PCB Tecnico - Che cosa è il PCB senza alogeni (PCB HF)?

1. Che cosa è il substrato senza alogeni del PCB (HF PCB)

Secondo lo standard jpca-es-01-2003: PCB CCL con contenuto di cloro (C1) e bromo (BR) inferiore a 0,09% in peso (rapporto peso) è definito come laminato rivestito di rame senza alogeni. (allo stesso tempo, CI totale + br ¤ 0,15% [1500ppm])

2. Perché gli alogeni dovrebbero essere vietati nel PCB

L'alogeno si riferisce agli elementi del gruppo alogeno nella tavola periodica degli elementi chimici, tra cui fluoro (f), cloro (CL), bromo (BR) e iodio (1). Attualmente, il substrato ignifugo FR4, FR4, CEM-3, ecc., ignifugo è principalmente resina epossidica bromurata. Nella resina epossidica bromurata, tetrabromobisfenolo A, bifenile polibromurato, difeniletere polibromurato polimerizzato e difeniletere polibromurato sono il principale combustibile di blocco per i laminati rivestiti di rame, che sono a basso costo e compatibili con la resina epossidica. Tuttavia, studi condotti da istituzioni competenti hanno dimostrato che i materiali ritardanti di fiamma contenenti alogeni (PBB bifenile polibrominato: etere difenile polibrominato PBDE) emettono diossina (TCDD) e benzfurano (benzfurano) quando vengono bruciati sul fuoco. Hanno una grande quantità di fumo, cattivo odore, gas tossici elevati, cancerogeni e non possono essere scaricati dopo l'ingestione, che non è rispettoso dell'ambiente e influisce sulla salute umana. L'UE ha pertanto avviato un divieto di PBB e PBDE come ritardanti di fiamma nei prodotti informativi elettronici. Secondo lo stesso documento rilasciato dal Ministero dell'industria dell'informazione della Cina, i prodotti informativi elettronici immessi sul mercato non devono contenere piombo, mercurio, cromo esavalente, bifenili polibromurati o etere polibromurato difenile. Sei sostanze, come PBB e PBDE, sono vietate dal diritto dell'UE. Resta inteso che PBB e PBDE non sono fondamentalmente utilizzati nell'industria dei laminati rivestiti di rame. I materiali ritardanti di fiamma del bromo diversi da PBB e PBDE sono principalmente utilizzati, come tetrabromobisfenolo A, dibromofenolo, ecc., la cui formula chimica è cishizobr4. Non ci sono leggi e regolamenti su questo tipo di laminato rivestito di rame contenente bromo come ignifugo. Tuttavia, questo tipo di laminato rivestito di rame contenente bromo rilascerà una grande quantità di gas tossico (tipo brominato) durante la combustione o incendio elettrico. Quando il PCB viene utilizzato per il livellamento dell'aria calda e la saldatura dei componenti, la scheda rilascerà anche una piccola quantità di bromuro di idrogeno a causa dell'influenza delle alte temperature (> 200); la possibilità di produrre anche diossine è ancora in corso di valutazione. Pertanto, scheda FR4 contenente tetrabromobisfenolo Un ritardante di fiamma non è proibito dalla legge e può essere utilizzato, ma non può essere chiamato scheda PCB senza alogeni.

PCB senza alogeni

3. Principio del substrato libero del PCB (HF PCB)

Attualmente, la maggior parte dei materiali PCB privi di alogeni sono principalmente serie di azoto fosforico e fosforo. Quando la resina contenente fosforo viene bruciata, si decompone in acido metapolifosfatico, che ha una forte proprietà di disidratazione, forma un film di carbonizzazione sulla superficie della resina polimerica, isola la superficie di combustione della resina dal contatto con l'aria, spegne il fuoco e raggiunge l'effetto ignifugo. La resina polimerica ad alto contenuto di fosforo e composti azotati produce gas non combustibile durante la combustione, che aiuta il sistema resina ad essere ignifugo.

4, caratteristiche del PCB senza alogeni (PCB HF)

4.1) isolamento di materiali PCB privi di alogeni

A causa della sostituzione degli atomi alogeni con P o N, la polarità del segmento di legame molecolare della resina epossidica è ridotta in una certa misura, in modo da migliorare la resistenza di isolamento e la resistenza alla perforazione della resina epossidica.

4.2) assorbimento d'acqua dei materiali PCB privi di alogeni

La scheda PCB (HF PCB) senza alogeni è meno probabile che formi legame di idrogeno con l'atomo di idrogeno in acqua rispetto al materiale alogeno perché gli elettroni solitari di N e P nella resina redox del nitro fosforo sono inferiori a quello del materiale alogeno, quindi l'assorbimento dell'acqua del materiale PCB senza alogeni è inferiore a quello del materiale ritardante di fiamma convenzionale a base alogena. Per la piastra, un basso assorbimento d'acqua ha un certo impatto sul miglioramento dell'affidabilità e della stabilità del materiale.

4.3) stabilità termica dei materiali PCB privi di alogeni

Il contenuto di azoto e fosforo nel PCB senza alogeni è superiore a quello nel PCB a base alogena ordinario, quindi il peso molecolare monomero e il valore TG sono aumentati. Nel caso del riscaldamento, la sua capacità di movimento molecolare sarà inferiore a quella della resina epossidica convenzionale, quindi il coefficiente di espansione termica del materiale PCB privo di alogeni è relativamente piccolo.

