TWI472574B - 非對稱電子零件 - Google Patents

Description

非對稱電子零件

本發明係關於記憶體模組用連接器、記憶卡插槽等非對稱電子零件。

已知液晶性聚合物在熱可塑性樹脂中，係屬於尺寸精度、減震性、流動性均優越，成形時極少發生毛邊情形，且產生氣體較少的材料。習知技術中，大多活用此種特徵，將液晶性聚合物採用作為各種電子零件的材料。

特別係近年隨電子機器的高性能化，亦進入要求連接器高耐熱化(利用安裝技術提升生產性)、高密度化(多芯化)、小型化的時代，而有活用上述液晶性聚合物的特徵，將經利用玻璃纖維強化的液晶性聚合物組成物採用作為連接器材料(日本專利特開平9－204951號公報)。

但是，近年來，連接器已更朝輕薄短小化演進，將因成形品壁厚不足而造成剛性不足，或因金屬端子的內插而產生的內部應力，導致成形後及回流加熱中發生翹曲變形情況，而在與基板之間出現焊接不良的問題。即，習知僅依靠玻璃纖維的強化，若為提升剛性而增加玻璃纖維添加量，薄壁部分並未填充樹脂，且有因成形時的壓力而導致內插端子出現變形的問題。

為解決該翹曲變形的問題，便對成形手法下工夫，且從材料層面，提案有調配入特定的板狀填充劑(日本專利特開平10－219085號公報及特開2001－106923號公報)。

即，市面上多數存在的一般連接器(電子零件)之情況，於成形之際，藉由施行保持對稱性的澆口位置、設計，便可控制產品的尺寸精度、翹曲，且藉由使用習知所提案的低翹曲材料，便可獲得翹曲變形較少的產品。

然而，近年來，隨電子零件的形狀複雜化，要求提供對成形品的XY軸面、YZ軸面、XZ軸面等任一軸面，均屬無對稱性的非對稱電子零件。該非對稱電子零件的代表例，可舉出如DDR－DIMM連接器等具有閂鎖構造(二端具有固定用爪)的記憶體模組用連接器作為代表例。特別係筆記型電腦用記憶體模組用連接器，係具有供安裝用的閂鎖構造，且具有供對位用的缺口，因而呈現非常複雜的形狀。

此種非對稱電子零件的情況，係不同於對成形品的XY軸面、YZ軸面、XZ軸面之任一軸面均具有對稱性的一般連接器(對稱電子零件)，因為並未具有對稱性，因此從成形手法的層面而言，翹曲變形改善將有限。且，在具有複雜形狀的非對稱電子零件之情況，成形品內的樹脂、填充劑配向趨於複雜，亦需要更高流動性，且翹曲變形的抑制更為困難，習知所提案的低翹曲材料將有無法獲得能滿足產品的問題。

本發明係為解決上述習知技術問題，目的在於提供即使為非對稱電子零件，仍能成形為機械性質良好，且翹曲變形少，耐熱性、流動性等性能均優越之成形品的材料。

本發明者等為達成上述目的，就提供性能均衡優越，適於非對稱電子零件之成形的材料進行深入鑽研、探討，結果發現，將具有特定長度且未具有一定以上長度的玻璃纖維，與特定板狀填充材依特定比例調配於液晶性聚合物中，便可獲得翹曲變形、耐熱性等性能均優越的非對稱電子零件，遂完成本發明。

即，本發明的非對稱電子零件係由調配入：(A)平均纖維直徑5~30μm，且纖維長10μm以下者以外的重量平均纖維長為250~350μm，且纖維長700μm以上者的比例係5重量%以內的纖維狀填充劑；以及(B)平均粒徑0.5~200μm的板狀填充劑而成；組成物中的(A)、(B)成分總填充量為40~60重量%，(A)成分的重量分率為10~20重量%，(B)成分的重量分率為30~40重量%的液晶性聚合物組成物成形，對成形品的XY軸面、YZ軸面、XZ軸面之任一軸面均無對稱性。

