CN101506311B

CN101506311B - 非对称电子部件

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Publication number: CN101506311B
Application number: CN2007800315368A
Authority: CN
Inventors: 深津博树; 粥川圣士; 大芝浩一; 西川雷太
Original assignee: Polyplastics Co Ltd
Current assignee: Polyplastics Co Ltd
Priority date: 2006-08-24
Filing date: 2007-08-23
Publication date: 2011-12-28
Anticipated expiration: 2027-08-23
Also published as: JP5385609B2; CN101506311A; TW200819498A; WO2008023839A1; US7980897B2; JPWO2008023839A1; TWI472574B; US20090197471A1

Abstract

本发明提供一种材料，它能够成型为机械性能良好、翘曲变形小并且耐热性、流动性等所有性能均优异的、甚至包括非对称电子部件在内的成型品。更具体地说，涉及一种非对称电子部件，其由液晶性聚合物组合物成型而获得，且相对于成型品的XY轴面、YZ轴面和XZ轴面的任何一个轴面都不具有对称性，所述液晶性聚合物组合物通过配合(A)平均纤维直径为5～30μm、除纤维长度10μm以下的物质以外的重均纤维长度为250～350μm且纤维长度700μm以上的物质的比例为5重量％以内的纤维状填充剂和(B)平均粒径为0.5～200μm的板状填充剂而形成，组合物中的成分(A)、(B)的总填充量为40～60重量％，成分(A)的重量百分率为10～20重量％，成分(B)的重量百分率为30～40重量％。

Description

非对称电子部件

技术领域

本发明涉及存储模块用连接器、存储卡插槽等非对称电子部件。

背景技术

作为即使在热塑性树脂中也是尺寸精度、减震性、流动性优异，成型时毛刺(burr)产生极少，而且气体产生少的材料，一直有液晶性聚合物。以往，有效利用这种特征，液晶性聚合物被大量用作各种电子部件的材料。

尤其，随着近年来电子产品的高性能化，也有连接器的高耐热化(通过安装技术提高生产率)、高密度化(多芯化)、小型化这样的时代要求，有效利用上述液晶性聚合物的特征，并采用用玻璃纤维强化的液晶性聚合物组合物作为连接器材料(日本特开平9-204951号公报)。

然而，近年来，连接器进一步朝着轻薄短小化发展，由于由成型品壁厚不足所导致的刚性不足、由金属端子的插入产生的内部应力，产生如下问题：在成型后以及在回流加热中发生翘曲变形，与基板的焊接不良。也就是说，在以往的仅仅用玻璃纤维进行强化的话，所存在的问题是，为了提高刚性而增加玻璃纤维的添加量时，在壁薄的部分没有填充树脂，或者成型时的压力使得插入端子发生变形。

为了解决所述翘曲变形的问题，研究了成型方法，另外从材料方面，提出了配合特定的板状填充剂(日本特开平10-219085号公报以及日本特开2001-106923号公报)。

也就是说，在市场上大量存在的普通的连接器(电子部件)，在成型时，通过设计诸如保持对称性的浇口位置，能够控制产品的尺寸精度、翘曲，尤其通过使用以往提出的低翘曲材料，能够获得翘曲变形少的产品。

然而，随着近年来电子部件形状的复杂化，正在寻求提供相对于成型品的XY轴面、YZ轴面、XZ轴面的任何一个轴面都没有对称性的非对称电子部件。所述非对称电子部件的代表性实例是具有DDR-DIMM连接器等锁紧结构(两端具有固定用的爪)的存储模块用连接器。尤其，在用于笔记本电脑的存储模块用连接器中，由于具有用于安装的锁紧结构，而且具有用于位置对准的缺口，因此形状变得非常复杂。

这种非对称电子部件与相对于成型品的XY轴面、YZ轴面、XZ轴面的任何一个轴面具有对称性的普通的连接器(对称电子部件)不同，不具有对称性，因此从成型方法的方面来看，翘曲变形改善存在限制。另外，在具有复杂形状的非对称电子部件的情况下，存在如下问题：成型品内的树脂、填充剂取向变得复杂，还需要更高的流动性，抑制翘曲变形变得更加困难，用以往提出的低翘曲材料不能获得令人满意的产品。

