電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)材料塑料特性和選擇方法課件

電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)材料塑料特性和選擇方法

2023/3/9塑料3塑料3.1塑料的基本成分、添加劑和填料3.2常用塑料的主要參數(shù)3.3各種電子產(chǎn)品中塑料的選擇3.4幾種塑料的知名生產(chǎn)廠商3.5

案例：產(chǎn)品故障現(xiàn)象、原因和解決方法塑料引言：為什么需要塑料？塑料與其它材料相比有什么優(yōu)點(diǎn)？以今天的眼光看，塑料有什么缺點(diǎn)？塑料2.添加劑

為了改變和提高塑料在機(jī)械性能、電氣性能、耐氣候性、環(huán)保性能、阻燃性能和工藝成形等方面的特性，在樹脂中加入一些添加劑，制成實(shí)用的塑料。常用的添加劑如表3-1所示。塑料表3-1塑料常用的添加劑塑料續(xù)表3-1塑料

3.2

常用塑料的主要參數(shù)更多的參數(shù)見(jiàn)參考書表3-3。下面是部分參數(shù)。1比重塑料的比重一般在0.9～1.5之間，特別的比重達(dá)到2.0，它大約是鋁材比重的1/2，鋼材比重的1/5。不同的塑料原料品種，有不同的比重，除了影響機(jī)械等性能，還有是實(shí)際材料成本不同。例如ABS的比重1.04，聚丙烯的密度是0.9，僅比重就差14%做同樣的體積零件，聚丙烯材料用量就省14%。所以選擇塑料要在保證功能、性能的基礎(chǔ)上選擇比重輕的品種。塑料2彎曲模量彎曲模量是指材料在彈性極限內(nèi)抵抗彎曲變形的能力,單位為N/m2或Pa。由于塑料在機(jī)械性能上與金屬最大的區(qū)別是彎曲模量相差大，易變形，所以結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì)要特別關(guān)注這個(gè)參數(shù)。在塑料零件常用的卡扣連接中，彎曲模量也是重要的設(shè)計(jì)依據(jù)。材料的彎曲模量越大，表示材料越不易變形，做出的零件剛度就越好。3熱變形溫度塑料的熱變形溫度(Heatdeflectiontemperature,HDT)是指對(duì)塑料試樣施加一定的負(fù)荷，以一定的速度升溫，當(dāng)達(dá)到規(guī)定形變時(shí)所對(duì)應(yīng)的溫度。是塑料的短期耐熱性指標(biāo)。塑料的熱變形溫度測(cè)試有專門的標(biāo)準(zhǔn)，如國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1633一2000《熱塑性塑料軟化溫度(VST)的測(cè)定。塑料的熱變形溫度對(duì)于在高溫下工作的產(chǎn)品顯得特別重要，同時(shí)電子產(chǎn)品的高溫、高濕試驗(yàn)也是對(duì)塑料零件的考驗(yàn)。塑料的熱變形會(huì)導(dǎo)致零件位移產(chǎn)品功能的實(shí)效，如微動(dòng)開關(guān)、按鍵的實(shí)效、殼體的縫隙、傳動(dòng)的不靈活等故障。所以選擇塑料要使塑料的熱變形溫度高于工作和試驗(yàn)溫度10℃以上。常用塑料的熱變形溫度如表3-2所示。塑料塑料4

玻璃化轉(zhuǎn)變溫度玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Glasstransitiontemperature）特指無(wú)定型塑料（也包括結(jié)晶型塑料中的非結(jié)晶部分）由高彈性態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椴ＡB(tài)的溫度，通常用Tg表示，是塑料的一種重要的工藝指標(biāo)。當(dāng)塑料到達(dá)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度時(shí)，其彈性模量、比重、比熱、硬度、介電常數(shù)和介電損耗等均發(fā)生突變，做出這些物理量隨溫度變化的曲線，其突變處的溫度就是玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg。結(jié)晶型塑料則沒(méi)有玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，它到達(dá)一定高溫即融化。提示：HDT是給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)用的；Tg主要是給注塑工藝用的。塑料

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介電常數(shù)介電常數(shù)（Dielectricconstant）是以某塑料為介質(zhì)時(shí)的電容與以真空為介質(zhì)的電容之比。又稱電容率或相對(duì)電容率,是表征介質(zhì)儲(chǔ)電能力大小的一個(gè)物理量，常用ε表示。介電常數(shù)愈小絕緣性愈好?？諝獾慕殡姵?shù)為1.0006而水的介電常數(shù)特別大,10℃時(shí)的水介電常數(shù)為83.83。在印制板的基材和高速電路接插件殼體中介電常數(shù)是重要的參數(shù)。

