ハロゲンフリーPCB：完全ガイド

カーボンニュートラルとグリーン製造への世界的な関心が高まるにつれ、企業はPCB材料を選択する際に、単に性能指標に焦点を合わせるのではなく、材料の環境への配慮にさらに注意を払うようになりました。ハロゲンフリー PCB類優れた熱安定性、優れた電気性能、そして する能力 生成するe 燃焼時に低毒性ガスを発生するこの技術は、次世代の電子製品に最適なソリューションになりつつあります。

一方、業界の顧客の中には、次のような厳格な基準を明確に提示する人が増えています。 PCB類 プロジェクトの初期段階ではハロゲンフリーである必要があります。スマートウェアラブル、通信基地局、新エネルギー車の制御システムなど、ハロゲンフリーの需要は高まっています。 PCB類 急速かつ継続的に成長しています。企業がグリーン化を実現し、製品の付加価値を高めるためには、適切なハロゲンフリーPCBサプライヤーと製造パートナーを選択することも重要な要素となっています。

この記事では、ハロゲンフリーとは何か、ハロゲンフリーの定義と利点について体系的に紹介します。 PCB類信頼できるハロゲンフリーPCBメーカーと提携することで、将来の競争で貴社の製品を優位に立たせることができます。まずは、ハロゲンについて理解を深めましょう。

ハロゲンとは？

ハロゲン is 周期表第17族に属する元素で、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素、アスタチンを含みます。従来のPCB製造では、耐火性を高めるためにハロゲン系難燃剤（特に臭素化合物）がよく使用されます。しかし、ハロゲン含有難燃剤が PCB類 高温にさらされたり、燃焼したりすると、有毒で腐食性のガスが放出され、深刻な環境および健康リスクをもたらします。 そのため、エレクトロニクス業界、特にグリーン生産を重視する分野では、 PCB メーカーは徐々にハロゲンフリー素材に移行しつつあります。

電子製品において、ハロゲンフリーとは、材料中の塩素と臭素の含有量がそれぞれ 900ppm 未満であり、ハロゲンの総含有量が 1500ppm を超えないことを意味します。

ハロゲンフリーPCBとは？

ハロゲンフリーPCBとは、基板にフッ素、塩素、臭素、ヨウ素、アスタチンといったハロゲン系難燃剤が使用されていないプリント基板を指します。このタイプのPCBは、他の種類の難燃システムを採用しており、優れた耐火性能を提供するだけでなく、従来のハロゲン材料に伴う環境リスクも発生しません。

Hubspot 　 JPCA-ES-01-2003規格：塩素（Cl）および臭素（Br）含有量がそれぞれ0.09重量％（重量比）未満の銅張積層板（CCL）は、ハロゲンフリーPCB CCLとして定義されます。（一方、総CI+Brは、 ≤ 0.15% [1500 PPM])

一般的に使用されるハロゲンフリーPCB材料には、改質エポキシ樹脂、フェノール樹脂TUCのTU883、IsolaのDE156、GreenSpeed®シリーズなどがあります。, SYTECHのS1165/S1165MおよびS0165、あるいは高TgハロゲンフリーFR4材料。これらの材料は、優れた機械的特性と電気的特性を維持するだけでなく、ハロゲンによる危険性を排除します。

PCBasicについて

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PCBを選ぶ理由 Hアロゲン Fリー？

クラシックハット PCB類 ハロゲン含有難燃剤（塩素、臭素など）を使用すると、焼却時に有害なガス（ダイオキシンやフランなど）が発生し、環境や人体への潜在的な危険をもたらします。ハロゲンフリーを選択する PCB類 電子廃棄物処理プロセスにおいてこれらの有害物質が生成されないようにすることで、より厳しい環境保護および安全基準を満たすことができます。一方、EU RoHS指令など、世界中の環境保護規制では有害物質の削減が求められています。電子製品における有害物質の規制はますます厳しくなっています。そのため、ハロゲンフリーは PCB類 より安全で環境に優しい選択肢となりました。

関連研究によれば、ハロゲン含有難燃性材料（ような PBB、 PBDEは廃棄され焼却される. Tハロゲンフリーのエアコンは、ダイオキシン（TCDD）、ベンゾフランなどを放出します。これらの物質は発がん性があり、大量の煙を発生し、悪臭を放ち、毒性の強いガスを伴います。人体に摂取されると排泄されず、深刻な健康被害をもたらします。これも、ハロゲンフリーエアコンの使用を推進する重要な理由の一つです。 PCB類.