发明内容

本发明的目的是解决上述现有技术的问题，提供一种即使是非对称电子部件也能够成型为机械性能良好、翘曲变形小并且耐热性、流动性等所有性能均优异的成型品的材料。

本发明人等为了实现上述目的，提供性能平衡优异并且适于成型非对称电子部件的材料，进行了深入探索和研究，结果发现，通过以特定比例将具有特定长度并且不具有一定长度以上的玻璃纤维和特定板状填充材料配合到液晶性聚合物中，可以获得翘曲变形、耐热性等所有性能均优异的非对称电子部件，从而完成了本发明。

也就是说，本发明是一种非对称电子部件，其由液晶性聚合物组合物成型而获得，成型品的XY轴面、YZ轴面和XZ轴面的任何一个轴面都不具有对称性，其中所述液晶性聚合物组合物通过配合(A)平均纤维直径为5～30μm、除纤维长度10μm以下的物质以外的重均纤维长度为250～350μm且纤维长度700μm以上的物质的比例为5重量％以内的纤维状填充剂和(B)平均粒径为0.5～200μm的板状填充剂而形成，组合物中的成分(A)、(B)的总填充量为40～60重量％，成分(A)的重量百分率为10～20重量％，成分(B)的重量百分率为30～40重量％。

附图说明

图1是示出了实施例中的连接器评价中使用的DDR-DIMM连接器的图。图中的符号A表示锁紧结构部的强度测定部位，B表示浇口位置。

图2是实施例1～6和比较例1～9中使用的挤出机的螺杆示意图。图中的符号1表示主给料口：C1，2表示增塑部：C4，3表示侧给料口：C5，4表示混炼部：C6～C8，5表示模头，6表示螺杆，7表示真空通气口。

具体实施方式

以下详细说明本发明。本发明中使用的液晶性聚合物是指，具有能够形成光学各向异性熔融相的性质的熔融加工性聚合物。各向异性熔融相的性质可以通过利用正交偏振器的常用偏振光检查法来确认。更具体地说，通过使用Leitz偏光显微镜，在氮气氛围下以40倍的倍率观察置于Leitz热台(hot-stage)上的熔融样品来实施各向异性熔融相的确认。可以适用于本发明的液晶性聚合物在正交偏振器之间检查时，即使在熔融静止状态下，偏振光也照常透过，显示了光学各向异性。

对前述液晶性聚合物没有特定限制，但优选是芳香族聚酯或者芳香族聚酯酰胺，在同一分子链内部分地含有芳香族聚酯或芳香族聚酯酰胺的聚酯也在该范围内。这些在60℃下以0.1重量％的浓度溶解于五氟苯酚中时，优选使用具有至少约2.0dl/g，更优选2.0～10.0dl/g的对数粘度(I.V.)的液晶性聚合物。

作为可适用于本发明液晶性聚合物(A)的芳香族聚酯或者芳香族聚酯酰胺，特别优选是具有选自芳香族羟基羧酸、芳香族羟基胺、芳香族二胺中的至少一种以上的化合物作为构成成分的芳香族聚酯、芳香族聚酯酰胺。

更具体地可以列举出：

(1)主要包括一种或两种以上芳香族羟基羧酸及其衍生物的聚酯；

(2)主要包括(a)一种或两种以上芳香族羟基羧酸及其衍生物、(b)一种或两种以上芳香族二羧酸、脂环族二羧酸及其衍生物、以及(c)至少一种或两种以上芳香族二醇、脂环族二醇、脂肪族二醇及其衍生物的聚酯；

(3)主要包括(a)一种或两种以上芳香族羟基羧酸及其衍生物、(b)一种或两种以上芳香族羟基胺、芳香族二胺及其衍生物、以及(c)一种或两种以上芳香族二羧酸、脂环族二羧酸及其衍生物的聚酯酰胺；

