CN1934756A - 平面状连接器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及晶格部的孔距间隔为2mm以下、晶格部的厚度为0.5mm以下的非常薄的平面状连接器，提供成型性、平面度、弯曲变形、耐热性等性能均优异的平面状连接器。在(A)液晶性聚合物中混合(B)纤维状填充剂的(C)复合树脂组合物中，使用将混合的(B)纤维状填充剂的混合量与重均长度的关系控制在特定范围的组合物，成型得到外框内部具有晶格结构的平面状连接器。

Description

平面状连接器
技术领域
本发明涉及CPU插座等外框内部具有晶格结构的平面状连接器。
背景技术
液晶性聚合物即使在热塑性树脂中也具有优异的尺寸精度、制振性和流动性，被认知为成型时很少形成毛刺的材料。一直以来，有效地利用这些特性，液晶性聚合物被广泛用作各种电子部品的材料。
特别是近年来随着电子机器的高性能化，时代也要求连接器的高耐热化(实装技术引起的生产性提高)、高密度化(多芯化)和小型化，有效地利用上述液晶性聚合物的特性，将由玻璃纤维强化的液晶性聚合物组合物用作连接器((全调查工程塑料’92～’93)，182～194页，1992年发行，JP-A9-204951，JP-A6-240115)。就CPU插座所代表的外框内部具有晶格结构的平面状连接器而言，上述高耐热化、高密度化和小型化的倾向显著，由玻璃纤维强化的液晶性聚合物组合物被广泛采用。
但是，即使具有一定程度流动性的优异的玻璃纤维强化液晶性聚合物组合物，用作近年来要求的晶格部孔距间隔为2mm以下，保持末端的晶格部树脂部分的厚度为0.5mm以下的非常薄的平面状连接器，其性能也不充分。即，所述晶格部非常薄的平面状连接器，若向其晶格部填充树脂，则因流动性不充分，导致充填压增高，结果存在得到的平面状连接器的弯曲变形量增多的问题。
为了解决这种问题，考虑使用减少玻璃纤维添加量的流动性良好的液晶性聚合物组合物，但所述组合物强度不足，实装时发生回流焊接引起变形的问题。
因此，目前的现状是还未能得到性能平衡的优异的液晶性聚合物制成的平面状连接器。
发明内容
如上所述，对具有晶格结构的平面状连接器所用的液晶性聚合物组合物，进行了各种研究，特别是晶格部的孔距间隔为2mm以下，晶格部的厚度为0.5mm以下的非常薄的平面状连接器，不存在其成型性、平面度、弯曲变形、耐热性等性能均优异的材料。
本发明人等鉴于上述问题，为了提供性能平衡的优异的液晶性聚合物制成的平面状连接器，进行了艰苦的探索和研究，结果发现：在纤维强化液晶性聚合物组合物中，混合的纤维状填充剂的重均长度与混合量之间有一定的关系时，可以得到成型性优良、平面度、弯曲变形、耐热性等性能均优异的平面状连接器，从而完成了本发明。
即，本发明提供一种外框内部具有晶格结构的平面状连接器，该平面状连接器由在(A)液晶性聚合物中混合(B)纤维状填充剂的(C)复合树脂组合物形成，但混合的(B)纤维状填充剂的混合量与重均长度之间的关系，满足以下范围(D)，
[范围(D)]
X轴为(B)纤维状填充剂的混合量((C)复合树脂组合物中的％重量)、Y轴为(B)纤维状填充剂的重均长度(μm)，包含在以下(1)～(5)的函数范围：
(1)X＝36
(2)X＝53
(3)Y＝160
(4)Y＝360
(5)Y＝(18222/X)-84.44。
本发明还提供上述(C)复合树脂组合物在外框内部具有晶格结构的平面状连接器中的应用。
附图简述
[图1]是表示本发明规定的复合树脂组合物中纤维状填充剂的混合量与重均长度之间的关系范围图。
[图2]是表示实施例中成型的平面状连接器的图，(a)表示平面图、(b)表示右视图、(c)表示正视图、(d)表示A部的详细图、(e)表示B部的详细图。应说明的是，图中的数值单位为mm。
[图3]是表示实施例中使用的挤出机螺杆的概略图。
说明图中的符号
1---树脂积存
2---孔距间隔
3---晶格部的厚度
11---主进料口
12---增塑部
13---侧进料口
14---混炼部
15---通气口
16---模头
17---减压装置
发明的详细说明
