KR20160101987A - 미세 피치 커넥터 소켓 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 적어도 2개의 대향 벽체를 포함하는 미세 피치 전기 커넥터 소켓에 관한 것으로, 상기 2개의 대향 벽체 사이에서 접촉 핀을 가진 인서트를 수용하도록 통로가 한정되고, 상기 벽체가, 폴리아미드 중합체, 난연제 시스템 및 섬유상 보강제를 포함하는 섬유 보강된 난연성 열가소성 중합체 조성물로부터 형성되며, 상기 폴리아미드 중합체는 280℃ 이상의 용융 온도 Tm-A를 갖는 적어도 하나의 반-결정성 폴리아미드(A), 및 임의적으로 제 2 폴리아미드(B)를 포함하고; 상기 폴리아미드 중합체는 적어도 50 J/g의 결정화 엔탈피 ΔHc를 가지되, 이때 상기 용융 온도 Tm-A 및 결정화 엔탈피 ΔHc는 20℃의 가열 및 냉각 속도로 IS011357-1/3에 따른 방법을 이용하여 DSC에 의해 측정되고; 상기 난연제 시스템은 (C-1) 디알킬포스피네이트 및/또는 디포스피네이트의 금속염 및 (C-2) 인산의 금속염의 조합을 포함하며; 상기 조성물은 ISO 75-1/2 에 따라 측정하였을 때 265℃ 이상의 열 변형 온도를 갖는다.
Description
본 발명은 미세 피치 커넥터 소켓(fine pitch connector socket)에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 2개의 대향 벽체(opposing walls) 사이에서 접촉 핀(contact pin)을 가진 인서트(insert)를 수용하도록 통로가 한정되고, 폴리아미드 중합체, 난연제 시스템 및 섬유상 보강제를 포함하는 섬유 보강된 난연성 열가소성 중합체 조성물로부터 형성되는 적어도 2개의 대향 벽체를 포함하는 소켓에 관한 것이다.
전기.전자 산업 분야(E&E industry)는 소형 커넥터를 선도하는 소형화에 대한 한결같은 추세를 특징으로 한다. 이러한 추세는, 피치 거리가 좁고 벽체가 또한, 예를 들면 약 500 마이크로미터(㎛) 이하의 얇은 두께를 갖는, DDR4 커넥터와 같은 미세 피치 전기 커넥터 소켓에 대해서도 현재 진행중이다.
전기 커넥터는 인쇄 회로 기판에 중앙 처리 장치("CPU")를 착탈가능하게 실장하는데 사용된다. 커넥터는, 예를 들면, 열가소성 수지로부터 성형되는 사출 성형 소켓, 또는 하우징을 포함할 수 있다. 전자 산업에 대한 최근의 수요는 CPU 회로의 규모에서의 증가에 영향을 미쳐 왔으며, 이는 결과적으로 접속에 사용되는 접촉 핀의 개수를 증가시키는데 영향을 미친다. 원하는 성능을 달성하기 위하여, 이러한 핀의 피치는 일반적으로는 소정의 공간내에서 요구되는 더 많은 수의 접촉 핀을 수용하도록 감소되어 왔다. 따라서, 전기 커넥터는 또한 각각의 이들 미세 피치 접촉 핀에 대응하는 삽입 통로(insertion passageway)를 포함하여야 한다. 접촉 핀의 피치가 감소함에 따라, 핀 삽입 통로의 피치 및 이들 통로를 분할하는 대향 벽체의 폭도 또한 감소하여야 한다. 불행하게도, 보통은 이러한 얇은 폭을 가진 몰드를 열가소성 수지로 적절하게 충전하는 것은 어렵다. 또한, 기계적 강도가 문제가 될 수도 있다.
전자적 용도를 위한 소켓에 널리 사용되는 재료로는 고온 폴리아미드 및 LCP를 포함한다. LCP는 본질적으로 폴리아미드보다 더 난연성이고, 또한 폴리아미드보다 더 유동성이며, 따라서 후자는 기계적 특성을 위하여 더 충분한 양의 난연제 뿐만 아니라 보강제를 필요로 한다. LCP는 DDR, SODIMM, PCI 등과 같은 긴 폼 팩터(form factors)를 가진 커넥터용으로 선택되는 재료이다. 이러한 하우징은 미국 특허출원 공개 제 2013/0122758 A1 호에 기술되어 있다. 본 특허출원은 써모트로픽 액정 중합체(thermotropic liquid crystalline polymer) 및 특정 길이를 갖는 섬유를 포함하는 열가소성 조성물로부터 제조되는 미세 피치 커넥터에 관한 것이다. 써모트로픽 액정 중합체는 상이한 중합체로부터 선택될 수 있지만, 전형적으로는 적어도 하나의 방향족 하이드록실-카복실산을 포함하는 성분으로부터 제조된 방향족 폴리에스테르 또는 폴리에스테르아미드이다.
