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电子产品对材料的要求知多少?818 USB Type-C、小米4和汽车新材料的那些事

Franklin Zhao?? 2015年05月28日 ?? 收藏0

生产USB Type-C连接器有多难?中小企业没有竞争力!

帝斯曼的材料性能已在音频插孔连接器、边框及耳机线等应用中获得验证。高性能聚酰胺工程塑料是其中的一大亮点,该材料已获得全球电子产品生产商的认可,而用于下一代USB Type-C连接器的生产。USB Type-C连接器的体积远远小于前几代产品,因此其外壳材料的性能尤为关键。

USB Type-C连接器塑料壁的厚度比上一代减少75%,金属端子变成24个。
USB Type-C连接器塑料壁的厚度比上一代减少75%,金属端子变成24个。

帝斯曼工程塑料业务部连接器全球营销经理谢建志介绍说,超薄创新是智能手机所面临的设计挑战——智能手机平均每年变薄12%。USB Type-C正在推动“超薄创新”的进一步发展。该连接器塑料壁的厚度比上一代减少75%,但速度更快、功能更强。

帝斯曼工程塑料业务部连接器全球营销经理谢建志
帝斯曼工程塑料业务部连接器全球营销经理谢建志

鉴于USB Type-C连接器非常的小,对其外壳材料的性能要求便非常严格。其中可靠性尤其重要,因此该行业在寻找一款将高韧性、高可靠性、高刚性和高流动性相完美结合的塑料。而帝斯曼的Stanyl和Stanyl ForTii将机械特性和精密成型特性完美结合。

USB Type-C内部结构及对材料的要求
USB Type-C内部结构及对材料的要求

USB Type-C将于2017年成为全球手机充电接口标准。它是支持正反插的第一代USB连接器,向后兼容许多USB设备。USB Type-C可支持高达100W(20V和5A)的供电,传输速率是当前USB3.0接口的两倍。

设备更薄意味着连接器插座和插头减小,部件所占空间也相应减少。USB Type-C插座壁厚是上一代壁厚的25%,而插头比之前更薄,仅有0.12mm厚。帝斯曼的Stanyl和Stanyl ForTii具有生产下一代USB Type-C所需的机械特性和环保特性。而且,厂商可以生产出OEM指定的颜色,实现美学设计自由度和产品独特性。

Stanyl和Stanyl ForTii具有生产USB Type-C所需的机械特性和环保特性。
Stanyl和Stanyl ForTii具有生产USB Type-C所需的机械特性和环保特性。

帝斯曼的Stanyl聚酰胺46和Stanyl ForTii聚酰胺4T两款高性能聚酰胺提供了卓越的绝缘性,并在韧性与硬度之间实现了完美平衡,并拥有极低的UL 94 V-0等级,因而大幅提升其加工性与生产效率,使制造商能够制造出更安全、更小巧的USB Type-C连接器。

会后,DSM全球电子产品营销总监Tamim P. Sidiki博士在接受本刊专访时告诉记者,现在采用USB Type-C的产品已经非常多元化,包括充电器、数据线和适配器等。对于DSM材料在USB Type-C上的应用,他表示:“我们做的是里面的塑料件,因为外壳不需要做到耐高温,而我们做的是耐高温、有附加价值的产品。这里面材料的用量不多,但是要求很高,包括韧性和强度的平衡、熔接性强度和流动性等。这里面塑料的厚度最薄只有0.1mm。我们从2003年和客户开始合作开发,发现市场上没有一种材料能够满足它的要求,因此我们特别为USB Type-C特别开发了这款材料(高流动性可以做得更薄而又不容易断裂)。”

同时,该材料在连接器中的成本只占5%或以下,因此客户并不在乎具体的价格是多少。而客户所关心的重点是,这个材料如何帮助他们提高可靠性、安全性和良率。因为USB Type-C连接器中有24 Pin,如果要返工,组装起来会非常复杂。同时,二三线的厂商很难制造该产品,因为它对模具精密度的要求和自动化程度的要求非常高;采用传统Micro USB的方法生产就不会有竞争力。

此外,电子产品对ESD和EMI要求更加严格。谢建志谈道,现在芯片发展到2Xnm甚至1Xnm工艺,因而对高压/静电非常敏感。基本上所有的IO口之后都有一个ESD保护器件。芯片供电电压从5V下降到3.3V、1.8V甚至1.2V。如果没有保护,人体静电很容易对芯片造成破坏。因此,绝缘/防高压静电设计非常重要。同时,现在的电子产品包含有很多射频器件。塑胶件也可以用来做涂层,进行EMI保护。

USB Type-C的充电功率更大,电压从5V上升到甚至20V。IO口除了ESD保护以外,还存在包括各种液体、手汗和灰尘等的污染,而有可能导致手机在充电的时候发生短路现象。在USB Type-C的充电功率更大、金属端子间距更小的情况下,起火的风险就更高。因此,塑胶的绝缘性能就会起到很大影响。LCB材料CTI(相对漏电起痕指数)值较低,在表面被污染时,塑胶表面容易发生碳化,在充电时起火的风险就比较高。无卤阻燃的高温尼龙材料,如DSM的PA46和PA4T,CTI值达到400V甚至600V电压,因而可以很好地避免起火风险。

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第3页:小米4金属边框设计非一朝一夕

第4页:汽车节能减排和材料耐高温有何关系?

第5页:与奥升德就PA66达成联盟

第6页:与新和成组建合资公司生产PPS


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高性能材料? USB Type-C? 小米? 连接器?

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