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聚醯亞胺應用與技術發展趨勢專題調查

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出版作者 林金雀
出版單位 工研院IEK化材組
出版日期 1999/07/01
出版類型 產業報告
所屬領域 石化高分子
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摘要

1998年全球聚醯亞胺薄膜市場規模約為3.83億美元,主要市場以美國最大,佔整體市場的52﹪,亞太地區次之,未來需求成長幅度則以亞太地區最大,預估2003年全球聚醯亞胺薄膜市場規模將達7.93億美元,平均成長幅度達15﹪左右。日本1998年聚醯亞胺薄膜需求量為1,200公噸,市場規模為231億日圓,其中60﹪產品應用於FPC、24﹪應用在TAB,仍以杜邦的市場佔有率最高,約佔6成左右。而1998年日本聚醯亞胺塗料市場需求量約為95公噸,市場規模約為95億日圓,預估2001年市場規模將增加到144億日圓,需求量增加到150公噸,平均需求量成長率為19﹪。日本聚醯亞胺塗料主要應用在IC和LCD相關產業上,其中IC相關應用約佔87.5﹪,主要的供應商有日立化成-杜邦、Toray、Asahi、Sumitomo、JSR、Nissan Chemical等公司,產品應用趨勢以感光型聚醯亞胺樹脂為主。

我國由於IC半導體、電子、通訊、光電相關產業的發達,對於聚醯亞胺樹脂的應用以薄膜、塗料為主,聚醯亞胺薄膜的應用主要在於軟性印刷電路板(FPC)、TAB、電線電纜絕緣、馬達發電機絕緣、感壓膠帶等方面;而聚醯亞胺塗料則多應用於IC半導體和LCD的製造上,在應用型態上與日本極為接近,目前國內僅有太巨一家生產聚醯亞胺,產品以薄膜為主,其他應用型態並沒有生產,均須仰賴進口供應。

1998年我國聚醯亞胺樹脂直接需求量為22,576公斤,主要的應用在IC製造上,約佔60.9﹪左右,其次為FPC佔20.8﹪、LCD配向膜佔13.3﹪,其他應用則佔5.1﹪。此外,由於國內上下游產業尚未完全建構完成,對於聚醯亞胺產品多直接進口其下游終端產品,而非進口聚醯亞胺進行加工應用,如國內軟板廠進口FCCL基板材、導線架及封裝廠進口LOC膠帶/LOC導線架、LCD廠進口TAB膠帶或TAB驅動IC,均使得國內對於聚醯亞胺樹脂的實際需求遠大於上述所列之數據,未來若其應用之上下游產業建構完成,則對於聚醯亞胺樹脂的需求將大幅增加。

1998年我國聚醯亞胺薄膜的需求量為8,000公斤左右,未來發展仍將視國內軟性印刷電路板需求而定,預估年複合成長率約為30~40﹪,到2001年聚醯亞胺薄膜需求量可達18,000公斤。而我國已成為國際上重要的IC及LCD製造重鎮,未來聚醯亞胺塗料需求將會隨著IC製造業和LCD產量成長而增加,除直接應用在IC晶圓保護及LCD配向膜之外,潛在的LOC膠帶和TAB膠帶/驅動IC的市場,亦會帶動聚醯亞胺塗料需求的成長。

由於電子相關產業是目前支撐我國經濟發展的重要產業之一,近幾年的成長幅度相當快速,國內業者對於其相關化學品及材料市場潛力非常關注,建議國內業者如欲進入聚醯亞胺樹脂相關領域,必須結合下游應用廠商及研究機構,共同投入過去使用或發展之經驗,克服產品成本、技術、專利等困難,以縮短產品上市時程,培養技術能力,才能在市場上具有競爭力。

