连接器之工程塑胶

连接器之工程塑胶王卫星2013.09.04主要内容1.工程塑胶的介绍和分类；•2.工程塑胶和连接器的关系；•3.几种主要工程塑胶的性能；•4.塑胶防火等级介绍；•5.塑胶回收料使用说明；•6.塑胶UL黄卡介绍；•7.塑胶与连接器UL认证；•8.塑胶之GWT;我公司使用哪些工程塑胶•？•？•？我公司使用之工程塑胶•PA66Polyamide-66聚酰胺-66•LCPLiquidCrystalPolymer聚对亚苯基对苯二甲酰胺液晶高分子聚合物•TPUThermoplasticpolyurethane热塑性聚氨酯弹性体•TPEThermoplasticElastomer热塑性弹性体•PEpolyethylene聚乙烯•PBTPoly(ButyleneTerephthalare)聚对苯二甲酸丁二醇脂•PSUPolysulphone聚砜•PVCPoly(VinylChloride)聚氯乙烯•PPPolypropylene聚丙烯•PA46Polyamide-46聚酰胺-46•PA6TPolyamide-6T聚酰胺-6T何謂工程塑膠？•能被用以取代鋁、鐵等金屬鑄造的材料•能適用於結構及高功能精密零件的材料•工程塑膠其相對溫度指數（RTI）必須大於1000C塑膠原料分類塑膠熱硬性塑膠:如:環氧樹脂.PU，酚醛树脂等熱塑性塑膠:泛用塑膠:PVCABSPPPMMA等工程塑膠:普通工程塑膠:POMPCTPCPAPBT等耐熱性100~140度超級工程塑膠:PPSLCP，PEI，PEEK等耐熱性150度非结晶结晶PAPBTPOM等PC，ABS，PS等塑膠材料分類(1)以基本結構來分熱塑性：（thermoplastics）1)線性高分子組成2)藉加熱與冷卻具有改變液態與固態的可逆性反應3)加工過的材料可重複回收使用熱固性：（thermosets）1)分子構造呈網狀、三次元結構2)無法進行液態與固態的可逆性反應3)加工過的材料無法重複回收使用塑膠材料分類(2)以分子之配列來分結晶性：1)具有明顯熔點2)當結晶結構被破壞時，比容(單位重量的體積)會有明顯的變化。非結晶性：1)無明顯之熔點,會有明顯的Tg點(玻璃转移温度）2)具透明性3)抗化學性較差塑膠材料分類(3)以功能來分塑膠依其機械、電氣、熱學及其他性質功能來分。1)泛用塑膠：通常以美觀及低功能使用要求，為訴求重點。如：PE、PVC、PMMA、ABS﹐PP2)工程塑膠：常用以取代鋁、鐵等金屬鑄造及高功能要求的精密零件上。長期使用溫度高達100C以上﹔如：POM、PBT、NYLON、PC3)高級工程塑膠：運用於特別要求之電子精密零件﹐長期使用溫度在150C以上﹔如：LCP、PES、PEEK、PEI結晶對高分子性質的影響密度（Density）剛性或倔強性（RigidityorStiffness）抗張強度（Tensilestrength）耐衝擊強度（Impactstrength）硬度及抗磨損性（Hardnessandabrasionresistance）結晶對高分子性質的影響熱機械性質（Thermalmechanicalproperties）光學性質（Opticalproperties）溶解性（Solubility）不定型與結晶性聚合物之性質比較特性結晶性不定形(非結晶性)耐化學性優差熔點有固定熔點僅有軟化點尺寸安定差優加入補強纖維之熱變形溫度高達熔點附近僅及軟化點熔融後之黏度低高連接器與塑料之關係在操作及製程溫度期間的熱安定性材料的抗化學性結構設計抗張應力應變韌性成形性填充物及添加劑燃燒性變形連接器與塑料之關係(1)熱要求1)熱變形溫度(HDT)-評估其短期耐熱能力2)連續使用溫度（RTI）等級-評估其長期耐熱功能3)材料本身的熱膨脹係數(CTE)-與印刷電路板的熱膨脹係數相近而搭配，熱膨脹速率不同則會引起翹曲，並且損壞焊接點。