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连接器技术之---5.2非晶体聚合物

连接器技术之---5.2非晶体聚合物
5.2.1 非晶体聚合物
        丙烯晴－丁二烯－苯乙烯（ABS） ABS由一系列的有时被用于低要求连接器运用场合的配方构成。尽管ABS具有良好的冲击性能，并且相对比较便宜，但它对有机溶剂几乎没有抵抗力，一经暴露在这类环境下，它就会变脆。ABS也不具有长期的热稳定性。ABS 也不具有长期在高温环境中的使用性能，因此不能适用于一些高要求的连接器运用场合。ABS还具有良好的机械性能、热和化学的抵抗力、良好的耐久性、高冲击强度及磨损抵抗力。聚碳酸盐酯（PC） PC是具有良好尺寸稳定性和冲击强度的非晶体聚合物。当运用上需要时，它的透明也很有价值。PC 也具有相对较高的加热性能和1500度的热变形的温度。但它不具备良好的化学抗蚀力，而且在有机溶剂中可能会被裂解。它具有良好的电性能，本质上是自衰的。PC和其它合成橡胶、热塑性聚乙烯、ABS磺化聚合物混合的特性是可利用的，并可提供改善的低温韧性和制程性能。Polyphenylene（PPO）由于处理和成型简单聚合物的困难，PPO典型被用在改变混合形式上。连接器场合上大部分的混合是随高冲击强度的聚苯乙烯（HIPS）或尼龙而变化，并是玻璃质增强的。这些混合能阻燃以达到UL
94-VO 易燃品窗体要求。PPO和它的混合物具有良好的温度系数和一定的化学抗蚀力（它对酸性和碱性环境具有良好的抵抗力，但会溶解一些芳香醇和氯化溶剂）。在一个大范围的湿度和温度条件下，该等聚合物具有低的吸水率和良好的电气性能。然而，PPO不具有类似聚乙烯的良好的流动性，故无法使用在薄壁连接器上。聚眠甲烷市场上有许多价格与性能差异很大的聚眠甲烷。这些原料具有良好的加热性能尺寸稳定性能，但是对有机溶剂几乎没有抵抗力，尤其是对氯化的碳化氢。它们具有高的受热斜向温度、良好的尺寸稳定性、良好的爬行阻抗及好的电性连接性能。聚眠甲烷本身具有良好的阻燃性，并具有相对较高的受热性能。Polyetherimide(PEI)PEI 是一种高温非晶体原料。它通常用在需要较高受热阻抗或尺寸稳定性条件下。它具有符合UL94-VO 的阻燃系数。PEI是一种高稳定的聚合物，它可以被研磨及通过复合途径使用。它具有良好的UV 和γ射线阻抗。在沸水中浸泡10，000小时后它还能保持85%的拉伸强度。在
不同温度、湿度、频率条件下，PEI 具有良好的电气性能。它的散布对于微波是透明的。对于波峰焊和气焊制程的PEI的阻抗也是通用的，这使它特别在电性运用上引人注意。PEI 主要的不利因素在于它的成本很高、制程温度高、流动性差。Polyetherketone(PEK) PEK是一种相当贵的原料，它被用于高温场合。该原料由于固有的磨损和疲劳阻抗而具有良好的化学性能和抗腐蚀性能。只有浓缩无水的或是强酸才能对它起作用。酮**可溶于酸。它们对于热水分解具有很高的抵抗力。酮有时也会发生翘曲，这可以被铸造克服。酮类聚合
物具有高达3000 度的熔点。它们具有低烟率并在整洁环境里通过了UL 的94-VO的测试。酮类聚合物是具有一定韧性、强度、硬度和高冲击强度和负载承受能力的。酮类聚合物会受UV的影响，但在一个大的温度范围里对α、β、γ射线具有高的抵抗力。连接器技术之---5.2非晶体聚合物
5.2.2 晶体聚合物