PBBとPBDEはPCB業界では基本的に使用されなくなったと理解されています。しかし、PBBとPBDE以外にも、臭素系難燃剤が使用されています。, テトラブロモジフェノールAやジブロモフェノールなどが一般的に使用されています。 とその 化学式はCISHIZOBr4です。このような臭素含有化合物は PCB類 難燃剤は法的規制や規制を受けていないため、燃焼時や電気火災時には大量の有毒ガス（臭化物系）を放出し、大量の煙が発生します。 PCB類, ボードは高温（>200℃）から微量の臭化水素が放出されます。有毒ガスの発生の有無については、現在評価中です。

現在、通信、自動車、家電、医療機器などの業界では、ハロゲンフリーPCBサプライヤーからの購入が増加しています。原材料としてのハロゲンは、非常に大きな悪影響を及ぼします。ハロゲンの使用禁止は喫緊の課題です。 PCB類 hアロゲン 無料は避けられません。

ハロゲンフリーPCBの性能

ハロゲンフリーについて深く掘り下げる前に PCB類ハロゲンフリーの原理と材料を理解することが不可欠です。 PCB類ハロゲン 無料です。 PCB類 従来のハロゲン材料に伴う環境リスクを回避するために、ハロゲンフリー材料（これらの材料は、優れた耐火性能を発揮する別の種類の難燃システムを備えています）を使用します。ハロゲンフリーPCB材料は通常、主にリン系またはリン-窒素系化合物で構成されています。熱分解プロセス中に、これらのリン系樹脂は分解してメタリン酸を生成します。この物質は(メタリン酸) 強力な脱水作用を持ち、樹脂表面に炭化膜を形成することで空気を遮断し、火源を消火し、難燃効果を発揮します。リン-窒素化合物は燃焼時に不燃性ガスを放出し、樹脂システムの難燃性能をさらに高めます。

一般的なハロゲンフリーPCB材料

リン系 M試練

リン系は、一般的に使用されているハロゲンフリーPCB材料の一つで、難燃性を提供するために使用されます。リン系材料は加熱されるとリンを放出し、樹脂と反応して保護炭化層を形成することで、火炎の延焼を防ぎます。

LED照明システムやパワーモジュールにおいて、一般的なリン系材料としてリン酸アンモニウムが挙げられます。温度が上昇するとリン酸アンモニウムは分解してメタリン酸となり、樹脂表面に炭化保護膜を形成します。これにより、空気を効果的に遮断し、炎を消火することで難燃効果を発揮します。

リン-窒素 C化合物

リン系材料に加えて、リン窒素化合物もハロゲンフリーの材料によく使用されています。 PCB類これらの材料は、難燃性を高めるだけでなく、 PCB類 優れた熱安定性も備えています。

リン窒素化合物などのリン窒素系難燃剤は、通常、自動車用電子機器や産業用制御システムの高出力部品に使用されます。このタイプの材料は、燃焼プロセス中に窒素などの不燃性ガスを放出します。これらのガスは火炎の広がりを効果的に抑制し、高温環境における機器の安全性と信頼性を確保します。

高温 R霊感 System

高Tgエポキシ樹脂などの高温樹脂システムは、ハロゲンフリーの用途で一般的に使用されています。 PCB類これらの樹脂は優れた耐熱性、機械的安定性、電気的特性を備えているため、高出力または過酷な環境を伴う用途に非常に適しています。

車載エレクトロニクスや産業用パワーモジュールなど、高温耐性が求められる分野では、これらの材料は高温環境下でも安定した電気性能を維持できます。これらの樹脂のガラス転移温度（Tg）は通常170℃以上です。°C、ハロゲンフリーを実現 PCB類 電気的および機械的特性に影響を与えることなく、高温環境で動作します。

