Leiterplattentechnisch - Warum gibt es jetzt eine halogenfreie Anforderung für Leiterplatten?

Halogenfreies Substrat:

Gemäß JPCA-ES-01-2003 Standard: Kupferplattierte Laminate mit Chlor (C1) und Brom (Br) Gehalt unter 0,09% Wt (Gewichtsverhältnis) werden als halogenfreie Kupferlaminate definiert. (Gleichzeitig ist die Gesamtmenge an CI+Brâ­0,15%[1500PPM])

2. Warum sollte Halogen verboten werden?

Halogen:

Bezeichnet die Halogenelemente im Periodensystem der chemischen Elemente, einschließlich Fluor (F), Chlor (Cl), Brom (Br) und Jod (I). Derzeit sind flammhemmende Substrate, FR4, CEM-3 usw., Flammschutzmittel meist bromiertes Epoxidharz.

Studien verwandter Institutionen haben gezeigt, dass halogenhaltige flammhemmende Materialien (Polybromierte Biphenyle PBB: Polybromierte Biphenylethyl PBDE) Dioxine (Dioxin TCDD), Benzfuran (Benzfuran) usw. abgeben, wenn sie entsorgt und verbrannt werden. Der Rauch ist groß, der Geruch ist unangenehm, es gibt ein hochgiftiges Gas, das krebserregend ist, und es kann nicht abgeführt werden, nachdem es vom menschlichen Körper aufgenommen wurde, was die Gesundheit ernsthaft beeinträchtigt.

Daher verbietet das EU-Recht die Verwendung von sechs Stoffen einschließlich PBB und PBDE. Das chinesische Ministerium für Informationsindustrie schreibt außerdem vor, dass elektronische Informationsprodukte, die auf den Markt gebracht werden, keine Stoffe wie Blei, Quecksilber, sechswertiges Chrom, polybromierte Biphenyle oder polybromierte Biphenylether enthalten dürfen.

Es versteht sich, dass PBB und PBDE grundsätzlich nicht mehr in der kupferplattierten Laminatindustrie eingesetzt werden. Brom-flammhemmende Materialien außer PBB und PBDE, wie Tetrabromobisphenol A, Dibromophenol, etc., werden meist verwendet, und ihre chemische Formel ist CISHIZOBr4. Obwohl diese Art von kupferplattiertem Laminat, das Brom als Flammschutzmittel enthält, nicht durch Gesetze und Vorschriften geregelt ist, this type of bromine-containing copper clad laminate will release a large amount of toxic gas (brominated type) and smoke during combustion or electrical fire. groß; wenn die PCB Wird für Heißluftnivellierung und Bauteillöten verwendet, the plate will be affected by high temperature (>200), und eine geringe Menge an Wasserstoffbromid freigesetzt wird; Ob es auch giftiges Gas erzeugen wird, wird noch bewertet.

Zusammenfassend. Die Verwendung von Halogen als Rohstoff hat enorme negative Folgen und es ist notwendig, Halogen zu verbieten.

Drei, das Prinzip des halogenfreien Substrats

Derzeit sind die meisten halogenfreien Materialien hauptsächlich auf Phosphor- und Phosphor-Stickstoffbasis. Wenn Phosphorharz verbrannt wird, wird es durch Hitze zersetzt, um Meta-Polyphosphorsäure zu erzeugen, die eine starke Dehydrierungseigenschaft hat, so dass ein kohlenstoffhaltiger Film auf der Oberfläche des Polymerharzes gebildet wird, der die brennende Oberfläche des Harzes vom Kontakt mit Luft isoliert, das Feuer löscht und eine flammhemmende Wirkung erzielt. Das Polymerharz, das Phosphor- und Stickstoffverbindungen enthält, erzeugt beim Verbrennen unbrennbares Gas, das dem Harzsystem hilft, flammhemmend zu sein.

Viertens, die Eigenschaften von halogenfreien Platten

1 Material Isolierung

Durch die Verwendung von P oder N, um die Halogenatome zu ersetzen, wird die Polarität des molekularen Bindungssegments des Epoxidharzes zu einem gewissen Grad reduziert, wodurch die qualitative Isolationsbeständigkeit und Bruchfestigkeit verbessert wird.