PCB senza alogeni

5. Produzione di esperienza PCB libera alogena

Attualmente, un gran numero di fornitori di PCB hanno sviluppato o stanno sviluppando laminati rivestiti di rame PCB senza alogeni e corrispondenti chip semi polimerizzati. Per quanto ne sappiamo, pcl-fr-226/240 di policlato, del04ts di Isola, s155/s0455, Sud Asia, Hongren ga-hf e Panasonic serie GX. Nel 2008, ipcb ha iniziato a utilizzare la scheda pcl-fr-226 / 240 del policlad per la produzione della scheda batteria del telefono cellulare. Quest'anno, ipcb ha sviluppato la produzione della scheda PCB senza alogeni Shengyi s1155 e della scheda PCB multistrato, e la scheda PCB senza alogeni dell'Asia meridionale è anche in uso di prova. Attualmente, l'uso di piastre senza alogeni ha rappresentato il 20% del nostro consumo totale di piastre.

5.1) laminazione del PCB senza alogeni (PCB HF)

I parametri di laminazione possono variare da azienda a azienda. Prendiamo il substrato Shengyi e PP come scheda multistrato come esempio. Al fine di garantire il pieno flusso di resina e una buona forza di incollaggio, richiede una velocità di riscaldamento inferiore (1,0-1,5 gradi Celsius / min) e una coordinazione della pressione multistadio. Inoltre, richiede un tempo più lungo nella fase ad alta temperatura e mantiene a 180 gradi Celsius per più di 50 minuti. Di seguito è riportato un set di impostazioni consigliate del programma della piastra e l'effettivo aumento della temperatura del foglio. La forza di legame tra il foglio di rame e il substrato è 1.on/mm. Dopo sei volte di shock termico, non c'è alcun fenomeno di delaminazione e bolla sulla piastra estrusa.

5.2) lavorabilità di perforazione del PCB senza alogeni

La condizione di foratura è un parametro importante, che influisce direttamente sulla qualità della parete del foro nel processo di lavorazione del PCB. Poiché i gruppi funzionali serie P e N sono utilizzati nel laminato rivestito di rame del PCB senza alogeni, il peso molecolare è aumentato e la rigidità del legame molecolare è migliorata. Allo stesso tempo, il punto TG del materiale privo di alogeni è generalmente superiore a quello del laminato rivestito di rame ordinario. Pertanto, l'effetto di perforazione dei parametri ordinari di perforazione FR-4 non è molto ideale. Durante la perforazione della piastra senza alogeni, alcune regolazioni dovrebbero essere effettuate in condizioni normali di perforazione. Ad esempio, la nostra azienda adotta la scheda centrale Shengyi s155/s0455 e la scheda a quattro strati PP e i suoi parametri di perforazione non sono gli stessi dei parametri normali di perforazione. Durante la perforazione della piastra priva di alogeni, la velocità di rotazione è del 5-10% superiore ai parametri normali, mentre la velocità di alimentazione e prelievo è del 10-15% inferiore a quella dei parametri normali, in modo che la rugosità del foro forato sia piccola

5.3) resistenza alcalina del PCB senza alogeni (PCB HF)

Generalmente, la resistenza alcalina della scheda PCB senza alogeni è peggiore di quella del comune FR-4. Pertanto, nel processo di incisione e nel processo di rilavorazione dopo la maschera di saldatura, si dovrebbe prestare particolare attenzione a che il tempo di immersione nella soluzione di stripping alcalina non dovrebbe essere troppo lungo per prevenire macchie bianche sul substrato. Nella produzione attuale, la nostra azienda ha subito una perdita: la piastra priva di alogeni saldata e solidificata deve essere lavata nuovamente a causa di alcuni problemi. Tuttavia, è ancora nella normale modalità di lavaggio posteriore FR-4, ammollo in 10% NaOH a 75 gradi Celsius per 40 minuti. Di conseguenza, tutte le macchie bianche sul substrato vengono lavate e il tempo di ammollo viene accorciato a 15-20 minuti. Questo problema non esiste più. Pertanto, per la rielaborazione della scheda PCB senza alogeni, è meglio fare la prima scheda per ottenere i migliori parametri e quindi rilavorare batch.

5.4) fabbricazione della maschera di saldatura di PCB senza alogeni (PCB HF)

Attualmente, ci sono molti tipi di inchiostro resistente alla saldatura PCB senza alogeni sul mercato e le sue prestazioni non sono diverse dall'inchiostro fotosensibile liquido ordinario e l'operazione specifica è quasi la stessa dell'inchiostro ordinario.

6, Conclusione

A causa del basso assorbimento dell'acqua e dei requisiti di protezione ambientale, il PCB senza alogeni può anche soddisfare i requisiti di qualità del PCB in altre proprietà. Pertanto, la domanda di PCB senza alogeni è in aumento. Inoltre, i principali fornitori di schede hanno investito più fondi nella ricerca e nello sviluppo di substrato PCB senza alogeni e pp senza alogeni. Credo che nel prossimo futuro, PCB senza alogeni a basso costo verrà immediatamente immesso sul mercato. Pertanto, ipcb ha messo la prova e l'uso di PCB privi di alogeni all'ordine del giorno, ha elaborato un piano dettagliato e gradualmente ha ampliato la quota di PCB privi di alogeni in ipcb, in modo che ipcb fosse prima della domanda del mercato.