        Polyoxymethylenes（缩醛）缩醛是具有良好流动性和类似对有机溶剂的化学抵抗力一样好的制程性能的半晶体聚合物，但它们当暴露于强酸作用下时，会发生退化。缩醛固有的缺点是不具有阻燃性，因此它们在使用上受到限制。缩醛具有在长时期大范围里保持良好的机械、化学、电子性能结合的能力。它们对承受负载和疲劳具有良好的抵抗力。对于在2000度高温下使用，也具有较高的热抵抗力，并具有很好的水稳定性。这些塑料是坚硬的、牢固的和具有良好韧性的。聚乙烯在电子工业领域，有许多原料是聚合物内链的酯合，因此都属于工程塑料的聚乙烯家族。许多标准连接器由聚乙烯组成是因为它能提供良好的流动性、很光滑并具有良好的溶解抵抗力。这些原料主要是PBT、PET和PCT。选择这些玻璃增强剂的性能被纳归纳在表5.1中。简单的树脂不同于化学合成的，故也由于该不同而造成具有不同的性能，如表5.2中所示。基于用来制造不同聚合物的单体，聚合物的内链会被改变。结构的不同会影响到化学性能、熔点(Tm)、晶体百分比和其它一些性能。晶体的变化会在物理性能、化学抵抗力和其它一些原料的重要性能上产生很大的影响。聚乙烯的半晶体原料，很容易在成型时收缩。PBT具有良好的化学阻抗性能，此外还具有不受湿度影响的电气性能。它也不受水、弱酸及其通用有机溶剂的影响。PET具有高的强度、韧性、尺寸稳定性、化学和热抵抗力及其一些其它的性能。它PBT对水和制程中的水的百分比更敏感，这会导致成型聚合物的退化。不填充PET的成型收缩率是2%，但当加入30%的纤维添加剂后，收缩率只有0.1%到0.3%。
PCT 具有285 度的熔点，相对PBT 的225 度和PET 的255 度，更高的温度阻抗使它更易于在表面安装电子组件。PCT主要的缺点是它的制程窗口由于很小的熔解和退化温度跨距而很狭窄。但它也有很好的物理、化学、电子、机械和热性能。PBT 比PET 和PCT更牢固。当SMT 不成为问题时，良好的流动性和牢固的晶体使PBT聚合物用在很多连接器上。这实质上是允许更快的循环时间，因为它能更快地填充模具并成型。PET是低晶体并因此导致更长的成型时间，这会延长循环周期。PCT 具有和PBT 大致相当的晶体百分比，但更慢
的晶体化过程而导致更慢的循环周期。PET 和PCT型由于它们的高熔点而需要更高的成型温度。这类聚乙烯通常被用作绝缘原料，而且受所需的化学抗蚀力、温度决定，并且PBT在使用中占很大比重。Polyphenylene sulfide（PPS） PPS是具有良好流动性和受热能力的半晶体聚合物。它具有良好的流动制程性能并能填充复杂连接器设计的薄壁部分。大部分的PPS原料和混合物是下班露出增强剂，这是因为它的简单构造。它在成型中不易碎并不会闪光。PPS 通常用在需要高温的PCT 上。PPS固有阻燃性，但它的价格限制了它的使用。PPS 被UL 94-VO 评定过。当玻璃纤维增强后，PPS 可持续使用在2000度的的温度等级里。PPS 在大的温度和湿度范围里也具有很好的电气性能。Polyamide（PA） PA*常见的是尼龙，可以有很多种。依靠所使用的单体，原料在性能和成本上有很大的变化。表5.3 和表5.4中分别提出了选择简单和填充尼龙树脂的性能。大部分尼龙是半晶体聚合物。尼龙能够随使用的添加剂和混合物的不同而发生很大的原料性能变化。尼龙的流动性也会发生变化，因此能被用在各种需要高强度和系数的场合。但是通常尼龙需要添加添加剂和强度添加剂。尼龙具有良好的韧性和水解稳定性。它们具有长期老化性能但不具有阻燃性。使用尼龙的缺点是收湿性；它所吸收的湿气会随温度和湿度的变化而发生变化，因而会导致聚合物矩阵的延伸。但通过烘干，条件是可逆的。由于这个原因，一些PA不适合应用于要求三维尺寸稳定性的场合中。吸湿性也影响了一些性能，例如它增加了翘曲和冲击强度但减少了拉伸强度。聚合物的电气性能对于湿气和增加了水分后的变质很敏感。尼龙对于烃和芳香族化合物具有很强的化学抵抗力，但受强酸、碱、酚的影响。在一定的持续时间和暴露强度下，提高温度和超声波照射(UV)都将使尼龙退化。液晶聚合物（LCP）液晶聚合物包括大量的树脂，树脂在熔解和固体时