下面，详细说明本发明。本发明中使用的液晶性聚合物(A)是指具有可形成光学各向异性熔融相性质的熔融加工性聚合物。各向异性熔融相的性质，可通过利用直交偏光子的惯用偏光检查法进行确认。更具体而言，各向异性熔融相的确认可通过下述方法实施：使用Leitz偏光显微镜，在氮气氛下，将熔融试料放在Leitz热皿台上，用40倍的倍率进行观察。适用于本发明的液晶性聚合物在直交偏光子间检查时，即使是熔融静止状态，偏光也照常通过，显示光学上的各向异性。
对如上所述的液晶性聚合物(A)没有特别限定，但优选为芳族聚酯或芳族聚酯酰胺，在同一分子链中部分含有芳族聚酯或芳族聚酯酰胺的聚酯也在其范围内。这些液晶性聚合物在60℃下，以浓度为0.1％重量溶解于五氟苯酚时，优选使用具有对数黏度(I.V.)至少为约2.0dl/g，更优选为2.0～10.0dl/g的物质。
作为适用于本发明的液晶性聚合物(A)的芳族聚酯或芳族聚酯酰胺，特别优选具有至少1种以上选自芳族羟基羧酸、芳族羟基胺、芳族二元胺的化合物作为构成成分的芳族聚酯、芳族聚酯酰胺。
更具体而言，其实例包括：
(1)含有以1种或2种以上芳族羟基羧酸及其衍生物为主的聚酯；
(2)含有以1种或2种以上(a)芳族羟基羧酸及其衍生物，1种或2种以上(b)芳族二羧酸、脂环族二羧酸及其衍生物和至少1种或2种以上(c)芳族二醇、脂环族二醇、脂族二醇及其衍生物为主的聚酯；
(3)含有以1种或2种以上(a)芳族羟基羧酸及其衍生物，1种或2种以上(b)芳族羟基胺、芳族二元胺及其衍生物和1种或2种以上(c)芳族二羧酸、脂环族二羧酸及其衍生物为主的聚酯酰胺；
(4)含有以1种或2种以上(a)芳族羟基羧酸及其衍生物，1种或2种以上(b)芳族羟基胺、芳族二元胺及其衍生物，1种或2种以上(c)芳族二羧酸、脂环族二羧酸及其衍生物和至少1种或2种以上(d)芳族二醇、脂环族二醇、脂族二醇及其衍生物为主的聚酯酰胺等。根据需要，还可将分子量调节剂与上述构成成分并用。
构成适用于本发明的上述液晶性聚合物(A)的具体化合物，其优选实例包括：对羟基苯甲酸、6-羟基-2-萘甲酸等芳族羟基羧酸；2，6-二羟基萘、1，4-二羟基萘、4，4’-二羟基联苯、对苯二酚、间苯二酚、下记通式(I)和通式(II)表示的化合物等芳族二醇；对苯二甲酸、间苯二甲酸、4，4’-二苯基二羧酸、2，6-萘二羧酸和下记通式(III)表示的化合物等芳族二羧酸；对氨基苯酚、对苯二胺等芳族胺类。
(但是，X为选自：烯烃(C1～C4)、亚烷基、-O-、-SO-、-SO2-、-S-、-CO-的基团；Y为选自：-(CH2)n-(n＝1～4)、-O(CH2)nO-(n＝1～4)的基团)
适用于本发明的特别优选的液晶性聚合物(A)为以对羟基苯甲酸、6-羟基-2-萘甲酸为主要构成单元成分的芳族聚酯。
用于本发明的(C)复合树脂组合物是在上述(A)液晶性聚合物中混合(B)纤维状填充剂而得到的，但混合的(B)纤维状填充剂的混合量与重均长度之间的关系，必须满足以下的范围(D)，
[范围(D)]
X轴为(B)纤维状填充剂的混合量((C)复合树脂组合物中的％重量)、Y轴为(B)纤维状填充剂的重均长度(μm)，包含在以下(1)～(5)的函数范围：
(1)X＝36
(2)X＝53
(3)Y＝160
(4)Y＝360
(5)Y＝(18222/X)-84.44。
上述范围(D)为图1的Z所示范围，原则上(B)纤维状填充剂的重均长度需要满足(3)Y＝160μm以上且(4)Y＝360μm以下。
若(B)纤维状填充剂的重均长度不足160μm，则会降低补强效应，即使增加混合量也达不到所希望的效果。而若(B)纤维状填充剂的重均长度超过360μm，则即使减少混合量也会降低流动性，得不到优异平面度的连接器。应说明的是，本发明中所说的(B)纤维状填充剂的重均长度指的是成型品中的值，通过后述的方法测定。此外，对(B)纤维状填充剂的纤维径没有特别限制，但通常使用纤维径为5～15μm左右的填充剂。
至于(B)纤维状填充剂的混合量((C)复合树脂组合物中的混合比率)，要求满足(1)X＝36％重量以上且(2)X＝53％重量以下。若(B)纤维状填充剂的混合量不足36％重量，则即使使用重均长度较长的纤维状填充剂，其补强效应也很小，达不到所希望的效果。而若(B)纤维状填充剂的混合量超过53％重量，则即使使用重均长度较短的纤维状填充剂，也会降低流动性，得不到优异平面度的连接器。
