TW202028365A - 液晶性樹脂組合物及包含該液晶性樹脂組合物的成型品的連接器 - Google Patents
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Abstract
[課題] 提供一種具有優異的耐熱性及機械強度、能夠實現在製造連接器的期間可抑制翹曲變形、流動性良好之液晶性樹脂組合物,以及提供包括該液晶性樹脂組合物的成型品的連接器。
[解決手段] 根據本發明的液晶性樹脂組合物包括(A)液晶性樹脂、(B)纖維狀矽灰石及(C)雲母,其中前述(B)纖維狀矽灰石的長寬比為8以上,且其中相對於前述液晶性樹脂組合物的整體,前述(A)液晶性樹脂的含量為62.5~72.5質量%,前述(B)纖維狀矽灰石的含量為2.5~15質量%,前述(C)雲母的含量為17.5~30質量%,且前述(B)纖維狀矽灰石及前述(C)雲母的總含量為27.5~37.5質量%。
Description
本發明係有關於液晶性樹脂組合物、及包含該液晶性樹脂組合物的成型品的連接器。
液晶性樹脂係具有優異的尺寸精度、流動性等的熱塑性樹脂。由於具有上述特性,因此液晶性樹脂以往經常用來作為各種電子部件的材料。
特別是,近年來隨著電子設備的小型化及薄型化,構成電子設備的電子部件(連接器(connector)等)產生了薄化及截距窄化的需求。例如,專利文獻1公開了一種由利用雲母(Mica)及玻璃纖維使之強化的液晶性樹脂組合物所構成並成型的連接器。上述連接器,使用作為要求耐熱性、翹曲變形的抑制、流動性、尺寸穩定性等之基板對基板連接器、或連接可撓性印刷電路板(Flexible printed circuit,FPC)和可撓性扁平電纜(Flexible flat cable,FFC)所使用的可撓性印刷電路板用連接器等。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1] 日本專利特開第2006-37061號公報
[發明所欲解決的課題]
然而,當試圖利用以往的液晶性樹脂組合物進行成型以作為連接器時,組合物的耐熱性、機械強度、翹曲變形的抑制、及流動性並不足,而且加工性差,因此難以製造出滿足對於薄化及截距窄化的需求之薄化窄截距連接器。
本發明係有鑑於上述情況而完成的,目的在於提供一種具有優異的耐熱性及機械強度、能夠實現在製造連接器的期間可抑制翹曲變形、流動性良好之液晶性樹脂組合物,以及提供包括該液晶性樹脂組合物的成型品的連接器。
[用於解決課題的手段]
本發明人發現以預定的含量組合液晶性樹脂、纖維狀矽灰石、和雲母,且將纖維狀矽灰石的長寬比設定為介於預定的範圍內,能夠解決上述的問題。具體而言,本發明提供以下等內容。
(1)一種液晶性樹脂組合物,其係包括(A)液晶性樹脂、(B)纖維狀矽灰石及(C)雲母之液晶性樹脂組合物,其中前述(B)纖維狀矽灰石的長寬比為8以上,且其中相對於前述液晶性樹脂組合物的整體,前述(A)液晶性樹脂的含量為62.5~72.5質量%,前述(B)纖維狀矽灰石的含量為2.5~15質量%,前述(C)雲母的含量為17.5~30質量%,且前述(B)纖維狀矽灰石及前述(C)雲母的總含量為27.5~37.5質量%。
(2)如(1)所述之液晶性樹脂組合物,其係用於產品總長度未滿30mm、產品高度未滿5mm之連接器。
(3)一種連接器,其包括如(1)或(2)所述之液晶性樹脂組合物的成型品,且產品總長度未滿30mm、產品高度未滿5mm。
(4)如(3)所述之連接器,其係薄化窄截距連接器。
(5)如(3)或(4)所述之連接器,其係基板對基板的連接器或可撓性刷電路板用連接器之薄化窄截距連接器,其中截距之間的距離為0.5mm以下,產品總長度為3.5mm以上未滿30mm,且產品高度為1.5mm以下。
[本發明的效果]
根據本發明,提供了一種具有優異的耐熱性及機械強度、能夠實現在製造連接器的期間可抑制翹曲變形、流動性良好之液晶性樹脂組合物,以及提供包括該液晶性樹脂組合物的成型品的連接器。
以下,對於本發明的實施形態進行具體的說明。
[液晶性樹脂組合物]
根據本發明的液晶性樹脂組合物,包括各自為預定含量的液晶性樹脂、纖維狀矽灰石、和雲母,且纖維狀矽灰石的長寬比為8以上。以下,針對構成根據本發明的液晶性樹脂組合物之成分進行說明。
[(A)液晶性樹脂]