目錄

====章節目錄====

第一章 緒 論..1-1

  第一節 研究目的..1-1

  第二節 研究方法及研究架構..1-2

  第三節 研究限制..1-3

第二章 聚醯亞胺樹脂產業簡介..2-1

  第一節 聚醯亞胺樹脂合成方法..2-1

  第二節 聚醯亞胺樹脂性質介紹..2-8

  第三節 聚醯亞胺樹脂應用領域..2-11

第三章 聚醯亞胺樹脂國外市場現況..3-1

  第一節 製造廠商..3-1

  第二節 應用市場現況與未來..3-7

第四章 我國聚醯亞胺樹脂市場現況..4-1

  第一節 供需狀況..4-1

  第二節 應用分布..4-5

  第三節 潛在需求..4-9

第五章 聚醯亞胺樹脂在電子相關產業之應用技術趨勢..5-1

  第一節 聚醯亞胺樹脂在半導體元件的應用..5-2

  第二節 聚醯亞胺在液晶顯示器之應用..5-32

  第三節 感光性聚醯亞胺(photosensitive PI, PSPI)..5-39

  第四節 軟式印刷電路板的應用..5-64

第六章 產業競爭分析..6-1

  第一節 我國聚醯亞胺薄膜產業之競爭分析..6-1

  第二節 我國聚醯亞胺塗料產業之競爭分析..6-7

  第三節 國內業者之優劣勢分析..6-12

第七章 結論與建議..7-1

  第一節 結論..7-1

  第二節、建議..7-3

參考文獻..7-4

====圖目錄====

圖1-1 研究架構..1-2

圖2-1 一般聚醯亞胺樹脂製造方法..2-1

圖2-2 Kapton的合成方法..2-2

圖2-3 聚醯胺酸的反應機構..2-3

圖2-4 聚醯胺酸的平衡反應..2-5

圖2-5 各種工程塑膠熱變形溫度及連續使用溫度比較..2-9

圖3-1 全球聚醯亞胺薄膜消耗量及市場值..3-8

圖3-2 1998年全球聚醯亞胺薄膜區域市場分佈比例..3-9

圖3-3 美國聚醯亞胺薄膜市場規模..3-9

圖3-4 歐洲聚醯亞胺薄膜市場規模..3-10

圖3-5 亞太地區聚醯亞胺薄膜市場規模..3-11

圖3-6 日本聚醯亞胺薄膜市場規模推估及預測..3-12

圖3-7 1997年日本聚醯亞胺薄膜各廠商市場佔有率分布..3-13

圖3-8 1998年日本聚醯亞胺薄膜應用分布..3-13

圖3-9 聚醯亞胺薄膜未來市場規模預測..3-16

圖3-10 1998年全球聚醯亞胺薄膜需求應用市場分佈..3-17

圖3-11 2003年全球聚醯亞胺薄膜需求應用市場分佈預測..3-18

圖3-12 全球聚醯亞胺薄膜在FPC及TAB應用之市場規模及預測..3-19

圖3-13 全球聚醯亞胺薄膜在感壓膠帶應用之市場規模及預測..3-20

圖3-14 全球聚醯亞胺薄膜在電線電纜應用之市場規模及預測..3-21

圖3-15 全球聚醯亞胺薄膜在馬達發電機之市場及未來預測..3-22

圖3-16 日本聚醯亞胺塗料市場規模推估及預測..6-23

圖3-17 1997年日本聚醯亞胺塗料市場佔有率分布..6-23

圖4-1 1998年我國聚醯亞胺樹脂主要進口來源國分布..4-3

圖4-2 我國聚醯亞胺進口平均單價變化..4-4

圖4-3 1998年我國聚醯亞胺應用市場分布..4-4

圖4-4 LCD製程材料成本比例..4-7

圖4-5 國內FCCL進口情形..4-8

圖4-6 台灣聚醯亞胺及下游製品產業關聯圖..4-10

圖4-7 我國LCD產品市場需求規模..4-11

圖5-1 聚醯亞胺在半導體元件應用之剖面圖..5-2

圖5-2 日立化學發展的聚醯亞胺封裝材料耐衝擊試驗結果比較..5-11

圖5-3 東芝研發的PI封裝材料抗濕氣可靠性比較..5-12

圖5-4 LOC Tape構造圖..5-16

圖5-5 Sumitomo Bakelite製造的矽改質聚醯亞胺..5-18

圖5-6 宇部興業所發展的矽改質聚醯亞胺..5-19

圖5-7 CRC-X7000的結構..5-20

圖5-8 日立PIQ的化學結構..5-23

圖5-9 CRC-7000系列矽改質聚醯亞胺..5-27

圖5-10 Chisso Corporation PI的結構..5-31

圖5-11 LCD的構造..5-32

圖5-12 JSR 聚醯亞胺合成反應式..5-35

圖5-13 Chisso 聚醯亞胺配向膜分子結構..5-38

圖5-14 聚醯亞胺塗料在IC製造業的應用..5-41

圖5-15 三菱電子感光性聚醯亞胺照光反應..5-45

圖5-16 G.A.F.感光性聚醯亞胺照光反應..5-45

圖5-17 開環型PSPI的合成方法..5-46

圖5-18 Sumitomo Bakelite研發的負型感光性聚醯亞胺..5-55