미세 피치 커넥터 소켓에 사용되었을 때 난연성 폴리아미드에 대해 관찰되는 문제는, 소켓을 제조하기 위하여 몰드를 충전하는 것이 더 어렵다는 사실뿐만 아니라, 핀 삽입 공정 중에 기계적 특성들 중의 어느 하나가 좋지 않고/않거나 (리플로우) 납땜시에 DDR 커넥터의 측벽이 커넥터의 중심을 향하여 경사를 이룸으로써 메모리 모듈을 삽입하고 제거하는데 훨씬 더 높은 압력이 요구될 수 있다는 사실이다. 이는 모듈이나 소켓 중의 어느 하나를 손상시킬 수 있다.
작은 치수를 가진 커넥터와 관련한 문제는 사용되는 재료가 핀 삽입 중에 균열을 초래하여 불충분한 핀 유지력, 왜곡(warpage) 또는 벽체 붕괴, 또는 이들의 조합을 초래할 수 있다는 사실이다. 벽체 붕괴의 문제는 미세 피치 커넥터의 경우에 특별한 것은 아니며, 미국 특허 제 3,993,396 호에서 경질 커넥터 블록(rigid connector block)과 같은 커넥터에 대해 이미 보고되어 있다. 그러나, 미세 피치 커넥터에 대하여, 벽체 붕괴는 훨씬 더 중요한 문제이다. 이러한 문제는 전형적으로는, 다른 부품상에 커넥터를 표면 실장하기 위하여 납땜하는 도중에 적용되는 바와 같이, 커넥터가 온도 사이클을 통과할 경우에 발생하거나 또는 더 강조된다. 왜곡, 또는 커넥터 소켓의 왜곡 또는 트위스트는 표면 실장된 어셈블리에서 응력을 초래할 수 있는 반면, 벽체 붕괴는 인서트의 삽입 및 제거 사이클과 관련한 문제를 초래할 것이다. 섬유 보강제 함량을 증가시킴으로써 강성을 증가시키는 것이 항상 벽체 붕괴의 문제를 해결하는 것은 아니며, 더우기, 또한 난연성 요건을 충족시키는데 충분히 많은 양으로 존재하여야만 하는 난연제의 존재와 병용하면, 성형 문제 및 왜곡이 증가한다. 성형 및 왜곡 문제를 감소시키는 대책은 벽체 붕괴의 증가를 초래한다.
소형화의 추세 및 상술된 문제점들을 감안하여 볼 때, 이러한 문제점들을 더 적게 나타내는 미세 피치 전기 커넥터 소켓이 필요하다.
따라서, 본 발명의 목적은 리플로우 납땜 전의 핀 삽입 뿐만 아니라 더 적은 왜곡과 관련한 문제가 전혀 없으며, 그로 인하여 리플로우 납땜 후의 핀 삽입과 관련한 문제가 더 적은 박막형 피치 커넥터(thin pitch connector)를 제공하는 것이다.
이러한 목적은, 대향 벽체가 폴리아미드 중합체, 난연제 시스템 및 섬유상 보강제를 포함하는 섬유 보강된 난연성 열가소성 중합체 조성물로부터 형성되는, 본 발명에 따른 미세 피치 커넥터 소켓을 사용하여 달성하였으며, 이때
- 상기 폴리아미드 중합체는, 적어도, 280℃ 이상의 용융 온도 Tm-A를 갖는 반-결정성의 폴리아미드(A), 및 임의적으로 제 2 폴리아미드(B)를 포함하고;
- 상기 난연제 시스템은 (C-1) 디알킬포스피네이트 및/또는 디포스피네이트의 금속염 및 (C-2) 인산의 금속염의 조합을 포함하되, 이때 상기 (C-1) 및 (C-2)는 조성물의 총 중량에 대하여 5 내지 35 중량%의 합량 및 95/5 내지 55/45 범위의 중량비 C-1/C-2 로 존재하며;
- 상기 조성물은 ISO 75-1/2 에 따라 측정하였을 때 265℃ 이상의 열 변형 온도(heat distortion temperature)를 갖는다.
대향 벽체가 상기 조성물로부터 형성되는, 본 발명에 따른 미세 피치 커넥터 소켓의 효과는, 핀 삽입이 소켓을 손상시키지 않고서 수행될 수 있을 뿐만 아니라 리플로우 납땜시의 벽체 붕괴가 감소함으로써 리플로우 납땜 후의 핀 삽입과 관련한 문제를 거의 나타내지 않는다는 사실이다. 균열 및 감소된 벽체 붕괴의 부재는 또한 인서트의 양호한 삽입 및 제거 사이클을 초래하며, 충분한 핀 유지력을 허용한다.
