PA6T E430NH T5-GR三井化学


arlen™为日本三井化学公司(mitsuichemicals,inc)所开发出的一种耐热性尼龙6t。 其电子零件用pa6t为一种基于对苯二甲酸,己二酸及己二胺的改质尼龙6t,其熔点高达310℃。 pa6t的主要特性为优异的高温刚性,尺寸安定性以及耐化学品性。 优异的特性使pa6t在许多领域包括汽车零件,机械零件以及电气/电子零件上有广泛的应用。
pa6t的主要特性
当然,不同的零件常有不同的需求以及规格,所用材料的需求有所差异。 针对各种不同的需求,三井化学公司配制了各种不同等级的pa6t。 整体来说,pa6t的主要特性如下:
1. 优异的耐焊接性
pa6t具有很高的熔点(310℃),其热变形温度也很高(约290℃),因此可显现优异的耐焊接性(reflow solderability)。优异的耐焊接性使pa6t特别适用于表面黏着技术(smt)用电子连接器。
2.优良的高温刚性
pa6t在高温下仍可维持相当高的模数,譬如说在120℃时的模量为23℃时模量的55%。也就是说pa6t在广泛温度范围间可维持稳定而且优良的刚性。
3.优良的耐化学品性
4. 吸水率低
对于尼龙树脂而言,pa6t的吸水率相当低,仅为尼龙66的1/4至1/3。因此,pa6t因吸水所造成的物性变化相对较小。
5.优良的尺寸稳定性
pa6t的吸水率相当低,因吸水而造成的尺寸变化相当小。 pa6t的热膨胀系数相当稳定,在高温范围中仍然维持在相当低的水准,因此,对温度变化的尺寸稳定性良好。 此外,pa6t因成型过程所造成翘曲很小。也就是说pa6t具有优良的尺寸稳定性。
6. 优良的流动性
pa6t具有良好的熔融流动性,很容易以射出成型来加工。 此外,pa6t还具有优良的薄壁成型性,使其适于小零件的加工成型。
7. 成型时不易起毛边
pa6t也拥有尼龙所固有的一个特性,在射出成型时不易起毛边。
pa6t的等级与性质
不同的电子零件常有不同的需求以及规格,因此,所用的材料的特性需求有所差异针对各种不同的需求,三井化学公司配制了各种不同等级的pa6t。 一些电子零件用pa6t的等级与性质如表1所示。而其主要特性与应用如表2所示。
**在料筒温度为320℃,射压为100 mpa,模温为130℃下于0.5 mm厚试片模所测得。 **在料筒温度为320℃,射压为100 mpa,模温为130℃下于0.5 mm厚试片模所测得。
表1 pa6t的一些性质
表1(续).pa6t的一些性质
表2. pa6t的主要特性与应用表
pa6t的耐热性
不同等级的pa6t的热变形温度(hdt)如表1所示。 高熔点(310℃)使玻璃纤维增强的pa6t具有很高的hdt,有些等级的hdt高达300℃。也就是说pa6t具有优异的耐热性。
利用jard,inc.所制造的mj-r4000型红外线焊接性(irreflow solderability)测试机评估pa6t的耐焊接性。 在红外线焊接时是以红外线灯管加热线路板,smt零件所受的温度常与设定温度有所不同,在某设定温度下,设定时间为20秒钟时,以热偶测量mj-r4000型红外线焊接性测试机中零件实际所承受的温度轮廓如图1所示。 很明显的可看出零件实际所承受的温度高于设定温度。
图1. 红外线焊接性测试时的温度轮廓图
将pa6t c240n,线型pps以及耐燃级尼龙46以射出成型法制成80脚的连接器,其尺寸如图2所示。然后在不同的红外线焊接条件下评估连接器的耐焊接性,结果如表3所示。 以外观来看,pa6t c240n的耐焊接性略优于线型pps,而明显优于耐燃级尼龙46。如果考虑在焊接时连接器长度的尺寸变化,pa6tc240n的耐焊接性明显优于线型pps以及耐燃级尼龙46。 由表3也可看出pa6t c240n在高温时的尺寸稳定性优于线型pps以及耐燃级尼龙46。 对于高精度的smt零件,高温尺寸稳定性是相当重要的关键特性,pa6t 在这方面就相当有利了。
图2. 测试用80脚连接器的尺寸图
表3. pa6t c240n,线型pps以及耐燃级尼龙46制连接器的耐焊接性比较表
注:1.连接器在60℃,90%相对湿度下处理4小时以调整含水量
                     2. 外观○:外观上没有变化起泡   a:表面起泡熔化   x:表面熔化
pa6t的机械性质