以下，針對本發明進行詳細說明。本發明所使用的液晶性聚合物，係指具有能形成光學異向性熔融相之性質的熔融加工性聚合物。異向性熔融相的性質係可利用正交偏光片的常用偏光檢查法進行確認。更具體而言，異向性熔融相的確認係可使用Leitz偏光顯微鏡，將在Leitz加熱台上所載置的熔融試料，於氮環境下，依40倍的倍率進行觀察而實施。能適用本發明的液晶性聚合物係當在正交偏光片間進行檢查時，即使為熔融靜止狀態，偏光通常仍穿透，顯示出光學異向性。

如上述的液晶性聚合物並無特別的限制，最好為芳香族聚酯或芳香族聚酯醯胺，在同一分子鏈中部分性含有芳香族聚酯或芳香族聚酯醯胺的聚酯亦涵蓋在此範圍內。該等係使用在60℃下於五氟酚中溶解濃度0.1重量%時，最好具有至少約2.0dl/g(尤以2.0~10.0dl/g為佳)的對數黏度(I.V.)者。

能適用於本發明液晶性聚合物(A)的芳香族聚酯或芳香族聚酯醯胺，尤以具有從芳香族羥基羧酸、芳香族羥基胺、芳香族二胺所構成群組中選擇之至少1種以上的化合物作為構成成分之芳香族聚酯、芳香族聚酯醯胺為佳。

更具體而言，係可舉例如：(1)主要由芳香族羥基羧酸及其衍生物之1種或2種以上構成的聚酯；(2)主要由(a)芳香族羥基羧酸及其衍生物之1種或2種以上；(b)芳香族二羧酸、脂環族二羧酸及其衍生物之1種或2種以上；以及(c)芳香族二醇、脂環族二醇、脂肪族二醇及其衍生物之至少1種或2種以上所構成的聚酯；(3)主要由(a)芳香族羥基羧酸及其衍生物之1種或2種以上；(b)芳香族羥基胺、芳香族二胺及其衍生物之1種或2種以上；以及(c)芳香族二羧酸、脂環族二羧酸及其衍生物之1種或2種以上所構成的聚酯醯胺；(4)主要由(a)芳香族羥基羧酸及其衍生物之1種或2種以上；(b)芳香族羥基胺、芳香族二胺及其衍生物之1種或2種以上；(c)芳香族二羧酸、脂環族二羧酸及其衍生物之1種或2種以上；以及(d)芳香族二醇、脂環族二醇、脂肪族二醇及其衍生物之至少1種或2種以上所構成的聚酯醯胺等。此外，在上述構成成分中，視需要亦可併用分子量調整劑。

構成能適用於本發明之上述液晶性聚合物的具體化合物，較佳例係可舉例如：對羥基苯甲酸、6－羥基－2－萘甲酸等之芳香族羥基羧酸；2,6－二羥基萘、1,4－二羥基萘、4,4’－二羥基聯苯、氫醌、間苯二酚、下述一般式(I)及下述一般式(II)所示化合物等之芳香族二醇；對酞酸、異酞酸、4,4’－二苯基二羧酸、2,6－萘二羧酸及下述一般式(III)所示化合物等之芳香族二羧酸；對胺基酚、對苯二胺等之芳香族胺類。

(其中，X：選擇自伸烷基(C1~C4)、亞烷基(alkylidene)、－O－、－SO－、－SO₂ －、－S－、－CO－中的基；Y：選擇自－(CH₂ )_n －(n＝1~4)、－O(CH₂ )_n O－(n＝1~4)的基)

能適用本發明的特佳液晶性聚合物，係以對羥基苯甲酸、6－羥基－2－萘甲酸為主構成單位成分的芳香族聚酯。

為達成本發明目的之低翹曲性、耐熱性、流動性等，必需相對於液晶性聚合物，分別含有特定量的特定纖維狀填充劑與特定板狀填充劑。

本發明之液晶性聚合物組成物所含的(A)纖維狀填充劑係平均纖維直徑5~30μm，纖維長10μm以下者之外的重量平均纖維長為250~350μm，且纖維長700μm以上者的比例在5重量%以內。