在本發明中所使用的(A)液晶性樹脂,係指具有能夠形成光學異向性熔融相的性質之熔融加工性聚合物。異向性熔融相的性質,能夠藉由常用的使用正交偏振器之偏振檢查方法進行確認。更具體而言,能夠藉由使用萊茲(Leitz)偏振顯微鏡,在氮氣氣氛中以40倍的放大倍率觀察放置於萊茲熱載台(hot stage)上的熔融樣品,以確認異向性熔融相。當適用於本發明的液晶性樹脂在正交偏振器之間進行檢查時,即使在熔融的靜止狀態下,偏振光也會正常地透射,表現出光學異向性。
作為如以上述之(A)液晶性樹脂的種類,並沒有特別限定,以芳香族聚酯及/或芳香族聚酯醯胺為佳。再者,在同一分子鏈中局部地含有芳香族聚酯及/或芳香族聚酯醯胺之聚酯也可列於上述範圍內。作為(A)液晶性樹脂,以使用當在60°C下以0.1質量%的濃度溶於五氟苯酚(pentafluorophenol)中時具有至少大約為2.0dl/g的對數黏度(I V )之液晶性樹脂為佳,且以使用具有2.0~10.0dl/g的對數黏度(I V )之液晶性樹脂為更佳。
作為適用於本發明的(A)液晶性樹脂之芳香族聚酯或芳香族聚酯醯胺,以具有衍生自芳香族羥基羧酸的重複單元作為構成成分之芳香族聚酯或芳香族聚酯醯胺為特佳。
更具體而言,可列舉出
(1)主要為由衍生自1種或2種以上的芳香族羥基羧酸及其衍生物之重複單元所構成的聚酯;
(2)主要為由(a)衍生自1種或2種以上的芳香族羥基羧酸及其衍生物之重複單元、和(b)衍生自1種或2種以上的芳香族二羧酸、脂環族二羧酸及其衍生物之重複單元所構成的聚酯;
(3)主要為由(a)衍生自1種或2種以上的芳香族羥基羧酸及其衍生物之重複單元、(b)衍生自1種或2種以上的芳香族二羧酸、脂環族二羧酸及其衍生物之重複單元、和(c)衍生自至少1種或2種以上的芳香族二醇、脂環族二醇、脂肪族二醇及其衍生物之重複單元所構成的聚酯;
(4)主要為由(a)衍生自1種或2種以上的芳香族羥基羧酸及其衍生物之重複單元、(b)衍生自1種或2種以上的芳香族羥基胺、芳香族二胺及其衍生物之重複單元、和(c)衍生自至少1種或2種以上的芳香族二羧酸、脂環族二羧酸及其衍生物之重複單元所構成的聚酯醯胺;
(5)主要為由(a)衍生自1種或2種以上的芳香族羥基羧酸及其衍生物之重複單元、(b)衍生自1種或2種以上的芳香族羥基胺、芳香族二胺及其衍生物之重複單元、(c)衍生自1種或2種以上的芳香族二羧酸、脂環族二羧酸及其衍生物之重複單元、和(d)衍生自至少1種或2種以上的芳香族二醇、脂環族二醇、脂肪族二醇及其衍生物之重複單元所構成的聚酯醯胺等。進一步而言,也可以根據需求將分子量調節劑與上述的組成成分組合使用。
作為構成可適用於本發明的(A)液晶性樹脂之具體的化合物的較佳例,可以列舉出對羥基苯甲酸、6-羥基-2-萘甲酸等的芳香族羥基羧酸;2,6-二羥基萘、1,4-二羥基萘、4,4'-二羥基聯苯、對苯二酚、間苯二酚、以下通式(I)所表示的化合物、及以下通式(II)所表示的化合物等的芳香族二醇;對苯二甲酸、間苯二甲酸、4,4'-二苯基二羧酸、2,6-萘二羧酸、及以下通式(III)所表示的化合物等的芳香族二羧酸;對氨基苯酚、對苯二胺等的芳香族胺類。
[化學式1]
(X:係選自伸烷基(C1
至C4
)、亞烷基、-O-、-SO-、-SO2
-、-S-、及-CO-的基團)
[化學式2]
[化學式3]
(Y係選自-(CH2
)n
-(n=1~4)及-O(CH2
)n
O-(n=1~4)的基團。)
適用於本發明的(A)液晶性樹脂以包括以下的結構單元(I)~(VI)作為必要的組成成分為最佳,
相對於整體結構單元,結構單元(I)的含量為50〜70莫耳%,
相對於整體結構單元,結構單元(II)的含量為0.5莫耳%以上且未滿4.5莫耳%,
相對於整體結構單元,結構單元(III)的含量為10.25〜22.25莫耳%,相對於整體結構單元,結構單元(IV)的含量為0.5莫耳%以上且未滿4.5莫耳%,
相對於整體結構單元,結構單元(V)的含量為5.75〜23.75莫耳%,
相對於整體結構單元,結構單元(VI)的含量為1〜7莫耳%,
相對於整體結構單元,結構單元(II)和結構單元(IV)的總含量為1莫耳%以上且未滿5莫耳%,
相對於整體結構單元,結構單元(I)~(VI)的總含量為100莫耳%,
相對於結構單元(V)和結構單元(VI)的總含量,結構單元(VI)的莫耳比為0.04~0.37,係在熔融時表現出光學異向性之全芳香族聚酯醯胺。