塑料ttu6

混合特性有些塑料可以混合使用，比如ABS和PC，有些塑料不可以混用如ABS和PS。兩種塑料能否混合使用，取決于塑料的溶解度、結(jié)晶、極化和氫鏈等。即使是可以混合使用的塑料，其比例組成也是有限定的，超過(guò)一定比例，反而相容性不好。在近百種塑料中能混合使用的塑料也就十幾種。提示：將不能混合的塑料混合使用會(huì)導(dǎo)致零件的表面粗糙、脫皮和分層現(xiàn)象。1．結(jié)構(gòu)件最常用的ABS塑料*家電內(nèi)外部結(jié)構(gòu)件，零件形狀復(fù)雜、沒(méi)有特殊的受力要求和環(huán)境要求時(shí)首選ABS塑料。比如LCD電視、臺(tái)式電腦面板、攝像頭殼體等。*特別注意ABS有幾十種要仔細(xì)選擇。

圖3-2ABS塑料家用攝像頭塑料塑料

2.PS、HIPS塑料*一般的電子產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)件，并且形狀簡(jiǎn)單，可以用PS、HIPS。這兩種材料的脆性比ABS大，注塑時(shí)外表面容易有溶接痕，不適合做外觀件，并且受力容易開裂。*其價(jià)格低于ABS約20%，比重也比ABS10%，也能節(jié)省材料成本。所以采用高抗沖聚苯乙烯材料與ABS塑料相比，零件價(jià)格約可降30%。塑料3.

薄壁零件的塑料

PBT、PET*薄壁零件的外觀塑料件可選聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯（PBT）和聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)，這些塑料的壁厚，采用注塑工藝都可以做成壁薄至1~0.5mm的零件。*PBT耐高溫工作環(huán)境、比較硬；PET不耐高溫，零件可以做的更薄一些。主要用于制作手機(jī)中薄膜按鍵、電子琴鍵及電腦鍵盤按鍵等薄壁零件、也是飲料瓶殼體材料，PBT是純凈水桶的用料。塑料4.透明零件的塑料

*很多塑料都可以做成透明的，這些材料主要是折光率、硬度、脆性有很大差異。由此價(jià)格也差異幾倍。聚苯乙烯（PS）是最便宜的透明塑料，但也最脆，易開裂，注射容易有“水痕”，用于不受力的零件。*AS和ABS塑料是稍好的材料，聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）是機(jī)械性能比較好的材料（俗稱有機(jī)玻璃、基材MMA俗稱壓克力），零件可以受一定的力。*PC是透明材料中機(jī)械性能很好的材料，用于中等受力的場(chǎng)合。其中折光率好的牌號(hào)的PC塑料還能用來(lái)做數(shù)碼相機(jī)的鏡頭和眼鏡的鏡片。塑料

圖3-4透明塑料ABS、PMMA、PC零件塑料5.高剛度和強(qiáng)度零件用的塑料（工程塑料）有些結(jié)構(gòu)件需要承受高載荷，但不能變形。比如塑料齒輪、軸類零件和支撐架等，可以用聚碳酸脂（PC）、聚酰胺PA、聚甲醛（POM）、聚苯醚（PPO）、聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺(PPA)和它們加了玻纖的增強(qiáng)料。圖3-5工程塑料做的齒輪塑料7.接插件用的塑料

*DIP焊接和壓接的接插件可以采用增強(qiáng)聚碳酸酯（PC）、聚酰胺（PA）、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯（PBT）。*需要過(guò)SMT的接插件可以用增強(qiáng)PCT（聚對(duì)苯二甲酸環(huán)己基乙二酯）、聚砜(PSU)、聚對(duì)苯二酰對(duì)苯二胺（PPA）和聚酰亞胺（PI）等塑料。*除了機(jī)械性能，接插件塑料選擇的重要參數(shù)是介電常數(shù)和耐溫性能。塑料

壓接接插件焊接接插件圖3-7塑料接插件塑料3.5

案例：產(chǎn)品故障現(xiàn)象、原因和解決方法*產(chǎn)品描述：ABS塑料面板360mm高，下面是兩個(gè)剛性卡勾，上面是兩個(gè)彈性卡扣。*故障現(xiàn)象：按有效公式計(jì)算，卡扣處過(guò)盈雙邊取1.5mm。實(shí)際產(chǎn)品過(guò)盈從1.5~0.5mm變化。故使用時(shí)面板會(huì)被碰掉。來(lái)回改過(guò)幾次，