中心議題:
- 電子接插件用塑料材料的性能要求
- 電子接插件用絕緣塑料材料的選用
電子接插件是電子產(chǎn)品中各組成部分之間的電氣活動(dòng)連接元件(固定連接件為接頭或焊點(diǎn),另一種活動(dòng)連接元件為開(kāi)關(guān)),廣泛用于電子設(shè)備中。如用于各分機(jī)間、分機(jī)與電聲器材間的電氣連接;用于電子管、氦氣管等與其他電子元件間的電氣連接;用于天線、高頻電纜和儀器之間的電氣連接。電子接插件的優(yōu)點(diǎn)在于插取自如、更換方便,只經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的拔插過(guò)程即可,取代搭接、焊接、螺絲連接和鉚釘連接等固定連接方式;并可采用集中連接,可一次連接多組元件。隨著印刷線路板和電子元器件的不斷更新?lián)Q代,更換方便的電子接插件應(yīng)用越來(lái)越廣泛,對(duì)其要求也越來(lái)越高,正朝著更長(zhǎng)、更緊湊、更精密的方向發(fā)展。如電子接插件的插點(diǎn)間距由平均2.5mm降為0.8mm,厚度已低于1.3mm,平整度為0.13mm。
電子接插件的結(jié)構(gòu)分為接觸件和絕緣件兩部分組成。接觸件包括插針和插孔兩種,起到電氣接觸的作用,所用材料為銅及其合金等電的良導(dǎo)體,其表面進(jìn)行鍍銀或鍍金處理以提高耐腐蝕性和防生銹。絕緣件的作用為將接觸件固定并保持絕緣狀態(tài),所用材料為耐熱塑料。
電子接插件用塑料材料的性能要求
對(duì)電子接插件的最大性能要求為滿(mǎn)足組裝電子器件用新型表面安裝技術(shù)(SMT)的要求,此技術(shù)已占電子器件組裝市場(chǎng)的50%左右。它采用高溫下自動(dòng)化操作完成組裝,要求材料具有更高的耐熱性和尺寸穩(wěn)定性。表面安裝技術(shù)采用氣相焊和紅外線再流焊,需要在250℃溫度下工作5秒,除要求材料耐熱外,還要求耐清洗溶劑的侵蝕。
綜合起來(lái),對(duì)接插件的具體性能要求如下:
● 良好的介電性能 對(duì)低頻電子接插件,要求絕緣電阻高和介電強(qiáng)度高,一般接點(diǎn)間、接點(diǎn)間與接地間的絕緣電阻應(yīng)大于1Ω;在0.44MPa的低壓下,試驗(yàn)電壓為500V時(shí),不應(yīng)產(chǎn)生電弧和擊穿現(xiàn)象。對(duì)高頻電子接插件,除滿(mǎn)足上述要求外,好要求高頻介電損耗小,介電常數(shù)小。
● 耐熱溫度高 一般熱變形溫度要在200℃以上,以抵抗在表面安裝技術(shù)或焊接時(shí)的高溫,并可耐平時(shí)接插件本身的發(fā)熱溫度。
● 耐電弧性好 保證可抵抗在接插安裝過(guò)程中產(chǎn)生的電弧對(duì)塑料的破壞。
● 阻燃性好 防止在短路等非正常情況下火災(zāi)的發(fā)生,為避免有毒氣體對(duì)人體的危害,最好采用無(wú)鹵阻燃材料。
● 有足夠的力學(xué)性能 韌性好,以防沖斷;彎曲強(qiáng)度高,以防止受力變形;具體試驗(yàn)條件為在一定的振動(dòng)沖擊條件下(振頻20~60Hz,加速度5g),插拔500次塑料件不出現(xiàn)機(jī)械損傷和裂縫現(xiàn)象。
● 適用于安放嵌件 線脹系數(shù)要小,以溫度變化后與嵌件連結(jié)仍然牢固。
● 尺寸穩(wěn)定性高 在具體使用過(guò)程中,受力后蠕變小、不翹曲,升溫后、膨脹小。一般要求接觸件間孔距的尺寸精度要保持為6級(jí)。
● 加工流動(dòng)性要好 符合電子接插件越來(lái)越小型化的要求。
● 良好的耐溶劑性能 塑料件在受到溶劑作用時(shí),不應(yīng)受到腐蝕和開(kāi)裂。
● 不產(chǎn)生腐蝕性氣體 塑料件在使用過(guò)程中,不應(yīng)產(chǎn)生對(duì)鍍銀層有腐蝕性的氣體,以防止影響接觸件的導(dǎo)電性能。
電子接插件用絕緣塑料材料的選用
可用熱固性塑料 — 酚醛樹(shù)脂(PF)、聚鄰苯二甲酸二烯丙酯(DAP)、環(huán)氧樹(shù)脂(EP)及不飽和聚酯(UP)等。
可用熱塑性塑料 — 玻璃纖維增強(qiáng)PET、PBT、PCT(聚對(duì)苯二甲酸環(huán)己基乙二酯)、PTT(聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯)、PA6、PA66、PA6T、PA9T、PA46、 PA612、PPS、LCP、PSF(聚砜)、PEI(聚醚酰亞胺)、PES(聚醚砜)、PASF(聚芳砜)、PAE(聚芳醚)等。
德國(guó)赫斯特公司生產(chǎn)了一種改性PPS,商品名為Fortron 1140L7,專(zhuān)用于表面安裝技術(shù)接插件材料。改性PPS比一般PPS的流動(dòng)性提高50%,成型周期縮短50%,成型壓力降低40%,可添加40%的玻璃纖維進(jìn)行增強(qiáng)。另外,該公司還開(kāi)發(fā)出新型LCP,商品名為Vectra E130,加工溫度可降低50℃,成型壓力可降低50%,成型周期可大大縮短,可成型很薄、小、復(fù)雜形狀的電子接插件。
對(duì)于不同的應(yīng)用場(chǎng)合,具體選用材料的側(cè)重點(diǎn)不同。
對(duì)低頻電子接插件,過(guò)去主要為礦物填充酚醛塑料,因生產(chǎn)效率低等原因,現(xiàn)已被新型熱塑性塑料代替,具體為PA、PC、增強(qiáng)PC和聚砜等。
對(duì)濕熱條件下應(yīng)用的電子接插件,選用DAP材料。
對(duì)密封性要求高的電子接插件,如海底電纜接插件,選用介電性能好的無(wú)硫或低硫橡膠,具體如含硅的丁腈橡膠或氟橡膠。
對(duì)高頻電子接插件,選用最多的材料為GFPA類(lèi),其原料成本低、加工流動(dòng)性好、可生產(chǎn)薄壁制品。如特別強(qiáng)調(diào)制品的尺寸穩(wěn)定性和耐熱溫度時(shí),一般選用GFPBT材料。如對(duì)耐熱要求很高,只能選擇PPS和LCP。對(duì)于1.27mm螺距的IC接插件,所選材料為PES或PEI,可滿(mǎn)足尺寸精度和加工性的要求。表面裝飾用接插件,由于表面裝飾時(shí)要耐熱250℃停留時(shí)間5秒,應(yīng)選用玻璃纖維增強(qiáng)的PA46、PA6T、PA9T、PPA、PPS、LCP等高耐熱材料。