(4)主要包括(a)一种或两种以上芳香族羟基羧酸及其衍生物、(b)一种或两种以上芳香族羟基胺、芳香族二胺及其衍生物、(c)一种或两种以上芳香族二羧酸、脂环族二羧酸及其衍生物、以及(d)至少一种或两种以上芳香族二醇、脂环族二醇、脂肪族二醇及其衍生物的聚酯酰胺。此外，根据需要，可以在上述构成成分中并用分子量调节剂。

作为构成可适用于本发明所述液晶性聚合物的具体化合物的优选实例，可以列举对羟基苯甲酸、6-羟基-2-萘甲酸等芳香族羟基羧酸，2，6-二羟基萘、1，4-二羟基萘、4，4’-二羟基联苯、氢醌、间苯二酚、用下述通式(I)和通式(II)表示的化合物等芳香族二醇；对苯二甲酸、间苯二甲酸、4，4’-二苯基二羧酸、2，6-萘二甲酸以及下述通式(III)表示的化合物等芳香族二羧酸；对氨基苯酚、对苯二胺等芳香族胺类。

(其中，X是选自亚烷基(C₁～C₄)、亚烷基、-O-、-SO-、-SO₂-、-S-、-CO-中的基团，Y是选自-(CH₂)_n-(n＝1～4)、-O(CH₂)_nO-(n＝1～4)中的基团)

作为适用于本发明的特别优选的液晶性聚合物，是以对羟基苯甲酸、6-羟基-2-萘甲酸为主要构成单元成分的芳香族聚酯。

为了实现属于本发明目的的低翘曲性、耐热性、流动性等，需要分别含有相对于液晶性聚合物的特定量的特定纤维状填充剂和特定板状填充剂。

本发明中所使用的(A)纤维状填充剂具有5～30μm的平均纤维直径，除纤维长度为10μm以下的物质以外的重均纤维长度为250～350μm，而且纤维长度为700μm以上的物质的比例为5重量％以内。

(A)纤维状填充剂的平均纤维直径低于5μm的物质本身难以制备。在平均纤维直径超过30μm时，在重均纤维长度为250～350μm的情况下，不能获得充分的长径比，强度、耐热性降低。另外，具有难以折损、难以控制平均纤维长度等不利情况。从强度(尤其锁紧结构部的强度)等观点来看，平均纤维直径优选为5～9μm。

在(A)纤维状填充剂的重均纤维长度小于250μm时，补强效果小，即使增加配合量，也不能获得所需的效果。另外，在(A)纤维状填充剂的重均纤维长度超过350μm时，即使减少配合量，流动性也会恶化，不能获得翘曲变形少的成型品。

另外，即使重均纤维长度在250～350μm的范围内，而且纤维长度700μm以上的物质的比例超过5重量％时，同样流动性恶化，不能获得翘曲变形少的成型品。

另外，本发明中所述的(A)纤维状填充剂的重均纤维长度是成型品中的值，可以通过后述方法测定。

另一方面，本发明中使用的成分(B)是平均粒径为0.5～200μm的板状填充剂。平均粒径在上述范围以外，则低翘曲性的改善效果很小。

在本发明中使用的液晶性聚合物组合物中，为了获得本发明所期望的目的，成分(A)、(B)的配合比例是重要的。必要的是，组合物中的成分(A)、(B)的总填充量为40～60重量％，成分(A)的重量百分率为10～20重量％，成分(B)的重量百分率为30～40重量％。

在(A)纤维状填充剂的含量高于20重量％时，挤出性和成型性，尤其流动性恶化，另外回流时的变形增大。另一方面，在该含量低于10重量％时，机械强度降低。

另外，虽然(B)板状填充剂对于改善低翘曲性是有作用的，但在含量超过40重量％时，挤出性、成型性恶化且材料变脆。另一方面，含量少于30重量％时，低翘曲性的改善效果很小。