在本發明中所使用的(A)液晶性樹脂,能夠藉由使用直接聚合法或酯交換法之已知的方法,利用上述單體化合物(或單體的混合物)進行製備,通常使用熔融聚合法、溶液聚合法、漿料(slurry)聚合法、固相聚合法等,或者將上述2種以上的方法組合使用,其中以使用熔融聚合法、或將熔融聚合法和固相聚合法組合使用為佳。具有酯形成能力的上述化合物可以直接用於聚合反應,或者也可以在聚合的前階段,從前驅體改性成為具有上述酯形成能力的衍生物。在這些材料的聚合反應中可以使用各種催化劑,可列舉出乙酸鉀、乙酸鎂、乙酸亞錫、鈦酸四丁酯、乙酸鉛、乙酸鈉、三氧化銻、参(2,4-戊二酮酸)鈷(III) (tris(2,4-pentanedionato) cobalt (III))等的金屬鹽催化劑、N-甲基咪唑、4-二甲基氨基吡啶等的有機化合物類催化劑作為典型的範例。相對於單體的總重量,催化劑的用量通常大約為0.001~1質量%,以大約為0.01~0.2質量%為特佳。如果需要更多的藉由這些聚合方法所製造出的聚合物,則可以藉由在減壓下或在惰性氣體中進行加熱之固相聚合方法,以增加分子量。
藉由以上所述之方法所得到的(A)液晶性樹脂的熔體黏度並沒有特別限定。 通常,可以使用在1000sec-1
的剪切速率之下成型溫度下的熔體黏度為3Pa·s以上500Pa·s以下的液晶性樹脂。然而,本身的黏度太高的液晶性樹脂由於流動性極度惡化因此並不建議使用。另外,上述(A)液晶性樹脂也可以是2種以上的液晶性樹脂之混合物。
根據本發明的液晶性樹脂組合物,相對於液晶性樹脂組合物的整體,(A)液晶性樹脂在液晶性樹脂組合物中的含量為62.5〜72.5質量%。當(A)液晶性樹脂的含量相對於液晶性樹脂組合物的整體未滿62.5質量%時,液晶性樹脂組合物的流動性容易變差,且由液晶性樹脂組合物所得到的連接器等的成型品之彎曲應變有變小的疑慮,因此並不建議此含量。 當(A)液晶性樹脂的含量相對於液晶性樹脂組合物的整體超過72.5質量%時,由液晶性樹脂組合物所得到的連接器等的成型品之彎曲彈性模量及翹曲變形的抑制效果降低,因此並不建議此含量。根據本發明的液晶性樹脂組合物,相對於液晶性樹脂組合物的整體,(A)液晶性樹脂在液晶性樹脂組合物中的含量以63.5〜71.5質量%為佳,且以65〜70質量%為較佳。
[(B)纖維狀矽灰石]
(B)纖維狀矽灰石的長徑(aspect)比,亦即,平均纖維長度/平均纖維直徑的值為8以上。從由根據本發明的液晶性樹脂組合物所得到的連接器等的成型品之彎曲彈性模量及翹曲變形的抑制效果的觀點來看,上述長徑比以10〜25為佳,且以15〜20為較佳。
作為(B)纖維狀矽灰石,並沒有特別限定,例如可以使用公知的纖維狀矽灰石。 (B)纖維矽灰石可以單獨使用1種,也可以將不同的長徑比、平均纖維長度、平均纖維直徑等組合2種以上使用。
(B)纖維狀矽灰石的平均纖維直徑以3.0〜50μm為佳,且以4.5〜40μm為較佳。當上述平均纖維直徑為3.0μm以上時,易於確保由根據本發明的液晶性樹脂組合物所得到的連接器等的成型品具有充分的機械強度及負載撓曲溫度。當上述平均纖維直徑為50μm以下時,上述成型品的表面易於具有較優異的起毛抑制效果。另外,在本說明書中,使用掃描電子顯微鏡觀察纖維狀矽灰石且針對100根纖維狀矽灰石測量出纖維直徑並取得平均值,以作為平均纖維直徑。
(B)纖維狀矽灰石的平均纖維長度以30〜800μm為佳,且以50〜600μm為較佳。當上述平均纖維長度為30μm以上時,易於確保由根據本發明的液晶性樹脂組合物所得到的連接器等的成型品具有充分的機械強度及負載撓曲溫度。當平均纖維長度為800μm以下時,上述成型品的表面易於具有較優異的起毛抑制效果。另外,在本說明書中,從CCD照相機將10張纖維狀矽灰石的立體顯微鏡圖像擷取至PC中,且藉由使用圖像測量裝置的圖像處理方法,對每1張立體顯微鏡圖像中的100根纖維狀矽灰石,亦即總共1000根的纖維狀矽灰石,測量出纖維長度並取得平均值,以作為平均纖維長度。
根據本發明的液晶性樹脂組合物,相對於液晶性樹脂組合物的整體,(B)纖維狀矽灰石在液晶性樹脂組合物中的含量為2.5~15質量%。當(B)纖維狀矽灰石的含量相對於液晶性樹脂組合物的整體未滿2.5質量%時,由液晶性樹脂組合物所得到的連接器等的成型品之翹曲變形,特別是回流後的翹曲變形,有變大的疑慮,因此並不建議此含量。當(B)纖維狀矽灰石的含量相對於液晶性樹脂組合物的整體超過15質量%時,液晶性樹脂組合物的流動性易於變差,而且,由液晶性樹脂組合物所得到的連接器等的成型品之彎曲應變有變小的疑慮,因此並不建議此含量。在本發明中,相對於液晶性樹脂組合物的整體,(B)纖維狀矽灰石在液晶性樹脂組合物中的含量以3〜13質量%為佳,且以5〜10質量%為較佳。