其结构均显示出了很高的硬度，在薄的部分也是这样。它们同样显示了较高的温度稳定性和化学抵抗性能。用于连接器工业中的液晶聚合物通常为含酯类酸的聚脂类液晶聚��物材料。液晶聚合物具有很好的机械和热性能同时还具有较好的流动性。因此它们用于薄壁应用中。如果连接器上端子之间的距离很小时就应该考虑使用LCP，因为LCP的流动性比PPS 的要好四至五倍。在流动方向上的塑造收缩只有千分之一英吋的大小。LCP可归为改善的热塑性塑料一类，在表面安装的应用中其比PBT 在制造薄壁型产品的时候具有更好的性能。
液晶聚合物受基于外来芳香族化合物而导致较高的各向异性的形态的影响。这种化学作用的影响将使材料的价格的升高。为降低成本LCP常与其它一些的低成本的材料相混合使用，如人造树脂、添加剂以及玻璃纤维。LCP与PPS 相混合使用的**个商业目的是可降低LCP的成本以及减少PPS的闪光。液晶聚合物的性质特征为低溶解粘性，良好的拉伸性，具有压缩力以及弯曲系数值；以及非常好的化学，辐射，及热稳定性。图表5.5中显示了LCP的选择性有代表的性能参数值。如图5.6 所示，基于其化学性LCP可分为三类。与熔解温度特性相应的是其*显著的特征是HDT。LCP**竟争力的一个优点是其快速出模和制造薄壁产品而不留毛边的性质。此类材料具有经受高温处理和长时间处于升温的状态。在LCP材料中也存在如下的缺点，它们的各向异性将导致出现横向应力，并且将导致部分的warpage。这些问题可通过增加添加剂来改善。结晶同样会出现在此类材料中，这样将会减少前端流动熔合的时间。这样将导致
焊接线强度较差，但是这种问题也可通过控制成型过程和加工工具设计来加以控制。由于未充满的LCP具有各向异性，为了加强其在电子方面的应用，通常在其中加入30%到50%的玻璃纤维。高熔解温度在300℃范围内，高系数会对波动，蒸汽阶段以及红外线焊接条件产生影响。LCPs有UL 94-VO 的阻燃率，以及在燃烧时不会产生烟雾。其对酸的以及稀释碱，有机溶剂化学抵抗力非常好。强碱如氢氧化钠和胺将会使LCPs到一个加高的温度.LCPs在连接器市场上能有一席之地是因为有两个重要的因素：设计上的小型化和在自动生产过程中的高生产率。近年来的趋势是具有更高生产率的表面粘着技术，其经济性允许使用高成本的LCP材料。
5.2.3 热固性聚合物
       为了更完整的叙述接下来便是热固性聚合物。热固性聚合物从熔解状态到冷却状态因此不能被软化或再加热以用于其它目的。因此它们只能提供较为有限的机会在再研磨用的过程中。在化学上热固性树脂在处理中要经历一个交叉连接的反应过程，以产生一个固定的分子间的网络结构。热固性材料在交叉连接的时通常是收缩的，但是这种收缩是能通过附加如添加剂和加强光纤进行控制。在热固性状态下的这些材料的变化可以在室温和高温下完成，而树脂则能在加热下进行得更为彻底。总的来说热固性材料比热塑性材料具有更好的温度性能。连接器技术之---5.2非晶体聚合物

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