不同等级的pa6t的机械性质略有所差异。如果需要较高刚性或者强度的材料,可选用玻璃纤维含量较高的等级如c240n。 如果需要韧性较好的材料,可选增韧级如ch230n。但必须注意的是增韧级pa6t在刚性及强度上有所牺牲。 整体来说,pa6t具有优良的机械性质,如表1所示
pa6t的一个相当重要特性为在高温下仍可维持相当不错的机械性质pa6t c240n,玻璃纤维补强的pps及尼龙46的曲折模数对温度曲线如图3所示。 很明显的可看出,pa6t在高温下的弯曲模量高于pps及尼龙46。也就是说pa6t在高温下仍可维持很高的刚性,也因此具有优良的高温尺寸稳定性。
图3.温度对c240n,pps及尼龙46的弯曲模量的影响
图4. 连接器的压缩应变测试
不同材料的压缩应变测试结果如表4所示。连接器所能承受的最大压缩应变会受到接脚形状,接脚宽度以及压入速率的影响,在此的压缩应变测试可作为连接器设计的参考。由表4可看出线型pps所能承受的最大压缩应变较高,但交联型pps较低,pa6t约略与尼龙46相当。 增韧级的ch230n因韧性较高而所能承受的最大压缩应变较c240n为高。一般在设计时,pa6t连接器所能承受的最大压缩应变可视为15%。
表4. pa6t,pps及尼龙46制连接器的压缩应变测试结果
○:没有改变 △:塑胶白化 ×:破裂
对于复杂而微细的高接脚密度连接器,成型时的熔接线(weld line)有时是难以避免的。此时,材料的熔接强度对连接器设计就成为重要的特性。 以两端开有闸口(gate)所得0.8×7×65mm的射出成型试片测其曲折强度可比较熔接强度(如图5所示)。一些材料的熔接强度结果如表5所示。 c240n的熔接强度约为100mpa,其熔接强度对原有强度的比值(熔合后的强度保持率)达43%。一般而言,pa6t与线型pps及尼龙46一样都具有优良的熔接强度,而远优于lcp。 也就是说在连接器设计时,pa6t已具有足够的熔接强度。
图5.熔接强度测试示意图
表5. pa6t c240n,尼龙46,线型pps以及lcp的熔接强度比较
pa6t的耐化学品性                 
pa6t对大部份的化学品与各种溶剂,油及汽油等都具有优良的耐受性。必须注意的是大部份的尼龙会吸收水份而影响其性质。在尼龙树脂中,pa6t的吸水率可说是相当低的一种,因此吸湿后所造成的物性变化并不太大,如表1所示。
图6. ch230n,尼龙66以及尼龙46在23℃与65%相对湿度下的吸湿情形图
图7. ch230n,尼龙66以及尼龙46在23℃与65%相对湿度下的尺寸变化情形
图6与图7分别比较pa6t,尼龙66以及尼龙46所制的试片(30×50×0.6mm)在23℃与65%相对湿度下的吸湿情形与吸湿后的尺寸变化情形。 很明显的可看出pa6t的吸湿率相当低,仅为尼龙66以及尼龙46的1/4至1/3,因此,pa6t因吸湿而造成的尺寸变化相当小。也就是说pa6t在这方面的尺寸稳定性优于尼龙66以及尼龙46。
pa6t的燃烧性
pa6t具有良好的耐燃性。一般级pa6t的燃烧性可通过ul94 hb级,而耐燃级pa6t的燃烧性可通过ul94 v-0级,如表1所示。
pa6t的应用
pa6t具有优异的耐温性,优良的机械性质及优良的耐化学性。在尼龙中,pa6t的吸水率亦属低者。 如此使得pa6t在高温下具有优良的尺寸稳定性。 pa6t再加工后不易翘曲,在高温下也不易变形,所以尺寸稳定性优良。 pa6t的加工性亦属优良,在精密零件的射出成型时不易产生毛边。pa6t本身的耐燃性并非顶级,但添加适量的耐燃剂后,pa6t就可达到ul94 v-0级。 这些均衡而优良的特性,如表8所示,使得pa6t可广泛地应用电器/电子零件,尤其是smt零件。
表8.pa6t与其他smt零件用树脂的比较表
不同的电子零件常有不同的需求以及规格,所用的pa6t等级也有所不同。以接间隙(pitch)以及连接器长度的观点来看,一些主要的电子pa6t的应用分布情形如图11所示。
图11.pa6t的应用市场分布图
pa6t的典型应用例子包括线圈轴(coil bobbins),连接器,各种电气盒,smt零件、simm、dimm、rimm、minipci、pcmica
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