(A)纖維狀填充劑的平均纖維直徑未滿5μm時，製造本身將趨於困難。若平均纖維直徑超過30μm，當重量平均纖維長為250~350μm時，將無法獲得充分的縱橫比，強度、耐熱性會降低。且有不易折損的平均纖維長度之控制趨於困難等不良情況。平均纖維直徑就強度(特別係閂鎖構造部的強度)等觀點，最好為5~9μm。

當(A)纖維狀填充劑的重量平均纖維長未滿250μm時，補強效果較小，即便增加調配量仍無法獲得所需效果。反之，當(A)纖維狀填充劑的重量平均纖維長超過350μm，即便減少調配量，流動性仍會惡化，無法獲得翹曲變形少的成形品。

再者，即便重量平均纖維長在250~350μm之範圍內，且纖維長700μm以上者的比例超過5重量%，同樣的，流動性將惡化，無法獲得翹曲變形少的成形品。

再者，本發明中所謂「(A)纖維狀填充劑的重量平均纖維長」，係指本發明液晶性聚合物組成物中的值，可依照後述手法進行測定。

另一方面，本發明之液晶性聚合物組成物所含的(B)成分係平均粒徑0.5~200μm的板狀填充劑。平均粒徑在上述範圍外者，低翹曲性的改善效果較少。

本發明所使用的液晶性聚合物組成物中，(A)、(B)成分的調配比例係達成本發明所期許目的之重要因素，組成物中的(A)、(B)成分的總填充量係40~60重量%，(A)成分的重量分率為10~20重量%，(B)成分的重量分率為30~40重量%係必要條件。

當(A)纖維狀填充劑含有量多於20重量%的情況，擠出性與成形性(特別係流動性)會惡化，且回流時的變形會變大。反之，當含有量少於10重量%的情況，機械強度會降低。

再者，(B)板狀填充劑係具有改善低翹曲性的作用，但含有量若超過40重量%，則擠出性、成形性將惡化，會導致材料變脆。反之，若含有量少於30重量%的情況，低翹曲性的改善效果少。

再者，組成物中的(A)、(B)成分之總填充量係40~60重量%。當總填充量未滿40重量%時，不管(A)、(B)成分屬於何種組合，低翹曲性、機械的強度及流動性之任一者均惡化。反之，若總填充量超過60重量%，則流動性等會惡化。

本發明所使用的(A)纖維狀填充劑，係可舉例如：玻璃纖維、碳纖維、鬚晶、無機系纖維、礦石系纖維等，最好為玻璃纖維。

再者，本發明所使用的(B)板狀填充劑，具體係可由諸如：滑石、雲母、高嶺土、黏土、石墨、蛭石、矽酸鈣、矽酸鋁、長石粉、酸性白土、壽山石(agalmatolite)黏土、絹雲母、矽線石(silimanite)、膨潤土、玻璃碎片、板岩粉、矽烷等矽酸鹽；碳酸鈣、白室(chalk)、碳酸鋇、碳酸鎂、白雲石等碳酸鹽；重晶石粉、沉澱性硫酸鈣、熟石膏、硫酸鋇等硫酸鹽；水合氧化鋁等氫氧化物；氧化鋁、氧化銻、氧化鎂、氧化鈦、鋅華、二氧化矽、矽砂、石英、白煙(white carbon)、矽藻土等氧化物；二硫化鉬等硫化物；板狀矽灰石、金屬粉粒體等材質構成。

其中，就性能的層面而言，最好為滑石、雲母、高嶺土、石墨、玻璃碎片，尤以滑石為佳。

本發明中所使用的纖維狀填充劑、板狀填充劑係可直接使用，亦可併用一般所使用的周知表面處理劑、收束劑。

再者，本發明的液晶性聚合物組成物中，於不妨礙本發明目的之範圍內，尚可添加諸如：核劑、碳黑、無機煅燒顏料等顏料；抗氧化劑、安定劑、可塑劑、滑劑、脫模劑及難燃劑等添加劑。