박막형 피치 커넥터 소켓은 전형적으로는 1 mm 미만의 두께를 갖는 대향 벽체, 즉 소켓의 길이 방향의 벽체를 갖는다. 적절하게는, 본 발명에 따른 소켓에서 대향 벽체의 두께는 약 800 마이크로미터(㎛) 이하, 보다 특히는 약 500 ㎛ 이하이다. 박막형 피치 커넥터 소켓은 또한 적절하게는 교차 벽체(intersecting walls), 즉 통로를 분할하고 접촉 핀을 분리하는 벽체를 가지고 있다. 교차 벽체는 전형적으로는 500 마이크로미터(㎛) 미만의 두께를 갖는다. 적절하게는, 본 발명에 따른 소켓에서 교차 벽체의 두께는 약 300 ㎛ 이하, 보다 특히는 약 200 마이크로미터(㎛) 이하이다.
박막형 피치 커넥터의 예는 DDR4 커넥터이다. 본 발명에 따른 소켓은, 예를 들면, DDR4 커넥터용 소켓일 수 있다.
반-결정성 폴리아미드(A)는 280℃ 이상의 용융 온도 Tm-A를 갖는다. 본원에서, 용융 온도 Tm-A는 20℃의 가열 및 냉각 속도로 IS011357-1/3에 따른 방법을 이용하여 DSC에 의해 측정된다. 본원에서는, 제 1 가열 사이클, 냉각 사이클 및 제 2 가열 사이클이 적용되며, 이때 제 1 가열 사이클에서 온도는 Tm-A 보다 약 35℃ 이상 높게 상승되어 그 온도에서 3분 동안 유지되고, 냉각 사이클에서 온도는 0℃로 냉각되어 그 온도에서 5분 동안 유지되며, 이어서 제 2 가열 사이클이 시작된다. 용융 온도 Tm 의 경우, 제 2 가열 사이클에서 용융 피크의 피크 값을 측정하였다.
폴리아미드 중합체는 또한 적어도 50 J/g의 결정화 엔탈피 ΔHc를 가질 것이다. 본원에서, 결정화 엔탈피 ΔHc는 또한 상술된 바와 같은 방법을 이용하여 DSC에 의해 측정된다. 결정화 엔탈피 ΔHc의 경우, 냉각 사이클에서 Tm-A 보다 20℃ 높은 온도에서 200℃ 까지의 결정화 흡열 피크 아래의 표면을 측정하여 조성물의 중량에 대하여 J/g 으로 나타낸다. 결과 값을 조성물중의 폴리아미드 중합체의 백분율에 대해 보정한다.
조성물중의 폴리아미드 중합체는 반-결정성 폴리아미드(A) 다음으로 폴리아미드(B)로서 함께 지칭된 하나 이상의 다른 폴리아미드를 포함할 수 있다.
폴리아미드(A) 및 폴리아미드(B)를 위해 사용될 수 있는 폴리아미드는 일반적으로 본 기술 분야에 공지된 열가소성 폴리아미드 성형 조성물에 사용되는 일반적인 폴리아미드로부터 선택될 수 있다.
폴리아미드(A)에 사용될 수 있는 적합한 폴리아미드는 폴리아미드 46(PA 46), 및 280℃ 이상의 용융 온도를 가진 반-방향족 폴리아미드이다. 반-방향족 폴리아미드는 PA 8T, PA 9T 및 PA 1OT와 같은 코폴리아미드 및 PA XT/ZY와 같은 공중합체일 수 있다. 여기서, T는 테레프탈산을 나타내고; X 및 Z는 디아민을 나타내며; Y는, 예를 들면, 아디프산, 이소프탈산, 또는 테레프탈산, 또는 이들의 조합일 수 있는 디카복실산을 나타낸다. Y가 테레프탈산인 경우 X 및 Z는 서로 다르다. Y가 테레프탈산이 아닌 경우 X 및 Z는 같거나 다를 수 있다. 적합한 반-방향족 폴리아미드의 예는 PA 4T/6T/66, PA 6T/66, PA 6T/8T, PA 6T/M5T, PA 10T/6T, PA 10T/610, 및 이들의 특정 코폴리아미드 등이다.
폴리아미드(B)에 사용될 수 있는 적합한 폴리아미드는 PA 6I/6T와 같은 비정질 반-방향족 폴리아미드, 및 PA 46, PA 66 및 PA 6과 같은 반-결정성 지방족 폴리아미드이다.
