PCB-Technologie - Warum sollte Halogen jetzt in der Leiterplattenproduktion verboten werden?

Laut JPCA-ES-01-2003 standard: Copper clad laminates with chlorine (C1) and bromine (Br) content less than 0.09% Wt (weight ratio) are defined as halogen-free copper clad laminates. (At the same time, the total amount of CI+Br≤0.15%[1500PPM])

Zu den halogenfreien Materialien gehören: TUCs TU883, Isolas DE156, GreenSpeed? Serie, Shengyi S1165/S1165M, S0165, etc...

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Warum ist es notwendig, Halogen bei der Herstellung von Leiterplatten?

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 nach der Einnahme durch den menschlichen Körper nicht ausgeschieden werden kann, 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 in der kupferplattierten Laminatindustrie grundsätzlich nicht mehr verwendet werden. Brom-flammhemmende Materialien außer PBB und PBDE, wie Tetrabromobisphenol A, Dibromophenol usw., werden meist verwendet. Die chemische Formel lautet CISHIZOBr4. Obwohl diese Art von kupferbeschichtetem Laminat, das Brom als Flammschutzmittel enthält, nicht durch Gesetze und Vorschriften geregelt ist, wird diese Art von bromhaltigem kupferbeschichtetem Laminat eine große Menge an giftigem Gas (bromierter Typ) und Rauch während der Verbrennung oder elektrischen Brandes freisetzen. groß; Wenn die Leiterplatte für Heißluftnivellierung und Komponentenlöten verwendet wird, wird die Platte von hoher Temperatur (*200) beeinflusst, und eine kleine Menge Wasserstoffbromid wird freigesetzt; 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.

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Prinzip des halogenfreien Substrats

Derzeit sind die meisten halogenfreien Materialien hauptsächlich auf Phosphor- und Phosphor-Stickstoffbasis.

Wenn phosphorhaltiges Harz verbrannt wird, wird es durch Hitze zersetzt, um Meta-Polyphosphorsäure zu erzeugen, die eine starke Dehydrierungseigenschaft hat, die einen kohlenstoffhaltigen Film auf der Oberfläche des Polymerharzes bildet, der die brennende Oberfläche des Harzes vom Kontakt mit Luft isoliert, das Feuer löscht und flammhemmende Effekte erzielt.

Das Polymerharz, das Phosphor- und Stickstoffverbindungen enthält, erzeugt beim Verbrennen unbrennbares Gas, das dem Harzsystem hilft, flammhemmend zu sein.

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Eigenschaften der halogenfreien Platte

Materialisolierung:

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.

Wasseraufnahme des Materials:

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.

Thermische Stabilität von Leiterplattenmaterialien:

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.

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Erfahrung in der Herstellung halogenfreier Leiterplatten

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.

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 zu erhöhen und gleichzeitig die Steifigkeit der Molekularbindungen zu erhöhen, wodurch auch die Steifigkeit des Materials erhöht wird.

Gleichzeitig ist der Tg-Punkt halogenfreier Materialien im Allgemeinen höher als der von gewöhnlichen kupferplattierten Laminaten. Daher ist der Effekt bei Verwendung gewöhnlicher FR-4 Bohrparameter zum Bohren im Allgemeinen nicht sehr zufriedenstellend.

Beim Bohren halogenfreier Platten sollten einige Anpassungen unter normalen Bohrbedingungen vorgenommen werden.

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.

Herstellung halogenfreier Lotmasken:

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.

Halogenfreie Leiterplatte Platten haben eine geringe Wasseraufnahme und erfüllen die Anforderungen des Umweltschutzes, und andere Eigenschaften können auch die Qualitätsanforderungen von Leiterplatten erfüllen. Daher, Die Nachfrage nach halogenfreien Leiterplatten steigt.