电子产品对材料的要求知多少？818 USB Type-C、小米4和汽车新材料的那点事

《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载 {pagination} 生产USB Type-C连接器有多难？中小企业没有竞争力！ 帝斯曼的材料性能已在音频插孔连接器、边框及耳机线等应用中获得验证。高性能聚酰胺工程塑料是其中的一大亮点，该材料已获得全球电子产品生产商的认可，而用于下一代USB Type-C连接器的生产。USB Type-C连接器的体积远远小于前几代产品，因此其外壳材料的性能尤为关键。

USB Type-C连接器塑料壁的厚度比上一代减少75%，金属端子变成24个。
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帝斯曼工程塑料业务部连接器全球营销经理谢建志介绍说，超薄创新是智能手机所面临的设计挑战——智能手机平均每年变薄12%。USB Type-C正在推动“超薄创新”的进一步发展。该连接器塑料壁的厚度比上一代减少75%，但速度更快、功能更强。

帝斯曼工程塑料业务部连接器全球营销经理谢建志
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鉴于USB Type-C连接器非常的小，对其外壳材料的性能要求便非常严格。其中可靠性尤其重要，因此该行业在寻找一款将高韧性、高可靠性、高刚性和高流动性相完美结合的塑料。而帝斯曼的Stanyl和Stanyl ForTii将机械特性和精密成型特性完美结合。

USB Type-C内部结构及对材料的要求
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USB Type-C将于2017年成为全球手机充电接口标准。它是支持正反插的第一代USB连接器，向后兼容许多USB设备。USB Type-C可支持高达100W（20V和5A）的供电，传输速率是当前USB3.0接口的两倍。设备更薄意味着连接器插座和插头减小，部件所占空间也相应减少。USB Type-C插座壁厚是上一代壁厚的25%，而插头比之前更薄，仅有0.12mm厚。帝斯曼的Stanyl和Stanyl ForTii具有生产下一代USB Type-C所需的机械特性和环保特性。而且，厂商可以生产出OEM指定的颜色，实现美学设计自由度和产品独特性。

Stanyl和Stanyl ForTii具有生产USB Type-C所需的机械特性和环保特性。
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帝斯曼的Stanyl聚酰胺46和Stanyl ForTii聚酰胺4T两款高性能聚酰胺提供了卓越的绝缘性，并在韧性与硬度之间实现了完美平衡，并拥有极低的UL 94 V-0等级，因而大幅提升其加工性与生产效率，使制造商能够制造出更安全、更小巧的USB Type-C连接器。会后，DSM全球电子产品营销总监Tamim P. Sidiki博士在接受本刊专访时告诉记者，现在采用USB Type-C的产品已经非常多元化，包括充电器、数据线和适配器等。对于DSM材料在USB Type-C上的应用，他表示：“我们做的是里面的塑料件，因为外壳不需要做到耐高温，而我们做的是耐高温、有附加价值的产品。这里面材料的用量不多，但是要求很高，包括韧性和强度的平衡、熔接性强度和流动性等。这里面塑料的厚度最薄只有0.1mm。我们从2003年和客户开始合作开发，发现市场上没有一种材料能够满足它的要求，因此我们特别为USB Type-C特别开发了这款材料（高流动性可以做得更薄而又不容易断裂）。” 同时，该材料在连接器中的成本只占5%或以下，因此客户并不在乎具体的价格是多少。而客户所关心的重点是，这个材料如何帮助他们提高可靠性、安全性和良率。因为USB Type-C连接器中有24 Pin，如果要返工，组装起来会非常复杂。同时，二三线的厂商很难制造该产品，因为它对模具精密度的要求和自动化程度的要求非常高；采用传统Micro USB的方法生产就不会有竞争力。此外，电子产品对ESD和EMI要求更加严格。谢建志谈道，现在芯片发展到2Xnm甚至1Xnm工艺，因而对高压/静电非常敏感。基本上所有的IO口之后都有一个ESD保护器件。芯片供电电压从5V下降到3.3V、1.8V甚至1.2V。如果没有保护，人体静电很容易对芯片造成破坏。因此，绝缘/防高压静电设计非常重要。同时，现在的电子产品包含有很多射频器件。塑胶件也可以用来做涂层，进行EMI保护。 USB Type-C的充电功率更大，电压从5V上升到甚至20V。IO口除了ESD保护以外，还存在包括各种液体、手汗和灰尘等的污染，而有可能导致手机在充电的时候发生短路现象。在USB Type-C的充电功率更大、金属端子间距更小的情况下，起火的风险就更高。因此，塑胶的绝缘性能就会起到很大影响。LCB材料CTI（相对漏电起痕指数）值较低，在表面被污染时，塑胶表面容易发生碳化，在充电时起火的风险就比较高。无卤阻燃的高温尼龙材料，如DSM的PA46和PA4T，CTI值达到400V甚至600V电压，因而可以很好地避免起火风险。

