Tecnología de PCB - ¿¿ qué es un PCB libre de halógenos?

¿¿ qué es un PCB libre de halógenos?

De acuerdo con el estándar jpca - es - 01 - 2003: los laminados recubiertos de cobre con un contenido de cloro (c1) y bromo (pr) inferior al 0,09% WT (relación de peso) se definen como laminados recubiertos de cobre libres de halógenos. (al mismo tiempo, la cantidad total de IC + bromo es del 0,15% [1500ppm])

¿¿ por qué está prohibido el halógeno?

Las halógenos se refieren a los elementos halógenos en la tabla periódica de los elementos químicos, incluidos el flúor (f), el cloro (c1), el bromo (br) y el yodo. En la actualidad, la mayoría de los retardantes de llama son resina epoxi bromada en sustratos ignífugos, fr4, CEM - 3, etc. En las epoxidas bromadas, el tetrabromobisfenol a, los polibromobibenos poliméricos, los policlorobifenilos poliméricos y los polibromados son las principales barreras de combustible de los laminados recubiertos de cobre. Son de bajo costo y compatibles con la resina epoxi. Sin embargo, los estudios realizados por las instituciones pertinentes han demostrado que los materiales ignífugos halógenos (pcb: pbb: pboe) liberan dioxinas (dioxinas tcdd), benzofuranos (benzofuranos), etc. al descartar y quemar. Una gran cantidad de humo, olor desagradable, gases altamente tóxicos, cancerígenos, no se pueden descargar después de la ingesta, no son respetuosos con el medio ambiente y afectan la salud humana. Por lo tanto, la Unión Europea comenzó a prohibir el uso de polibromodibenos y polibromodibenatos como retardantes de llama en productos de información electrónica. El Ministerio de Industria de la información de China también requiere que a partir del 1 de julio de 2006, los productos de información electrónica puestos en el mercado no contengan plomo, mercurio, cromo hexavalente, bifenilos polibromados o polibromados.

La legislación de la UE prohíbe el uso de seis sustancias, incluidos los bifenilos polibromados y los polibromados. Se entiende que los bifenilos polibromados (pbb) y los éter de difenilo polibromado (pbde) básicamente ya no se utilizan en la industria de laminados recubiertos de cobre, utilizando principalmente materiales ignífugos bromados, excepto PBB y pbde, como el tetrabromuro. La fórmula química del bpa, bromofenol, etc. es cishizobr4. Este laminado recubierto de cobre que contiene bromo como retardante de llama no está regulado por ninguna ley, pero este laminado recubierto de cobre que contiene bromo libera una gran cantidad de gases tóxicos (bromados) y una gran cantidad de humo cuando se quema o se produce un incendio eléctrico; Cuando los PCB se nivelan con aire caliente y soldan los componentes, la placa se ve afectada por altas temperaturas (> 200) y libera trazas de bromuro de hidrógeno; Todavía se está evaluando si también producirá dioxinas. Por lo tanto, las láminas fr4 que contienen retardantes de llama tetrabromobibpa no están actualmente prohibidas por la ley y todavía se pueden usar, pero no se pueden llamar láminas libres de halógenos.

Riesgos ambientales

Los PCB halógenos liberan grandes cantidades de gases tóxicos en entornos de combustión o alta temperatura. Por ejemplo, los retardantes de llama halógenos liberan grandes cantidades de gases tóxicos cuando las placas de PCB están expuestas a llamas, que no solo afectan al medio ambiente, sino que también representan una amenaza para la salud humana. Además, estudios relevantes han demostrado que los materiales ignífugos halógenos liberan gases altamente tóxicos durante la combustión, que no solo producen olores desagradables, sino que también pueden causar riesgo de cáncer.

Riesgos para la salud

Los estudios han demostrado que los compuestos halógenos producen dioxinas y furanos en caso de combustión incompleta, que son carcinógenos conocidos. Por lo tanto, la prohibición del uso de PCB halógenos no solo se debe a razones ambientales, sino que también es un paso importante en la protección de la salud humana. Esto significa evitar cualquier forma de material halógeno durante la producción y el tratamiento de pcb.