上述范围(D)需要进一步满足(5)Y＝(18222/X)-84.44的要件。即，即使包含在上述(1)～(4)的函数范围内，随着(B)纤维状填充剂的混合量增加(41％重量以上)，如果不使用重均长度短的(B)纤维状填充剂，流动性和强度·平面度的平衡也会变差，得不到本发明的预期效果。
用于本发明的(B)纤维状填充剂，其实例包括：玻璃纤维、炭纤维、晶须、无机系纤维、矿石系纤维等，但优选玻璃纤维。
用于本发明的复合树脂组合物(C)，要求其流动性优异，若从粘度方面规定，则优选使用L＝20mm、d＝1mm的毛细管型流变仪，在温度360℃，剪切速率1000/s下，根据ISO11443测定的表观熔融粘度为55Pa·s以下的物质。
具有所述表观熔融粘度的组合物，使用一般熔融粘度的液晶性聚合物(10～100Pa·s，优选为10～40Pa·s)，在满足上述条件范围内，向其中混合(B)纤维状填充剂时即可得到。
对得到所述组合物的方法没有特别限制，但通常使用通过挤出机的熔融混炼。但是，从侧口向熔融的液晶性聚合物中进料纤维状填充剂的通常挤出方法往往是得不到的。因此，需要使用：将一次熔融混炼的纤维状填充剂混合的液晶性聚合物组合物再次熔融混炼的方法、从侧口同时给料纤维状填充剂和颗粒状(粒径1mm以上)的液晶性聚合物的方法等。优选热历程少的从侧口进料颗粒状液晶性聚合物的方法。此外，使用的挤出机也优选容易侧进料的双螺杆挤出机。
通过成型本发明的(C)复合树脂组合物，可以得到各种平面状连接器，对以往提供不了的具有工业实用性的晶格部孔距间隔为2mm以下、保持末端的晶格部树脂部分的厚度为0.5mm以下、成品整体的高度为5.0mm以下的非常薄的平面状连接器具有显著的效果。
如果更详细说明所述平面状连接器，用实施例成型的图2所示连接器，40mm×40mm×1mm左右的成品中具有数百的针孔数。如图2所示，本发明中所说的平面状连接器，当然也可以在晶格部中具有适当大小的开口部。
如图2所示，通过使用本发明的(C)复合树脂组合物，可以使成型性良好，成型为晶格部的孔距间隔为2mm以下(1.2mm)、保持末端的晶格部树脂部分的厚度为0.5mm以下(0.18mm)的非常薄的平面状连接器，其平面度也优异。
如果用数值规定平面度，在最高温度230～280℃下经由用于表面实装的IR回流焊接工艺之前，其平面度为0.09mm以下，且回流焊接前后的平面度之差为0.02mm以下，可以称为实用上具有优异的平面度。
对获得具有所述优异平面度连接器的成型方法没有特别的限制，但优选使用经济的注压方法。为了通过注压得到具有所述优异平面度的连接器，重要的是使用上述的液晶性聚合物组合物，但优选选择没有残留内应力的成型条件。为了降低充填压，使所得连接器的残留内应力降低，成型机的机筒温度，优选为液晶性聚合物的熔点T℃以上的温度，若机筒温度过高，则随着树脂的分解等发生从机筒喷嘴流出等问题，因此机筒温度为T℃～(T+30)℃，优选为T℃～(T+15)℃。此外，模具温度优选为70～100℃。若模具温度低则会引起填充树脂组合物的流动不良，不优选；若模具温度过高则会产生毛刺等问题，不优选。注压速度优选以150mm/sec以上的速度成型。若注压速度低则只能得到未填充成型品或即使得到完全填充的成型品，因填充压高使成型品的残留内应力变大，只能得到平面度不良的连接器。
应说明的是，在(C)复合树脂组合物中添加成核剂、炭黑、无机烧制颜料等颜料、抗氧化剂、稳定剂、增塑剂、润滑剂、脱模剂和阻燃剂等添加剂，得到具有所期望特性的组合物也包含在本发明中所说的(C)复合树脂组合物的范围内。
实施例
下面，通过实施例具体说明本发明，但本发明不限于这些实施例。应说明的是，实施例中的物性测定和试验通过如下方法进行。
(1)玻璃纤维的重均长度的测定
将5g树脂组合物颗粒在600℃下加热2小时，灰化。使灰化残渣充分分散在5％聚乙二醇水溶液中，然后用吸管移到盘子中，在显微镜下观察玻璃纤维。同时使用图像分析装置((株)ニレコ制LUZEX FS)测定玻璃纤维的重均长度。应说明的是，在进行图像分析时，应用了子程序，把重叠的纤维一个个分开，以求出各自的长度。应说明的是，将50μm以下的玻璃纤维排除在外进行测定。
(2)表观熔融粘度
使用L＝20mm、d＝1mm的毛细管型流变仪((株)东洋精机制キヤピログラフ1B型)，在温度360℃、剪切速率1000/s下，根据ISO11443测定表观熔融粘度。
(3)连接器平面度的测定