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小米Mi4天线隔断条采用Stanyl ForTii材料制造。
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在小米4发布之际，雷军就曾在现场专门用一副图介绍，小米4天线隔断条用了14种塑胶粒材料尝试，采用注塑工艺一体成型无缝连接。为什么要着重介绍材料上的尝试？ “小米Mi4的天线隔断条在开发的过程中对材料的要求非常严苛。手机里的这个器件的生产需要经过十几道的后处理工序。”谢建志表示。作为手机的外部配件，绝缘塑料材质的天线隔断条对美观度（颜色稳定性）、韧性和加工性的要求格外高。所用材料必须展现极高的流动性，且成品部件在制造时要经受80℃~100℃的高温，并在强碱性溶液中进行清洗处理。加工后，部件还要进行精密加工并浸于切削液中，因此需要很强的抗腐蚀性。 “更重要的是，我们在和小米合作的过程中，曾经每个星期要提供4到5种材料供小米工程师测试和打样，并最终选定最后的方案。因此，提供本土化的研发工程师的支持、样品生产制造的支持非常重要。这样才能及时的帮助我们的客户——小米及时地将产品推广到市场上。”他强调道。 “在和小米以及其他的电子产品OEM厂商合作的过程中，我们为他们的设计团队提供紧密服务。因为电子产品的周期非常短，所以他们希望获得非常快速的合作——如果他们说我明天就要这个，那你就必须明天交付。这也是为什么我们在中国设立大团队的一个原因。小米、华为、TCL这些大公司都在中国，而我们也与他们近距离地接触。我们投入了很多资源，去了解客户需求，甚至为客户专门开发他们所需的材料。”Tamim表示。谢建志对此补充说：“我们和其他竞争对手的很大的不同是，我们在国内除了有基础的研发中心和制造中心，甚至还有配方开发的工程师在上海。实际上，小米最初有两个供应商，他们试了十五六种材料，他们有两个模具厂在帮他们做不同的开发。不同结构件的供应商的制造工艺是不一样的，而这对材料的要求也不一样。而我们有本地的工程师帮小米在两个星期做四五种材料的样品，让他们去测试如何满足测试需求。经过几轮的测试和打样，他们才最终选定我们的材料作为他们天线隔断条的材料。这其中包含对材料供应商和本土技术团队支持两方面的要求。” “对于我们客户的支持，我们不只是提供材料，我们还提供一整套的服务，包括CAE团队做模流和软件仿真，以及应用支持工程师和技术服务工程师等。我们聘请了一些模具开发专家，我们除了为客户提供材料和样品外，我们还会根据仿真和经验，比如浇口和模具用怎样的设计，才能达到最佳良率；如何设计才能更方便地做自动化生产”。此外，在谈到中国制造向中国“智”造转型时，Tammi表示：“我们很重视亚洲包括中国从传统制造到智慧制造的转型。因此，我们在2012年将我们工程塑料业务部的全球总部从欧洲转到新加坡，并将亚太区的总部设在上海。我们投入更多的资源在本地研发和客户支持。电子行业的趋势是更薄、速度更快。不同的客户有不同工艺的需求，材料供应商必须有本土团队支持，很快地响应，才能帮助他们，一起成功。因此，我们要有本土的团队在亚洲，和本地客户一起合作，来开发这些新材料。” 此外，Google Tango平板电脑的边框设计由于需要做到非常纤薄、高强度和高流动性，所选用的材料也是Stanyl ForTii。