本發明中所謂「非對稱電子零件」，係指對成形品的XY軸面、YZ軸面、XZ軸面之任一軸面均無對稱性。

如前述，市面上多數存在的一般連接器(電子零件)之情況，係屬於XY軸面、YZ軸面、XZ軸面之任一軸面具有對稱性，當成形之際，藉由進行保持對稱性的澆口位置、設計，便可控制著產品的尺寸精度、翹曲。

相對於此，本發明的非對稱電子零件係形狀複雜化，頗難利用成形手法進行低翹曲化。

本發明所使用之液晶性聚合物組成物的製造，係只要能形成本發明所規定的填充劑形狀便可，可使用任何製造法，可採取利用一般的擠出機施行熔融混練，並擠出成顆粒狀的方法，為了將纖維狀填充劑限定於所規定的範圍內，會有混練次數為2次以上的情況。

此種非對稱電子零件的代表例，係可舉例如某種連接器、插槽。

連接器係可舉例如：DIMM連接器、DDR－DIMM連接器、DDR2－DIMM連接器、DDR－SO－DIMM連接器、DDR2－SO－DIMM連接器、DDR－Micro－DIMM連接器、DDR2－Micro－DIMM連接器等記憶體模組用連接器。

特別適用於成形為DDR－DIMM連接器、DDR2－DIMM連接器中，尤其屬於筆記型電腦用途的記憶體模組用連接器，且間距距離在1.0mm以下、產品總長為60.0mm以上、產品高度為6.0mm以下、極數為100極以上的薄型且形狀複雜的連接器。

此種記憶體模組用連接器係提供給在尖峰溫度230~280℃下進行表面安裝用的IR回流步驟，其要求在經IR回流步驟前的平面度為0.1mm以下，且回流前後的平面度差在0.02mm以下，而依照本發明便可滿足此種要求。

再者，插槽係可舉例如：無線網路卡(Card Bus)、CF卡、MS卡(memory stick)、PC卡、SD卡、SDMo、智慧卡(smart card)、SM卡(smart media card)、microSD卡、miniSD卡、xD Picture Card、TransFlash等記憶卡插槽，特別以具有導軌構造，產品高度在6.0mm以下的記憶卡插槽為佳。

<實施例>

以下，利用實施例針對本發明進行具體說明，惟本發明並不僅侷限於該等。此外，實施例中的物性測定與試驗係依下述方法實施。

(1)重量平均纖維長、長度700 μm以上的纖維狀填充劑之比例將樹脂組成物顆粒5g在600℃下加熱2小時而灰化。將灰化殘渣充分分散於5%聚乙二醇水溶液中，然後利用滴管移往培養皿，並利用顯微鏡觀察纖維狀填充劑。同時，使用影像解析裝置(Nireco(股)製LUZEX FS)測定纖維狀填充劑的重量平均長度。此外，當施行影像解析之際，將重疊的纖維分離為各個纖維，並使用求取各自長度的副程式。另外，測定係排除10 μm以下的纖維狀填充劑。且，從測定數據計算出長度700 μm以上的纖維狀填充劑之比例。

(2)載重彎曲溫度依下述成形條件進行載重彎曲溫度試驗片的成形，並根據ISO75－1、2，測定載重彎曲溫度。

[成形條件]成形機：JSW J75SSII－A擠筒溫度：350－350－340－330℃(使用液晶性聚酯1、3、5的情況)370－370－360－350℃(使用液晶性聚酯2、4的情況)模具溫度：80℃射出速度：1.3m/see保壓力：55.0MPa射出保壓時間：5sec冷卻時間：10sec螺桿旋轉數：100rpm螺桿背壓：3.5MPa