Excelente rendimiento

Los materiales de PCB libres de halógenos utilizan elementos como fósforo y nitrógeno para reemplazar los átomos halógenos, lo que mejora significativamente las propiedades ignífugas y la impermeabilidad de los materiales. En comparación con los materiales halógenos, las placas libres de halógenos tienen una mejor resistencia al aislamiento y una menor absorción de agua, lo que es muy importante para mejorar la fiabilidad y estabilidad de las placas de circuito. Al mismo tiempo, su coeficiente de expansión térmica es relativamente pequeño, lo que puede adaptarse mejor a los requisitos del proceso de alta temperatura de los productos electrónicos.

Reglamentos y normas

Muchos países y regiones han promulgado sucesivamente leyes y reglamentos que prohíben el uso de ciertas sustancias nocivas, como la directiva RoHS de la Unión europea, que limita el uso de sustancias nocivas específicas en equipos eléctricos y electrónicos, incluidos los polibromodibenos y los polibromodibenatos. El cumplimiento de estas regulaciones no solo puede reducir los riesgos legales, sino también aumentar la responsabilidad social de las empresas.

Dinámica de la industria

Con la mejora de los requisitos ambientales y de salud del mercado, la industria manufacturera de PCB está pasando gradualmente a materiales libres de halógenos. Los PCB libres de halógenos no solo cumplen con las normas ambientales, sino que también el costo general de los materiales se reduce gradualmente y la demanda del mercado aumenta, lo que indica que la fabricación de PCB libres de halógenos se convertirá en una tendencia futura. ¡¡ este cambio no solo ayuda a mejorar las condiciones ambientales, sino que también ofrece nuevas oportunidades para el desarrollo futuro de las empresas!

Principio del sustrato libre de halógenos

En la actualidad, la mayoría de los materiales libres de halógenos son principalmente a base de fósforo y a base de fósforo y nitrógeno. Cuando la resina de fósforo se quema, se descompone por calor para producir ácido metapolifosfórico altamente deshidratado, formando así una película carbonizada en la superficie de la resina de polímero, aislando la superficie de combustión de la resina del aire, apagando el fuego y logrando un efecto retardante de llama. Las resina polimérica que contienen compuestos de fósforo y nitrógeno producen gases no combustibles al quemar, lo que ayuda a la resistencia a la llama del sistema de resina.

Características de las placas libres de halógenos

Aislamiento térmico del material

Debido al uso de P O N en lugar de átomos halógenos, la polar de los segmentos de enlace molecular de resina epoxi se reduce en cierta medida, lo que mejora la resistencia de aislamiento cualitativo y la resistencia a la ruptura.

Tasa de absorción de agua del material

Las láminas libres de halógenos tienen menos electrones que halógenos en la resina de reducción de oxígeno a base de nitrógeno y fósforo. La probabilidad de formar un enlace de hidrógeno con los átomos de hidrógeno en el agua es menor que la del material halógeno, por lo que la tasa de absorción de agua del material es menor que la del material ignífugo tradicional a base de halógeno. Para la placa, la baja absorción de agua tiene un cierto impacto en la mejora de la fiabilidad y estabilidad del material.

Estabilidad térmica del material

El contenido de nitrógeno y fósforo en las láminas libres de halógenos es mayor que el contenido de halógenos en los materiales comunes a base de halógenos, por lo que su peso molecular único y el valor de Tg han aumentado. Al calentarse, su movilidad Molecular será menor que la de la resina epoxi tradicional, por lo que el coeficiente de expansión térmica de los materiales libres de halógenos es relativamente pequeño.

Experiencia en la producción de PCB libres de halógenos

Proveedores de placas libres de halógenos

En la actualidad, hay un gran número de proveedores de placas que han desarrollado o están desarrollando laminados recubiertos de cobre libres de halógenos y los preimpregnados correspondientes. En la actualidad, hay PCL - FR - 226 / 240 de polyclad, del04ts de isola, shengyi s1155 / s0455, South asia, hongren GA - HF y Matsushita Electric GX series, etc.