另外，组合物中的成分(A)、(B)的总填充量为40～60重量％。总填充量低于40重量％时，无论将成分(A)、(B)怎样组合，低翘曲性、机械强度、流动性的任何一种都恶化。另外，总填充量超过60重量％时，流动性等恶化。

作为本发明中使用的(A)纤维状填充剂，可以列举玻璃纤维、碳纤维、晶须、无机系纤维、矿石系纤维等，优选玻璃纤维。

另外，本发明中使用的(B)板状填充剂的具体实例包括滑石，云母，高岭土，粘土，石墨，蛭石、硅酸钙、硅酸铝、长石粉、酸性白土、滑石粘土、绢云母、硅线石、膨润土、玻璃片、板岩粉、硅烷等硅酸盐，碳酸钙、白垩、碳酸钡、碳酸镁、白云石等碳酸盐，重晶石粉、沉降性硫酸钙、熟石膏、硫酸钡等硫酸盐，水和氧化铝等的氢氧化物，氧化铝、氧化锑、氧化镁、二氧化钛、锌白、硅石、硅砂、石英、白炭黑、硅藻土等氧化物，二硫化钼等硫化物，板状的硅灰石，金属粉粒体等材质。

其中，从性能来看，优选滑石、云母、高岭土、石墨，玻璃片，特别优选滑石。

本发明中所使用的纤维状填充剂、板状填充剂可以原样使用，但可以并用常用的公知表面处理剂、集束剂。

另外，在不损害本发明目的的范围内，可以在本发明的液晶性聚合物组合物中添加成核剂、炭黑、无机煅烧颜料等颜料、抗氧化剂、稳定剂、增塑剂、润滑剂、脱模剂和阻燃剂等添加剂。

本发明中所述的非对称电子部件是指相对于成型品的XY轴面、YZ轴面和XZ轴面的任何一个轴面都没有对称性的电子部件。

如上所述，在市场上大量存在的普通的连接器(电子部件)，是相对于XY轴面、YZ轴面和XZ轴面的任何一个轴面具有对称性的连接器，在成型时，通过设计保持对称性的浇口位置，能够控制产品的尺寸精度、翘曲。

相反，本发明的非对称电子部件由于形状复杂化，通过成型方法来降低翘曲是困难的。

本发明中使用的液晶性聚合物组合物可以采用任何制备方法来制备，只要成为本发明所规定的填充剂的形状，但通常利用挤出机进行熔融混炼，使用挤出成颗粒状的方法，为了将纤维状填充剂制成规定的范围，有时混炼的次数为两次以上。

这种非对称电子部件的代表性实例包括某些类型的连接器、插槽。

作为连接器，可以列举DIMM连接器，DDR-DIMM连接器，DDR2-DIMM连接器，DDR-SO-DIMM连接器，DDR2-SO-DIMM连接器，DDR-Micro-DIMM连接器，DDR2-Micro-DIMM连接器等存储模块用连接器。

在DDR-DIMM连接器、DDR2-DIMM连接器中，尤其是笔记本电脑用途的存储模块用连接器，特别优选成型为间距(pitch)为1.0mm以下、产品全长为60.0mm以上、产品高度为6.0mm以下、极数为100极以上的壁薄且形状复杂的连接器。

这种存储模块用连接器供于用于在230～280℃峰温度下表面安装的IR回流工序，要求在进行IR回流工序之前的平面度为0.1mm以下，且回流前后的平面度差为0.02mm以下，根据本发明，可以满足这种要求。

另外，插槽的实例包括插件总线(card bus)、CF卡、记忆棒(memory stick)、PC卡、SD卡、SDMo、智能卡、SM(smart media)卡、micro SD卡、mini SD卡、xD图像卡、TransFlash等存储卡插槽，尤其适合于具有轨道结构、产品高度为6.0mm以下的存储卡插槽。