(3)DDR－DIMM連接器評估就圖1所示之DDR－DIMM連接器型(高度：4.0mm、間距距離：0.6mm、針腳數：100×2、澆口：隧道式澆口、澆口尺寸：0.75mm、取1個)，依下述成形條件進行DDR－DIMM連接器的成形，並評估連接器最小填充壓力、及翹曲評估。

．連接器最小填充壓力測定在DDR－DIMM連接器成形之際所獲得之樹脂填充時的壓力中，能獲得良好成形品的必要最小填充之填充壓力。

．翹曲評估將所成形的成形品平面度利用非接觸型尺寸測定機(Mitutoyo製Quick Vision PRO)，藉由測定剛成形後的情況、以及依以下條件施行回流處理後的情況而實施。

(回流條件)回流處理裝置：Japan Pulse技術研究所製大型桌上型回流焊接裝置RF－300(使用遠紅外線加熱器)試料饋進速度：140mm/sec回流爐通過時間：5min溫度條件：預熱區150℃、回流區190℃、尖峰溫度251℃

．閂鎖構造部的強度將圖1所示DDR－DIMM連接器的閂鎖構造部(測定地方：如圖1所示)，利用萬能試驗機(ORIENTEC(股)製張力機UTA－50KN)，依壓縮速度3mm/min進行測定，而求得破壞時的應力。

[成形條件]成形機：FANUC ROBOSHOT S－2000i 30A(噴嘴徑：1.5)擠筒溫度：350－350－340－330℃(使用液晶性聚酯1、3的情況)370－370－360－350℃(使用液晶性聚酯2、4的情況)模具溫度：80℃射出速度：200mm/sec保壓力：50MPa週期：射出保壓1sec＋冷卻5sec螺桿旋轉數：120rpm螺桿背壓：2.0MPa

<實施例1~5及比較例1~9>

針對液晶性聚酯，將表1所示各種填充劑依表1所示比例進行乾式摻合後，利用擠出機施行熔融混練而顆粒化。從該顆粒利用射出成形機製作上述試驗片，經施行評估，獲得表1所示結果。

所使用的液晶性聚酯、各種填充劑以及擠出條件等係如下所述：

(1)使用原料 (a)液晶性聚酯

‧液晶性聚酯1(LCP：Polyplastics(股)製，Vectra E950i)

‧液晶性聚酯2(LCP：Polyplastics(股)製，Vectra S950)

‧液晶性聚酯3[LCP：Polyplastics(股)製，Vectra E140i(下述玻璃纖維1的40重量%含有物)]

‧液晶性聚酯4[LCP-Polyplastics(股)製，Vectra SI35(下述玻璃纖維1的35重量%含有物)]

(b)填充劑

‧玻璃纖維1

旭纖維玻璃(股)製CS03J416(纖維直徑10μm、長度3mm的切股纖維)

‧玻璃纖維2

日東紡(股)製PF70E001(纖維直徑10μm、重量平均長度70μm的磨碎纖維)

‧滑石

松村產業(股)製Crowntalc PP(平均粒徑10μm)

(2)擠出機

日本製鋼所(股)製、雙軸螺桿擠出機TEX α(螺桿徑33mm、L/D=38.5)

擠出機的螺桿概略係如圖2所示。

．構造主進料口1：C1可塑化部2：C4(構造：從上流側起施行順向捏合、反向捏合，長度132mm)側進料口3：C5混練部4：C6~C8(構造：從上流側起施行順向捏合、正交捏合、反向捏合、反向螺紋、順向捏合、反向捏合、反向螺紋，長度363mm)．對主進料口的進料器日本製鋼所(股)製之重量式單軸螺桿式進料器(型號STF－25)．對側進料口的進料器玻璃纖維用日本製鋼所(股)製之重量式單軸螺桿式進料器(型號STF－25)滑石用重量式雙軸螺桿式進料器(K－Tron)

