低吸溼/高熔點尼龍PA9T工程塑膠與應用(下)

 

刊登日期:2021/12/5
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高信敬 / 工研院材化所
【內文精選】
PA9T的市場及其產業應用
依據日本富士經濟調查,2019年全球泛用工程塑膠級PA6、PA66之需求各約為138、131萬噸(表十),而高階半芳香族與長碳鏈PA尼龍工程塑膠(包括PA610、PA612、PA11、PA12、PAMXD6、PA46、PA6T、PA9T、PA10T、PA11T等)之年總需求則超過25萬噸市場規模,可見PA系工程塑膠材料是所有工程塑膠材料中需求較大宗者。而PA9T發展歷史僅約20年,是所有PA系工程塑膠材料中,發展歷史屬於較短的耐溫PA工程塑膠新材料,但全球2020年PA9T需求已達1.8萬噸,如表十一所示。
 
從PA9T在2019年全球市場的產業應用區塊,可看出應用於電子電氣(如LED照明/顯示反射座、SMT連接器、光學鏡頭模組黑件等部品)的占比高達72.4%,而汽車產業應用(如引擎室耐溫部件,取代金屬之輕量化阻氣耐蝕塑膠油管等)約占27.6%,如表十二所示。PA9T工程塑膠在電子產業的應用部件包括:高階DDR記憶體連接器、FPC連接器、手機鏡頭模組的Lens Holder、Lens Carrier、Lens Bracket等黑件部品、手機SIM卡插槽、USB插座等部件。如圖十三所示。
 
由於台灣是連接器的生產大國,耐溫/低吸濕/高尺寸安定之高性能PA9T工程塑膠材料非常適用於5G數據中心伺服器/高階電腦用DDR5-DIMM Socket記憶體連接器(圖十四)。乃因PA9T具高熔點/耐高溫Reflow回焊爐製程,而高強度PA9T低吸濕/高尺寸安定性的特性,正好滿足應用於長型無翹曲之記憶體連接器的規格需求。
 
圖十四、5G數據中心伺服器/高階電腦用PA9T研製DDR5-DIMM Socket記憶體連接器
圖十四、5G數據中心伺服器/高階電腦用PA9T研製DDR5-DIMM Socket記憶體連接器
 
台灣是LED的生產大國,圖十五為PA9T工程塑膠材料在發光二極體LED射出導線架杯狀反射座的應用,射出LED導線架杯狀反射層之正式名稱是捲軸式埋入射出導線架(Reel-to-Reel Insert Molded Lead Frame),俗稱「射出支架」。在LED封裝廠上游的供應鏈中,晶片、支架與封裝材是最重要的三大原物料,也是LED封裝廠最主要的成本來源。LED射出導線架杯狀反射座所使用之PA9T,具有可承受265˚C、10秒當下被表面焊接(Surface Mount)在電路板上的能耐,且擁有耐熱/耐久性/高反射率及尺寸安定性的耐久性品質信賴度。
 
台灣也是汽車零組件/塑件的生產王國。圖十九所示為PA9T工程塑膠材料在汽車的應用部件示例,包括散熱水箱上下進/出水口的護蓋、汽車燃油從油箱到引擎室的高阻氣輸送管件、空調馬達驅動齒輪、引擎散熱冷卻水啟動器、雨刷驅動馬達齒輪、引擎室各種快拆接頭連接器、頭燈轉向器驅動齒輪、馬達線圈支架等部件的應用。
 
此外,因為高結晶PA9T工程塑膠具優越的高阻氣特性(圖廿),很多日本汽車都以PA9T來取代質重/易腐蝕的金屬燃油管,應用於汽油輸送管路,此輸油管件為由外層耐磨耗/耐寒/耐熱老化/耐彎曲疲勞性/高阻氣之PA12工程塑膠,以及內層耐溫/高阻氣的PA9T工程材料,一起透過共押出製程之加工技術來研製完成,如圖廿一所示。綠能電動車需求日漸成長,EV高出力電池模組的發熱量很大,如果散熱不良,會影響電池壽命。耐溫/耐蝕/高阻氣PA9T工程塑膠非常適用於EV高出力電池模組的散熱管路部件,如圖廿二所示。
 
圖廿二、PA9T應用於EV高出力電池模組的散熱管路部件示意圖
圖廿二、PA9T應用於EV高出力電池模組的散熱管路部件示意圖
 
最後,我們來看看Kuraray公司目前販售的PA9T及其複合材,其適用於電子電器、汽車、LED等聚焦產業應用的各種部件材料規格篩選分類如表十三所示。值得注意的是因Kuraray全球首發PA9T聚合組成專利(特開平09-13222A/1997年)已於2017年到期,BASF公司據此也順勢新推出PA9T商品化工程塑膠材料,商品名為Ultramid®Advanced N。由於BASF是全球耐溫PA6T系工程塑膠材料的最大生產廠,此時推出PA9T也是看到高性能PA9T正好可彌補PA6T材料應用到耐溫SMT部件之…以上為部分節錄資料,完整內容請見下方附檔。
 
★本文節錄自《工業材料雜誌》420期,更多資料請見下方附檔。

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