[(C)雲母]
根據本發明的液晶性樹脂組合物包括雲母。藉由根據本發明的液晶性樹脂組合物包括雲母,能夠得到具有充分的彎曲彈性模量且抑制了翹曲變形之成型品。雲母可以單獨使用1種或者組合2種以上使用。
相對於液晶性樹脂組合物的整體,雲母的含量為17.5~30質量%。當雲母的含量相對於液晶性樹脂組合物的整體未滿17.5質量%時,由液晶性樹脂組合物所得到的成型品之彎曲彈性模量並不能充分地提升且不能充分地抑制翹曲,因此並不建議此含量。當雲母的含量相對於液晶性樹脂組合物的整體超過30質量%時,液晶性樹脂組合物的流動性變差,且液晶性樹脂組合物有可能變得難以成型,因此並不建議此含量。相對於液晶性樹脂組合物的整體,雲母在液晶性樹脂組合物中的含量以18.5~27.5質量%為佳,且以20~25質量%為較佳。
[雲母]
所謂雲母係含有鋁、鉀、鎂、鈉、鐵等的矽酸鹽礦物之粉狀物。作為可使用於本發明的雲母,可列舉出白雲母、金雲母、黑雲母、人造雲母等,其中,考量到良好的色調和較低的價格,以白雲母為佳。
再者,在雲母的製造中,作為將礦物粉碎的方法,已知有濕式粉碎法及乾式粉碎法。所謂濕式粉碎法係指用乾式粉碎機將生雲母進行粗粉碎之後加水,並在漿料的狀態下利用濕式粉碎進行主要粉碎,然後進行脫水、乾燥的方法。相較於濕式粉碎法,乾式粉碎法為較低成本的常見方法,然而使用濕式粉碎法時更容易將礦物粉碎得薄且細。由於可以得到後續描述的具有較佳的平均粒徑及厚度之雲母,因此在本發明中以使用薄且細的粉碎物為佳。因此,在本發明中,以使用藉由濕式粉碎法製造出的雲母為佳。
再者,在濕式粉碎法中,由於需要進行將待粉碎物分散於水中的步驟,因此通常會在待粉碎物中加入凝集沉降劑及/或沉降助劑,以提高待粉碎物的分散效率。作為使用於本發明的凝集沉降劑及沉降助劑,可列舉出聚合氯化鋁、硫酸鋁、硫酸亞鐵、硫酸鐵、氯化水綠礬、聚合硫酸鐵、聚合氯化鐵、鐵-二氧化矽無機高分子凝集劑、氯化鐵-二氧化矽無機高分子凝集劑、熟石灰(Ca(OH)2
),苛性鈉(NaOH)、純鹼(Na2
CO3
)(soda ash)等。這些凝集沉降劑及沉降助劑的pH值為鹼性或酸性。在本發明中所使用的雲母,以在進行濕式粉碎時不使用凝集沉降劑及/或沉降助劑的雲母為佳。當使用未經過凝集沉降劑及/或沉降助劑處理的雲母時,液晶性樹脂組合物中的聚合物幾乎不會分解,且不大可能會發生產生大量的氣體或聚合物的分子量降低等的情形,因此容易更加良好地維持所得到的連接器等的成型品之性能。
可使用於本發明的雲母,以藉由微徑雷射(micro track laser)衍射法所測量的平均粒徑為10〜100μm為佳,且以平均粒徑為20〜80μm為特佳。雲母的平均粒徑以10μm以上為佳,係因為易於充分獲得對於成型品的剛性之改良效果的緣故。雲母的平均粒徑以100μm以下為佳,係因為易於充分提高成型品的剛性,且也易於具有充分的焊接強度的緣故。而且,當雲母的平均粒徑為100μm以下時,易於確保將本發明的連接器等成型時具有充分的流動性。
可使用於本發明中的雲母的厚度,藉由電子顯微鏡觀察所測量出的厚度以0.01〜1μm為佳,且以0.03〜0.3μm為特佳。雲母的厚度以0.01μm以上為佳,係因為在液晶性樹脂組合物的熔融加工期間雲母幾乎不會破裂,因此可以易於提高成型品的剛性的緣故。雲母的厚度以1μm以下為佳,係因為易於充分獲得對於成型品的剛性之改良效果的緣故。
可使用於本發明中的雲母,也可以利用矽烷偶合劑等進行表面處理及/或也可以利用黏合劑進行造粒而成為顆粒狀。
在根據本發明的液晶性樹脂組合物中,相對於液晶性樹脂組合物的整體,(B)纖維矽灰石及(C)雲母的總含量為27.5〜37.5質量%。當上述含量相對於液晶性樹脂組合物的整體未滿27.5質量%時,由液晶性樹脂組合物所得到的連接器等的成型品之彎曲彈性模量及翹曲變形的抑制效果降低,因此並不建議此含量。當上述含量相對於液晶性樹脂組合物的整體超過37.5質量%時,液晶性樹脂組合物的流動性易於變差,且由液晶性樹脂組合物所得到的連接器等的成型品之彎曲應變有變小的疑慮,因此並不建議此含量。相對於液晶性樹脂組合物的整體,上述含量以28.0〜36.5質量%為佳,且以28.5〜35質量%為較佳。
[其他成分]
根據本發明的液晶性樹脂組合物,在不損害本發明的效果的範圍內,可以根據所需的性質適當地添加其他的成分,例如其他的聚合物、其他的填充劑、一般在合成樹脂中所添加的公知物質,亦即抗氧化劑和紫外線吸收劑等的穩定劑、抗靜電劑、阻燃劑、染料和顏料等的著色劑、潤滑劑、剝離劑、結晶化促進劑、晶體成核劑等。上述其他的成分可以單獨使用1種,也可以組合2種以上使用。