폴리아미드(B)는 상이한 폴리아미드로 구성될 수 있으며, 비정질 폴리아미드, 또는 다수의 비정질 폴리아미드, 또는 반-결정성 폴리아미드, 또는 다수의 반-결정성 폴리아미드, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다. 반결정성 폴리아미드는 본원에서는 유리 전이 온도(Tg) 및 용융 온도(Tm)를 갖는 폴리아미드로 알려져 있는 반면, 비정질 폴리아미드는 본원에서는 유리 전이 온도(Tg)는 갖고 있지만 용융 온도(Tm)는 갖고 있지 않은 폴리아미드로 알려져 있다. 제 2 폴리아미드(B)가 용융 온도 Tm-B를 갖는 반결정성 폴리아미드이거나 또는 그를 포함하는 경우, 이것은 Tm-A와 같거나 더 낮은, 바람직하게는 Tm-A보다 더 낮은 용융 온도를 가질 것이다. 다시 말하면, 조성물이 둘 이상의 반결정성 폴리아미드를 포함하는 경우, 가장 높은 융점을 가진 반결정성 폴리아미드는 폴리아미드(A)에 상응하는 것으로 간주되며, 다른 반결정성 폴리아미드 또는 다른 반결정성 폴리아미드들은 폴리아미드(B)에 상응하는 것으로 간주된다.
이런 경우, 조성물은 제 2 반-결정성 폴리아미드를 포함하며, 다시 말하면, 폴리아미드(B)는 반-결정성 폴리아미드로 이루어지거나 그를 포함한다. 이러한 폴리아미드의 결정화 엔탈피는 상술된 바와 같은 측정을 위해 기술한 바와 같은 방식으로 결정화 엔탈피 ΔHc에 포함된다.
폴리아미드(A)는 적절하게는 반-결정성 반-방향족 폴리아미드 또는 반-결정성 지방족 폴리아미드이다.
조성물은 유리하게는 폴리아미드(B)로서 저융점 반-결정성 반-방향족 폴리아미드 또는 저융점 반-결정성 지방족 폴리아미드 또는 비정질 반-방향족 폴리아미드와 같은 제 2 폴리아미드 또는 추가의 폴리아미드를 포함한다. 장점은 조성물의 성형 거동이 개선되고 소켓의 생산이 덜 복잡하다는 것이다.
하나의 바람직한 실시태양에서, 폴리아미드(B)는 비정질 반-방향족 폴리아미드를 포함한다. 이는 성형 거동을 더 개선시키는 장점이 있다.
폴리아미드(B)로 이루어지거나 그를 벌충하는 반-결정성 폴리아미드는 Tm-A 아래의 용융 온도를 갖는다. 용융 온도는 물론 280℃ 또는 그 이상, 예를 들면 약 290℃일 수 있지만, 바람직하게는 280℃ 미만, 보다 바람직하게는 270℃ 이하이다. 적절하게는, 이러한 용융 온도는, 예를 들면, 약 260℃, 또는 약 240℃, 또는 약 220℃이다. 폴리아미드(B) 또는 폴리아미드(B)의 일부분으로서의 반-결정성 폴리아미드에 대한 낮은 용융 온도의 장점은 또한 성형 거동을 더 개선시킨다는 점이다.
이러한 제 2 또는 추가의 폴리아미드는 또한 폴리아미드(A) 정도로 높은 분자량을 가질 수 있지만, 바람직하게는 폴리아미드(A)보다 낮은 분자량을 갖는다. 바람직한 실시태양에서, 폴리아미드(B)는 7,500 달톤 이하, 보다 바람직하게는 5,000 달톤 이하의 중량 평균 분자량(Mw)을 가진 폴리아미드를 포함한다. 이의 장점은 성형 거동이 또한 더 개선된다는 것이다. 바람직하게는, 저분자량 폴리아미드는 PA 46 예비중합체이다. 장점은 핀 유지력이 유지되면서 성형 거동이 개선되고 벽체 붕괴의 발생없이 더 높은 온도에서 납땜 공정을 수행할 수 있다는 사실이다.
낮은 중량 평균 분자량의 폴리아미드를 비정질 반-방향족 폴리아미드와 적절하게 조합하거나, 또는 저용점 반-결정성 지방족 폴리아미드와 적절하게 조합함으로써, 성형 거동을 훨씬 더 개선한다.
폴리아미드(B)는 가변 양으로 존재할 수 있으며, 그렇게 함으로써 성형 특성 및 다른 특성들을 최적화할 수 있다. 그러나, 본 발명에 따른 소켓의 장점을 유지하기 위하여, 폴리아미드(B)의 양은 결정화 엔탈피 및 HDT-A에 대한 요건에 부합되도록 제한되어야 한다. 적절하게는, 폴리아미드(A) 및 폴리아미드(B)는 100/0 내지 50/50 범위의 중량비(A/B)로 존재한다. 폴리아미드(B)가 존재하는 경우, A/B 비는 바람직하게는 95/5 내지 70/30, 보다 바람직하게는 90/10 내지 60/40의 범위이다.