ハロゲンフリーFR4素材

FR4は広く使用されている基板であり、 PCB類 従来、エポキシ樹脂とガラス繊維で作られています。ハロゲンフリーFR4材料は、通常、DE156やGreenSpeed®などの改質エポキシ樹脂を使用しています。これらの改質樹脂は、従来のFR4に含まれるハロゲン成分を除去しながらも、優れた電気絶縁性、機械的強度、熱安定性を維持しています。この材料は、民生用電子機器、LED照明、電気自動車のバッテリー管理システムなどの分野で広く使用されており、環境に配慮しながらも高性能を維持する製品を実現しています。

ハロゲンフリー PCB 材料の使用により、有害物質の排出が効果的に削減されるだけでなく、RoHS (特定有害物質使用制限指令) 規格など、ますます厳しくなる世界的環境保護要件に製品が準拠していることも保証されます。

ハロゲンフリーPCBの性能

ハロゲンフリーPCBの材料について理解したところで、次はハロゲンフリーPCBの性能について一緒に学びましょう。ハロゲンフリーPCBの性能は従来のハロゲン含有PCBと同等ですが、より環境に優しく、より安全で、世界的な環境保護基準に準拠しているという利点があります。ハロゲンフリーPCBには、以下の特性があります。

1. 難燃剤

ハロゲンフリーPCBの最も顕著な利点は、優れた難燃性です。ハロゲンフリーPCB材料は、炎の広がりを効果的に防ぎ、高温や過酷な環境下でもPCBの安定性と安全性を確保します。

2. 電気的性能

ハロゲンフリーFR4 PCBの電気性能は、従来のFR4 PCBと同等です。ハロゲンフリーPCB材料は優れた絶縁性と信号伝送性能を備え、良好な電気性能を確保するとともに、環境への悪影響を軽減し、環境保護および業界基準を満たしています。

3. 機械的安定性

ハロゲンフリー PCB は、振動、衝撃、温度変化を受けても安定性を維持できるため、自動車用電子機器や産業用制御システムなど、高い信頼性が求められる用途に特に適しています。

4. 熱管理

ハロゲンフリーPCBは優れた熱管理性能を備えており、主要部品から熱を効果的に逃がし、過熱による機器の損傷を防ぎ、機器の耐用年数を延ばします。特に、LED照明システム、パワーモジュール、車載電子機器などの高出力アプリケーションに適しています。

現在、ハロゲンフリーPCB材料の多くは、主にリン系およびリン-窒素系材料です。リン含有樹脂は燃焼すると熱分解してメタリン酸を生成し、これは極めて脱水状態にあるため、ポリマー樹脂の表面に炭化膜を形成し、樹脂の燃焼面を空気から遮断することで消火し、難燃効果を発揮します。リン化合物と窒素化合物を含むポリマー樹脂は燃焼時に不燃性ガスを発生し、樹脂システムの難燃性を高めます。

ハロゲンフリーPCBの特性

ハロゲンフリーPCB材料の絶縁

ハロゲン原子をPまたはNに置換することでエポキシ樹脂の分子結合セグメントの極性がある程度低下し、絶縁抵抗と耐破壊性が向上します。

ハロゲンフリーPCB材料の吸水性

ハロゲンフリーPCBは、窒素リン系レドックス樹脂中のNとPの含有量がハロゲン系に比べて少なく、水中の水素原子と水素結合を形成する確率がハロゲン系材料よりも低いため、従来のハロゲン系難燃材料よりも吸水性が低くなります。PCB材料にとって、低吸水性は材料の信頼性と安定性の向上に一定の影響を与えます。ハロゲンフリーPCB材料の吸水率を低減することは、材料の信頼性と安定性に一定の影響を与えます。 以下の側面:

（１）ハロゲンフリーPCB材料の信頼性を向上する。
（２）PCB製造プロセスにおける材料の安定性を向上させる。
（３）ハロゲンフリーPCB材料のCAF性能を向上させる。

誘電率

材料の誘電率に影響を与える要因は、主にガラス繊維、エポキシ樹脂、フィラーの誘電率によって決まります。PまたはNがハロゲン原子を置換すると、エポキシ樹脂全体の極性がある程度低下するため、ハロゲンフリーエポキシ樹脂はハロゲン系エポキシ樹脂よりも電気絶縁性に優れ、誘電損失は従来材料よりも低くなります。