所謂其他的填充劑係指長徑比為8以上的纖維矽灰石、雲母、及碳黑以外的填充劑,例如,可列舉出長徑比為8以上的纖維矽灰石以外的纖維填充劑(例如,長徑比未滿8的纖維狀矽灰石、磨碎纖維(milled fiber))、雲母以外的板狀填料(例如,滑石)。然而,從提高成型品的機械強度並抑制翹曲變形等的觀點來看,根據本發明的液晶性樹脂組合物以不含有長徑比未滿8的纖維狀矽灰石、研碎纖維、及滑石為佳。
根據本發明的液晶性樹脂組合物的製造方法,只要能夠將液晶性樹脂組合物中的各成分均勻地混合,並沒有特別限定,可以從以往公知的樹脂組合物的製造方法中適當地選擇。例如,可列舉出使用單螺桿或雙螺桿擠出機等的熔融混煉機,將各成分熔融混煉並擠出之後,將所得到的液晶性樹脂組合物加工成粉末、薄片、粒料等期望的形式之方法。
由於根據本發明的液晶性樹脂組合物具有優異的流動性,在成型時的最小填充壓力幾乎不會變得過高,因此能夠良好地成型出連接器,特別是例如薄化窄截距連接器等的小型且具有複雜形狀的部件等。流動性的程度取決於連接器的最小填充壓力。亦即,將圖1所示之FPC連接器在注射成型時可得到良好的成型品之最小注射填充壓力設定為最小填充壓力。最小填充壓力越低,評價為流動性越優異。
在比液晶性樹脂的熔點高10~30℃的高溫、且剪切速率為1000/秒下,根據ISO 11443所測量的液晶性樹脂組合物的熔體黏度以1×105
Pa·s以下為佳,且以5 Pa·s以上1×102
Pa·s以下為較佳。當上述熔體黏度為1×105
Pa·s以下時,在連接器特別是薄化窄截距連接器的成型時,易於確保液晶性樹脂組合物的流動性,填充壓力幾乎不會變得過大。
(連接器)
藉由根據本發明的液晶性樹脂組合物進行成型,能夠得到根據本發明的連接器。作為本發明的連接器並沒有特別限定,例如可列舉出產品的總長度未滿30mm、產品的高度未滿5mm的連接器。作為產品的總長度未滿30mm、產品的高度未滿5mm的連接器,並沒有特別限定,例如可列舉出薄化窄截距連接器、同軸連接器、微型SIM連接器、微型SD連接器等。其中,薄化窄截距連接器十分適合。作為薄化窄截距連接器並沒有特別限定,例如可列舉出基板對基板連接器(也稱為「BtoB連接器」)、可撓性印刷電路板用連接器(用於連接可撓性印刷電路板(FPC)和可撓性扁平電纜(FFC),也稱為「 FPC連接器」)等。其中,截距之間的距離為0.5mm以下、產品的總長度為3.5mm以上未滿30mm、產品的高度為1.5mm以下且為基板對基板連接器或可撓性印刷電路板用連接器之薄化窄截距連接器十分適合。
作為用於得到本發明的連接器的成型方法並沒有特別限定,而為了防止所得到的連接器變形等,以選擇不會造成殘留內應力的成型條件為佳。為了降低填充壓力並減少所得到的連接器之殘留內應力,成型機的氣缸(cylinder)溫度以液晶性樹脂的熔點以上的溫度為佳。
再者,模具溫度以70~100℃為佳。當模具溫度較低,填充於模具中的液晶性樹脂組合物可能會發生流動不良的情形,因此並不建議。當模具溫度較高,可能會發生毛刺等的問題,因此並不建議。關於注射速度,以150mm/秒以上進行注射為佳。當注射速度較低,有可能僅得到未填充的成型品,且即使得到完全填充的成型品,也會成為填充壓力高、殘留內應力大的成型品,有可能僅得到平坦性差的連接器。
本發明的連接器的翹曲變形得到抑制。連接器翹曲的程度藉由如以下所述的方式判斷。亦即,圖1所示之FPC連接器,在圖2中用黑點表示的複數位置處測量高度,並將最小平方法的最大高度與最小高度之間的差異視為翹曲。本發明的連接器,在進行IR回流之前和之後,翹曲的變化得到抑制。
再者,本發明的連接器具有優異的耐熱性,例如藉由高溫剛性所評價的耐熱性。根據ISO 75-1、ISO 75-2藉由測量負載撓曲溫度來評估高溫剛性。
本發明的連接器具有優異的機械強度。根據ASTM D790的彎曲試驗測量彎曲強度、彎曲應變、及彎曲彈性模量來評估機械強度。
[實施例]
以下,藉由實施例具體說明本發明,然而本發明並不限於此。
>實施例1〜5、比較例1〜7>
在以下的實施例及比較例中,液晶性樹脂LCP1及LCP2如以下所述而製造。此時,分別在以下的條件下各自測量粒料的熔點及熔體黏度。
[熔點的測量]
利用TA Instruments公司所製造的DSC,在觀測到在從室溫以20℃/分的升溫條件之下對液晶性樹脂進行測量時所觀測出的吸熱峰溫度(Tm1)之後,在(Tm1 + 40)℃的溫度下保持2分鐘後,在20℃/分的升溫條件之下將其冷卻至室溫,然後再度測量以20℃/分的升溫條件進行測量時所觀測出的吸熱峰溫度。