조성물내의 폴리아미드 중합체는 적절하게는 조성물의 총 중량에 대하여 30 내지 80 중량% 범위의 양으로 존재한다. 보다 구체적으로, 이러한 양은 35 내지 70 중량%의 범위, 예를 들면 약 40 중량%, 약 50 중량% 또는 약 60 중량%이다. 많은 양의 중합체는 더 양호한 성형 거동을 허용하는 반면, 더 적은 양의 중합체는 더 많은 양의 보강제 및 난연제 및 또한 더 양호한 기계적 특성 및 더 양호한 난연성 특성을 허용한다.
조성물은 또한 섬유상 보강제 및 난연제 시스템도 포함한다.
섬유상 보강제는 열가소성 성형 조성물에 사용되는 표준 물질로부터 선택될 수 있다. 바람직하게는, 섬유상 보강제의 경우, 유리 섬유가 사용된다. 섬유상 보강제는 적절하게는 5 내지 50 중량%의 범위, 바람직하게는 10 내지 40 중량% 범위, 예를 들면 약 20 중량%, 약 27.5 중량% 또는 약 35 중량%의 양으로 존재한다. 여기서, 중량 백분율(중량%)은 조성물의 총 중량에 비례한다.
본 발명에서 사용되는 난연제 시스템은 (C-1) 디알킬포스피네이트 및/또는 디포스피네이트의 금속염 및 (C-2) 인산의 금속염의 조합을 포함한다.
성분 (C-1) 및 (C-2)는 적절하게는 55/45 내지 95/5의 범위, 예를 들면 약 60/40, 약 75/25 또는 약 90/10의 (C-1)/(C-2) 비로 존재한다. 바람직하게는, (C-1)/(C-2) 비는 65/35 내지 90/10의 범위이다.
성분 (C-1)은 본원에서는 하기 일반식(I)의 디알킬포스핀산 염, 하기 일반식(II)의 디포스핀산 염, 또는 이들의 중합체 및/또는 이들의 혼합물이다:
상기 식들에서,
R1 및 R2 는 같거나 다르며, 각각 선형 또는 분지된 C1-C6-알킬이고; R3 은 선형 또는 분지된 C1-C10-알킬렌, C6-C10-아릴렌, C7-C20-알킬아릴렌 또는 C7-C20-아릴알킬렌이고;
M 은 Mg, Ca, Al, Sb, Sn, Ge, Ti, Zn, Fe, Zr, Ce, Bi, Sr, Mn, Li, Na, K, 양자화된 질소 염기 또는 이들의 혼합물이고;
m 은 1 내지 4이고;
n 은 1 내지 4이며;
x 는 1 내지 4이다.
성분 (C-2)은 본원에서는 하기 일반식(III)의 인산의 염이다:
[HP(-O)O2]2Mm+ (III)
상기 식에서,
M 은 Mg, Ca, Al, Sb, Sn, Ge, Ti, Zn, Fe, Zr, Ce, Bi, Sr, Mn, Li, Na, K 또는 이들의 혼합물이며;
m 은 1 내지 4이다.
바람직하게는, 포스피네이트 및/또는 인산염에서 금속 M은 알루미늄(Al) 또는 아연(Zn), 바람직하게는 Al이다.
적합한 난연제 성분(C-1) 및 (C-2)의 예는 알루미늄 디에틸 포스피네이트(DEPAL), 개별적으로는 인산 알루미늄(PHOPAL: (HP03)3Al2) 및 인산 아연((HP03)Zn)이다. 보다 바람직하게, 성분(C-1) 및 (C-2)는 알루미늄 디에틸 포스피네이트 및 인산 알루미늄이다.
성분 (C-1) 및 (C-2)는 적절하게는 조성물의 총 중량에 대하여 5 내지 35 중량%, 바람직하게는 6 내지 25 중량% 범위의 합량으로 존재한다. 보다 구체적으로, 성분 (C-1) 및 (C-2)의 합량은 조성물의 총 중량에 대하여 8 내지 22 중량%의 범위이다.
상기 조성물은 적어도 하나의 다른 또는 추가의 성분 또는 첨가제를 포함할 수 있다. 이러한 추가의 성분은 난연성 상승제, 충전제, 안료, 안정화제, 및 이형제와 같은 가공 보조제와 같은, 고온 용도의 열가소성 성형 조성물에 사용되는 보조 성분 및 첨가제로부터 적절하게 선택된다.
적합한 난연성 상승제는 질소-함유 상승제, 인/질소계 난연제 또는 이들의 혼합물, 또는 이들의 금속 산화물 또는 이들의 염을 포함한다.