2 Wasseraufnahme von Materialien

Das halogenfreie Plattenmaterial hat weniger Elektronen als Halogene im Stickstoff-Phosphor-basierten Sauerstoffreduktionsharz. Die Wahrscheinlichkeit, Wasserstoffbrückenbindungen mit Wasserstoffatomen in Wasser zu bilden, ist geringer als die von Halogenmaterialien, so dass die Wasseraufnahme des Materials geringer ist als herkömmliche halogenbasierte flammhemmende Materialien. Für das Board hat eine geringe Wasseraufnahme einen gewissen Einfluss auf die Verbesserung der Zuverlässigkeit und Stabilität des Materials.

3 Thermische Stabilität der Materialien

Der Gehalt an Stickstoff und Phosphor im halogenfreien Plattenmaterial ist größer als der Halogengehalt gewöhnlicher halogenbasierter Materialien, so dass sein Monomer-Molekulargewicht und Tg-Wert zugenommen haben. Bei Erwärmung ist seine molekulare Mobilität geringer als die herkömmlicher Epoxidharze, so dass der Wärmeausdehnungskoeffizient halogenfreier Materialien relativ gering ist.

Im Vergleich zu halogenhaltigen Platten haben halogenfreie Platten mehr Vorteile, und es ist auch ein allgemeiner Trend, halogenhaltige Platten durch halogenfreie Platten zu ersetzen.

Fünf, the experience of producing halogenfreie Leiterplatte

1 laminiert

Die Laminierparameter können aufgrund der Platten verschiedener Unternehmen unterschiedlich sein. Nehmen Sie das oben genannte Shengyi-Substrat und PP als Mehrschichtplatte. Um den vollen Fluss des Harzes zu gewährleisten und die Haftkraft gut zu machen, erfordert es eine niedrigere Heizrate (1.0-1.5°C/min) und mehrstufige Druckverschraubung erfordert eine längere Zeit in der Hochtemperaturstufe und hält bei 180°C für mehr als 50 Minuten. Im Folgenden finden Sie eine empfohlene Reihe von Plattenprogrammeinstellungen und den tatsächlichen Temperaturanstieg der Platte. Die Bindungskraft zwischen der Kupferfolie und dem Substrat der extrudierten Platine betrug 1,ON/mm, und die Platine nach dem Ziehen von Elektrizität zeigte keine Delamination oder Luftblasen nach sechs thermischen Schocks.

2 Verarbeitbarkeit der Bohrungen

Der Bohrzustand ist ein wichtiger Parameter, der die Qualität der Lochwand der Leiterplatte während der Verarbeitung direkt beeinflusst. Das halogenfreie kupferplattierte Laminat verwendet Funktionsgruppen der P- und N-Serie, um das Molekulargewicht und die Steifigkeit der Molekularbindung zu erhöhen und dadurch auch die Steifigkeit des Materials zu erhöhen. Gleichzeitig ist der Tg-Punkt von halogenfreien Materialien im Allgemeinen höher als der von gewöhnlichen kupferplattierten Laminaten, so dass gewöhnliche Bohrungen mit den Bohrparametern von FR-4, der Effekt im Allgemeinen nicht sehr zufriedenstellend ist. Beim Bohren halogenfreier Platten sollten einige Anpassungen unter normalen Bohrbedingungen vorgenommen werden.

3 Alkaliresistenz

Im Allgemeinen ist die Alkalibeständigkeit halogenfreier Platten schlechter als die gewöhnlicher FR-4. Daher sollte beim Ätzprozess und beim Nachbearbeitungsprozess nach der Lötmaske besonderes Augenmerk auf die Eintauchzeit in die alkalische Abisolierlösung gelegt werden. Zur Vermeidung weißer Flecken auf dem Substrat.

4 Halogenfreie Herstellung von Lötmasken

Derzeit gibt es viele Arten halogenfreier Lotmaskenfarben auf der Welt, und ihre Leistung unterscheidet sich nicht viel von der gewöhnlichen flüssigen lichtempfindlichen Tinte. Die spezifische Operation ist im Grunde die gleiche wie die gewöhnliche Tinte.

Halogenfrei PCB Platten haben eine geringe Wasseraufnahme und erfüllen die Anforderungen des Umweltschutzes, und andere Eigenschaften können auch die Qualitätsanforderungen von Leiterplatten. Daher, die Nachfrage nach halogenfrei PCB Bretter has increased.