[熔體黏度的測量]
使用由東洋精機製作所股份公司所製造的Capillograph 1B型,在比液晶性樹脂的熔點高10~30°C的高溫下,使用內徑為1 mm、長度為20 mm的管口(orifice),剪切速率為1000/秒,根據ISO11443測量液晶性樹脂的熔體黏度。另外, LCP1的測量溫度為360°C,而LCP2的測量溫度為380°C。
(LCP1的製造方法)
在具備攪拌器、回流塔、單體入口、氮氣入口、減壓/流出管線的聚合容器中加入以下原料單體、脂肪酸金屬鹽催化劑、醯化劑,並進行氮置換。
(I)4-羥基苯甲酸:1385g(60莫耳%)(HBA)
(II)6-羥基-2-萘甲酸:88 g(2.8莫耳%)(HNA)
(III)對苯二甲酸:504 g(18.15莫耳%)(TA)
(IV)間苯二甲酸:19 g(0.7莫耳%)(IA)
(V)4,4'-二羥基聯苯:415 g(13.35莫耳%)(BP)
(VI)N-乙醯基-對氨基苯酚:126g(5莫耳%)(APAP)
醋酸鉀催化劑:120mg
乙酸酐:1662g
將原料加入聚合容器後,將反應體系的溫度升高至140℃,並在140℃下進行反應1小時。之後,在5.5小時內將溫度進一步升高至360℃,然後在20分鐘內將壓力降低至10Torr(亦即,1330Pa),蒸餾出乙酸、過量的乙酸酐、其他低沸點成分的同時進行熔融聚合。在攪拌扭矩(torque)達到預定的值之後,引入氮氣以從減壓狀態經過常壓而變為加壓狀態,聚合物從聚合容器的下部排出,並從線狀變成顆粒狀以完成造粒。所得到的粒料的熔點為345℃,熔體黏度為10Pa·s。
(LCP2的製造方法)
在具備攪拌器、回流塔、單體入口、氮氣入口、減壓/流出管線的聚合容器中加入以下原料單體、脂肪酸金屬鹽催化劑、醯化劑,並進行氮置換。
(I) 4-羥基苯甲酸:1040g(48莫耳%)(HBA)
(II) 6-羥基-2-萘甲酸:89g(3莫耳%)(HNA)
(III) 對苯二甲酸:547g(21莫耳%)(TA)
(IV) 間苯二甲酸:91g(3.5莫耳%)(IA)
(V) 4,4'-二羥基聯苯:716g(24.5莫耳%)(BP)
醋酸鉀催化劑:110mg
乙酸酐:1644g
將原料加入聚合容器後,將反應體系的溫度升高至140℃,並在140℃下進行反應1小時。之後,在5.5小時內將溫度進一步升高至360℃,然後在20分鐘內將壓力降低至5Torr(亦即,667Pa),蒸餾出乙酸、過量的乙酸酐、其他低沸點成分的同時進行熔融聚合。在攪拌扭矩(torque)達到預定的值之後,引入氮氣以從減壓狀態經過常壓而變為加壓狀態,聚合物從聚合容器的下部排出,並從線狀變成顆粒狀以完成造粒。所得到的粒料的熔點為355℃,熔體黏度為10Pa·s。
(液晶性樹脂以外的成分)
・纖維狀填充劑
矽灰石1:NYGLOS 8(由NYCO Materials公司所製造,長徑比為17,平均纖維長度為136μm,平均纖維直徑為8μm)
矽灰石2:NYAD 325(由NYCO Materials公司所製造,長徑比為5,平均纖維長度為50μm,平均纖維直徑為5μm)
研磨纖維:日東紡股份公司所製造的 PF70E001,纖維直徑為10μm,平均纖維長度為70μm(製造商標稱值)
・板狀填充劑
雲母;山口雲母工業股份公司所製造的AB-25S,平均粒徑為25μm
滑石;松村產業股份公司所製造的Crown Talc PP,平均粒徑為10μm
使用雙螺桿擠出機,將上述所得到的各種液晶性樹脂、和上述液晶性樹脂以外的成分混合,以得到液晶性樹脂組合物。各成分的調配量如表1及表2所示。另外,在以下的表格中,關於調配量的「%」係表示質量%。再者,得到液晶性樹脂組合物時的擠出條件如下。
[擠出條件]
[實施例1〜4、比較例1〜7]
設置於主要進料口的氣缸的溫度設為250°C,所有其他的氣缸的溫度則設為360°C。所有液晶性樹脂均從主要進料口供給。再者,填充劑從側面進料口供給。
[實施例5]
設置於主要進料口的氣缸的溫度設為250°C,所有其他的氣缸的溫度則設為370°C。所有液晶性樹脂均從主要進料口供給。再者,填充劑從側面進料口供給。
(液晶性樹脂組合物的熔體黏度的測量)