DSM材料获得世界顶尖设备制造商认可。
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谷歌Tango平板外壳展示：四周的塑料件即是天线隔断条。
谷歌Tango平板外壳展示。四周的塑料件既是天线隔断条。
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《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载 {pagination} 汽车节能减排和材料耐高温有什么关系？ Stanyl聚酰胺46和Akulon PA66是帝斯曼耐高温材料系列中的两大关键产品。高负荷运转的环境、狭小的空间、加上越来越多地使用涡轮增压器和超级增压器，发动机舱内的温度可高达260℃。帝斯曼的Diablo聚酰胺材料实现了前所未有的耐热性，能在减轻重量的同时提升整体性能，帮助汽车制造商应对这一挑战。 2014年，帝斯曼推出了新一代的Diablo耐高温聚酰胺。其中，Stanyl Diablo HDT2700能够承受230℃的连续使用温度，而Akulon Diablo HDT2500则能耐受220℃的连续使用温度。这两款新品级材料经热变形温度测量，证明其短期高温耐受性皆显著提高。

DSM高性能材料如EcoPaXX广泛应用于汽车尤其是发动机中，其特点是减重且环保（EcoPaXX 是生物基PA410，70%来自可再生原料——蓖麻油）。
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帝斯曼工程塑料业务部大中华区汽车行业销售经理战红表示，除了减排外，汽车行业的另一个关注点是如何提高发动机的燃油效率。中国政府今年颁布了新的能耗要求——希望能从2015年的油耗6.9L/km降低到2020年的5L/km。因此很多厂商关注的焦点是如何实现节能减排。

帝斯曼工程塑料业务部大中华区汽车行业销售经理战红（右一）及该公司其他三位发言人。
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实现节能减排可以通过以下三个途径实现：增加涡轮增压系统的使用；系统操作压力和温度提升；以及废气再循环系统（低/高压）。这连续工作温度和峰值温度需要再提高10~20℃，因而对新材料提出了以下三个要求：改善处于长期高温下材料耐热老化性能；提升材料峰值温度性能；以及改善材料耐化学性。 DSM针对上述要求发明了Stanyl Diablo材料，并和一家OEM厂商合作推出了基于该材料的中冷集成进气歧管。DSM推出的全新Diablo材料为空气管理系统的耐高温水平设定了新标准。Stanyl Diablo样条在经过3000小时、210℃的热老化试验后保持了很好的性能和稳定性，而竞争对手的PPA样条则表面氧化严重，性能急剧下降。

DSM全新的Diablo材料为汽车空气管理系统的耐高温水平设定新标准。
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新一代的Diablo材料则长期耐热老化能力更强；提高了热变形温度（HDT）——峰值温度；耐化学性更强；并具有卓越的可焊接性能。“DSM新的Diablo材料不管是连续工作温度还是热变形温度都有10~20℃的提升。”战红说。此外，由于具有以上性能，该材料还可以替代汽车中的某些金属部件，从而达到降低系统总重量，并为减少碳排放做贡献。

Diablo材料已应用于多种空气/涡轮系统零部件中。
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《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载 {pagination} 与奥升德就PA66达成联盟，重点在提高产品附加值 帝斯曼公司与高品质化学品、纤维和塑料供应商奥升德高性能材料有限公司共同宣布，双方已就PA66达成全球战略联盟。根据协议，奥升德将成为帝斯曼的战略供应商，向其提供PA66树脂作为工程塑料AkulonPA66改性料（混合料）的原材料。此外，帝斯曼将分销奥升德的VydynePA66改性料（混合料）。