圖5-19 東芝公司研發的正型感光性聚醯亞胺化學結構..5-59

圖5-20 iso oxazolone的化學結構..5-60

圖5-21 dihydro pyrimidine 衍生物照光、加熱的反應機構..5-61

圖5-22 正型感光性聚醯亞胺影像成形的機構..5-61

圖5-23 Sumitomo Bakelite正型感光性聚醯亞胺組成的分子結構..5-62

圖5-24 信越所用的二胺分子結構..5-69

====表目錄====

表2-1 二胺pKa值與其對PMDA反應性之關聯性..2-4

表2-2 主要商業化聚醯亞胺薄膜特性比較..2-10

表2-3 聚醯亞胺產品主要加工型態與應用產業之關係..2-12

表3-1 美國聚醯亞胺製造廠商..3-2

表3-2 西歐聚醯亞胺製造廠商..3-4

表3-3 日本聚醯亞胺製造廠商..3-5

表3-4 1998年全球主要聚醯亞胺薄膜製造廠商及產能..3-16

表4-1 我國聚醯亞胺樹脂表面供需狀況..4-2

表4-2 我國聚醯亞胺樹脂表面供需狀況(修正後)..4-2

表4-3 1998年台灣聚醯亞胺樹脂在LCD的主要應用廠商..4-6

表4-4 國內軟性印刷電路板生產廠商..4-9

表5-1 聚醯亞胺類型及其特性..5-1

表5-2 日本聚醯亞胺封裝材料近期專利..5-5~5-7

表5-3 Sumitomo Bakelite的maleimide改質預聚物組成例..5-7

表5-4 Sumitomo Bakelite maleimide改質PI實例與環氧樹脂封裝材料性質比較表..5-8

表5-5 日立化學不同組成封裝材料的基本性質..5-10

表5-6 VPS抗龜裂性質比較..5-12

表5-7 “A-4L” 及“Si-A-4L”封裝材料硬化後的性質..5-13

表5-8 為日本市場上LOC用膠帶的商品。..5-17

表5-9 日立化學之PI塗佈材料產品..5-24

表5-10 Sumitomo Bakelite 聚醯亞胺塗佈材料特性..5-26

表5-11 Sumitomo Bakelite 聚醯亞胺塗佈材料特性..5-27

表5-12 東麗的PI塗佈材料..5-29

表5-13 Chisso PI silicon ladder polymer特性..5-30

表5-14 東芝化學的PI塗佈材料特性..5-31

表5-15 JSR液晶配向膜用聚醯亞胺特性..5-37

表5-16 各種感光性聚醯亞胺的化學結構..5-43~5-44

表5-17 共價鍵型與離子型聚醯亞胺優缺點比較表..5-47

表5-18 日立化成所研發之負型感光性聚醯亞胺特性..5-49

表5-19 旭化成所研發負型感光性聚醯亞胺的製程條件..5-50

表5-20 東麗所研發之負型感光性聚醯亞胺產品特性..5-51

表5-21 Tory所發展負型感光性聚醯亞胺的製程條件..5-52

表5-22 Sumitomo Bakelite所發展的負型感光性聚醯亞胺特性..5-54

表5-23 Sumitomo Bakelite CRC-6087製程條件..5-56

表5-24 日立化學開發的負型感光性PI特性..5-57

表5-25 日立化學PL-3000加工條件..5-58

表5-26 Sumitomo Bakelite正型感光性 "CRC-6090" 的性質..5-63

表5-27 不同二胺與雙酐所合成聚醯亞胺的熱膨脹係數..5-65

表5-28 信越化學生產的低膨脹係數聚醯亞胺..5-66

表5-29 不同結構聚醯亞胺的熱膨脹係數..5-67

表5-30 聚醯亞胺膜的分子結構與商品名稱..5-68

表5-31 不同生產方法雙層 FPC 的特性比較..5-70

表5-32 FPC撓曲性測試結果..5-73
章節檔案下載
第一章 緒論
3
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第二章 聚醯亞胺樹脂產業簡介
13
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第三章 聚醯亞胺樹脂國外市場現況
28
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第四章 我國聚醯亞胺樹脂市場現況
11
0 元/點
第五章 聚醯亞胺樹脂在電子相關產業之應用技術趨勢
79
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第六章 產業競爭分析
16
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第七章 結論與建議
4
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