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¿Por qué hay requisitos libres de halógenos para la placa de PCB ahora?

1, material de sustrato libre de halógeno:

De acuerdo con la norma jpca-es-01-2003, los laminados revestidos de cobre con contenidos de cloro (C1) y bromo (BR) inferiores al 0,09% en peso (relación en peso) se definen como laminados revestidos de cobre libres de halógenos. (mientras tanto, la cantidad total de CI br ≤ 0,15% [1500 ppm]). Los materiales libres de halógeno incluyen tu883 de TUC, DE156 de Isola, greenspeed ⑧ serie, s1165 / s1165m de Shengyi, S0165, etc.

¿Por qué están prohibidos los halógenos?

Se refiere a los elementos halógenos en la tabla periódica de elementos químicos, incluyendo flúor (f), cloro (CI), bromo (BR) y yodo. En la actualidad, el sustrato retardante de llama, FR4, CEM-3, etc., y el agente de fumigación es principalmente resina epoxídica bromada.

Los estudios realizados por instituciones relevantes han demostrado que los materiales retardantes de llama que contienen halógeno (polibromados bifenilos PBB: polibromado difenil etanol éter PBDE) liberarán dioxina (TCDD) y benzfurano cuando se abandonan en el fuego. Tienen una gran cantidad de humo, mal olor, gases altamente tóxicos y causan cáncer. No se pueden descargar después de la ingestión, lo que afecta seriamente a la salud humana.

Por lo tanto, la legislación de la UE prohíbe el uso de seis sustancias como PBB y PBDE. China’ El Ministerio de la Industria de la Información también exige que los productos de información electrónica comercializados no contengan sustancias como plomo, mercurio, cromo hexavalente, bifenilos polibromados o éter difenilo polibromado.

Se entiende que el PBB y el PBDE básicamente ya no se usan en la industria del laminado revestido de cobre. Los materiales retardantes de llama de bromo distintos de PBB y PBDE se usan principalmente, tales como tetrabromobisfenol A y dibromofenol, y su fórmula molecular química es cishizobr4. Aunque no hay leyes y reglamentos sobre este tipo de laminado revestido de cobre que contenga bromo como retardante de llama, este tipo de laminado revestido de cobre de bromo liberará humo cuando se quema o se incendia eléctricamente una gran cantidad de gas tóxico (tipo bromado) con una gran cantidad de humo; cuando el PCB se utiliza para la nivelación por aire caliente y la soldadura de componentes, la placa también liberará una pequeña cantidad de bromuro de hidrógeno bajo la influencia de alta temperatura ( > 200); Si también se producirá gas tóxico todavía está bajo evaluación.

En resumen, el uso de halógeno como materia prima traerá enormes consecuencias negativas, por lo que es necesario prohibir el halógeno.

Principio del sustrato libre de halógeno en la actualidad, la mayoría de los materiales libres de halógeno son principalmente sistemas de fósforo y nitrógeno de fósforo:

Durante la combustión, la resina que contiene fósforo se calienta y descompone para producir ácido metafosfórico, que está altamente deshidratado, formando una película carbonizada sobre la superficie de la resina de polímero, aislando la superficie de combustión de la resina del contacto con el aire, extinguiendo el fuego y logrando el efecto retardante de llama. La resina polimérica que contiene compuestos de fósforo y nitrógeno está altamente deshidratada. Durante la quema se genera gas no combustible para ayudar al retardante de llama del sistema de resina.

4, características de la placa libre de halógenos:

a. Aislamiento de materiales

Debido a que P o n se utiliza para reemplazar átomos de halógeno, la polaridad del segmento de enlace molecular de la resina epoxídica se reduce en cierta medida, con el fin de mejorar la resistencia al aislamiento y la resistencia a la perforación de la resina epoxídica.

b. Absorción de agua de materiales

Para la placa libre de halógeno, debido a que los electrones de N y P en la resina reductora de oxígeno del sistema de nitrógeno y fósforo son menores que la del halógeno, la probabilidad de formar un enlace de hidrógeno con el átomo de hidrógeno en el agua es menor que la del material halógeno, por lo que la absorción de agua del material es menor que la del material retardante de llama halógeno convencional. Para la placa, la baja absorción de agua tiene un cierto impacto en la mejora de la fiabilidad y la estabilidad del material.

c. Estabilidad térmica de los materiales

El contenido de nitrógeno y fósforo en la placa libre de halógeno es mayor que el de los materiales ordinarios a base de halógeno, por lo que su peso molecular de monómero y el valor de TG aumentan. Cuando se calienta, su capacidad de movimiento molecular será menor que la de la resina epoxídica convencional, por lo que el coeficiente de expansión térmica de materiales libres de halógenos es relativamente pequeño.

En comparación con las placas que contienen halógeno, las placas libres de halógeno tienen más ventajas. También es una tendencia general para las placas libres de halógeno reemplazar las placas que contienen halógeno.

5, experiencia en la producción de PCB sin halógeno: 

a. Laminación

Los parámetros de laminación pueden variar según las placas de diferentes empresas. Tome el sustrato Shengyi mencionado anteriormente y el PP como placas multicapa. Para garantizar el flujo completo de la resina y una buena adhesión, requiere una baja velocidad de calentamiento de la placa (1,0-1,5 ℃ / min) y una coincidencia de presión en múltiples etapas. Además, requiere un largo tiempo en la etapa de alta temperatura, que se mantiene a 180 ° C durante más de 50 minutos. A continuación se muestra un conjunto de ajustes recomendados del programa de la placa y el aumento real de la temperatura de la lámina. La fuerza de unión entre la lámina de cobre y el sustrato de la placa extruida es de 1.on/mm. Después de seis choques térmicos, no hay delaminación ni burbujas.

b. Trabajabilidad de perforación

La condición de perforación es un parámetro importante, que afecta directamente a la calidad de la pared de orificio de PCB en el proceso de procesamiento. Los laminados revestidos de cobre sin halógeno utilizan grupos funcionales de las series P y N para aumentar el peso molecular y mejorar la rigidez de los enlaces moleculares, por lo que también mejoran la rigidez de los materiales. Al mismo tiempo, el punto TG de los materiales libres de halógenos es generalmente más alto que el de los laminados revestidos de cobre ordinarios. Por lo tanto, el efecto de perforación con parámetros de perforación ordinarios FR-4 generalmente no es muy ideal. Al perforar placas sin halógenos, se deben hacer algunos ajustes en condiciones normales de perforación.

c. Resistencia alcalina

Generalmente, la resistencia alcalina de las placas libres de halógenos es peor que la de FR-4 ordinaria. Por lo tanto, en el proceso de grabado y el proceso de reelaboramiento después de la soldadura por resistencia, se debe prestar especial atención a que el tiempo de remojación en la solución de separación de película alcalina no debe ser demasiado largo para evitar manchas blancas en el sustrato.

d. Fabricación de soldadura a resistencia libre de halógenos

En la actualidad, hay muchos tipos de tintas resistentes a la soldadura sin halógenos lanzadas en el mundo. Su rendimiento no es diferente al de las tintas fotosensibles líquidas ordinarias, y su funcionamiento específico es básicamente similar al de las tintas ordinarias.

Debido a que el PCB libre de halógenos tiene baja absorción de agua y cumple con los requisitos de protección ambiental, también puede cumplir con los requisitos de calidad del PCB en otras propiedades. Por lo tanto, la demanda de PCB sin halógenos se ha vuelto cada vez mayor.