4)熔點(Tm)及玻璃轉移溫度(Tg)-高分子從玻璃態轉變成橡膠態的溫度，溫度高於其點，尺寸安定及性質將降低，也有可能造成分子的應力釋放而造成高分子不可逆的膨脹。連接器與塑料之關係(2)抗化學性連接器Housing的要求是能夠在寬廣的化學環境中，依然能發揮其功能。他們必須能承受清洗劑、焊錫助劑及二次加工的清洗溶劑之侵蝕。抗潛變Housing材料在受荷重下的抗潛變能力來自端子在Housing內之預先荷重力，也會影響到連接器長期的可靠度，一般而言，有較高熱變形溫度或彈性模數的高分子有較低的潛變。連接器與塑料之關係(3)結構分析的考慮端子保持力流道平衡抗張應力應變提供材料在受負荷下響應的訊息，為了使連接器塑膠之設計的結構分析能有效執行，設計者必須有在特定操作溫度下的應力應變曲線，並且精確的以內插或外插模擬在實際操作條件下之材料行為。應力應變曲線下的面積﹐為材料斷裂時所需的能量﹐也是表示塑膠韌性的一個參數。連接器與塑料之關係(4)韌性無缺口之衝擊強度所顯現的是樹酯的韌性，韌性對於連接器之所以重要，在於使用中能順應彎曲伸縮，特別是薄壁的地方及扣環。而做切口沖擊的目的在于使應力集中﹐增加實驗結果的准確性。模收縮當融熔塑膠在模具中冷卻其收縮的現象稱之為模收縮收縮作用變數有﹕材料模溫、成形壓力、射出速率、融熔溫度、流動方向連接器與塑料之關係(5)成形性成形性影響價格、可靠度及品質許多因素影響成形性1)流動難易2)成形收縮程度及預測3)翹曲的傾向4)製程中熱劣化的敏感性5)材料回收使用的能力連接器與塑料之關係(6)翹曲翹曲乃收縮不均造成的結果，不均衡的冷卻速率造成不均衡的收縮。另一原因是玻纖補強材之異向性導致微差收縮所造成澆口翹曲圓盤d=64mmh=0.5mm連接器與塑料之關係(7)添加物添加物或組成的變化造成材料特性改變，例如玻纖加入其中，抗張強度、比重及使用溫度範圍將增加，然而延伸率、熱膨脹係數及收縮將減少。燃燒性在實際燃燒條件下，產品之燃燒特性的取決評估預測或描述，這些測試並非準確並且不可信任，燃燒性要視零件大小著火難易、燃燒蔓延速度及產品的氧化程度而定。而慣用的標准是UL94﹐級別分V2,V1,V0,5VA電子用工程塑膠基本成份•物性補強填充物玻纖、碳纖、礦物質•基材(baseresin)尼龍、PBT﹑PPS、LCP…etc•界面活性劑表面處理改質劑•難燃劑鹵素與非鹵素系化合物以及可以增強阻燃效果的協效劑﹐如三氧化二銻﹐硫化鋅等•其它類抗氧劑﹐潤滑劑﹐脫模劑﹐色粉等填充物的主要功能•承受主要負載•提高使用壽命與可靠性•提高耐熱性•改善抗變疲勞特性、強度與剛性•尺寸安定性與平整度•降低成本•防火導電等特殊功能聚醯胺類工程塑膠（Polyamide）•PA66(尼龍66,NYLON66)聚己二胺己二酸DUPONT,BASF,晉倫﹐耐特……•PA46(尼龍46,NYLON46)聚已二醯丁二胺DSM•PA9T(尼龍9T﹐NYLON9T)聚壬二胺對苯二甲酸KURARAY•PA6T(尼龍6T,NYLON6T)聚己二胺對苯二甲酸MITSUI,DUPONT,AMOCOPA66物性表单位未增强/PA66PA66-GF15PA66-GF30密度g/cm31.131.231.36饱和吸水率,在23℃水中%8~96.7~7.35.2~5.8饱和吸湿率,在标准环境下23℃/50%相对湿度%2.5~3.11.9~2.51.5~1.9熔点:DSC℃260260260缩模率,限制%0.850.750.55可燃性,按照UL标准,1.6mmclass94V-294HB94HB拉伸屈服应力,断裂应力MPa85/5130/85190/130屈服伸长率,断裂伸长率%5/203/103/5弯曲模量MPa3100/5500/40008600/7000弯曲强度MPa180/125280/220埃佐缺口冲击强度+23℃KJ/m25.5/NB5.5/6.511.5/15.5球压硬度H358/30,H961/30MPa160/100200