모든 경우에, 이러한 추가의 성분은 넓은 범위 또는 좁은 범위에 걸쳐 변화하는 상이한 양으로 존재할 수 있다. 난연성 상승제 및 충전제와 같은 첨가제는 또한, 사용되는 모든 경우에, 0 내지 20 중량% 범위, 바람직하게는 1 내지 10 중량% 범위의 합량으로 사용될 수 있다. 안료, 안정화제 및 가공 보조제와 같은 첨가제는 전형적으로는, 사용되는 모든 경우에, 더 적은 양으로, 예를 들면 0 내지 10 중량% 범위, 바람직하게는 0.1 내지 5 중량% 범위의 합량으로 사용된다.
본 발명에 따른 소켓의 조성물은 적합하게는, 폴리아미드(A) 다음으로, 임의의 폴리아미드(B), 섬유상 보강제 및 난연제 성분(C-1) 및 (C-2), 하나 이상의 추가의 성분을 포함하되, 이때 상기 추가의 성분 또는 성분들은 20 중량% 이하, 바람직하게는 10 중량% 이하의 합량으로 존재한다. 보다 바람직하게는, 조성물은 0 내지 5 중량%의 하나 이상의 추가의 성분을 포함한다. 여기서, 중량 백분율(중량%)은 조성물의 총 중량에 비례한다.
본 발명의 바람직한 실시태양에서, 소켓의 조성물은 270℃ 이상, 보다 바람직하게는 280℃ 이상의 열 변형 온도 HDT-A를 갖는다. 이러한 높은 열 변형 온도의 장점은 리플로우 납땜 공정의 경우 벽체 붕괴없이 더 높은 온도가 적용될 수 있다는 것이다.
다른 바람직한 실시태양에서, 소켓은 적어도 10,000 MPa, 보다 바람직하게는 적어도 11,000 MPa의 강성도(stiffness)를 갖는 조성물로 제조된다. 여기서, 강성도는 20℃에서 ISO 527-1/2에 따른 방법으로 측정한다. 이러한 소켓의 장점은 핀 유지력이 더 높게 유지될 것이라는 점이다.
추가의 바람직한 실시태양에서, 조성물은 적어도 120㎜, 보다 바람직하게는 적어도 140㎜의 용융 흐름 길이(melt flow length)를 갖는다. 여기서, 용융 흐름 길이는 Tm-A 보다 20℃ 높은 온도에서 280 x 15 x 1㎜의 치수를 가진 나선형 캐비티(spiral cavity)내에서의 나선형 흐름 시험(spiral flow test)에 의해 측정한다. 이러한 조성물의 장점은 성형 거동이 더 우수하다는 점이다.
상기 실시태양들은 적절하게 결합된다. 여기서, 섬유상 보강제의 함량을 증가시킴으로써 HDT-A 및 강성도를 증가시키면 성형 특성을 위태롭게 할 수 있는 반면, 폴리아미드(A)의 분자량을 저하시키고/시키거나 폴리아미드(B)의 양을 증가시킴으로써 유동 거동을 증가시키면 HDT-A, 강성도 및/또는 결정화 엔탈피를 위태롭게 할 수 있다는 사실을 알 수 있다.
본 발명에 따른 소켓은 얇은 벽체를 가지며, 조성물이 엄격한 안전 요건을 충족하여야만 하는 용도에서 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 소켓에 사용되는 조성물은, UL-94 표준에 따라 측정하였을 때, 바람직하게는 0.8㎜에서 V-0의 난연성 등급을, 보다 바람직하게는 0.4㎜에서 V-0의 난연성 등급을, 보다 더 바람직하게는 0.18㎜에서 V-0의 난연성 등급을 갖는다. 이러한 높은 등급은, 특히 조성물내의 폴리아미드(A)가 반-결정성 반-방향족 폴리아미드이고, 존재하는 경우, 폴리아미드(B)가 바람직하게는 비정질 반-방향족 폴리아미드를 포함하는 본 발명에 따른 소켓을 사용하여 달성할 수 있다. 한편, 핀 유지 및 감소된 벽체 붕괴에 대한 유리한 효과는 유지된다.
바람직한 실시태양에서, 소켓을 제조하는 조성물은 하기 양의 성분들을 포함한다:
- 30 내지 80 중량%의 폴리아미드 중합체,
- 6 내지 25 중량%의 성분 (C-1) 및 (C-2)의 합량, 및
- 10 내지 40 중량%의 섬유상 보강제.
특정 실시태양에서, 조성물은 하기 양의 성분들로 이루어진다:
- 폴리아미드(A) 및 임의적으로 폴리아미드(B)로 이루어지되 50/50 내지 100/0 범위의 중량비 (A)/(B)로 존재하는, 30 내지 80 중량%의 폴리아미드 중합체;
- 95/5 내지 55/45 범위의 중량비 (C-1)/(C-2)로 존재하는, 8 내지 22 중량%의 성분 (C-1) 및 (C-2)의 합량;
- 10 내지 40 중량%의 섬유상 보강제; 및
- 0 내지 20 중량%의 적어도 하나의 추가 성분.
하기 실시예 및 비교예를 이용하여 본 발명을 더 설명한다.