实施例

以下通过实施例来具体地说明本发明，但本发明不受这些实施例的限制。另外，实施例中的性能的测定和试验采用以下方法进行。

(1)重均纤维长度、长度700μm以上的纤维状填充剂的比例

将5g树脂组合物颗粒在600℃下加热2小时灰化。将灰化残渣充分分散于5％聚乙二醇水溶液中，然后用滴管转移到培养皿内，用显微镜观察纤维状填充剂。同时，使用图像分析装置((株)ニレコ制造的LUZEX FS)测定纤维状填充剂的重均长度。另外，在图像分析时，将相互重叠的纤维分离成各个纤维，使用子程序求得各自长度。其中，将10μm以下的纤维状填充剂排除在外进行测定。另外，由测定数据计算长度700μm以上的纤维状填充剂的比例。

(2)载荷挠曲温度

在下述成型条件下成型载荷挠曲温度试验片，根据ISO75-1、2测定载荷挠曲温度。

[成型条件]

成型机：JS W J75SSII-A

机筒温度：

350-350-340-330℃(使用液晶性聚酯1、3、5时)

370-370-360-350℃(使用液晶性聚酯2、4时)

模具温度：80℃

喷射速度：1.3m/sec

保持压力：55.0MPa

喷射保压时间：5sec

冷却时间：10sec

螺杆转速：100rpm

螺杆背压：3.5MPa

(3)DDR-DIMM连接器评价

在图1所示类型的DDR-DIMM连接器(高度：4.0mm，间距：0.6mm，针脚(pin)数：100×2，浇口：隧道式浇口，浇口尺寸：φ0.75mm，取1个)中，按照下述成型条件成型DDR-DIMM连接器，对连接器最小填充压力、翘曲评价进行评价。

·连接器最小填充压力

在成型DDR-DIMM连接器时所得到的树脂填充时的压力中，测定得到良好成型品所需的最小填充的填充压力。

·翘曲评价

通过用非接触型尺寸测定器(Mitutoyo Corporation制造的QUICK VISION PRO)在刚成型后以及按照以下条件的回流处理后对所成型的成型品的平面度进行测定。

(回流条件)

回流处理装置：Japan Pulse Laboratories，Inc.制造的大型桌面型回流焊接装置RF-300(使用远红外线加热器)

样品输送速度：140mm/sec

回流炉通过时间：5min

温度条件：预热区150℃、回流区190℃、峰温度251℃

·锁紧结构部的强度

通过用万能试验机(ORIENTEC Co.，LTD制造的TENSILONUTA-50KN)在3mm/min压缩速度下测定图1所示的DDR-DIMM连接器的锁紧结构部(测定位置：如图1所示)来计算破坏时的应力。

[成型条件]

成型机：FANUC ROBOSHOT S-2000i 30A(喷嘴直径：φ1.5)

机筒温度：

350-350-340-330℃(使用液晶性聚酯1、3时)

370-370-360-350℃(使用液晶性聚酯2、4时)

模具温度：80℃

喷射速度：200mm/sec

保持压力：50MPa

循环：喷射保压1sec+冷却5sec

螺杆转速：120rpm

螺杆背压：2.0MPa

实施例1～5和比较例1～9

以表1所示的比例将表1所示各种填充剂与液晶性聚酯干混，然后用挤出机熔融混炼，进行颗粒化。通过注塑成型机由该颗粒制备上述试验片，进行评价，获得了表1所示的结果。

所使用的液晶性聚酯、各种填充剂和挤出条件等如下所述。

(1)使用原料

(a)液晶性聚酯

·液晶性聚酯1(LCP：宝理塑料株式会社制造的VECTRA E950i)

·液晶性聚酯2(LCP：宝理塑料株式会社制造的VECTRA S950)

·液晶性聚酯3(LCP：宝理塑料株式会社制造的VECTRA E140i(含有40重量％的下述玻璃纤维1))

·液晶性聚酯4(LCP：宝理塑料株式会社制造的VECTRA S135(含有35重量％的下述玻璃纤维1))

