📖概述
光敏聚酰亚胺（PSPI）作为聚酰亚胺家族中兼具高性能与光敏性的特殊成员， 完美融合了PI卓越的耐热性、机械强度、绝缘性与光刻胶的图形化能力。 从芯片制造的钝化保护，到先进封装的RDL介电层和TSV绝缘，再到OLED显示的核心功能层， PSPI的应用贯穿了整个微电子产业链。
传统聚酰亚胺（PI）
什么是聚酰亚胺？
传统意义上的聚酰亚胺（Polyimide，简称PI）是一类主链中含有酰亚胺环 -CO-NR-CO-结构单元的高性能有机高分子材料。 它通常由芳香族二酐与二胺单体通过缩聚反应制得，其分子链由含酰亚胺环的重复单元组成。 PI被誉为"解决问题的能手"， 被称为综合性能最佳的有机高分子材料之一。
优异的耐热性能
PI具有突出的耐高温特性，分解温度可达550-600℃，长期使用温度范围覆盖200-380℃，部分品种可在-269℃至260℃极端温度下长期使用。
卓越的力学性能
PI具有高强度、高模量、优异的抗蠕变性和尺寸稳定性。其刚性的酰亚胺环和芳香族骨架赋予了材料出色的机械强度和刚性。
优异的电绝缘性能
PI具有高绝缘性能，是优异的电绝缘材料。同时其介电常数较低，在高频高速电子器件中具有重要应用价值。
良好的化学稳定性
PI耐化学腐蚀、耐辐射，对多种有机溶剂和化学试剂具有良好的稳定性，在严苛化学环境下仍能保持性能稳定。
耐候性与阻燃性
PI耐候性优异，且具有阻燃特性，燃烧时低发烟、无有害气体释放，符合高端电子制造对环保安全的严格要求。
综合性能最佳
PI在耐热、力学、绝缘、化学稳定等多维度均表现卓越，被誉为"解决问题的能手"，是综合性能最佳的有机高分子材料之一。
光敏聚酰亚胺（PSPI）
什么是光敏聚酰亚胺？
光敏聚酰亚胺（Photosensitive Polyimide，简称PSPI）是一类兼具聚酰亚胺优良物理化学性能与光敏特性的高分子材料。 它是在高分子链上兼有亚胺环以及光敏基团的有机材料。
PSPI的独特之处在于：它既保留了PI优异的耐热性、机械强度、绝缘性和化学稳定性， 又具备了类似光刻胶的光刻图形化能力。在紫外光、α射线、X射线等辐射下， PSPI被照射部分的结构会发生变化，能够溶解于相应溶剂中或发生交联固化，从而用于制作精密的微细图案。
从产品形态上看，PSPI通常以聚酰胺酸（PAA）或聚酰胺酯（PAE）等PI前体的形态存在， 其主链或侧链与感光基团键合或产生相互作用，在一系列复杂的先进制造和加工之后得到聚酰亚胺，保持着优良性能。
PSPI的核心优势
简化工艺流程
传统PI图形化需涂布光刻胶、曝光显影、刻蚀PI层、移除光刻胶，步骤繁琐。PSPI可直接光刻成型，无需借助其他光刻胶，节约材料成本并显著缩短制造工艺，提高图形精度。
双重功能一体化
PSPI在光刻工艺中同时扮演两个角色：既是图案化的光刻胶，也是最终留在器件中的永久性功能层（如绝缘层、保护层、平坦化层等）。"二合一"特性使其在高端制造中具有不可替代的价值。
优异的综合性能
PSPI继承了PI的高耐热性、良好的机械强度、优异的电绝缘性和化学稳定性。同时，其感光性佳，能满足高精度图形化的需求，是性能与工艺的完美结合。
PSPI的分类
p-PSPI
正性PSPI在紫外光照射后，曝光区域的结构发生变化，可溶解于显影剂中被去除，而未曝光区域得以保留。 正性PSPI在光刻时容易去除曝光区域，能减少污染引起的错误，并提供高分辨率的图案，是未来PSPI的发展趋势。
主要类型：
- 含邻硝基苄酯型PSPI
- 含邻叠氮萘醌的PSPI
n-PSPI
负性PSPI在紫外光照射后发生交联反应，曝光区域变得不溶，在显影后被保留，而未曝光区域被溶解去除。 根据结构特点及合成工艺的不同，负性PSPI可分为多种类型。
主要类型：
- 酯型PSPI
- 离子型PSPI
- 化学增幅型PSPI
- 自增感型PSPI
PSPI在半导体领域的应用
PSPI在半导体行业被誉为"名副其实的多面手"，其应用贯穿了整个半导体产业链。
集成电路（IC）制造与保护
1表面钝化层
作为芯片最外层的保护膜，PSPI能有效隔绝湿气和划伤，保护芯片免受物理和化学损伤。在晶圆级封装中，它也是关键的钝化材料。
