为什么现在对PCB板有无卤素要求?
1、无卤基材:
根据jpca-es-01-2003标准,氯(C1)和溴(BR)含量低于0.09%wt(重量比)的覆铜板被定义为无卤素覆铜板。(同时CI br总量≤0.15%[1500ppm])。无卤材料包括TUC的tu883、Isola的DE156、greenspeed⑧ 系列,盛益s1165/s1165m,S0165等。
2、为什么禁止使用卤素?
指化学元素周期表中的卤素元素,包括氟(f)、氯(CI)、溴(BR)和碘。目前,阻燃基材、FR4、CEM-3等,以及阴燃剂大多为溴化环氧树脂。
相关机构的研究表明,含卤素阻燃材料(多溴联苯PBB:多溴二苯乙醇醚PBDE)在被丢弃着火时会释放二恶英(TCDD)和苯并呋喃。它们有大量的烟雾、难闻的气味和剧毒气体,并会导致癌症。摄入后不能排出,严重影响人体健康。
因此,欧盟法律禁止使用六种物质,如多溴联苯和多溴二苯醚。中国’;信息产业部还要求,投放市场的电子信息产品不得含有铅、汞、六价铬、多溴联苯或多溴联苯醚等物质。
据了解,多溴联苯和多溴二苯醚基本上不再用于覆铜板行业。除PBB和PBDE外,主要使用溴阻燃材料,如四溴双酚A和二溴苯酚,其化学分子式为顺式hizobr4。虽然没有关于这种含有溴作为阻燃剂的覆铜板的法律法规,但这种含溴覆铜板在燃烧或电气火灾时会释放大量有毒气体(溴化型)和大量烟雾;当PCB用于热风校平和元件焊接时,在高温的影响下,板也会释放出少量的溴化氢(>;200);是否也会产生有毒气体仍在评估中。
综上所述,使用卤素作为原料会带来巨大的负面后果,因此有必要禁止使用卤素。
3、无卤基材的原理目前,大多数无卤材料主要是磷和磷氮体系:
在燃烧过程中,含磷树脂被加热并分解产生偏磷酸,偏磷酸被高度脱水,在聚合物树脂表面形成碳化膜,使树脂燃烧表面与空气隔绝,从而灭火并达到阻燃效果。含有磷和氮化合物的聚合物树脂是高度脱水的。燃烧过程中会产生不可燃气体,以帮助树脂体系的阻燃。
4、无卤板的特点:
a.材料隔热
由于P或n被用来取代卤素原子,环氧树脂分子键段的极性在一定程度上降低,从而提高了环氧树脂的绝缘电阻和耐穿刺性。
b.材料吸水率
对于无卤板,由于氮磷系氧还原树脂中N和P的电子小于卤素的电子,因此与水中的氢原子形成氢键的概率低于卤素材料,因此该材料的吸水率低于传统的卤素阻燃材料。对于板材来说,低吸水率对提高材料的可靠性和稳定性有一定的影响。
c.材料的热稳定性
无卤板中氮和磷的含量大于普通卤素基材料,因此其单体分子量和TG值增加。加热时,其分子运动能力将低于传统环氧树脂,因此无卤材料的热膨胀系数相对较小。
与含卤素板相比,无卤素板具有更多优势。无卤板取代含卤板也是大势所趋。

5、无卤PCB生产经验:
a.层压
层压参数可能因不同公司的板材而异。以上述盛益基材和PP为多层板。为了保证树脂的充分流动和良好的附着力,需要低板加热速率(1.0-1.5℃/min)和多级压力匹配。此外,它在高温阶段需要很长时间,在180℃下保持50分钟以上。以下是一组推荐的压板程序设置和实际纸张温升。铜箔与挤压板基材之间的结合力为1.on/mm。经过六次热冲击后,没有分层和气泡。
b.钻井作业性
钻孔条件是一个重要参数,直接影响PCB在加工过程中的孔壁质量。无卤覆铜板使用P和N系列官能团来增加分子量并增强分子键的刚性,因此它们也增强了材料的刚性。同时,无卤材料的TG点一般高于普通覆铜板。因此,使用普通FR-4钻井参数进行钻井的效果通常不是很理想。钻孔无卤板时,应在正常钻孔条件下进行一些调整。
c.耐碱性
一般来说,无卤板的耐碱性比普通FR-4差。因此,在电阻焊后的蚀刻过程和返工过程中,应特别注意在碱性薄膜剥离溶液中的浸泡时间不应过长,以防止基材上出现白斑。
d.无卤电阻焊制作
目前,世界上推出了多种无卤阻焊油墨。它们的性能与普通液体感光油墨没有区别,其具体操作与普通油墨基本相似。
由于无卤PCB吸水率低,符合环保要求,因此在其他性能上也能满足PCB的质量要求。因此,对无卤PCB的需求越来越大。

2023年1月7日