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连接器理论基础手册

第五章 连接器用工程热塑性材料

  • 工程塑料由于具有良好的韧性、尺寸稳定性、高阻抗、化学抗蚀力、短期热稳定性及长期抗老化性之类的关键特性,因而逐渐成为许多连接器供应厂商的主要原材料。近年来,连接器的生产及开发技术趋势极大的改变了市场。随着高密封装和微元化趋势的流行,今天的连接器设计要求在更小的空间里实现更高的性能,因此表现出更薄的壁厚。塑料原料应能满足在更长的连接器本体上填充薄壁的设计,并能保持原有的性能,同时也满足成本与生产工时的需求。
  • 人们现在正在研制流动性更好的塑料原料来满足薄壁的要求,并且允许更快的生产循环时间。今天,在制造周期和随后的成型生产周期里,塑料一直被暴露在高温条件下。例如,在高密度的电路板上安装更小的组件,已逐渐采用表面粘着技术,可用更低的价格提供一个更可靠的集成电路板。在连接器工业上这种明显的趋势要求连接器材料具有更好的高温性能、更小空间里的耐压性能,并且具有更低的成本。
  • 由于连接技术不断地更新,所以连接器设计也不断地在变化。随之尔来的是,对连接器用塑料原料性能的要求也极大地变化着。事实上,对连接器用塑料,连接器的设计人、制造商和最终用户都正不断提出新的特点与更高的特性要求,即在这些关键的地方同时具有良好的温度及物理性能。
  • 连接器本体具有下述的功能:
    1. 两两接触的电绝缘性能。
    2. 提供一定的接触的机械支持。
    3. 为可分离或永久式连接界面提供机械的/尺寸的稳定性
    4. 在任何使用环境下保持需求的性能
  • 在合理成本潮流下,以上要求应当被满足,其中每一个问题都将在本章中阐述。连接器制造厂商一直努力以最低廉的成本来提供最好性能的连接器,然而最终用户却想以最低的价格买到最好的连接器。
  • 连接器本体的性能,很大程度上依赖于所使用的工程塑料的物理特性。连接器本体必须具有良好的物理特性和制造性能。聚合物必须提供良好的韧性和尺寸稳定性,同时具有高阻抗和绝缘之类的电气性能。聚合物也应当满足最终使用的需求,例如:化学抗蚀力、阻燃性、短期热稳定性、长期抗老化能力及其它成型性能。而且韧性和冲击性能之类的性能在一定的环境里会减弱。这样一些性能是塑料所固有的,但常常加入添加剂以达到特别的性能水平。典型添加剂包括滑石和玻璃纤维,它们能改善塑料的物理特性,并能有助于阻燃(参见5.3.1部分)。玻璃纤维添加剂能改善模具薄壁部分的填充能力。云母和滑石提供改进尺寸上的稳定性的功效,尤其在半晶体聚合物,为增加流动与润滑,还可加入其它一些添加剂。
  • 对连接器原料来说,化学抗蚀力和热稳定性是关键的性能。在过去几年里,这是千真万确的。现在,当成型过程和最终使用时,它要达到这样的水平,即连接器原料应适应不断被暴露在各种化学环境中的工作要求。
  • 本章的目的是在工程师和设计人员在做原料选择时,提供使用在电子行业中的绝缘原料的信息,协助它们作出决定。这些信息,在连接器行业显得尤为重要,因为正在使用塑料原料的电机和电子工程师,可能需要一些基本的知识关于有实用性的原料、原料特性、适用范围、强度和弱点,及其各部分之间的相互依存关系。
  • 由于自身的性能特点,人们长期以来一直在各类连接器设计时采用这些工程塑料。最近的原料简介更进一步地增加了使用性设计的选择权。本章也注意到通用性设计的考虑,所以包括了一个附加的破坏性能讨论。
  • 自从各种形状、尺寸、颜色及功用的连接器问世以来,对于零部件原料的要求可能是具有挑战性的。在决定做连接器本体用的原料上,连接器的最终使用及其在生产阶段经历的成型过程中扮演了重要的角色。
  • 对于制造系统,随着在更小空间里负载电流要求的与日俱增,在电子行业里的一个主要发展趋势是不断朝微元化和更好更多的功能方向发展。不久前,典型的端子触点间的端子容室在100~156mils之间,而今天,它通常只有50mils,随之而来的是围栏厚度减到5~10mils,所以连接器本体的薄壁部分成了关键点。对于每一个薄壁围栏,具有良好的尺寸稳定性,同时保持所需绝缘性的特殊原料很重要。它还要以更快的成型时间去填充模腔各部分,以提高产能。
  • 决定聚合物的另一重要因素是聚合物的分子量(MW)。聚合物由何种方法制成及保管决定了分子量。分子量能影响粘度、物理性能和热容量性能。分子量的分配,在聚合物内部,决定内链的长度范围,也随制程的变化,对以上性能产生明显的影响。
  • 聚合物内链分子量决定粘度或原料的流动性。因为分子量影响了内链运动和内网,这能极大的改变粘度或原料的流动性。聚合物内链必须具有一特定的长度,才能形成内网,从而限制内链的相互移动。因此,同样基体的高分子聚合物较低分子聚合物具有更低的流动性和更高的粘度。
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