帝斯曼公司与奥升德公司宣布，已就PA66达成全球战略联盟。
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作为全球领先的聚酰胺工程塑料开发商和供应商，帝斯曼提供广泛的工程塑料产品系列，除AkulonPA6和 PA66外，还包括StanylPA46，StanylForTii和EcoPaXX（一款生物基聚酰胺材料，获得了全生命周期过程中呈碳中性认证）。此外，帝斯曼还提供热塑性聚酯材料（包括ArnitePBT和PET以及面向工程应用的Arnitel TPE）。此次合作造就了帝斯曼PA66崭新的规模和能力，进一步丰富了帝斯曼的产品组合，从而为客户提供更加全面的解决方案。奥升德高性能材料有限公司是全球最大的PA66树脂生产商之一，已实现己二腈、己二胺和己二酸等关键化学中间体的完全后向一体化。奥升德致力于推广其VydynePA66树脂和改性料在工程塑料领域的应用。此次战略联盟将为公司在全球范围内带来更多客户，从而加快业务发展步伐。奥升德的PA66树脂生产基地位于美国佛罗里达州彭萨科拉，是目前世界上最大的一体化PA66工厂，近期该工厂新增了3万吨先进改性料（混合料）产能。另一家PA66工厂位于南卡罗来纳州的格林伍德。奥升德高性能材料公司聚酰胺业务总裁Phil McDivitt表示：“我们很高兴与帝斯曼达成战略联盟，这使我们目前的应用市场进一步扩大，并有机会接触到更多全球客户。凭借我们美国工厂世界一流的PA66生产能力，结合帝斯曼在销售、营销和技术支持领域的强大实力，相信我们将能为客户提供最优质的先进产品、技术和服务。” 帝斯曼工程塑料业务部亚太区总裁Ivo Lansbergen（梁思毅）补充说：“帝斯曼在PA6和PA46的市场上名列世界前矛；现在在与奥升德公司强强合作之后，我们在PA6和PA46的强势组合基础上又迎来了PA66。两家公司结成联盟后将进一步地开发PA66的终端应用，并提升产能，同时在其他一体化的进程当中，像聚合酯混合体的生产也会加强产能。因此，我们合作将会在工程塑料的高附加值解决方案上，为客户带来更多的惊喜。” “我们结成的这个战略联盟合作伙伴关系是全球性的，因此包括了在中国市场以及更大的亚太市场的合作——我们非常看重亚太和中国市场的成长空间，我们也非常希望更加深入地进入这个市场。”Ivo强调道。那么，达成这个战略合作双方是基于怎样的考虑呢？奥升德高性能材料全球营销总监Dharm Vahalia表示：“从奥升德的角度来看，如果要自己投资、涉足新的市场领域，同时期待投资有更高回报，这是非常复杂且具有挑战性的事情。而DSM在生产各种高附加值工程塑料方面已经有悠久的成功历史——无论是在销售资源、工程技术资源，还是在其他的资源和经验上，DSM都有很多成功的资本。这对于奥升德来说就变得非常简单——选择和DSM合作就不需要去开辟新的市场，因此我们对PA66的合作非常兴奋。”而Ivo则表示：“从DSM的角度看，我们也同样看重结成这个合作伙伴的关系，因为奥升德在PA66的制造方面表现非常强势，而且在供应链上涉足的领域非常广。合作之后我们就避免了自己开设工厂、自己尝试制造管理等挑战，同时我们在PA66、后向一体化和混合酯生产等方面也能够形成强强联合。” “产品应用领域描述：我们今后努力的方向是，在应用上使产品带来更高的附加值。比如，现在PA66在汽车的动力传动系统中使用已经非常普遍，我们就希望进一步地将产品的附加值改善上去。”

