構建更安全的基底的新型連接產品

下一代互聯網需要提供更高水平的性能，采用符合全球人類健康標準的材料。新材料選項幫助供應商在應對新技術挑戰的同時制造更優質的零部件。

互聯行業正經歷材料轉型的重大時期。全球環境法規的收緊、對全氟和多氟烷基物質（PFAS、PFOA 和 PFTE）的審查日益嚴密，以及對植入式和貼身電子產品需求的增長，催生了新一代更安全、更可持續的材料。

過去二十年來，電子行業一直在尋求新的替代材料，以符合法規要求。RoHS（危險物質限制）指令通過限制某些有害物質的使用，包括重金屬、阻燃劑或增塑劑，來應對電子廢棄物對人體健康和環境的影響。這些材料在生產或廢棄物流中進入環境。目前 RoHS 禁止 10 種物質，包括鉛。繼 RoHS 之后， 歐盟的 REACH（化學品注冊、評估、授權與限制）法規影響了超過 10,000 種化學品。這條多階段法律監管對人類和環境健康構成風險化學品的使用和制造。歐洲指令也促使其他國家制定了類似立法。 中國的 GB/T 標準在許多方面與歐盟框架相符，有效地將歐洲合規視為全球市場準入的基準。

近年來，行業將重點放在 PFAS 上。這種被稱為“永恒化學物質”的物質，如今甚至在地球最偏遠的地方也能找到。它存在于空氣、水和臍帶血中，這給后代帶來了擔憂。幾十年來，PFAS 化合物在互連供應鏈中被廣泛使用：作為線絕緣表面處理、電纜護套、層壓板制造以及連接器涂層。它們在環境中的持續存在引發了多個國家的監管行動。汽車、航空航天和消費電子領域的主要 OEM 廠商正開始在正式監管截止日期前，將無 PFAS 要求下達給其第一和第二級供應商。

新的加工技術使得更老、更安全的材料重新投入使用。波士頓微型制造公司（BMF）銷售與技術應用總監 E.J. Nordstrom 表示：“陶瓷具有卓越的性能，且一直優于 PTFE 及類似材料，但由于成本較高，它們逐漸被淘汰。”“過去，PTFE 是更便宜的選擇。過去十年，這一方程式發生了變化。由于關稅壓力和其他全球環境因素，價格差異已下降了十倍。隨著其他材料價格上漲，陶瓷變得具有競爭力。與此同時，成本已經轉移，增材制造能力提升，我們現在能夠制造前所未有的零件。”

BMF 的增材制造能力使得具有內部幾何形狀的小型復雜模具能夠實現。

陶瓷比塑料更能承受高溫，并通過專門的增材制造工藝（3D 打印技術）提供建筑優勢。“BMF 的陶瓷材料是將 100 納米陶瓷顆粒與粘合劑混合在一起的陶瓷漿料中，”他說。成品會經過一個固化過程，包括沖洗、在爐子中解綁三到五天，然后在高溫超過 1700°C 的燒結爐中完成。 最終成果是一部分具備生物兼容性、可高壓滅菌用于醫療應用，并且堅固耐用，適用于軍事、航空航天及其他高挑戰環境。也可以鍍板。

BMF 的工藝已被用于制造連接器、天線和光學系統的陶瓷絕緣體及其他部件，Nordstrom 表示公司仍在探索新的可能性。“我們制造的零件非常薄，有通道、隧道或通風孔。”我們可以 3D 打印具有微米級特征和微米級公差的陶瓷零件，實現了以前無法實現的內部幾何結構。我們是全球唯一能夠以如此高精度打印陶瓷零件的公司，“諾德斯特羅姆說。

連接器外殼、絕緣體及其他組件可以使用 BMF 的陶瓷材料制造。

BMF 獨特的能力使其能夠為世界上一些最大的連接器公司制造專用零件。它還能夠協助新興互聯技術的研發工作。“我們的產品用于光纖、波導以及其他過去因設計限制而受限的領域。現在，我們能夠提供新能力。”

Greene Tweed 產品經理 Ralph Chiaravollotti 認為，目前減少 PFAS 比在電子產品中完全廢除其使用更為現實。他說：“我們與價值鏈上游的供應商合作，在可行范圍內減少 PFAS 的使用，同時不降低產品性能或為客戶制造的成品可靠性。”

由于 PFAS 性能優異，仍保留在一些高可靠性部件中。“我們的產品被寄望于在關鍵應用中持續穩定表現，”基亞拉沃洛蒂說。公司設計和制造用于密封、輕量化、結構部件、耐磨損、耐摩擦和耐磨部件，以及在高腐蝕環境中可靠工作的連接器材料和精密部件。

“我們參與行業教育，擁有專業知識，與全國制造商協會和聯盟及 SEMI.org 等團體合作，提供我們有經驗材料生產和性能的信息，”他說。“我們監測并響應本地及全球法規，確保現在及未來持續合規，并主動與供應商合作，克服潛在技術挑戰，幫助他們創新減少 PFAS。我們正努力利用部分配方科學能力，利用材料和專門工程產品開發無 PFAS 解決方案。”

Greene Tweed 擁有廣泛的無 PFAS 熱塑性塑料產品線，公司正致力于在 PFAS 替代品領域的持續創新。該公司的密封產品化合物——四氟乙烯、仿核（FEPM）、氟彈性體（FKM）和全氟彈性體（FFKM）——因其缺乏生物利用度和毒性，被經濟合作與發展組織（OECD）高分子專家組列為低關注聚合物（PLC），這意味著其對環境和人體健康的影響微乎其微。

對于互連，最可行的 PFAS 替代品取決于具體應用。熱塑性聚氨酯（TPU）和交聯聚乙烯（XLPE）已成為許多線纜應用中氟聚合物絕緣的成熟替代品，具有相似的電氣性能且環境成本更低。無鹵素阻燃劑（HFFR）配方在數據中心和建筑布線中越來越多地被規范，此前防火安全要求推動了氟聚合物的采用。對于氟聚合物因介電損耗低而歷來難以替代的高頻應用，包括改良聚苯氧化物（mPPO）和液晶聚合物（LCP）化合物，正在被使用。

研究重點是引入新一代材料，包括更安全的基材、生物相容材料和可生物降解材料，這些將提升電子工業對環境的整體影響，從制造到退役。

鳳凰接觸的 MKDS 3 PCB 端子塊和 RJ45 連接器（第 6 版），以及其 ICS 20 系列電子外殼均采用生物基材料。

“鳳凰聯絡多年來一直參與監督 PFAS 立法和評估替代物質。我們盡可能在產品目錄中替換了這些物質，并持續努力消除合適的替代品。由于未來立法和技術要求的變化，這一過程將持續進行，“鳳凰聯絡產品合規經理亞當·克雷納克表示。

“在美國，我們是 NEMA 材料管理聯盟和 ECIA 環境合規組織的成員，等多個組織。這兩個群體主要關注當前及未來的物質和材料限制與禁止，包括 PFAS，但涉及不同的行業和產品范圍。在全球范圍內，我們還擁有眾多其他環境委員會和工作組的成員。“這種參與讓我們持續關注物質和材料立法，以及州、聯邦和國際層面的化學限制，”Kraynal 說。

“參與這些小組也有助于我們早期參與立法過程，并賦予我們發聲權，提供倡導、改進建議和需求管理。 正如你們可能知道的，PFAS 話題在過去幾年里一直是討論的焦點，面對如此快速變化的監管環境，保持參與此類活動至關重要。”