热塑性塑料，如LCP，是早期版本USB连接器中充电电缆和电源适配器的常用材料。现在，最新的 USB-C 连接器的输出是旧充电线和适配器的两倍多。在设计新的 USB-C 连接器时，您需要具有高 CTI 等级的材料，用于跟踪耐和卓越的粘接强度，以及能够实现坚固熔接线和薄壁的材料 特性，以最大限度地降低电弧和可能的火灾风险。我们有一个材料解决方案，可以很好地满足这些全部需求。
USB-C 连接器能够在 48 V 电压下提供高达 240 瓦的功率，其输出是旧充电电缆和适配器的两倍多。它们可以以更快的速度为更广泛的消费电子设备供电。但是，随着电压的升高，对布线绝缘材料的电气 应力也越来越大，从而增加了电气电弧和潜在火灾的风险。
作为设计工程师，您了解用于充电电缆和电源适配器的绝缘材料需要承受不断上升的电气和机械 应变，以及环境影响，例如低温、高温和湿度。此外，灰尘、汗水或湿气的堆积可能会造成损坏。这些应力源会加速和扩大绝缘材料和系统，增加 C 型连接器注塑成型之间的间隙导致电气故障的风险，最终导致火灾危险风险。
由于欧盟和其他监管机构支持到2024年广泛采用USB-C作为中小型电子设备充电的新标准，因此制造商必须开发电气绝缘系统，以最大限度地减少安全问题。
嵌件成型部件之间的粘合力较弱是电源适配器失效的主要原因之一。USB-C 连接器的嵌件模制件功能小，壁薄。虽然嵌件成型通常在结构稳定的零件中结果，但当模制零件之间形成间隙时，可能会发生电气故障。
为了实现严格的公差和适当的配合，您必须使用嵌件成型材料，该材料可在模制零件的树脂层之间提供强大的粘合力。这种材料还必须能够抵抗高温度和高湿度环境。液晶聚合物 （LCP） 已被用于制造微型 USB 连接器，但由于其化学结构，这种材料无法提供足够强的粘合力。
恩骅力科学家进行了一项实验，将LCP和PA10T与Stanyl®（一种具有高结晶度的高性能脂肪族聚酰胺）的粘合性能进行比较。USB-C 连接器采用嵌件成型开发，采用以下材料：Stanyl HFX50S、LCP 和 PA10T。
在光学显微镜下观察每个连接器的横截面。结果显示PA10T存在明显的裂纹和间隙。LCP也观察到差距。Stanyl 材料牌号显示出非常光滑和良好的粘合结果，质量要高得多。我们的科学家得出结论，Stanyl的卓越粘接强度被证明远高于竞争PPA。
为了最大限度地降低电弧跟踪引起的电气故障和潜在火灾的风险，必须使用具有高相对漏电起痕指数 （CTI） 等级的绝缘材料。该额定值定义了材料在电气击穿发生之前可以承受的最大测量电压。
绝缘材料的性能可以通过遵循常见的行业测试来确定。它涉及将50滴电解质溶液（即0.1%氯化铵）放在绝缘材料（通常为3毫米厚）上，然后测量在材料表面产生跟踪路径的速率。
我们的科学家进行了这项测试，将LCP绝缘材料与Stanyl进行比较。暴露于12个盐水滴后，由LCP制成的连接器显示出明显的烧伤痕迹和电气故障。但是，在由Stanyl制成的连接器上滴下60个盐水滴后，绝缘材料在结构上保持完好无损。测试结果表明，Stanyl在防止测试跟踪方面比LCP更有效。
与 上一页 代相比，USB-C 连接器的设计间距更紧凑，可容纳 24 连接器 引脚。为了防止引脚之间形成短路，需要一种薄壁绝缘材料，该可以在高压环境中表现出优于电气跟踪的耐，以防止潜在的严重火灾危险。
随着每一代 USB 连接器的尺寸和间距越来越小，您知道 USB-C 连接器需要比上一页更薄的绝缘壁。
最新 USB-C 连接器版本的端子间距为 0.5 毫米（关于我们为 0.02 英寸），这意味着两个金属端子之间的绝缘材料宽度仅为 0.3 毫米（关于我们为 0.01 英寸）。在包覆成型过程中，USB-C 插座连接器两侧最薄的壁可能会降至 0.1 毫米。要达到这种薄度，使用流动性良好的热 塑料非常重要。
使用Stanyl可以实现薄的隔热墙。这种电友好和阻燃的高热聚酰胺不仅在环境温度下，而且在高温下具有出色的蠕变抗性、强度、刚度和疲劳抗性，同时具有循环时间优势和出色的流动性。
在其生命周期内，USB-C 连接器在设备充电时必须承受数千次插入和移除。这要求您选择耐用的材料，在韧性和刚度之间取得适当的平衡。
当 USB-C 插头外壳成型时，插座前部会形成一条熔接线。为了帮助吸收插拔设备的冲击，插座内部也用细肋模制而成。这需要具有高流动性特性的材料。如果熔接线薄弱，可能会发生开裂。
在比较由不同材料制成的C型拉伸棒的强度时，Stanyl显示出最强的熔接线。
恩骅力不断优化我们的材料解决方案，以制造下一页一代电子产品，以处理更高的功率水平并满足创新趋势。目前市场上有超过 3 亿个由我们的材料制成的 USB-C 连接器，我们随时准备在开发电子设备的每个阶段与您合作，让您的客户高枕无忧，在竞争中脱颖而出，并帮助您推动新业务。
高级工程经理
恩骅力高级工程经理 John Hsieh 在整个电子产品价值链中拥有 20 年的产品管理和技术营销经验。他自2013年8月以来一直在恩骅力工作，并拥有机械工程硕士学位。
29 August 2023
