PCB Tecnico - Cos'è il PCB senza alogeni?

Cos'è un PCB senza alogeni?

Secondo la norma JPCA-ES-01-2003: i laminati rivestiti di rame con contenuto di cloro (C1) e bromo (Br) inferiore allo 0,09% Wt (rapporto peso) sono definiti come laminati rivestiti di rame senza alogeni. (Allo stesso tempo, l'importo totale di CI+Brâ¤0,15%[1500PPM])

Perché vietare gli alogeni?

L'alogeno si riferisce agli elementi alogeni della tavola periodica degli elementi chimici, tra cui fluoro (F), cloro (Cl), bromo (Br) e iodio. Attualmente, i substrati ignifughi, FR4, CEM-3, ecc., sono principalmente resina epossidica bromurata. Tra le resine epossidiche brominate, tetrabromobisfenolo A, bifenili polimerici polibromurati, eteri polimerici polibromurati difenili e eteri polibromurati difenili sono le principali barriere di combustibile per i laminati rivestiti di rame. Hanno basso costo e sono compatibili con resine epossidiche. Tuttavia, studi condotti da istituzioni correlate hanno dimostrato che i materiali ignifughi contenenti alogeni (polibromurati bifenili PBB: polibromurati difenili etilici PBDE) emettono diossina (diossina TCDD), benzofurano (benzfurano), ecc. quando vengono scartati e bruciati. Una grande quantità di fumo, odore sgradevole, gas altamente tossico, cancerogeno, non può essere scaricato dopo l'ingestione, non rispettoso dell'ambiente e influisce sulla salute umana. Pertanto, l'Unione europea ha avviato il divieto di utilizzare PBB e PBDE come ritardanti di fiamma nei prodotti informativi elettronici. Il Ministero dell'Industria dell'Informazione della Cina richiede inoltre che a partire dal 1° luglio 2006, i prodotti informativi elettronici immessi sul mercato non devono contenere sostanze come piombo, mercurio, cromo esavalente, bifenili polibromurati o eteri polibromurati difenili.

Il diritto dell'UE vieta l'uso di sei sostanze tra cui PBB e PBDE. Resta inteso che il PBB e il PBDE non sono più utilizzati nell'industria dei laminati rivestiti di rame e che vengono utilizzati principalmente materiali ignifughi al bromo diversi dal PBB e dal PBDE, come il tetrabromuro. La formula chimica del bisfenolo A, bromofenolo, ecc. è CISHIZOBr4. Questo tipo di laminato rivestito di rame contenente bromo come ritardante di fiamma non è regolato da leggi e regolamenti, ma questo tipo di laminato rivestito di rame contenente bromo rilascerà una grande quantità di gas tossico (tipo brominato) ed emetterà una grande quantità di fumo durante la combustione o incendio elettrico; Quando il PCB è livellato con aria calda e i componenti sono saldati, la piastra è influenzata da alta temperatura (> 200) e una quantità in traccia di bromuro di idrogeno sarà rilasciata; se produrrà anche diossine è ancora in corso di valutazione. Pertanto, i fogli FR4 contenenti tetrabromobisfenolo A ritardanti di fiamma non sono attualmente vietati dalla legge e possono ancora essere utilizzati, ma non possono essere chiamati fogli privi di alogeni.

Rischi ambientali

PCB alogenato rilascerà una grande quantità di gas tossici in ambiente di combustione o ad alta temperatura. Ad esempio, i ritardanti di fiamma alogenati rilasciano un gran numero di gas tossici quando la scheda PCB è soggetta a fiamma e questi gas non solo influenzano l'ambiente, ma rappresentano anche una minaccia per la salute umana. Inoltre, studi pertinenti hanno dimostrato che i materiali ritardanti di fiamma alogenati nella combustione rilasciano gas altamente tossici, questi gas non solo producono odori sgradevoli, ma possono anche portare a rischio di cancro.

Rischi per la salute

Gli studi hanno dimostrato che i composti alogenati producono diossine e furani, noti agenti cancerogeni, in caso di combustione incompleta. Pertanto, vietare l'uso di PCB alogenati non è solo per motivi ambientali, ma anche un passo importante per proteggere la salute umana. Ciò significa evitare materiali alogenati in qualsiasi forma durante la produzione e la manipolazione dei PCB.

