Печатная плата без галогенов: Полное руководство

Поскольку все больше внимания уделяется углеродной нейтральности и экологичному производству, при выборе печатных плат предприятия больше не ориентируются только на показатели эффективности, а уделяют больше внимания экологичности материалов. Печатные платы, с их выдающейся термической стабильностью, превосходными электрическими характеристиками и способность к порождатьe Малотоксичные при горении газы становятся предпочтительным решением для следующего поколения электронных продуктов.

Между тем, все большее число клиентов в отрасли открыто выдвигают жесткий и четкий стандарт, который Печатные платы должны быть безгалогеновыми на начальном этапе проекта. Будь то умные носимые устройства, базовые станции связи или системы управления новыми энергетическими транспортными средствами, спрос на безгалогеновые Печатные платы растет быстро и непрерывно. Выбор правильных поставщиков печатных плат без галогенов и партнеров по производству также стал важной частью для предприятий, стремящихся к зеленой трансформации и повышению добавленной стоимости своей продукции.

В этой статье вы систематически ознакомитесь с тем, что такое «безгалогеновый», с определением и преимуществами «безгалогенового» Печатные платы, а также надежные производители печатных плат без галогенов, чтобы дать вашим продуктам преимущество в будущей конкуренции. Прежде всего, давайте познакомимся с галогенами.

Что такое галоген??

Галоген is Элемент 17-й группы периодической таблицы, включая фтор, хлор, бром, йод и астат. В традиционном производстве печатных плат для повышения огнестойкости часто используются галогенсодержащие антипирены (особенно бромированные соединения). Однако, когда галогенсодержащие Печатные платы подвергаются воздействию высоких температур или горят, они выделяют токсичные и едкие газы, создавая серьезную опасность для окружающей среды и здоровья. Поэтому в электронной промышленности, особенно в сфере, которая делает упор на экологически чистое производство, Печатные платы Производители постепенно переходят на материалы, не содержащие галогенов.

В электронных изделиях «безгалогеновый» означает: содержание хлора и брома в материале составляет менее 900 ppm, а общее содержание галогенов не превышает 1500 ppm.

Что такое безгалогенная печатная плата?

Безгалогеновая печатная плата означает печатную плату без галогенных антипиренов в подложке, в частности фтора, хлора, брома, йода и астата. Этот тип печатной платы использует другие типы антипиреновых систем, которые не только обеспечивают превосходные показатели огнестойкости, но и не несут экологических рисков традиционных галогенных материалов.

Согласно Стандарт JPCA-ES-01-2003: Плакированные медью ламинаты (CCL) с содержанием хлора (Cl) и брома (Br) менее 0.09% по весу (соотношение по весу) соответственно определяются как не содержащие галогенов PCB CCL. (Между тем, общее содержание CI+Br ≤ 0.15% [1500 частей на миллион])

Обычно используемые безгалогеновые материалы для печатных плат включают модифицированную эпоксидную смолу, фенольную смолу TU883 от TUC, DE156 от Isola, серию GreenSpeed®., S1165/S1165M и S0165 SYTECH или безгалогеновые материалы FR4 с высокой Tg. Эти материалы не только сохраняют хорошие механические и электрические свойства, но и устраняют опасности, вызываемые галогенами.

О PCBasic

Время — деньги в ваших проектах — и PCBasic получает это. PCBasic это компания по сборке печатных плат который обеспечивает быстрые и безупречные результаты каждый раз. Наш комплексный Услуги по сборке печатных плат включают экспертную инженерную поддержку на каждом этапе, гарантируя высочайшее качество каждой платы. Как ведущий Производитель печатных плат, мы предлагаем комплексное решение, которое оптимизирует вашу цепочку поставок. Сотрудничайте с нашими передовыми Завод по производству прототипов печатных плат для быстрого выполнения заказов и превосходных результатов, которым вы можете доверять.

Почему печатная плата Hалоген FРЗЭ?

Традиционном Печатные платы используйте галогенсодержащие антипирены (например, хлор, бром и т. д.), которые выделяют вредные газы (например, диоксины и фураны) при сжигании, что представляет потенциальную опасность для окружающей среды и здоровья человека. Выбор безгалогеновых Печатные платы может гарантировать, что эти токсичные вещества не будут производиться в процессе утилизации электронных отходов, что соответствует более строгим стандартам охраны окружающей среды и безопасности. Между тем, нормативные акты по охране окружающей среды во всем мире (например, Директива ЕС RoHS) требуют сокращения вредных веществ. Ограничения на вредные вещества в электронных продуктах становятся все более строгими. Поэтому безгалогеновые Печатные платы стали более безопасным и экологически чистым вариантом.

Соответствующие исследования показали, что при использовании галогенсодержащих огнестойких материалов (" У аборигенов ПББ, ПБДЭ) выбрасываются и сжигаются. TОни выделяют диоксины (ТХДД), бензофураны и т. д. Эти вещества являются канцерогенными, производят большое количество дыма, создают запахи и сопровождаются высокотоксичными газами. После попадания в организм человека они не могут быть выведены, что серьезно влияет на здоровье. Это также одна из важных причин для продвижения использования безгалогеновых Печатные платы.