실험 부분
물질
하기 물질들이 사용되었다:
A-1
PA 46; 열가소성 성형 조성물에 대한 일반 등급, Tm 295℃.
A-2
PA4T/66 코폴리아미드; 열가소성 성형 조성물에 대한 저분자량
등급, Tm 325℃.
A-3
PA4T/66 코폴리아미드; 열가소성 성형 조성물에 대한 일반 분자
량 등급, Tm 325℃.
A-4
PA1OT/6T; 열가소성 성형 조성물에 대한 "고" 용융 등급,
Tm 300℃.
A-5
PA1OT/6T; 열가소성 성형 조성물에 대한 "저" 용융 등급,
Tm 290℃.
A-6
PA 66; 열가소성 성형 조성물에 대한 일반 등급, Tm 260℃.
B-1
PA 46; 폴리아미드 예비중합체, Tm 290℃.
B-2
PA 46; A-1과 동일함.
B-3
PA 6I/6T; 비정질 반-방향족 폴리아미드.
B-4
폴리아미드 6, 지방족 폴리아미드; Tm 220℃.
B-4
PA 410; 지방족 폴리아미드; Tm 245℃.
C-1
엑소리트(Exolit) OP 1400, 약 80% OP 1230(알루미늄 포스피네
이트) 및 약 20% PHOPHAL(인산 알루미늄)의 혼합물,
클라리언트(Clariant)사 제품.
C-2
엑소리트 OP 1230, (알루미늄 포스피네이트), 클라리언트사 제
품.
C-3
엑소리트 OP 1311, 클라리언트사 제품.
C-4
멜람(melam) 및 OP 1230(알루미늄 포스피네이트)의 혼합물;
중량비 83/17.
C-5
OP 1230 및 ZnHPO3의 혼합물; 중량비 75/25.
C-6
OP 1230 및 ZnHPO3의 혼합물; 중량비 60/40.
C-7
OP 1230 및 ZnHPO3의 혼합물; 중량비 50/50.
C-8
OP 1230 및 FP-300의 혼합물; 중량비 80/20.
FP-300은 시아노-개질된 사이클릭 페녹시 포스파젠 화합물이다;
후시미 파마슈티컬 캄파니, 리미티드(Fushimi Pharmaceutical
Co., Ltd)사에서 상품명 래비틀(RABITLE) FP-300으로 시판.
PA-6 마스터배치
PA-6 중의 안료 마스터배치(20 중량%).
GF
유리 섬유; 열가소성 폴리아미드 성형 조성물에 대한 표준
등급.
MRA/안정화제
이형제 및 안정화제의 표준 패키지.
조성물
사출 성형 조성물은 표준 공정 조건을 이용하여 이축 압출기상에서 제조하였다.
사출 성형
물질들은, DDR4 소켓의 생산용으로 적절한 몰드가 장착된 일축 압출기를 이용하는 사출 성형에 사용하였다.
HFFR
PCB
상에서의 무연 납땜
소켓은, 250℃의 피크 온도를 가진 표준 무연 납땜 공정을 이용하여 PCB 상에 소켓을 무연 납땜하여 전자 어셈블리를 생산하는데 사용하였다.
테스트 바(Test bars)
난연성 및 기계적 특성을 위하여, 상응하는 시험 방법에 순응하는 적절한 테스트 바를 준비하였다.
방법
난연성
난연성은 0.8㎜ 및 0.4㎜의 샘플 두께에서 UL-94-V에 따라 시험하였다.
열적 특성
용융 온도(Tm) 및 결정화 엔탈피(ΔHc)는 상술된 바와 같이 ISO 11357-1/-3에 따른 방법을 이용하여 DSC에 의해 측정하였다.
열변형 온도
열변형 온도는 ISO 75-1/-2에 따라 HDT-A에 대한 조건을 적용하여 측정하였다.
기계적 특성
강성도(stiffness)는 20℃에서 ISO 527-1/-2에 따라 측정 하였다(MPa).
흐름 특성
조성물의 흐름 특성은, 100 MPa의 효과적인 사출 압력하에 중합체(A)의 용융 온도보다 20℃ 높은 온도에서, 압출기내에서 용융물의 온도를 설정하는, 280 x 15 x 1㎜의 치수를 가진 나선형 캐비티가 장착된 단일축 압출기를 포함하는 사출 성형 셋-업(injection molding set-up)에 대한 나선형 흐름 시험시의 흐름 길이를 측정함으로써 측정하였다.
소켓과 관련한 상이한 물질의 조성, 그들의 특성 및 시험 결과를 하기 표 1에 수집하여 놓았으며; 여기서 파트 1은 본 발명에 따른 실시예 I 내지 X에 관한 것이며, 파트 2는 비교 실험 A 내지 J에 관한 것이다.
