手机、笔电等消费电子连接器对尼龙的需求

消费电子是一个传统产业，产品主要包括手机、笔电、电脑及周边设备，近年来随着其他产业电子化、智能化发展，电子产品也逐步进入到汽车、智能家居、医疗等产业。

塑料材料作为加工行业最常应用的材料之一，在电子产业里主要应用于外壳、机构件、连接器、线材等零组件制造，具体可以分为以下几种：

 

高温尼龙、LCP、PES等高温工程塑料，可应用于SMT制程连接器或者其他精密零件；

PA66、PBT、m-PPO等普通工程塑料，可应用于低温制程连接器或者其他零件；

PC，PC/ABS，PP等通用塑料应用于外壳、结构件；

PVC，TPE，(TPS、TPV、TPO、TPU、TPEE、TPSiV）等软料可应用于线材包被和外模、SR包胶等。

 

图 笔记本电脑上应用到的塑胶材料

 

那么，如果要应用在消费电子连接器上，塑材需要满足哪些要求呢？

 

消费电子连接器对塑料的性能要求

 

连接器是消费电子领域不可获取的零部件，随着5G技术加速落地，高频高速传输需要，以及消费电子产品轻薄短小的发展趋势，连接器也朝着智能化、小型化、高速化发展，因此也就对于材料提出了更高的要求。

 

1. 机械性能

 

Ø 足够强度、刚性（端子保持力）；

Ø 良好的韧性（装配端子、摇摆测试、跌落冲击）；

2. 热性能

 

Ø 耐无铅SMT焊接制程（塑料需要直接耐受高温）※

Ø 或者耐无铅波峰焊制程（塑料间接耐受高温）※

 

图 电子连接器常用焊接制程

 

图 SMT温度曲线以及常见失效模式

 

图 常见尼龙材料的热变形温度

 

Ø 耐温湿循环、耐长期使用温度（RTI指标）

3. 电气性能

 

Ø 耐绝缘阻抗（耐电压测试，电子业大部份为弱电）

Ø 介电常数和损耗因子（高频产品需求低介电、低损耗）

Ø 环境测试后仍然符合电性能测试要求

4. 阻燃、环保

 

Ø UL94 V0；

Ø 符合环保法规，如RoHS法规；

Ø 符合无卤趋势；

5.物理、化学

 

Ø 耐化学（焊锡膏、盐雾测试等）

Ø 耐UV光（外观产品或者户外产品要求）

Ø 低吸水率（MSL——湿度敏感等级）※

Ø 尺寸稳定，热膨胀系数匹配

 

图 MSL验证及其试验条件

 

一般情况下，LCP材料可以达到level 1，一些长链尼龙如PA9T、PA10T可以达到level 1，大部分高温尼龙为level 2，而PA46由于吸水率较高，MSL等级相对靠下。

6. 外观、染色

 

Ø 良好的染色性能，符合客制化需求；

Ø SMT高温下的颜色稳定

7.加工性

 

Ø 加工窗口宽、低模垢、低腐蚀

Ø 部份产品要求高平面度（低翘曲特性）

Ø 高流动性（未来产品轻薄短小）

 

尼龙在电子连接器中的应用

 

尼龙材料是产量最大、规格最多、用途最广的五大工程塑料之一，具有优异的加工性能，突出的耐腐蚀、高韧性、高强度、耐热性等优点，通过增强、阻燃、增韧等改性后，可以显著提高其耐热性、模量尺寸稳定性及阻燃性，使其可以广泛应用于汽车、电子电气、消费品等行业。

而在电子连接器上，尼龙主要有以下应用：

1. 尼龙用于低温制程I/O类连接器

 

性能要求：

• 耐波峰焊

• 较高的机械强度（耐插拔）

• 良好的染色性能（外观）

• 电绝缘性能

• 高CTI指数(部份大电流产品）

• 良好的性价比☆

 

除了尼龙材料外，PBT材料也可以用于在低温制程I/O类连接器中。那么，两种材料在此应用中有哪些区别呢？可以看下两种材料的性能比较。

 

2. 尼龙用于低温制程主板连接器

 

性能要求：

• 耐波峰焊

• 强度和韧性好

• 良好的染色性能

• 流动性改良，适合长形、多pin产品☆

• 需要改良尺寸稳定性

• 良好的性价比☆

 

 

3. 尼龙用于高温制程I/O类连接器

 

目前主要是typc接口，以及笔电上的部分接口。

性能要求：

• 耐SMT焊锡热

• 较高的机械强度（耐插拔）

• 良好的染色性能以及高温下抗变色性能（外观）

• 电绝缘性能

• 高CTI指数(部份大电流产品）

• 流动性改良，用于薄壁连接器（如type C)

• 低吸水率（MSL等级高）

 

 

4. 尼龙用于高温制程主板连接器

 

性能要求：

• 耐SMT焊锡热

• 强度和韧性好

• 良好的染色性能以及高温下抗变色性能

• 流动性改良，适合长形、多pin产品☆

• 需要改良尺寸稳定性☆

• 低吸水率（MSL等级高）

 

 

在电子连接器中用于SMT制程加工的材料，除了高温尼龙外，还可以用LCP材料。下面来看下两种材料的性能对比。

5. 尼龙用于其他类别产品

 

性能要求：

• 韧性好，适合卡扣类型产品，设备内部电源线接头，不需要焊接制程

• 良好的电气性能

• 耐化学性

 

 

电子连接器发展趋势及其对尼龙材料的要求

 

未来连接器将朝着小型化、高速化、智能化、高质量的方向发展，因此，对于材料提出了更高的要求：

1. 高流动

 

主要由于产品高度、宽度和壁厚变小，需要材料流动性改善的同时，需要保证强度和韧性，一些高流动牌号的尼龙材料流动性甚至需要接近LCP。

2. 适应高温制程

 

主板类产品逐步趋向高温制程，波峰焊制程逐步会被SMT制程替代，以提升生产效率。这一发展趋势将带动高温尼龙及LCP材料的需求增长。

3. 高频

 

高频传输连接器需要对材料介电性能进行改善。

4. 低碳

 

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

 

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原文始发于微信公众号（艾邦加工展）：手机、笔电等消费电子连接器对尼龙的需求