使用由東洋精機製作所股份公司所製造的Capillograph 1B型,在比液晶性樹脂的熔點高10~30°C的高溫下,使用內徑為1 mm、長度為20 mm的管口,剪切速率為1000/秒,根據ISO11443測量液晶性樹脂的熔體黏度。另外,使用LCP1的液晶性樹脂組合物的測量溫度為360°C,而使用LCP2的液晶性樹脂組合物的測量溫度為380°C。結果如表1及表2所示。
基於下列方法,測量包括液晶性樹脂組合物的成型品之連接器的物性。各種評估結果如表1及表2所示。
(負載撓曲溫度)
在下列成型條件下,將液晶性樹脂組合物注射成型以得到成型品,並根據ISO 75-1、ISO 75-2測量負載撓曲溫度。
[成型條件]
成型機:由住友重機械工業所製造的SE100DU
氣缸溫度:
360℃(實施例1〜4、比較例1〜7)
370°C(實施例5)
模具溫度:80℃
注射速度:33 mm/sec
(彎曲測試)
在下列成型條件下,將液晶性樹脂組合物注射成型以得到厚度為0.8mm的成型品,並根據ASTM D790測量彎曲強度、彎曲應變、及彎曲彈性模量。
[成型條件]
成型機:由住友重機械工業所製造的SE100DU
氣缸溫度:
360℃(實施例1〜4、比較例1〜7)
370°C(實施例5)
模具溫度:80℃
注射速度:33 mm/sec
(FPC連接器的翹曲)
在下列成型條件下,將液晶性樹脂組合物注射成型(澆口(gate):隧道澆口,澆口尺寸:φ0.4mm),以得到整體尺寸為17.6mm×4.00mm×1.16mm、截距之間的距離為0.5mm、針孔數為30×2個針腳、最小壁厚為0.12mm之FPC連接器,如圖1所示。
[成型條件]
成型機:由住友重機械工業所製造的SE30DUZ
氣缸溫度(顯示為從噴嘴之側的溫度):
360°C-360°C-350°C-340°C(實施例1〜4、比較例1〜7)
370°C-370°C-360°C-350°C(實施例5)
模具溫度:80℃
注射速度:200mm/sec
保壓壓力:50MPa
保壓時間:0.5秒
冷卻時間:10秒
螺桿轉速:120rpm
螺桿背壓:1.2 MPa
將所得到的連接器放置於水平的桌面上靜置,並使用由三豐公司所製造的Quick Vision 404 PROCNC圖像測量機,測量連接器的高度。此時,在圖2中用黑點表示的複數位置處測量高度,並將最小平方法的最大高度與最小高度之間的差異視為FPC連接器的翹曲。另外,在下列條件之下進行的IR回流之前和之後測量翹曲。
[IR回流條件]
測量儀器:由日本脈衝技術研究所所製造的大型桌面式回流焊設備RF-300(使用遠紅外加熱器)
試料供給速度:140 mm/sec
回流爐通過時間:5分鐘
預熱區的溫度條件:150°C
回流區的溫度條件:190°C
波峰溫度:251°C
(FPC連接器的最小填充壓力)
測量出圖1的FPC連接器在注射成型時可得到良好的成型品之最小注射填充壓力,以作為最小填充壓力。
[表1]
實施例1 | 實施例2 | 實施例3 | 比較例1 | 實施例4 | 比較例2 | 比較例3 | ||
液晶性樹脂(%) | LCP1 | 65 | 70 | 70 | 75 | 70 | 60 | 60 |
LCP2 | ||||||||
纖維狀填充劑(%) | 纖維狀矽灰石1 | 10 | 5 | 10 | 5 | 7.5 | 10 | 20 |
纖維狀矽灰石2 | ||||||||
經研磨的纖維 | ||||||||
板狀填充劑(%) | 雲母 | 25 | 25 | 20 | 20 | 22.5 | 30 | 20 |
滑石 | ||||||||
填充劑合(%) | 35 | 30 | 30 | 25 | 30 | 40 | 40 | |
合計 (%) | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | |
熔體黏度 | Pa・s | 19 | 12 | 16 | 14 | 16 | 19 | 25 |
負載撓曲溫度 | ℃ | 267 | 266 | 266 | 262 | 266 | 271 | 268 |
彎曲強度 | MPa | 164 | 174 | 175 | 170 | 176 | 167 | 167 |
彎曲應變 | % | 2.0 | 2.4 | 2.4 | 2.8 | 2.5 | 1.6 | 1.5 |
彎曲彈性模量 | MPa | 15800 | 15300 | 15100 | 14000 | 15200 | 16700 | 16600 |
