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消費電子是一個傳統產業，產品主要包括手機、筆電、電腦及周邊設備，近年來隨著其他產業電子化、智能化發展，電子產品也逐步進入到汽車、智能家居、醫療等產業。

塑料材料作為加工行業最常應用的材料之一，在電子產業里主要應用于外殼、機構件、連接器、線材等零組件制造，具體可以分為以下幾種：


高溫尼龍、LCP、PES等高溫工程塑料，可應用于SMT制程連接器或者其他精密零件；

PA66、PBT、m-PPO等普通工程塑料，可應用于低溫制程連接器或者其他零件；

PC，PC/ABS，PP等通用塑料應用于外殼、結構件；

PVC，TPE，(TPS、TPV、TPO、TPU、TPEE、TPSiV）等軟料可應用于線材包被和外模、SR包膠等。


手機、筆電等消費電子連接器對尼龍的需求

圖 筆記本電腦上應用到的塑膠材料


那么，如果要應用在消費電子連接器上，塑材需要滿足哪些要求呢？


消費電子連接器對塑料的性能要求


連接器是消費電子領域不可獲取的零部件，隨著5G技術加速落地，高頻高速傳輸需要，以及消費電子產品輕薄短小的發展趨勢，連接器也朝著智能化、小型化、高速化發展，因此也就對于材料提出了更高的要求。


1. 機械性能


? 足夠強度、剛性（端子保持力）；

? 良好的韌性（裝配端子、搖擺測試、跌落沖擊）；

2. 熱性能


? 耐無鉛SMT焊接制程（塑料需要直接耐受高溫）※

? 或者耐無鉛波峰焊制程（塑料間接耐受高溫）※


手機、筆電等消費電子連接器對尼龍的需求

圖 電子連接器常用焊接制程


手機、筆電等消費電子連接器對尼龍的需求

圖 SMT溫度曲線以及常見失效模式


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圖 常見尼龍材料的熱變形溫度


? 耐溫濕循環、耐長期使用溫度（RTI指標）

3. 電氣性能


? 耐絕緣阻抗（耐電壓測試，電子業大部份為弱電）

? 介電常數和損耗因子（高頻產品需求低介電、低損耗）

? 環境測試后仍然符合電性能測試要求

4. 阻燃、環保


? UL94 V0；

? 符合環保法規，如RoHS法規；

? 符合無鹵趨勢；

5.物理、化學


? 耐化學（焊錫膏、鹽霧測試等）

? 耐UV光（外觀產品或者戶外產品要求）

? 低吸水率（MSL——濕度敏感等級）※

? 尺寸穩定，熱膨脹系數匹配


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圖 MSL驗證及其試驗條件


一般情況下，LCP材料可以達到level 1，一些長鏈尼龍如PA9T、PA10T可以達到level 1，大部分高溫尼龍為level 2，而PA46由于吸水率較高，MSL等級相對靠下。

6. 外觀、染色


? 良好的染色性能，符合客制化需求；

? SMT高溫下的顏色穩定

7.加工性


? 加工窗口寬、低模垢、低腐蝕
? 部份產品要求高平面度（低翹曲特性）
? 高流動性（未來產品輕薄短?。?/section>


尼龍在電子連接器中的應用


尼龍材料是產量最大、規格最多、用途最廣的五大工程塑料之一，具有優異的加工性能，突出的耐腐蝕、高韌性、高強度、耐熱性等優點，通過增強、阻燃、增韌等改性后，可以顯著提高其耐熱性、模量尺寸穩定性及阻燃性，使其可以廣泛應用于汽車、電子電氣、消費品等行業。

而在電子連接器上，尼龍主要有以下應用：

1. 尼龍用于低溫制程I/O類連接器


性能要求：

  • 耐波峰焊

  • 較高的機械強度（耐插拔）

  • 良好的染色性能（外觀）

  • 電絕緣性能

  • 高CTI指數(部份大電流產品）

  • 良好的性價比☆


手機、筆電等消費電子連接器對尼龍的需求


除了尼龍材料外，PBT材料也可以用于在低溫制程I/O類連接器中。那么，兩種材料在此應用中有哪些區別呢？可以看下兩種材料的性能比較。

手機、筆電等消費電子連接器對尼龍的需求


2. 尼龍用于低溫制程主板連接器


性能要求：

  • 耐波峰焊

  • 強度和韌性好

  • 良好的染色性能

  • 流動性改良，適合長形、多pin產品☆

  • 需要改良尺寸穩定性

  • 良好的性價比☆


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3. 尼龍用于高溫制程I/O類連接器


目前主要是typc接口，以及筆電上的部分接口。

性能要求：

  • 耐SMT焊錫熱

  • 較高的機械強度（耐插拔）

  • 良好的染色性能以及高溫下抗變色性能（外觀）

  • 電絕緣性能

  • 高CTI指數(部份大電流產品）

  • 流動性改良，用于薄壁連接器（如type C)

  • 低吸水率（MSL等級高）



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4. 尼龍用于高溫制程主板連接器


性能要求：

  • 耐SMT焊錫熱

  • 強度和韌性好

  • 良好的染色性能以及高溫下抗變色性能

  • 流動性改良，適合長形、多pin產品☆

  • 需要改良尺寸穩定性☆

  • 低吸水率（MSL等級高）


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在電子連接器中用于SMT制程加工的材料，除了高溫尼龍外，還可以用LCP材料。下面來看下兩種材料的性能對比。

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5. 尼龍用于其他類別產品


性能要求：

  • 韌性好，適合卡扣類型產品，設備內部電源線接頭，不需要焊接制程

  • 良好的電氣性能

  • 耐化學性



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電子連接器發展趨勢及其對尼龍材料的要求


未來連接器將朝著小型化、高速化、智能化、高質量的方向發展，因此，對于材料提出了更高的要求：

1. 高流動


主要由于產品高度、寬度和壁厚變小，需要材料流動性改善的同時，需要保證強度和韌性，一些高流動牌號的尼龍材料流動性甚至需要接近LCP。

2. 適應高溫制程


主板類產品逐步趨向高溫制程，波峰焊制程逐步會被SMT制程替代，以提升生產效率。這一發展趨勢將帶動高溫尼龍及LCP材料的需求增長。

3. 高頻


高頻傳輸連接器需要對材料介電性能進行改善。

4. 低碳


生物基塑料（如PA10T用蓖麻油制造，減少石油消耗）及回收材料---PCR（post customer cycle）符合低碳環保。

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原文始發于微信公眾號（艾邦高分子）：手機、筆電等消費電子連接器對尼龍的需求

作者 ab

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