2应力缓冲层
芯片封装过程中，因材料热膨胀系数不匹配会产生应力。PSPI可作为缓冲层吸收这些应力，保护脆弱的低介电常数（low-k）材料层，防止芯片开裂。
3α粒子屏蔽层
PSPI能有效阻挡封装材料释放的微量α粒子，防止其干扰芯片存储单元，避免发生"软错误"，确保存储器件的可靠性和数据完整性。
先进半导体封装
1重新布线层（RDL）的介电层
这是PSPI在先进封装中最核心的应用。在扇出型封装（FOWLP）等工艺中，PSPI作为RDL的绝缘介电材料，用于隔离不同层的金属布线。其低介电常数特性有助于减少信号延迟和串扰，是AI芯片等高性能计算封装的关键材料。
2硅通孔（TSV）的侧壁钝化与绝缘
在2.5D/3D先进封装中，PSPI用于TSV结构的侧壁钝化，防止金属离子（如铜）扩散至硅衬底，确保垂直电气连接的可靠性。它也可作为TSV通孔的绝缘层使用。
3晶圆级封装（WLP）与面板级封装（PLP）
PSPI被广泛应用于晶圆级封装和新兴的面板级封装，作为绝缘层、介电层或保护层。新型PSPI薄膜能够轻松、均匀地将层压工艺应用于大尺寸方形面板，提高生产效率。
4封装基板绝缘层 & 玻璃基板封装
在封装基板制造中，PSPI可作为关键绝缘材料。在玻璃基板封装新兴技术方向上，PSPI可作为RDL层间绝缘介质，通过曝光显影形成微孔、开口及线路窗口；还可用于TGV周边钝化，降低界面应力。
其他关键应用
1功率半导体器件
对于发热量大、对可靠性要求高的大功率器件，PSPI可作为理想的应力缓冲和绝缘层，确保器件在高温高压环境下的稳定运行。
2微机电系统（MEMS）
PSPI可用于MEMS器件的制造中，作为结构层或保护层，为微型机械结构提供可靠的支撑和保护。
3高频电子与通信
低介电损耗的PSPI能满足5G等高频通信对材料低信号损耗的要求，在高频电子器件中具有重要应用价值。
4生物医学与航空航天
凭借出色的生物相容性和耐受极端环境的能力，PSPI也应用于生物医学器件和航空航天领域，在严苛环境下保持性能稳定。
PSPI在OLED显示领域的应用
在OLED（有机发光二极管）制造中，PSPI是AMOLED制程中唯一能够同时应用于三种关键功能层的材料。
三大核心应用
平坦化层
PSPI用于覆盖TFT阵列表面的凹凸不平，提供光滑平整的表面，确保后续发光层均匀沉积，防止显示出现亮斑或暗点。需优异的平坦化能力以覆盖下层膜层的阶梯落差。
像素定义层
利用PSPI的光刻特性，通过曝光显影形成精确的像素阵列网格。PSPI像堤坝一样隔开红、绿、蓝子像素，防止发光材料蒸镀时相互串色。需形成可控坡度角（如<30°），对发光性能和良率起关键作用。
支撑层
在蒸镀工艺中，PSPI用于支撑高精度的金属掩膜版（FMM）。它能防止沉重的掩膜版因重力下垂而刮伤下方的像素定义层或发光层，保护精细的像素结构，确保蒸镀精度。
面向未来的技术演进
高透明度PSPI
为实现真正的全面屏、屏下摄像头及透明显示，要求PSPI在可见光波段具有极高的透过率（目前量产约85%-90%，目标95%以上）和极低的黄度。
黑色PSPI（B-PSPI）
在无偏光片（Pol-less）技术中，黑色PSPI用于替代传统偏光片，以降低功耗并提升亮度。开发高性能黑色PSPI用于PDL层，可进一步提升开口率、降低屏幕反射率和整体功耗。
高解析度PSPI
高分辨率是AMOLED的明确趋势，要求PSPI具备更高的解析度，从当前主流的3-4μm线宽向1.5μm甚至更高精度发展，满足超高清显示需求。
高柔韧性PSPI
应对折叠屏、卷曲屏等柔性显示趋势，PSPI需要具备出色的机械柔韧性和抗裂纹性能，在数十万次折叠后仍保持性能稳定。
低介电常数PSPI
降低介电常数是重要发展方向，有助于降低器件功耗、提升显示品质，满足高性能、低功耗显示器件的发展需求。
八亿时空 · PSPI定制研发生产
浙江八亿时空先进材料有限公司依托在有机合成领域近二十年的深厚积累，为半导体与显示领域客户提供PSPI材料的定制研发与生产服务。满足各种光敏性基团端侧封头、单体均聚、共聚、功能调整等。