Teknik PCB - Apakah PCB percuma halogen?

Apakah PCB percuma halogen? Menurut standard JPCA-ES-01-2003: Laminat yang dilapisi tembaga dengan kandungan klorin (C1) dan brom (Br) kurang daripada 0.09% Wt (nisbah berat) ditakrifkan sebagai laminat yang dilapisi tembaga bebas halogen. (Pada masa yang sama, jumlah keseluruhan CI + Brâ ¢ 0.15% [1500PPM])

Mengapa mengharamkan halogen?

Halogen merujuk kepada unsur-unsur halogen dalam jadual berkala unsur-unsur kimia, termasuk fluor (F), klorin (Cl), brom (Br), dan iodin. Pada masa ini, substrat tahan api, FR4, CEM-3, dan lain-lain, tahan api kebanyakannya resin epoksi brom. Di antara resin epoksi yang dibromkan, tetrabromobisphenol A, bifenil polibrom polimerik, eter difenil polibrom polimerik, dan eter difenil polibrom adalah halangan bahan api utama untuk laminat yang dilapisi tembaga. Mereka mempunyai kos rendah dan serasi dengan resin epoksi. Walau bagaimanapun, kajian oleh institusi yang berkaitan telah menunjukkan bahawa bahan tahan api yang mengandungi halogen (Polybrominated Biphenyls PBB: Polybrominated Diphenyl Ethyl PBDE) akan mengeluarkan dioksin (dioksin TCDD), benzofuran (Benzfuran), dan lain-lain apabila dibuang dan dibakar. Sejumlah besar asap, bau yang tidak menyenangkan, gas yang sangat toksik, karsinogen, tidak boleh dilepaskan selepas ditelan, tidak mesra alam, dan menjejaskan kesihatan manusia. Oleh itu, Kesatuan Eropah memulakan larangan penggunaan PBB dan PBDE sebagai tahan api dalam produk maklumat elektronik. Kementerian Industri Maklumat China juga memerlukan bahawa dari 1 Julai 2006, produk maklumat elektronik yang diletakkan di pasaran tidak boleh mengandungi bahan-bahan seperti timbal, merkuri, kromium hexavalent, bifenil polibrom, atau eter difenil polibrom.

Undang-undang EU melarang penggunaan enam bahan termasuk PBB dan PBDE. Ia difahami bahawa PBB dan PBDE pada asasnya tidak lagi digunakan dalam industri laminat yang dilapisi tembaga, dan bahan tahan api brom selain daripada PBB dan PBDE, seperti tetrabromida, kebanyakannya digunakan. Formula kimia bisphenol A, bromophenol, dan lain-lain adalah CISHIZOBr4. Jenis laminat yang dilapisi tembaga yang mengandungi brom sebagai tahan api tidak dikawal selia oleh mana-mana undang-undang dan peraturan, tetapi jenis laminat yang dilapisi tembaga yang mengandungi brom ini akan melepaskan sejumlah besar gas toksik (jenis brom) dan mengeluarkan sejumlah besar asap semasa pembakaran atau kebakaran elektrik. ; Apabila PCB diratakan dengan udara panas dan komponen dilapas, plat terjejas oleh suhu tinggi (> 200), dan jumlah jejak hidrogen bromida akan dilepaskan; sama ada ia juga akan menghasilkan dioksin masih dalam penilaian. Oleh itu, lembaran FR4 yang mengandungi tetrabromobisphenol A tahan api tidak dilarang oleh undang-undang dan masih boleh digunakan, tetapi mereka tidak boleh dipanggil lembaran bebas halogen.

Bahaya alam sekitar

PCB halogenasi akan melepaskan sejumlah besar gas toksik di bawah persekitaran terbakar atau suhu tinggi. Sebagai contoh, tahan api halogen akan melepaskan sejumlah besar gas toksik apabila papan PCB terdedah kepada api, dan gas ini bukan sahaja menjejaskan alam sekitar, tetapi juga menimbulkan ancaman kepada kesihatan manusia. Di samping itu, kajian yang berkaitan telah menunjukkan bahawa bahan tahan api halogen dalam pembakaran akan melepaskan gas yang sangat toksik, gas ini bukan sahaja menghasilkan bau yang tidak menyenangkan, tetapi juga boleh membawa kepada risiko kanser.

Risiko Kesihatan

Kajian telah menunjukkan bahawa sebatian halogen menghasilkan dioksin dan furan, yang dikenali sebagai karsinogen, sekiranya pembakaran tidak lengkap. Oleh itu, larangan penggunaan PCB halogen bukan sahaja untuk sebab alam sekitar, tetapi juga langkah penting untuk melindungi kesihatan manusia. Ini bermakna mengelakkan bahan halogen dalam apa-apa bentuk semasa pengeluaran dan pengendalian PCB.