(b)填充剂

·玻璃纤维1

Asahi Fiber Glass Co.Ltd.制造的CS03J416(纤维直径10μm，长度3mm的短切纤维)

·玻璃纤维2

日东纺(株)制造的PF70E001(纤维直径10μm，重量平均长度70μm的研磨纤维(Milled Fiber))

·滑石

松村产业(株)制造的Crown talc PP(平均粒径10μm)

(2)挤出机

日本制钢所(株)制造的双螺杆挤出机TEXα(螺杆直径33mm，L/D＝38.5)

图2示出了挤出机的螺杆示意图。

·构成

主给料口1：C1

增塑部2：C4(构成：从上游侧起，正向捏合、反向捏合，长度132mm)

侧给料口3：C5

混炼部4：C6～C8(构成：从上游侧起，正向捏合、正交捏合、反向捏合、逆刮板、正向捏合、反向捏合、逆刮板，长度363mm)

·主给料口的给料机

日本制钢所(株)制造的重量式单螺杆式给料机(型号STF-25)

·侧给料口的给料机

玻璃纤维用

日本制钢所(株)制造的重量式单螺杆式给料机(型号STF-25)

滑石用

重量式双螺杆式给料机(K-Tron)

(3)挤出条件

机筒温度：

实施例1～3和比较例1～4、7～9中，仅有设置在主给料口1上的机筒C1为200℃，其它机筒温度全部是350℃。实施例4～5中，仅有设置在主给料口1上的机筒C1为200℃，其它机筒温度全部是370℃。另外，在比较例5和6中，仅仅混炼部(C6～C8)温度设定为330℃和310℃。

(4)树脂组合物的混炼和挤出方法

使用上述双螺杆挤出机，从主给料口1供给液晶性聚酯的颗粒，从侧给料口3供给填充剂。

如表1所示设定螺杆转速和挤出量，用TANAKA WORKS制造的网眼输送带运送以绞合状从模头5喷出的熔融树脂组合物，并通过喷雾水冷却，然后切割获得颗粒。

实施例6

首先使得液晶性聚酯1中的下述玻璃纤维3的含量为40重量％，用与实施例1同样的挤出条件制备液晶性聚酯5。然后，除了用液晶性聚酯5代替液晶性聚酯3以外，与实施例3同样地进行颗粒化，通过注塑成型机由该颗粒制作上述试验片，进行评价。结果在表1中示出。

·玻璃纤维3

日本电气硝子(株)制造的ECS04T-790DE(平均纤维直径6μm，长度3mm的短切纤维)

另外，测定实施例1～3、实施例6的试验片的锁紧结构部的强度。结果在表2中示出。

表2

Claims

1.一种非对称电子部件，其由液晶性聚合物组合物成型而获得，且相对于成型品的XY轴面、YZ轴面和XZ轴面的任何一个轴面都不具有对称性，其中所述液晶性聚合物组合物通过配合(A)平均纤维直径为5～30μm、除纤维长度10μm以下的物质以外的重均纤维长度为250～350μm且纤维长度700μm以上的物质的比例为5重量％以内的纤维状填充剂和(B)平均粒径为0.5～200μm的板状填充剂而形成，组合物中的成分(A)、(B)的总填充量为40～60重量％，成分(A)的重量百分率为10～20重量％，成分(B)的重量百分率为30～40重量％，

所述纤维状填充剂为玻璃纤维，

所述板状填充剂选自滑石、云母、高岭土、石墨、玻璃片。

2.根据权利要求1所述的非对称电子部件，其中(A)纤维状填充剂的平均纤维直径为5～9μm。

3.根据权利要求1或2所述的非对称电子部件，所述非对称电子部件是连接器或插槽。

4.根据权利要求1所述的非对称电子部件，所述非对称电子部件是间距为1.0mm以下、产品全长为60.0mm以上、产品高度为6.0mm以下、极数为100极以上的存储模块用连接器。

5.根据权利要求1所述的非对称电子部件，所述非对称电子部件是具有轨道结构、且产品高度为6.0mm以下的存储卡插槽。