Prestazioni superiori

I materiali PCB privi di alogeni utilizzano fosforo, azoto e altri elementi per sostituire gli atomi alogeni, migliorando in modo significativo le proprietà ignifughe del materiale e la resistenza alla penetrazione. Rispetto ai materiali alogeni, le schede prive di alogeni hanno una migliore resistenza all'isolamento e un minore assorbimento d'acqua, che è importante per migliorare l'affidabilità e la stabilità del circuito stampato. Allo stesso tempo, il loro coefficiente di espansione termica è relativamente piccolo, che può essere adattato meglio ai requisiti di processo ad alta temperatura dei prodotti elettronici.

Regolamenti e norme

Molti paesi e regioni hanno successivamente formulato leggi e regolamenti sul divieto di uso di determinate sostanze pericolose, come la direttiva ROHS dell'Unione Europea, che limita l'uso di specifiche sostanze pericolose, tra cui PBB e PBDE, nelle apparecchiature elettriche ed elettroniche. Il rispetto di queste normative non solo riduce i rischi legali, ma aumenta anche la responsabilità sociale delle imprese.

Tendenze industriali

Con i crescenti requisiti ambientali e sanitari del mercato, l'industria manifatturiera di PCB sta gradualmente passando a materiali privi di alogeni. I PCB privi di alogeni non solo soddisfano gli standard ambientali, ma anche i costi complessivi dei materiali vengono gradualmente ridotti, la domanda del mercato è in aumento, segnalando che la produzione di PCB privi di alogeni diventerà la tendenza futura. Questa transizione non solo contribuisce a migliorare la situazione ambientale, ma offre anche nuove opportunità per lo sviluppo futuro delle imprese!

Principio del substrato privo di alogeni

Per ora, la maggior parte dei materiali privi di alogeni sono principalmente a base di fosforo e fosforo-azoto. Quando la resina fosforica viene bruciata, viene decomposta dal calore per generare acido metapolifosforico, che ha una forte proprietà di disidratazione, in modo che sulla superficie della resina polimerica si forma un film carbonizzato, che isola la superficie di combustione della resina dal contatto con l'aria, spegne il fuoco e raggiunge un effetto ignifugo. La resina polimerica contenente composti di fosforo e azoto genera gas incombustibile quando bruciato, che aiuta il sistema resina ad essere ignifugo.

Caratteristiche del foglio senza alogeni

Isolamento dei materiali

A causa dell'uso di P o N per sostituire gli atomi alogeni, la polarità del segmento di legame molecolare della resina epossidica è ridotta in una certa misura, migliorando così la resistenza qualitativa dell'isolamento e la resistenza alla rottura.

Assorbimento idrico dei materiali

La lastra priva di alogeni ha meno elettroni rispetto agli alogeni nella resina di riduzione dell'ossigeno a base di azoto-fosforo. La probabilità di formare legami di idrogeno con gli atomi di idrogeno in acqua è inferiore a quella dei materiali alogeni, quindi l'assorbimento dell'acqua del materiale è inferiore ai materiali ritardanti di fiamma convenzionali a base alogena. Per la scheda, un basso assorbimento d'acqua ha un certo impatto sul miglioramento dell'affidabilità e della stabilità del materiale.

Stabilità termica dei materiali

Il contenuto di azoto e fosforo nel materiale senza alogeni è superiore al contenuto alogeno dei materiali a base alogena ordinari, quindi il suo peso molecolare monomero e il valore Tg sono aumentati. Una volta riscaldata, la sua mobilità molecolare sarà inferiore a quella delle resine epossidiche convenzionali, quindi il coefficiente di espansione termica dei materiali privi di alogeni è relativamente piccolo.

Esperienza nella produzione di PCB privi di alogeni

Fornitore di fogli privi di alogeni

Attualmente, ci sono un gran numero di fornitori di fogli che hanno sviluppato o stanno sviluppando laminati rivestiti di rame senza alogeni e prepreg corrispondenti. Attualmente, ci sono PCL-FR-226/240 di Polyclad, DEl04TS di Isola, Shengyi S1155/S0455, Nanya, Hongren GA-HF e Matsushita Electric Works GX serie, ecc.