按下述成型条件，将树脂组合物颗粒注压成图2所示的平面状连接器(针孔数494针)，所述平面状连接器的整体大小为39.82mm×36.82mm×1mm t，中央部具有19.02mm×19.02mm的开孔，晶格部孔距间隔为1.2mm。
应说明的是，浇口采用从树脂积存反面注入的膜状浇口，浇口厚度为3mm。
将得到的连接器静放在水平的桌子上，使用ミツトヨ制的クイツクビジョン404PROCNC图像测定机测定连接器的高度。此时，距离连接器端面0.5mm的位置，按10mm间隔进行测定，最大高度与最小高度之差为平面度。
进一步使用日本パルス技术研究所制的装有大型台式回流焊接装置的RF-300，在最高温度250℃、加热时间为5分钟的条件下加热后，按照上述方法测定平面度，求出回流焊接前后的平面度之差。
[成型条件]
成型机：FANUCα-50C(使用中径长喷嘴)
机筒温度：350℃～350℃～340℃～330℃(喷嘴)
模具温度：80℃
注压速度：200mm/sec
保压力：29MPa
填充时间：0.08sec
保压时间：1sec
冷却时间：5sec
螺杆转数：120rpm
螺杆背压：0.5Mpa
(4)弯曲模量
使用125mm×12.7mm×0.8mm注压片，根据ASTM D790进行测定。
实施例1～5和比较例1～9
按照上述条件，制备含有玻璃纤维的液晶性聚合物组合物的上述试验片，进行评价时，得到表2所示的结果。
[制备条件]
(使用成分)
·聚合物：液晶性聚合物颗粒(聚合塑料(株)制，ベクトラE950i)，熔点335℃，粘度30Pa·s的基础聚合物(在350℃、剪切速率1000/s下测定)，颗粒尺寸：约5～3mm×约3～2mm×约3～1mm
·玻璃纤维
(1)实施例1～5、比较例1～8中使用的纤维；
旭纤维玻璃(株)制CS03JA419(纤维径10μm的短切丝束纤维)
(2)比较例9中使用的纤维；
日东纺(株)制PF70(纤维径10μm、纤维长80μm的粉碎的纤维)
·润滑剂：日本油脂(株)制ユニスタ-H-476
(混炼设备)
·挤出机：日本制钢所制，双轴螺杆挤出机TEX-30α(螺杆径32mm、L/D：38.5)
挤出机的螺杆概略图如图3所示。
主进料口11：C1
塑化部12：C4～C5(构成：从上流侧开始，同向(顺)捏合，反向(逆)捏合，长度128mm)
侧进料口13：C5
混炼部14：C6～C8(构成：从上流侧开始：同向捏合，直交捏合，反向捏合，反螺纹，同向捏合，反向捏合，反螺纹，长度352mm)
主进料口的进料器：日本制钢所制的螺杆式失重喂料器侧进料口的进料器：
颗粒树脂：K-TRON社制的螺杆式失重喂料器
玻璃纤维：日本制钢所制的螺杆式失重喂料器
(挤出条件)
机筒温度：只有主进料口11的机筒C1为200℃，其他的机筒温度均为350℃。
模头温度：350℃
(组合物的混炼和挤出方法)
使用上述双螺杆挤出机，从主进料口11和侧进料口13供给液晶性聚合物颗粒，润滑剂从主进料口11供给，玻璃纤维从侧进料口13供给。侧进料口使用双螺杆侧进料器供给，使用重量进料器将液晶性聚合·物颗粒、润滑剂、玻璃纤维的比率控制在表1的比率。螺杆转数和挤出量按表1设定，使用田中制作所制的网状输送带，边搬运从模头16中压出的线状熔融树脂组合物边用喷雾器喷雾水进行冷却，然后剪切得到颗粒。将该颗粒通过注压机制成上述试验片，进行评价时，得到表2所示的结果。
应说明的是，实施例、比较例的各种复合树脂组合物中，其玻璃纤维的混合量与重均长度之间的关系，如图1所示。
                                          表1
  从主进料口11的添加量(％重量)   从侧进料口13的添加量(％重量)   转数(rpm)   挤出量(kg/hr)
  液晶性聚合物   润滑剂   液晶性聚合物   玻璃纤维
 实施例1   29.7   0.3   30   40   300   35
 实施例2   9.7   0.3   50   40   300   35
 实施例3   14.7   0.3   45   40   300   35
 实施例4   14.7   0.3   40   45   300   25
 实施例5   14.7   0.3   35   50   300   25
 比较例1   9.7   0.3   60   30   300   35