/150270/200热变形温度,1.8MPa负荷(HDTA)℃75250250增强项目尼龍材料特性•耐油性佳•耐磨耗優良•韌性佳•高吸溼性•潤滑性•耐酸性差•流動黏度對溫度敏感度高高溫尼龍特性比較表（僅尼龍材料間之互相比較）PA66PA46PA6T•流動性•結晶度•韌性•常溫剛性•高溫剛性•耐熱性•成形週期•吸溼性•焊錫性•價格最佳佳較差聚酯類工程塑膠•PBT聚對苯二甲酸丁二酯長春、中剛、新光、GEPoly(butyleneterephthalate)•PET聚對苯二甲酸乙二酯新光、杜邦、遠東Poly(ethyleneterephthalate)•PCT聚對苯二甲酸環己烷二甲酯EASTMAN（DUPONT)Poly(1,4-cyclohexamethylenedimethyleneterephthalate)•PC聚碳酸酯(非結晶聚酯)GE、Bayer、三菱、帝人PolycarbonatePBT物性表单位未增强/PBTPBT-GF15PBT-GF30FR密度g/cm31.311.391.6饱和吸湿率,在标准环境下23℃/50%相对湿度%0.30.30.2~0.3熔点:DSC℃225225225缩模率,限制%1.7~2.30.2~0.8可燃性,按照UL标准,1.6mmclass94HB94HB94V0拉伸断裂应力MPa5598120断裂伸长率%30042弯曲模量MPa235054008800弯曲强度MPa85150180埃佐缺口冲击强度+23℃kg/cm-cm567洛氏硬度R118R120R120热变形温度,1.8MPa负荷(HDTA)℃60190200~215项目增强結晶性聚酯類特性•結晶收縮高•成品尺寸安定性佳•在熱水高溫高溼下易加水分解•價格低廉•缺口脆性高•電氣性能佳結晶性聚酯類工程塑膠特性比較僅為聚酯類之互相比較PBTPETPCT成形週期耐熱性機械強度加水劣解性價格吸溼性結合線強度延展性最佳佳較差PBTPCTPET特性•PBT-耐熱及抗化學性符合連接器基本要求，且易加工，但耐熱程度較差，僅能使用於TH之製程•PCT-熱性能超過PBT、PET，可適用於SMT製程但強度較脆•PET-衝擊強度較低結晶時間太長液晶類LCP工程塑膠特性•高流動性•高產品尺寸安定性•優越的振動吸收特性•低熱膨脹係數•自身補強效應•自消火特性，無須添加耐燃劑•極佳的抗化學藥品性液晶類工程塑料LCP問題•異方向機械強度差異大•結合線強度低•市場價格高•表面浮纖嚴重常用工程塑膠性能比較关于塑胶结晶•制程反映的0515B20VM01开裂事宜••如图，开裂位置均是沿着合模线。•1：颜色偏黄的塑胶粒射出的BASE开裂比率较高•2：颜色本色的塑胶粒射出的BASE几乎无开裂现象（偶偶会出现开裂关于塑胶结晶•目前日本原厂的检验报告已出来，供各位参考。•相対結晶化度と分子量比較••分子量比較は正常ペレットを基準に算出•製品の相対結晶化度が低く低温金型で成形されていると推測する。•製品の分子量保持率が80%と低い。•→塑胶原材料（正常色）的分子量保持率为100%•塑胶原材料（偏黄色）的分子量保持率为96%•偏黄的塑胶率的分子保持率相当较低，但成品（射出塑胶）的分子量保持率仅仅为80%•（塑胶粒在通过螺杆剪切、射出后，分子量的保持率应至少保持在92%以上）•所以：材料供应商认为，即便使用所谓的良品塑胶粒，都有非常大的隐患，建议报废。必须要重新评估成型条件参数。相対結晶化度(%)分子量保持率(%)正常ペレット―基準着色ペレット―96%製品74%80%工程塑胶规格书•1.PA46•2.VALOX55330%GRPBT+PC•3.TPE151/2517HorizontalBurningTest;94HB水平燃烧试验;94HBUL94-1995HorizontalBurningTest;94HB水平燃烧试验;94HBUL94-1995图7.194HB级材料的水平燃烧