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《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载 {pagination} 与新和成组建合资公司生产PPS，与尼龙形成优势互补 同时，帝斯曼公司与浙江新和成股份有限公司组建了一家合资公司，主要从事高性能聚苯硫醚（PPS）改性材料的生产和市场开发。凭借Stanyl聚酰胺46和StanylForTii聚酰胺4T，帝斯曼在高性能工程塑料领域享有了领导地位，而PPS改性材料的加入将进一步提升帝斯曼在该领域的产品实力。合资公司的所有销售事宜（包括中国地区）将由帝斯曼的市场营销团队负责，以赛创（Xytron） PPS的商标进行销售。该合资公司拟命名为帝斯曼新和成（浙江）工程塑料有限公司，位于中国浙江，其中帝斯曼持有60%股份，新和成持有40%股份。合资公司将以新和成生产的PPS树脂为基料，生产一系列高性能工程塑料。对于协议中的具体财务细节和新公司的产能等信息，合作双方未予以公开。新公司的产品将主要面向汽车、电子电气及工业领域的应用。该交易尚须通过有关部门的反垄断审批和其他审批，有望在数月内完成。新和成承诺，其既有的浙江工厂将为此次合作长期供应PPS树脂。该工厂将利用其成熟技术，为改性材料提供优质的基料。新和成还将现有的改性材料产能注入该合资企业。而帝斯曼方面则将提供其在应用开发和材料科学方面长期积累的专业知识，并通过其遍布全球的客户网络支持新产品的推广。新合资企业将帮助帝斯曼实现发展战略，同时将为我们的高性能塑料产品系列提供更多支持，使其成为公司增长的关键动力。PPS与我们目前的系列材料契合度很高，尤其能帮助我们为重点市场的客户提供全面的解决方案，特别是在汽车、电子电气等领域。PPS已在各个行业成功应用多年，未来发展前景广阔，我们非常乐意将其展示给新老客户。相信 PPS产品的推出将受到全球主要客户的热烈欢迎，从而进一步巩固帝斯曼作为首选材料解决方案供应商的地位，同时也将使我们目前的产品线更完善。

PPS材料的性能特性
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PPS材料的应用领域
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新和成在开发PPS等新型聚合物方面拥有强大的技术基础和能力。这一重大举措也彰显了帝斯曼对中国市场的承诺，希望通过与本土企业合作推动中国市场的长期发展。新和成总裁胡柏剡表示，帝斯曼是新和成理想的合作伙伴，能帮助我们将新型PPS改性材料系列顺利推向市场。他表示：“新和成非常期待与帝斯曼的合作。我们在PPS聚合技术方面拥有丰富经验，高品质PPS产品已获得全球客户的认可。相信凭借帝斯曼在材料科学领域的专长与新和成的PPS聚合技术实力，我们将共同挖掘更大的产品潜力。当然，帝斯曼遍布全球的业务网络也意味着我们的产品将面向更广阔的市场。” 当问及，为什么双方要设立这样一个合资厂？Ivo解释说：“对于DSM来说，我们在高性能塑料上有PA46、PA4T等，我们已经走在了行业的前沿。聚酰胺材料在电子电气和汽车行业中应用非常广泛。但是与其他塑料相同，聚酰胺材料的使用有其局限性。它的局限性恰好可以通过PPS来互补。PPS最突出的性能特点是其尺寸稳定性、低吸湿性和化学耐受性比聚酰胺要好。而且它们的应用行业也有不同，有的应用更倾向于前者，有的更倾向于后者。此外，PPS对于个别高增长的行业尤为适合，比如电动车和混合电动车行业。电动车的电机中有很多部件可以用塑料来取代金属。PPS的尺寸稳定性和低吸湿性尤为适用于电动车的电机部件生产。” “我们看到新和成在PPS方面已经有非常强的优势。新和成的这个优势并不是一蹴而就的，而是从最初研发到最终投产花费了大量的时间和精力才获得的。如果DSM现在从零开始做起，起码要花5年的时间才有可能追上新和成。现在我们已经有现成的合作伙伴，我们为什么要自己去做，而不是和他们展开合作呢？因此我们合作简称了这个合资厂，来共同生产PPS这种改性材料。”

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