Полиимид — это высокотермостойкий синтетический полимер, который в форме тонкой плёнки является основным диэлектрическим материалом (base Dielectric material) для производства гибких печатных плат, гибко-жёстких плат и других гибких электронных узлов. Его уникальное сочетание свойств — исключительная стабильность в широком диапазоне температур, высокая механическая прочность и хорошие диэлектрические характеристики — сделало его стандартом для ответственных применений. Технические требования к фольгированным полиимидным материалам в России устанавливают стандарты ГОСТ 26246.12-89 (общего назначения) и ГОСТ 26246.13-89 (нормированной горючести).
Ключевые свойства
Полиимид, используемый в электронной промышленности (например, торговая марка Kapton от DuPont), обладает рядом полезных свойств:
-
Термостойкость. Рабочий температурный диапазон от -269 °C до +400 °C, температура стеклования (Tg) превышает 360 °C. Это позволяет материалу выдерживать высокотемпературные процессы сборки (пайку оплавлением, волной пайки) без деградации.
-
Механическая прочность и гибкость. Плёнка обладает высокой прочностью на разрыв и выдерживает десятки тысяч циклов динамического изгиба (dynamic flex) с малым радиусом.
-
Химическая стойкость. Устойчив к большинству органических растворителей, кислотам и маслам, что важно при технологических операциях травления и очистки.
-
Стабильные диэлектрические свойства. Диэлектрическая проницаемость (Dk) около 3.5 и тангенс угла диэлектрических потерь (Df) порядка 0.002–0.008 на высоких частотах, что делает его пригодным для высокоскоростных и СВЧ-приложений.
Формы выпуска и применение
В производстве печатных плат полиимид используется преимущественно в двух формах:
-
Голая полиимидная плёнка (polyimide film) — в качестве гибкой основы.
-
Фольгированный полиимид (copper-clad polyimide laminate) — плёнка с одно- или двухсторонним медным покрытием, предназначенная для изготовления проводящих слоёв.
Как отмечено в значении термина, область применения материала обширна: от простых гибких шлейфов (flexible printed wiring) и гибких печатных кабелей (ГПК) до сложных многослойных гибко-жёстких плат, лент-носителей для микросхем (TAB — Tape Automated Bonding) и подложек гибридных интегральных схем высокой степени интеграции.
Значение в контрактном производстве
Использование полиимида в проекте предъявляет повышенные требования к технологическому процессу контрактного производителя (EMS). Это связано с необходимостью:
-
Контроля режимов ламинирования. При многослойном прессовании требуются высокие температуры и давление.
-
Аккуратной обработки. Материал, несмотря на прочность, чувствителен к надрывам и требует осторожного обращения на производственной линии.
-
Специализированных процессов. Для обработки полиимида часто требуются щелочные травители и специфические режимы металлизации.
Однако эти сложности окупаются высокой надёжностью конечного изделия, способного работать в экстремальных условиях.
Готовые платы на основе полиимида проходят усиленный контроль на предмет расслоения (delamination) и целостности металлизации после термоциклирования, в соответствии с требованиями ГОСТ Р 55744-2013.
Источники: Стандарты ГОСТ 26246.12-89, ГОСТ 26246.13-89, технические спецификации производителей материалов (DuPont, UBE Industries, Kaneka).