(3)擠出條件擠筒溫度：實施例1~3及比較例1~4、7~9係僅在主進料口1所設置的擠筒C1為200℃，其餘的擠筒溫度均為350℃。實施例4~5係僅在主進料口1所設置的擠筒C1為200℃，其餘的擠筒溫度均為370℃。此外，比較例5、6係僅將混練部(C6~C8)的溫度設定為330℃、310℃。

(4)樹脂組成物的混練及擠出方法

使用上述雙軸螺桿擠出機，從主進料口1供應液晶性聚酯的顆粒，並從側進料口3供應填充劑。

螺桿旋轉數及擠出量係設定如表1，將從模頭5吐出絞合線狀的熔融樹脂組成物，在利用田中製作所製網帶輸送機進行搬送的情況下，同時利用噴灑噴霧水施行冷卻後，再施行切粒而獲得顆粒。

<實施例6>

預先在液晶性聚酯1中依使下述玻璃纖維3為含有量40重量%的方式，依照與實施例1相同的擠出條件調製得液晶性聚酯5。接著，除取代液晶性聚酯3而改為使用液晶性聚酯5之外，其餘均如同實施例3般的施行顆粒化，再從該顆粒利用射出成形機製作上述試驗片，並施行評估。結果如表1所示。

‧玻璃纖維3

日本電氣硝子(股)製ECS04T-790DE(平均纖維直徑6μm、長度3mm的切股纖維)

再者，對於實施例1~3、實施例6的試驗片測定閂鎖構造部的強度。結果如表2所示。

1．．．主進料口：C1

2．．．可塑化部：C4

3．．．側進料口：C5

4．．．混練部：C6~C8

5．．．模頭

6．．．螺桿

7．．．真空排氣口

A．．．閂鎖構造部的強度測定地方

B．．．澆口位置

圖1為實施例中連接器評估所使用的DDR－DIMM連接器圖。圖中零件符號A係閂鎖構造部的強度測定地方，B係澆口位置。

圖2為實施例1~6及比較例1~9中所使用之擠出機的螺桿概略圖。圖中零件符號1係主進料口：C1，2係可塑化部：C4，3係側進料口：C5，4係混練部：C6~C8，5係模頭，6係螺桿，7係真空排氣口。

A．．．閂鎖構造部的強度測定地方

B．．．澆口位置

Claims (5)

1. 一種非對稱電子零件，係由液晶性聚酯組成物所形成，該液晶性聚酯組成物係調配入：(A)平均纖維直徑5~30μm，纖維長10μm以下者以外的重量平均纖維長為250~350μm，且纖維長700μm以上的比例係5重量%以內的纖維狀填充劑；以及(B)平均粒徑0.5~200μm的板狀填充劑；組成物中的(A)、(B)成分總填充量為40~60重量%，(A)成分的重量分率為10~20重量%，(B)成分的重量分率為30~40重量%；該非對稱電子零件係對成形品的XY軸面、YZ軸面、XZ軸面之任一軸面均無對稱性；上述纖維狀填充劑為玻璃纖維；上述板狀填充劑為選自滑石、雲母、高嶺土、石墨或玻璃碎片；將液晶性聚酯與(A)成分利用擠出機施行熔融混練而得到顆粒後，將上述顆粒、(B)成分利用擠出機施行熔融混練，製造屬於顆粒之上述液晶性聚酯組成物。
2. 如申請專利範圍第1項之非對稱電子零件，其中，液晶性聚酯組成物所含之(A)纖維狀填充劑的平均纖維直徑係5~9μm。
3. 如申請專利範圍第1或2項之非對稱電子零件，該非對稱電子零件係連接器或插槽。
4. 如申請專利範圍第1項之非對稱電子零件，該非對稱電子零件係間距距離在1.0mm以下、產品總長為60.0mm 以上、產品高度為6.0mm以下、極數為100極以上的記憶體模組用連接器。
5. 如申請專利範圍第1項之非對稱電子零件，該非對稱電子零件係具有導軌構造，產品高度為6.0mm以下的記憶卡插槽。