Laminado:

Los parámetros de laminación pueden ser diferentes para diferentes empresas. El sustrato shengyi y el PP mencionados anteriormente se utilizan como placas multicapa. Para garantizar el flujo adecuado de la resina y que la adherencia sea buena, se necesita una tasa de calentamiento más baja (1,0 - 1,5 ° C / min), y el montaje a presión de varios niveles tarda más tiempo en la fase de alta temperatura y se mantiene a 180 ° C durante más de 50 minutos. A continuación se muestra un conjunto de programas de placa de presión recomendados y el aumento real de la temperatura de la placa. La fuerza de unión entre la lámina de cobre y el sustrato de la placa de extrusión es 1. La placa de circuito electrificada no mostró estratificación ni burbujas después de seis choques térmicos.

Rendimiento de perforación y procesamiento:

Las condiciones de perforación son un parámetro importante que afecta directamente la calidad de la pared del agujero durante el procesamiento de pcb. Los laminados recubiertos de cobre libres de halógenos utilizan grupos funcionales de las series P y n para aumentar la rigidez del peso molecular y los enlaces moleculares, lo que también mejora la rigidez del material. Al mismo tiempo, el punto Tg de los materiales libres de halógenos es generalmente más alto que el de la placa de cobre cubierta ordinaria, por lo que los parámetros de perforación de FR - 4 para la perforación ordinaria generalmente no son muy satisfactorios. Al perforar placas libres de halógenos, se deben hacer algunos ajustes en condiciones normales de perforación.

Por ejemplo, los parámetros de perforación de la placa central shengyi s1155 / s0455 y la placa de cuatro capas hecha de PP son diferentes de los parámetros normales de perforación. Al perforar placas libres de halógenos, la velocidad debe ser 5 - 10% más rápida que los parámetros normales, mientras que la velocidad de alimentación y retroceso debe ser 10 - 15% más baja que los parámetros normales. De esta manera, la rugosidad de la perforación es muy pequeña.

Resistencia a los álcalis

En general, la resistencia alcalina de las placas libres de halógenos es peor que la del FR - 4 ordinario. Por lo tanto, durante el proceso de grabado y el proceso de retrabajo después de la máscara de soldadura, se debe prestar especial atención al tiempo de inmersión en la solución de desprendimiento alcalino. Evitar manchas blancas en el sustrato. En la producción real, he sufrido mucho: las placas libres de halógenos solidificadas y soldados después de soldar las máscaras necesitan ser repintadas debido a algunos problemas. Sin embargo, a una temperatura de 75 ° c, se sigue enjuagando con el método normal de repintado FR - 4. Después de 40 minutos de remojo en un 10% de naoh, todos los puntos blancos en el sustrato se lavaron y el tiempo de remojo se redujo a 15 - 20 minutos. Este problema ya no existe. Por lo tanto, es mejor hacer la primera placa primero para obtener los mejores parámetros para la máscara de soldadura de reparación de placas libres de halógenos, y luego volver a reparar por lotes.

Producción de película de soldadura sin halógenos

En la actualidad, hay muchos tipos de tintas de soldadura sin halógenos lanzadas en el mundo, y sus propiedades no son muy diferentes de las tintas fotosensibles líquidas ordinarias. El funcionamiento específico es básicamente el mismo que la tinta ordinaria.

Placa de circuito impreso sin halógenos

La placa de PCB sin halógenos tiene una baja tasa de absorción de agua y cumple con los requisitos ambientales, y otras propiedades también pueden cumplir con los requisitos de calidad de la placa de pcb. Por lo tanto, la demanda de placas de PCB libres de halógenos está aumentando; Otros grandes proveedores de PCB han invertido más dinero en investigación y desarrollo de sustratos de PCB libres de halógenos y pp libres de halógenos. se cree que la estructura de placas de circuito libres de halógenos de bajo precio se pondrá pronto en el mercado. Por lo tanto, todos los fabricantes de PCB deben poner en la agenda la prueba y el uso de PCB libres de halógenos, desarrollar planes detallados y ampliar gradualmente el número de PCB libres de halógenos en las fábricas para colocarlos a la vanguardia de la demanda del mercado.

El IPCB es un fabricante de PCB libres de halógenos. Para los productos fabricados por el ipcb, haga clic en: PCB libre de halógenos