ハロゲンフリーPCB材料の熱安定性

ハロゲンフリーPCBは、一般的なハロゲン系材料のハロゲン含有量よりも窒素とリンの含有量が多いため、モノマー分子量とTG値が増加しています。加熱時の分子運動性は従来のエポキシ樹脂よりも低いため、ハロゲンフリーPCB材料の熱膨張係数は比較的小さくなります。

ハロゲン含有 PCB と比較すると、ハロゲンフリー PCB には多くの利点があり、ハロゲンフリー PCB がハロゲン含有 PCB に取って代わるのが一般的な傾向です。

イオンマイグレーション（CAF）耐性

基板内のイオンの移動は主に 次の3つの側面:

（１）銅金属カチオン
（２）ハロゲンアニオン
(3)アンモニア陽イオン

中でも、ハロゲンイオンはそれ自体が移行するだけでなく、二価銅イオンと共存することでイオン移行の可能性を高めます。ハロゲンフリー材料は、合成工程において加水分解性ハロゲンが残留する可能性を排除し、イオン移行耐性を向上させます。同時に、ハロゲンフリーエポキシ樹脂は吸水性が低いため、イオン発生源がある程度減少し、材料のCAF耐性も向上します。

環境保護と鉛フリーの要求が高まる中、ハロゲンフリーPCBはますます広く利用されています。まず、医療など環境保護の要求が高い分野で使用され、続いて携帯電話や自動車への応用が広がっています。近年、ますます多くの電子製品企業がハロゲンフリーPCBの適用に注目しています。例えば、日本のソニーは、自社製品にハロゲンフリーの多層基板とHDI基板を使用するという要求を掲げています。 それから、私は優れた信頼性の高いハロゲン PCB メーカーである PCBasic をご紹介します。

PCベーシック'ハロゲンフリーPCB製造

確かな実績と in ハロゲンフリーPCB 製造プロセス

1. ラミネート加工

積層パラメータはPCB材料によって各社で異なる場合があります。前述のSYTECH基板とPPを多層基板として採用した場合、樹脂の完全な流動性と良好な接着力を確保するには、低い加熱速度（1.0～1.5℃/分）と多段階の圧力調整が必要です。また、高温段階では加熱時間が長くなり、180℃の温度を50分以上維持する必要があります。

2. 掘削加工性

穴あけ条件は重要なパラメータであり、加工中のPCBの穴壁品質に直接影響を及ぼします。ハロゲンフリーPCBは、P系およびN系の官能基を用いることで分子量と分子結合の剛性を高め、材料の剛性を高めます。同時に、ハロゲンフリー材料のTG点は、一般的な銅張積層板よりも一般的に高くなります。そのため、一般的なFR-4の穴あけパラメータでは、穴あけ効果は必ずしも理想的ではありません。ハロゲンフリー基板の穴あけ加工においては、通常の穴あけ条件に加えて、いくつかの調整が必要です。

3. 耐アルカリ性

一般的に、ハロゲンフリーPCBの耐アルカリ性は一般的なFR-4よりも劣ります。そのため、ソルダーレジスト塗布後のエッチング工程とリワーク工程には特別な注意を払う必要があり、基板に白点が残るのを防ぐため、アルカリ剥離液への浸漬時間を長くしすぎないようにする必要があります。

4. ハロゲンフリーソルダーレジストの製造

現在、世界には多くの種類のハロゲンフリーソルダーレジストインクが紹介されており、その性能は通常の液体感光性インクと大差なく、具体的な操作も基本的には通常のインクと同様です。
ハロゲンフリーPCBは吸水性が低く、環境保護の要件を満たしており、その他の特性もPCBの品質要件を満たしているため、需要は増加しています。

製造パフォーマンスの比較

1. エッチング

ハロゲンフリーエポキシ樹脂の流動性が悪く、銅箔界面の浸透性も低いため、ハロゲンフリーPCBの銅箔の剥離強度は低いです。従来の材料と比較して、ハロゲンフリー材料は銅箔と樹脂の結合力を高めるためにプレス工程でプレス圧力を高めます。その結果、樹脂に埋め込まれた銅の部分が深くなり、エッチング工程でエッチングムラ（星状に銅が露出する）が発生しやすくなります。この問題を解決するために、多くの場合、加工ネガの線幅を増やし、エッチング速度を適切に調整することで改善されます。