Laminazione:

I parametri di laminazione possono essere diversi per aziende diverse. Prendete il substrato Shengyi sopra menzionato e PP come una scheda multistrato. Al fine di garantire il pieno flusso della resina e rendere buona la forza di incollaggio, richiede una velocità di riscaldamento inferiore (1,0-1,5°C/min) e il montaggio a più stadi richiede un tempo più lungo nella fase ad alta temperatura e mantiene a 180 ° C per più di 50 minuti. Di seguito è riportato un set raccomandato di impostazioni del programma della piastra e l'effettivo aumento della temperatura della piastra. La forza di legame tra il foglio di rame e il substrato del bordo estruso era 1. ON/mm, e la scheda dopo aver estratto l'elettricità non ha mostrato delaminazione o bolle d'aria dopo sei shock termici.

Lavorabilità della perforazione:

La condizione di perforazione è un parametro importante, che influisce direttamente sulla qualità della parete del foro del PCB durante l'elaborazione. Il laminato rivestito in rame senza alogeni utilizza serie P e N, gruppi funzionali, per aumentare il peso molecolare e la rigidità del legame molecolare, migliorando così anche la rigidità del materiale. Allo stesso tempo, il punto Tg dei materiali privi di alogeni è generalmente superiore a quello dei laminati rivestiti di rame ordinari, quindi la perforazione ordinaria con i parametri di perforazione di FR-4, l'effetto non è generalmente molto soddisfacente. Durante la perforazione di pannelli privi di alogeni, alcune regolazioni dovrebbero essere effettuate in condizioni normali di perforazione.

Ad esempio, la scheda a quattro strati fatta della scheda centrale Shengyi S1155/S0455 e PP, i parametri di perforazione non sono gli stessi dei parametri normali di perforazione. Durante la perforazione di piastre prive di alogeni, la velocità dovrebbe essere aumentata del 5-10% più velocemente dei parametri normali, mentre le velocità di avanzamento e ritiro dovrebbero essere ridotte del 10-15% rispetto ai parametri normali. In questo modo, la rugosità del foro forato è piccola.

Resistenza alcalina

Generalmente, la resistenza alcalina delle piastre senza alogeni è peggiore di quella del normale FR-4. Pertanto, nel processo di incisione e nel processo di rilavorazione dopo la maschera di saldatura, particolare attenzione dovrebbe essere prestata al tempo di immersione nella soluzione di stripping alcalina. Per evitare macchie bianche sul substrato. Nella produzione vera e propria, ho sofferto molto: la scheda priva di alogeni che è stata curata e saldata dopo la maschera di saldatura ha bisogno di essere risciacquata a causa di alcuni problemi. Tuttavia, il normale metodo di risciacquo FR-4 è ancora utilizzato per il lavaggio a temperatura di 75°C. Dopo aver immerso nel 10% NaOH per 40 minuti, tutte le macchie bianche sul substrato sono state lavate e il tempo di ammollo è stato accorciato a 15-20 minuti. Questo problema non esiste più. Pertanto, è meglio fare la prima scheda prima per ottenere i migliori parametri per la maschera di saldatura rilavorata della scheda priva di alogeni, e quindi rilavorare in lotti.

Produzione di maschere saldatrici senza alogeni

Attualmente, ci sono molti tipi di inchiostri della maschera di saldatura senza alogeni lanciati nel mondo e le loro prestazioni non sono molto diverse da quelle dell'inchiostro fotosensibile liquido ordinario. L'operazione specifica è fondamentalmente la stessa di quella dell'inchiostro ordinario.

PCB senza alogeni

La scheda PCB priva di alogeni ha un basso assorbimento d'acqua e soddisfa i requisiti di protezione ambientale e altre proprietà possono anche soddisfare i requisiti di qualità della scheda PCB. Pertanto, la domanda di scheda PCB senza alogeni sta aumentando; Più fondi sono stati investiti nella ricerca e nello sviluppo di substrati PCB privi di alogeni e PP privi di alogeni. Si ritiene che strutture di circuiti stampati privi di alogeni a basso prezzo saranno presto immesse sul mercato. Pertanto, tutti i produttori di PCB dovrebbero mettere la prova e l'uso di PCB privi di alogeni all'ordine del giorno, formulare piani dettagliati e espandere gradualmente il numero di PCB privi di alogeni in fabbrica, in modo da essere in prima linea nella domanda del mercato.

IPCB è un produttore di PCB senza alogeni. Per i prodotti fabbricati da IPCB, fare clic su: PCB senza alogeni