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电子接插件塑料材料的选用
作者:深圳市塑胶行业协会秘书长 王文广
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接插件, 连接器, 重载连接器, 插座, 插头, ...
电子接插件是电子产品中各组成部分之间的电气活动连接元件(固定连接件为接头或焊点,另一种活动连接元件为开关),广泛用于电子设备中。如用于各分机间、分机与电声器材间的电气连接;用于电子管、氦气管等与其他电子元件间的电气连接;用于天线、高频电缆和仪器之间的电气连接。电子接插件的优点在于插取自如、更换方便,只经过简单的拔插过程即可,取代搭接、焊接、螺丝连接和铆钉连接等固定连接方式;并可采用集中连接,可一次连接多组元件。随着印刷线路板和电子元器件的不断更新换代,更换方便的电子接插件应用越来越广泛,对其要求也越来越高,正朝着更长、更紧凑、更精密的方向发展。如电子接插件的插点间距由平均2.5mm降为0.8mm,厚度已低于1.3mm,平整度为0.13mm。

电子接插件的结构分为接触件和绝缘件两部分组成。接触件包括插针和插孔两种,起到电气接触的作用,所用材料为铜及其合金等电的良导体,其表面进行镀银或镀金处理以提高耐腐蚀性和防生锈。绝缘件的作用为将接触件固定并保持绝缘状态,所用材料为耐热塑料。

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电子接插件用塑料材料的性能要求

对电子接插件的最大性能要求为满足组装电子器件用新型表面安装技术(SMT)的要求,此技术已占电子器件组装市场的50%左右。它采用高温下自动化操作完成组装,要求材料具有更高的耐热性和尺寸稳定性。表面安装技术采用气相焊和红外线再流焊,需要在250℃温度下工作5秒,除要求材料耐热外,还要求耐清洗溶剂的侵蚀。

综合起来,对接插件的具体性能要求如下:

● 良好的介电性能 对低频电子接插件,要求绝缘电阻高和介电强度高,一般接点间、接点间与接地间的绝缘电阻应大于1Ω;在0.44MPa的低压下,试验电压为500V时,不应产生电弧和击穿现象。对高频电子接插件,除满足上述要求外,好要求高频介电损耗小,介电常数小。

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● 耐热温度高 一般热变形温度要在200℃以上,以抵抗在表面安装技术或焊接时的高温,并可耐平时接插件本身的发热温度。
● 耐电弧性好 保证可抵抗在接插安装过程中产生的电弧对塑料的破坏。
● 阻燃性好 防止在短路等非正常情况下火灾的发生,为避免有毒气体对人体的危害,最好采用无卤阻燃材料。
● 有足够的力学性能 韧性好,以防冲断;弯曲强度高,以防止受力变形;具体试验条件为在一定的振动冲击条件下(振频20~60Hz,加速度5g),插拔500次塑料件不出现机械损伤和裂缝现象。
● 适用于安放嵌件 线胀系数要小,以温度变化后与嵌件连结仍然牢固。
● 尺寸稳定性高 在具体使用过程中,受力后蠕变小、不翘曲,升温后、膨胀小。一般要求接触件间孔距的尺寸精度要保持为6级。
● 加工流动性要好 符合电子接插件越来越小型化的要求。
● 良好的耐溶剂性能 塑料件在受到溶剂作用时,不应受到腐蚀和开裂。
● 不产生腐蚀性气体 塑料件在使用过程中,不应产生对镀银层有腐蚀性的气体,以防止影响接触件的导电性能。

电子接插件用绝缘塑料材料的选用

可用热固性塑料 — 酚醛树脂(PF)、聚邻苯二甲酸二烯丙酯(DAP)、环氧树脂(EP)及不饱和聚酯(UP)等。

可用热塑性塑料 — 玻璃纤维增强PET、PBT、PCT(聚对苯二甲酸环己基乙二酯)、PTT(聚对苯二甲酸丙二醇酯)、PA6、PA66、PA6T、PA9T、PA46、PA612、PPS、LCP、PSF(聚砜)、PEI(聚醚酰亚胺)、PES(聚醚砜)、PASF(聚芳砜)、PAE(聚芳醚)等。

德国赫斯特公司生产了一种改性PPS,商品名为Fortron 1140L7,专用于表面安装技术接插件材料。改性PPS比一般PPS的流动性提高50%,成型周期缩短50%,成型压力降低40%,可添加40%的玻璃纤维进行增强。另外,该公司还开发出新型LCP,商品名为Vectra E130,加工温度可降低50℃,成型压力可降低50%,成型周期可大大缩短,可成型很薄、小、复杂形状的电子接插件。

对于不同的应用场合,具体选用材料的侧重点不同。

对低频电子接插件,过去主要为矿物填充酚醛塑料,因生产效率低等原因,现已被新型热塑性塑料代替,具体为PA、PC、增强PC和聚砜等。

对湿热条件下应用的电子接插件,选用DAP材料。

对密封性要求高的电子接插件,如海底电缆接插件,选用介电性能好的无硫或低硫橡胶,具体如含硅的丁腈橡胶或氟橡胶。

对高频电子接插件,选用最多的材料为GFPA类,其原料成本低、加工流动性好、可生产薄壁制品。如特别强调制品的尺寸稳定性和耐热温度时,一般选用GFPBT材料。如对耐热要求很高,只能选择PPS和LCP。对于1.27mm螺距的IC接插件,所选材料为PES或PEI,可满足尺寸精度和加工性的要求。表面装饰用接插件,由于表面装饰时要耐热250℃停留时间5秒,应选用玻璃纤维增强的PA46、PA6T、PA9T、PPA、PPS、LCP等高耐热材料。
文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者,请点击此处) (10/21/2009)
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