Prestasi yang unggul

Bahan PCB bebas halogen menggunakan fosfor, nitrogen dan unsur-unsur lain untuk menggantikan atom halogen, dengan itu meningkatkan sifat tahan api bahan dan rintangan terhadap penembusan. Berbanding dengan bahan halogen, papan bebas halogen mempunyai rintangan penebat yang lebih baik dan penyerapan air yang lebih rendah, yang penting untuk meningkatkan kebolehpercayaan dan kestabilan papan litar. Pada masa yang sama, pekali pengembangan haba mereka agak kecil, yang boleh lebih disesuaikan dengan keperluan proses suhu tinggi produk elektronik.

Peraturan dan piawaian

Banyak negara dan rantau telah berturut-turut merumuskan undang-undang dan peraturan mengenai larangan penggunaan bahan berbahaya tertentu, seperti Arahan ROHS Kesatuan Eropah, yang menyekat penggunaan bahan berbahaya tertentu, termasuk PBB dan PBDE, dalam peralatan elektrik dan elektronik. Pematuhan peraturan ini bukan sahaja mengurangkan risiko undang-undang, tetapi juga meningkatkan tanggungjawab sosial korporat.

Trend Industri

Dengan peningkatan keperluan alam sekitar dan kesihatan pasaran, industri pembuatan PCB beransur-ansur beralih ke bahan bebas halogen. PCB bebas halogen bukan sahaja memenuhi piawaian alam sekitar, tetapi juga kos bahan keseluruhan berkurang secara beransur-ansur, permintaan pasaran meningkat, isyarat bahawa pembuatan PCB bebas halogen akan menjadi trend masa depan. Peralihan ini bukan sahaja membantu meningkatkan keadaan alam sekitar, tetapi juga menyediakan peluang baru untuk pembangunan masa depan perusahaan!

Prinsip substrat bebas halogen

Sekarang, kebanyakan bahan bebas halogen terutamanya berasaskan fosfor dan berasaskan fosfor-nitrogen. Apabila resin fosforus dibakar, ia merosakkan oleh haba untuk menjana asid meta-polyphosphoric, yang mempunyai sifat dehidrasi yang kuat, supaya filem karbonasi terbentuk di permukaan resin polimer, yang menebat permukaan pembakaran resin dari sentuhan dengan udara, memadamkan api, dan mencapai kesan tahan api. Resin polimer yang mengandungi sebatian fosfor dan nitrogen menghasilkan gas yang tidak terbakar apabila dibakar, yang membantu sistem resin menjadi tahan api.

Ciri-ciri lembaran bebas halogen

Penebatan bahan

Oleh kerana penggunaan P atau N untuk menggantikan atom halogen, polariti segmen ikatan molekul resin epoksi dikurangkan hingga tahap tertentu, dengan itu meningkatkan rintangan penebat kualitatif dan rintangan terhadap kerosakan.

Penyerapan air bahan

Bahan lembaran bebas halogen mempunyai lebih sedikit elektron daripada halogen dalam resin pengurangan oksigen berasaskan nitrogen-fosfor. Kemungkinan membentuk ikatan hidrogen dengan atom hidrogen dalam air lebih rendah daripada bahan halogen, jadi penyerapan air bahan ini lebih rendah daripada bahan tahan api berasaskan halogen konvensional. Bagi papan, penyerapan air yang rendah mempunyai kesan tertentu kepada meningkatkan kebolehpercayaan dan kestabilan bahan.

Kestabilan haba bahan

Kandungan nitrogen dan fosfor dalam bahan lembaran bebas halogen lebih besar daripada kandungan halogen bahan berasaskan halogen biasa, jadi berat molekul monomernya dan nilai Tg telah meningkat. Apabila dipanaskan, mobiliti molekulnya akan lebih rendah daripada resin epoksi konvensional, jadi pekali pengembangan haba bahan bebas halogen agak kecil.

Pengalaman dalam menghasilkan PCB bebas halogen

Pembekal lembaran bebas halogen

Pada masa ini, terdapat sejumlah besar pembekal lembaran yang telah membangunkan atau sedang membangunkan laminat yang dilapisi tembaga bebas halogen dan prepreg yang sepadan. Pada masa ini, terdapat Polyclad's PCL-FR-226/240, Isola's DEl04TS, Shengyi S1155/S0455, Nanya, Hongren GA-HF, dan Matsushita Electric Works GX siri, dan lain-lain.