FPC連接器的翹曲(回流之前) | mm | 0.019 | 0.021 | 0.024 | 0.028 | 0.023 | 0.016 | 0.018 |
FPC連接器的翹曲(回流之後) | mm | 0.060 | 0.071 | 0.089 | 0.106 | 0.077 | 0.055 | 0.082 |
FPC連接器的最小填充壓力 | MPa | 73 | 68 | 69 | 65 | 68 | 80 | 82 |
[表2]
比較例4 | 實施例5 | 比較例5 | 比較例6 | 比較例7 | 比較例8 | 比較例9 | ||
液晶性樹脂(%) | LCP1 | 80 | 70 | 70 | 65 | 70 | 70 | |
LCP2 | 70 | |||||||
纖維狀填充劑(%) | 纖維狀矽灰石1 | 5 | 10 | 5 | ||||
纖維狀矽灰石2 | 7.5 | |||||||
經研磨的纖維 | 10 | 5 | 10 | |||||
板狀填充劑(%) | 雲母 | 15 | 20 | 22.5 | 25 | 25 | 20 | |
滑石 | 25 | |||||||
填充劑合(%) | 20 | 30 | 30 | 30 | 35 | 30 | 30 | |
合計 (%) | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | |
熔體黏度 | Pa・s | 12 | 12 | 11 | 12 | 12 | 8 | 9 |
負載撓曲溫度 | ℃ | 258 | 245 | 255 | 255 | 266 | 265 | 266 |
彎曲強度 | MPa | 164 | 161 | 160 | 170 | 181 | 178 | 176 |
彎曲應變 | % | 3.1 | 2.6 | 3.0 | 3.0 | 2.6 | 3.0 | 2.9 |
彎曲彈性模量 | MPa | 13600 | 14100 | 13500 | 13000 | 16400 | 15500 | 15300 |
FPC連接器的翹曲(回流之前) | mm | 0.045 | 0.028 | 0.035 | 0.030 | 0.020 | 0.029 | 0.026 |
FPC連接器的翹曲(回流之後) | mm | 0.150 | 0.083 | 0.110 | 0.100 | 0.068 | 0.084 | 0.090 |
FPC連接器的最小填充壓力 | MPa | 61 | 70 | 63 | 65 | 91 | 85 | 88 |
如表1及表2所示,在實施例中,負載撓曲溫度為245°C以上,彎曲應變為2.0%以上,彎曲彈性模量為14000 MPa以上,回流之前的FPC連接器的翹曲未滿0.030 mm, 回流之後的FPC連接器的翹曲未滿0.090 mm,FPC連接器的最小填充壓力未滿75 MPa。 因此得以確知,根據本發明的液晶性樹脂組合物具有優異的流動性,且包括此液晶性樹脂組合物的成型品之連接器具有優異的耐熱性及機械強度,且翹曲變形也得到抑制。
無。
[圖1]係繪示出在實施例中已成型的FPC連接器的圖式。另外,圖中的數值的單位為mm。
[圖2]係繪示出在實施例中進行了FPC連接器的翹曲測量之測量點的圖式。
Claims (5)
- 一種液晶性樹脂組合物,其係包括(A)液晶性樹脂、(B)纖維狀矽灰石及(C)雲母之液晶性樹脂組合物, 其中前述(B)纖維狀矽灰石的長寬比為8以上, 且其中相對於前述液晶性樹脂組合物的整體, 前述(A)液晶性樹脂的含量為62.5~72.5質量%, 前述(B)纖維狀矽灰石的含量為2.5~15質量%, 前述(C)雲母的含量為17.5~30質量%, 且前述(B)纖維狀矽灰石及前述(C)雲母的總含量為27.5~37.5質量%。
- 如申請專利範圍第1項所述之液晶性樹脂組合物,其係用於產品總長度未滿30mm、產品高度未滿5mm之連接器。
- 一種連接器,其包括如申請專利範圍第1或2項所述之液晶性樹脂組合物的成型品,且產品總長度未滿30mm、產品高度未滿5mm。
- 如申請專利範圍第3項所述之連接器,其係薄化窄截距連接器。
- 如申請專利範圍第3或4項所述之連接器,其係基板對基板的連接器或可撓性刷電路板用連接器之薄化窄截距連接器, 其中,節距之間的距離為0.5mm以下, 產品總長度為3.5mm以上未滿30mm, 且產品高度為1.5mm以下。
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