 比较例2   64.7   0.3   -   35   300   25
 比较例3   64.7   0.3   -   35   300   25
 比较例4   9.7   0.3   55   35   300   35
 比较例5   59.7   0.3   -   40   300   25
 比较例6   54.7   0.3   -   45   300   25
 比较例7   44.7   0.3   5   50   300   25
 比较例8   39.7   0.3   5   55   300   25
 比较例9   59.7   0.3   -   40   300   25
                                          表2
  玻璃纤维添加量(％重量)   玻璃纤维的重均纤维长度(μm)   熔融粘度(Pa·s)   回流焊接前的平面度(mm)   回流焊接前后的平面度之差(mm)   弯曲模量(GPa)
  实施例1   40   320   40   0.073   0.009   16.2
  实施例2   40   190   36   0.059   0.003   15.6
  实施例3   40   226   31   0.048   0.002   156
  实施例4   45   264   37   0.083   0.009   18.5
  实施例5   50   255   39   0.083   0.007   20.0
  比较例1   30   214   32   0.061   0.045   14.0
  比较例2   35   370   57   0.073   0.021   17.8
  比较例3   35   430   59   0.069   0.027   17.9
  比较例4   35   229   32   0.067   0.102   15.8
  比较例5   40   397   56   0.092   0.010   19.4
  比较例6   45   359   60   *   *   20.5
  比较例7   50   315   67   *   *   20.9
  比较例8   55   305   80   *   *   22.0
  比较例9   40   80   57   0.072   0.088   15.5
*因流动性差只得到未填充的成型品。

Claims (5)

1.一种外框内部具有晶格结构的平面状连接器，该平面状连接器由在(A)液晶性聚合物中混合(B)纤维状填充剂的(C)复合树脂组合物形成，但混合的(B)纤维状填充剂的混合量与重均长度之间的关系满足以下范围(D)，
[范围(D)]
X轴为(B)纤维状填充剂的混合量即(C)复合树脂组合物中的％重量、Y轴为(B)纤维状填充剂的重均长度(μm)，包含在以下(1)～(5)的函数范围：
(1)X＝36
(2)X＝53
(3)Y＝160
(4)Y＝360
(5)Y＝(18222/X)-84.44。
2.权利要求1的平面性连接器，其中连接器是晶格部的孔距间隔为2mm以下、晶格部的厚度为0.5mm以下、成品整体高度为5.0mm以下。
3.权利要求1或2的平面状连接器，其中(C)复合树脂组合物，使用L＝20mm、d＝1mm的毛细管型流变仪，在温度360℃，剪切速率1000/s下，根据ISO11443测定时，其表观熔融粘度为55Pa·s以下。
4.权利要求1或2的平面状连接器，该平面状连接器在最高温度230～280℃下，经由用于表面实装的IR回流焊接工艺之前的平面度为0.09mm以下，且回流焊接前后的平面度之差为0.02mm以下。
5.权利要求项1或2记载的平面状连接器，其中(C)复合树脂组合物，使用L＝20mm、d＝1mm的毛细管型流变仪，在温度360℃，剪切速率1000/s下，根据ISO11443测定时，其表观熔融粘度为55Pa·s以下；在最高温度230～280℃下，经由用于表面实装的IR回流焊接工艺之前的平面度为0.09mm以下，且回流焊接前后的平面度之差为0.02mm以下。
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