Laminasi:

Parameter laminasi mungkin berbeza untuk syarikat yang berbeza. Ambil substrat Shengyi dan PP yang disebutkan di atas sebagai papan pelbagai lapisan. Untuk memastikan aliran penuh resin dan menjadikan kekuatan ikatan baik, ia memerlukan kadar pemanasan yang lebih rendah (1.0-1.5 ° C / min) dan pemasangan tekanan pelbagai peringkat memerlukan masa yang lebih lama dalam peringkat suhu tinggi dan mengekalkan pada 180 ° C selama lebih daripada 50 minit. Berikut adalah set tetapan program plat yang disyorkan dan kenaikan suhu sebenar plat. Kuasa ikatan antara kertas tembaga dan substrat papan yang diekstrusi adalah 1. ON / mm, dan papan selepas menarik elektrik tidak menunjukkan delamination atau gelembung udara selepas enam kejutan haba.

Kebolehprosesan penggerudian:

Keadaan penggerudian adalah parameter penting, yang secara langsung menjejaskan kualiti dinding lubang PCB semasa pemprosesan. Laminat yang dilapisi tembaga bebas halogen menggunakan siri P dan N, kumpulan fungsi, untuk meningkatkan berat molekul dan kekekuan ikatan molekul, dengan itu juga meningkatkan kekekuan bahan. Pada masa yang sama, titik Tg bahan bebas halogen biasanya lebih tinggi daripada laminat yang dilapisi tembaga biasa, jadi penggerudian biasa dengan parameter penggerudian FR-4, kesannya biasanya tidak sangat memuaskan. Apabila menggerudi papan bebas halogen, beberapa pelarasan harus dibuat dalam keadaan penggerudian biasa.

Sebagai contoh, papan empat lapisan yang diperbuat daripada papan teras Shengyi S1155 / S0455 dan PP, parameter penggerudian tidak sama dengan parameter penggerudian biasa. Apabila menggerudi plat bebas halogen, kelajuan harus meningkat sebanyak 5-10% lebih cepat daripada parameter biasa, manakala kelajuan makanan dan mundur harus dikurangkan sebanyak 10-15% berbanding dengan parameter biasa. Dengan cara ini, kasaran lubang penggerudian adalah kecil.

rintangan alkali

Secara umumnya, rintangan alkali plat bebas halogen lebih buruk daripada FR-4 biasa. Oleh itu, dalam proses ukiran dan proses pengerjaan semula selepas topeng solder, perhatian khusus harus diberikan kepada masa tenggelam dalam larutan pelucutan alkali. Untuk mengelakkan bintik putih pada substrat. Dalam pengeluaran sebenar, saya telah menderita banyak: papan bebas halogen yang telah disembuhkan dan dilaporan selepas topeng pelaporan perlu dibasuh semula kerana beberapa masalah. Walau bagaimanapun, kaedah basuh semula FR-4 biasa masih digunakan untuk basuh kembali pada suhu 75 ° C. Selepas merendam dalam 10% NaOH selama 40 minit, semua bintik putih pada substrat dibasuh, dan masa merendam diperpendek kepada 15-20 minit. Masalah ini tidak lagi wujud. Oleh itu, lebih baik untuk melakukan papan pertama terlebih dahulu untuk mendapatkan parameter terbaik untuk topeng solder rework papan bebas halogen, dan kemudian rework dalam kumpulan.

Pengeluaran topeng solder bebas halogen

Pada masa ini, terdapat banyak jenis dakwat topeng solder bebas halogen yang dilancarkan di dunia, dan prestasi mereka tidak berbeza dengan dakwat fotosensitif cecair biasa. Operasi tertentu pada asasnya sama dengan dakwat biasa.

PCB bebas halogen

Papan PCB bebas halogen mempunyai penyerapan air yang rendah dan memenuhi keperluan perlindungan alam sekitar, dan sifat-sifat lain juga boleh memenuhi keperluan kualiti papan PCB. Oleh itu, permintaan untuk papan PCB bebas halogen meningkat; dan pembekal PCB utama lain Lebih banyak dana telah dilabur dalam penyelidikan dan pembangunan substrat PCB bebas halogen dan PP bebas halogen. Ia dipercayai bahawa struktur papan litar bebas halogen harga rendah akan diletakkan di pasaran tidak lama lagi. Oleh itu, semua pengeluar PCB harus meletakkan percubaan dan penggunaan PCB bebas halogen pada agenda, merumuskan pelan terperinci, dan secara beransur-ansur mengembangkan bilangan PCB bebas halogen di kilang, supaya mereka akan berada di barisan depan permintaan pasaran.

IPCB adalah pengeluar PCB bebas halogen. Untuk produk yang dihasilkan oleh IPCB, klik: PCB percuma halogen