敏性可能源自PSPI樹脂本身或與其混合的添加劑。各成 分分開來看，PSPI使用的樹脂可以是聚酰亞胺或其前體如聚酰胺酸（PAA），其使用的催化劑一般包括光敏劑、增感劑、光活性催化劑及其他催化劑。

類似于傳統光刻膠，光敏聚酰亞胺可分為正性和負性兩種類型。正性PSPI在紫外光照射后可溶解于顯影劑，而負性PSPI在光照后交聯變得不溶。正性PSPI相較 于負性PSPI在光刻時容易去除曝光區域，減少污染引起的錯誤，并提供高分辨率的 圖案，是未來PSPI的發展趨勢。根據感光原理以及合成工藝不同，可將正負性PSPI 進一步細分為若干類型，其各自特點如下表所示

聚酰亞胺的應用領域

PSPI 主要應用領域包括集成電路、微機電系統以及 OLED 顯示三大領域。在集成電路中，PSPI通常作為緩沖層、鈍化層或用于多層互連結構的平坦化層，其主要功能是保護集成電路的特定區域不受外力影響。同時，伴隨光刻技術的發展和芯 片布線及封裝技術的**，現代封裝技術要求單個半導體芯片能夠連接至其他芯片 的輸入輸出通路，這就需要在封裝階段進行精密的再布線（RDL）工作。在這些金 屬導線與芯片單元之間，PSPI被視作*常用的絕緣介質材料，不僅為封裝提供必要的電氣、機械和熱性能，還能實現高分辨率的圖案化，是RDL過程中的關鍵材料。

PSPI在集成電路領域中被用作緩沖涂層、鈍化層等

在平面顯示領域，AMOLED 顯示技術主要使用低溫多晶硅薄膜晶體管（TFT） 作為其驅動電路的核心。而在這一過程中，PSPI不僅用作TFT的表面平整化和支撐層，而且還充當像素定義層（PDL），負責**劃分像素單元。OLED顯示的每個子 像素都由 PDL 劃分，并組成像素陣列，這種結構通過精細的光刻技術來構建。在 OLED的發光層沉積前，PSPI作為PDL被用于圖案化過程，以確保像素的精準形成。

在MEMS微機電系統領域，已成為MEMS制造過程中用于層間和金屬線間絕 緣理想的介電絕緣材料，同時也可作為 MEMS 系統組件的結構材料。此外，PSPI 的圖案化技術已能輔助二維MoS2的圖案化，這一新方法已開始取代傳統的化學氣相 沉積MoS2光刻技術。

TFE-INK：OLED封裝中制備有機薄膜的關鍵原材料

OLED作為新一代顯示技術，相較于LCD具備更高的對比度、更省電且結構簡 單，無需背光源，更薄且適用于柔性顯示，廣泛應用于平面顯示、電視、智能可穿 戴設備、虛擬現實（VR）等領域。然而，由于OLED易與空氣中的水、氧發生化學 反應，影響性能和壽命，因此必須進行封裝處理。目前，封裝技術主要分為硬屏封裝和柔性薄膜封裝（TFE）兩大體系。硬屏封裝采用傳統的玻璃封裝，雖然具備良好的水氧阻隔能力，但在輕薄和柔性器件中應用 受限。相較之下，TFE技術通過無機膜與有機膜交疊，結合阻隔膜，使器件更輕薄， 不需要剛性的玻璃蓋板，實現OLED的柔性功能，已成為當前的發展趨勢。

傳統封裝與薄膜封裝存在較大差異

TFE 封裝技術通過在器件表面制備致密薄膜來阻隔水氧，*初這種技術主要使 用單層無機薄膜或純有機聚合物薄膜。無機薄膜盡管具有良好的水氧阻隔性，但其 脆性導致彎曲時易開裂。而有機薄膜雖較柔韌，但水氧滲透率高，阻隔性能不如無 機薄膜。TFE 技術的發展趨勢是將無機薄膜與有機薄膜結合，即通過將無機層之間 插入的有機層來填補單一薄膜的缺陷，從而提高整體的水氧阻隔性能。目前，多層 薄膜封裝的主流結構有Barix技術、三星改進混合式封裝技術及應用材料公司多層薄 膜封裝技術，分別對應下圖中（a）、（b）、（c）

噴墨打印技術被廣泛應用于TFT制備工藝中。目前TFE的制備工藝主要有Vitex 真空聚合物技術、噴墨打印技術（有機層）、濺射（無機層）、等離子增強化學氣相 沉積（PECVD）、原子層沉積（ALD）等，其中噴墨打印技術得益于其成本低廉以及 應用材料廣泛被認為是*具前景的制膜技術之一。噴墨打印技術主要分為四個階段， 分別是液滴形成、液滴沉積、液滴鋪展、固化，對應下圖中（a）（ b）（ c）（ d）四部 分。該技術所需液滴（墨水）即為TFE-INK，且制備薄膜*終的鋪展形態與INK的物性緊密相關，故TFE-INK可以被視為OLED封裝中的關鍵原材料。

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上海卷柔新技術光電有限公司是一家專業研發生產光學儀器及其零配件的高科技企業，公司2005年成立在上海閔行零號灣創業園區，專業的光電鍍膜公司，技術背景依托中國科學院，卷柔產品主要涉及光學儀器及其零配件的研發和加工；光學透鏡、反射鏡、棱鏡，平板顯示，安防監控等光學鍍膜產品的開發和生產，為全球客戶提供上等的產品和服務。

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