PA46중에 금속 포스피네이트/포스파젠 조합을 포함하는 비교 실험 J(CE-J)는 배합 도중에 대규모 발포 및 스트랜드 불안정성을 나타내었으며; 단지 UL 시험용 부품만을 어렵게 생산할 수 있었다. DDR 4 소켓 생산을 위한 기계적 시험 및 사출 성형용의 샘플을 제조하기 위한 성형 시험은 불가능하였다.
표 1
Claims (12)
- 적어도 2개의 대향 벽체(opposing walls)를 포함하는 미세 피치 전기 커넥터 소켓(fine pitch electrical connector socket)으로서,
상기 적어도 2개의 대향 벽체 사이에서 접촉 핀(contact pin)을 가진 인서트(insert)를 수용하도록 통로가 한정되고,
상기 벽체가, 폴리아미드 중합체, 난연제 시스템 및 섬유상 보강제를 포함하는 섬유 보강된 난연성 열가소성 중합체 조성물로부터 형성되며,
- 상기 폴리아미드 중합체가, 적어도, 280℃ 이상의 용융 온도 Tm-A를 갖는 반-결정성 폴리아미드(A), 및 임의적으로 제 2 폴리아미드(B)를 포함하고;
- 상기 폴리아미드 중합체가 50 J/g 이상의 결정화 엔탈피 ΔHc를 가지되, 이때 상기 용융 온도 Tm-A 및 결정화 엔탈피 ΔHc는 20℃의 가열 및 냉각 속도로 IS011357-1/3에 따른 방법을 이용하여 DSC에 의해 측정되고;
- 상기 난연제 시스템이 (C-1) 디알킬포스피네이트 및/또는 디포스피네이트의 금속염 및 (C-2) 인산의 금속염의 조합을 포함하되, 이때 상기 (C-1) 및 (C-2)는 조성물의 총 중량에 대하여 5 내지 35 중량%의 합량(combined amount) 및 95/5 내지 55/45 범위의 중량비 C-1/C-2 로 존재하며;
- 상기 조성물이 ISO 75-1/2 에 따라 측정하였을 때 265℃ 이상의 열 변형 온도(heat distortion temperature)를 갖는,
미세 피치 전기 커넥터 소켓. - 제 1 항에 있어서,
상기 대향 벽체가 1㎜ 미만, 바람직하게는 약 500 마이크로미터(㎛) 이하의 두께를 갖는, 소켓. - 제 1 항에 있어서,
상기 소켓이, 300 마이크로미터(㎛) 미만, 바람직하게는 약 200 마이크로미터(㎛) 이하의 두께를 가진 교차 벽체(intersecting wall), 즉 통로를 분할하고 접촉 핀을 분리하는 벽체를 갖는, 소켓. - 제 1 항에 있어서,
상기 조성물이, 비정질 반-방향족 폴리아미드, 지방족 폴리아미드, 또는 이들의 조합으로부터 선택되는 제 2 폴리아미드(B)를 포함하는, 소켓. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 폴리아미드(B)가, 270℃ 미만의 용융 온도를 갖는 지방족 폴리아미드, 또는 270℃ 이상의 용융 온도 및 5,000 달톤 이하의 중량 평균 분자량(Mw-B)을 가진 지방족 폴리아미드, 또는 이들의 조합인, 소켓. - 제 1 항에 있어서,
상기 폴리아미드(A) 및 폴리아미드(B)가 100/0 내지 50/50 범위의 중량비(A/B)로 존재하는, 소켓. - 제 1 항에 있어서,
상기 성분 (C-1) 및 (C-2)가 90/10 내지 65/35 범위의 중량비로 존재하는, 소켓. - 제 1 항에 있어서,
상기 조성물이,
30 내지 80 중량%의 폴리아미드 중합체;
6 내지 25 중량%의 성분 (C-1) 및 (C-2)의 합량; 및
10 내지 40 중량%의 섬유상 보강제
를 포함하는, 소켓. - 제 1 항에 있어서,
상기 조성물이 270℃ 이상의 열 변형 온도 HDT-A를 갖는, 소켓. - 제 1 항에 있어서,
상기 조성물이 20℃에서 ISO 527-1/2에 따른 방법으로 측정하였을 때 적어도 10,000 MPa의 강성도를 갖는, 소켓. - 제 1 항에 있어서,
상기 조성물이 Tm-A 보다 20℃ 높은 온도에서 280 x 15 x 1㎜의 치수를 가진 나선형 캐비티내에서 나선형 흐름 시험에 의해 측정하였을 때 적어도 120㎜의 용융 흐름 길이를 갖는, 소켓. - 제 1 항에 있어서,
상기 조성물이, UL-94에 따라 측정하였을 때, 0.8㎜에서 적어도 V-0의 난연성 등급을 갖는, 소켓.
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