2. ラミネート加工

従来のハロゲン系難燃性材料は、窒素とリンの含有量がハロゲンよりも高く、ポリマーの重合度と分子量が増加します。そのため、ハロゲンフリーエポキシ樹脂は加熱後の分子鎖の動きが従来の材料よりも遅く、同じ条件下では従来のエポキシ樹脂よりも流動性が低くなります。

3. ドリル電気めっき

ハロゲンフリーPCB材料はヤング率が高く、材料の剛性と脆さが増加します。これは、PおよびNシリーズの官能基を使用して分子量と分子結合の剛性を高めているためです。同時に、ハロゲンフリーPCB材料のTG点は、同種の従来の材料よりも高くなっています。したがって、機械掘削を行う際には、ドリルの回転速度を適切に上げ、ドリルの送り速度を下げて、穴壁の粗さを確保する必要があります。水平デスラグプロセスでは、ハロゲンフリー材料の特性に応じて、膨張反応時間を延長し、穴壁の粗さを高め、電気めっき銅と穴壁の結合力を向上させる必要があります。

4. レーザー穴あけ

ハロゲンフリー材料と従来材料を同一のレーザー穴あけ加工条件で比較すると、ハロゲンフリー材料の穴あけ後の穴壁粗さと垂直性は従来材料ほど良好ではなく、電気めっき処理後にはそれがより顕著になる可能性があることがわかりました。そのため、ハロゲンフリーPCB材料のレーザー穴あけ加工においては、パルスエネルギーと加工量を適切に増加させる必要があります。

5. はんだレジストの製造

ハロゲンフリーソルダーレジストインクは硬化剤の固形分含有量が高いため（C社を例に挙げると、従来のハロゲンフリー材料は15%と30%）、粘度が高く流動性が低いです。印刷時には、スクレーパーの圧力を高めたり、スクリーンのメッシュ数を調整したりする必要があります。特定の条件下では、一定量の希釈溶剤で希釈することでインクの流動性を高めることができます。

6. インピーダンス製造

低周波数（1.5GHz以下）では、両材料の誘電率は熱衝撃の影響を受けにくく、ある程度低下します。試験周波数が一定の値（1.8GHz）に達すると、両材料は熱衝撃の影響下で明らかに異なる特性を示します。ハロゲンフリー材料の誘電率は熱衝撃後に明らかに低下し、わずかに変動しますが、従来材料の誘電率は熱衝撃回数の増加とともに大きく増加します。

そのため、ハロゲンフリー材料は、PCBプロセスにおける多重熱衝撃による材料の誘電率への影響を回避でき、特性や差動インピーダンスの制御に有利です。ハロゲンフリーPCB材料は誘電率が高く、積層後の誘電体の厚さも従来の材料よりも厚いため、インピーダンス制御、特に特性や差動インピーダンスの制御において、インピーダンス値がある程度増加します。配線幅の設計時には、適切な補償が必要です。

信頼できるハロゲンフリー PCB メーカーとして PCBasic をお選びください!

ハロゲンフリーPCBのリーディングメーカーであるPCBasicは、お客様の信頼できるパートナーです。私たちはハロゲンフリーPCBの製造に注力しています。s RoHSやWEEEなどの世界的な環境規制に準拠し、お客様の製品の安全性、耐久性、持続可能性を保証します。当社の高度な製造プロセスと品質へのこだわりにより、すべてのPCBは優れた熱管理、機械的安定性、そして電気的性能を備えています。当社の工場は最先端の設備を備え、ラピッドプロトタイピング、小ロット生産から大規模生産まで、あらゆるニーズに対応可能です。

PCBasicは、信頼性の高いハロゲンフリーPCBサプライヤーとして、LED照明、車載電子機器、医療機器など、幅広い用途向けにカスタマイズされたソリューションを提供しています。お客様の特定のご要望に正確かつ効率的にお応えできるよう、尽力しております。

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