Понятно, что PBB и PBDE в основном больше не используются в промышленности печатных плат. Однако, помимо PBB и PBDE, бромированные огнестойкие материалы, такие как тетрабромдифенол А и дибромфенол используются чаще, и их Химическая формула CISHIZOBr4. Хотя такие бромсодержащие Печатные платы Поскольку антипирены не подлежат никаким правовым или нормативным ограничениям, они выделяют большое количество токсичных газов (типа бромида) и производят много дыма при горении или в случае электрического пожара. Когда оловянное напыление и пайка компонентов выполняются на Печатные платы, платы подвержены воздействию высоких температур (>200 ℃),), что приведет к выбросу следовых количеств бромистого водорода. Что касается того, будут ли также производиться токсичные газы, то это все еще находится на стадии оценки в настоящее время.

В настоящее время такие отрасли, как телекоммуникации, автомобилестроение, бытовая электроника и медицинское оборудование, все чаще закупают у поставщиков печатных плат без галогенов. Галоген, как сырье, оказывает огромное негативное влияние. Крайне важно запретить галоген. Печатные платы hалоген бесплатные неизбежны.

Характеристики печатных плат без содержания галогенов

Прежде чем углубляться в тему безгалогеновых Печатные платы, важно понимать принцип и материалы безгалогенных Печатные платы. Галоген бесплатно Печатные платы избегать экологических рисков традиционных галогенных материалов, используя материалы без галогенов (эти материалы имеют другие типы огнестойких систем, которые могут обеспечить превосходные показатели огнестойкости). Материалы печатных плат без галогенов обычно в основном представляют собой соединения на основе фосфора или фосфора-азота. В процессе пиролиза эти смолы на основе фосфора будут разлагаться с образованием метафосфорной кислоты. Это вещество(метафосфорная кислота) имеет сильный дегидратирующий эффект и образует карбонизированную пленку на поверхности смолы, тем самым изолируя воздух, гася источник огня и достигая огнезащитного эффекта. Соединения фосфора и азота выделяют негорючие газы во время горения, что еще больше повышает огнезащитные свойства смоляной системы.

Распространенные материалы для печатных плат, не содержащие галогенов

на основе фосфора Materials

На основе фосфора — один из наиболее часто используемых безгалогеновых печатных материалов, который используется для обеспечения огнестойкости. Материалы на основе фосфора могут выделять фосфор при нагревании, который затем реагирует со смолой, образуя защитный карбонизированный слой, тем самым предотвращая распространение пламени.

В светодиодных системах освещения и силовых модулях распространенным материалом на основе фосфора является фосфат аммония. При повышении температуры фосфат аммония разлагается с образованием метафосфорной кислоты, которая образует защитную карбонизированную пленку на поверхности смолы, эффективно изолируя воздух и гася пламя, тем самым достигая огнезащитного эффекта.

Фосфорно-азотный Cомпаунды

Помимо материалов на основе фосфора, в безгалогеновых материалах часто используются также соединения фосфора и азота. Печатные платы. Эти материалы не только помогают повысить огнестойкость Печатные платы но и обеспечивают превосходную термическую стабильность.

Антипирены на основе фосфора и азота, такие как соединения фосфора и азота, обычно используются в мощных компонентах автомобильной электроники и промышленных системах управления. Этот тип материала выделяет негорючие газы, такие как азот, в процессе горения. Эти газы могут эффективно подавлять распространение пламени, обеспечивая безопасность и надежность оборудования в условиях высоких температур.

Высокая температура Rвдохновение System

Высокотемпературные смоляные системы, такие как эпоксидные смолы с высокой температурой стеклования, обычно используются в безгалогеновых Печатные платыЭти смолы обладают превосходной термостойкостью, механической стабильностью и электрическими свойствами, что делает их очень подходящими для применений, связанных с высокой мощностью или экстремальными условиями.

В таких областях, как автомобильная электроника и промышленные силовые модули, требующие устойчивости к высоким температурам, эти материалы могут сохранять стабильные электрические характеристики даже в условиях высоких температур. Температура стеклования (Tg) этих смол обычно превышает 170°C, что позволяет использовать безгалогеновые Печатные платы работать в условиях высоких температур без ухудшения электрических и механических свойств.

Безгалогенный материал FR4

FR4 — широко используемый субстрат для Печатные платы и традиционно изготавливается из эпоксидной смолы и стекловолокна. Безгалогеновые материалы FR4 обычно используют модифицированные эпоксидные смолы, такие как DE156 или GreenSpeed®. Эти модифицированные смолы удалили галогенные компоненты из традиционного FR4 и сохранили превосходную электроизоляцию, механическую прочность и термическую стабильность, которыми обладает традиционный FR4. Этот материал широко используется в таких областях, как бытовая электроника, светодиодное освещение и системы управления аккумуляторами электромобилей, гарантируя, что продукты сохраняют высокую производительность, будучи при этом экологически чистыми.

Использование безгалогеновых ПХБ-материалов не только эффективно снижает выбросы вредных веществ, но и гарантирует соответствие продукции все более строгим мировым требованиям по охране окружающей среды, таким как стандарт RoHS (Директива об ограничении использования опасных веществ).

Характеристики печатных плат без галогенов

Разобравшись с материалами безгалогеновых печатных плат, давайте теперь вместе узнаем о производительности безгалогеновых печатных плат! Производительность безгалогеновых печатных плат сопоставима с производительностью традиционных галогенсодержащих печатных плат, но их преимущества заключаются в том, что они более экологичны, безопасны и соответствуют мировым стандартам защиты окружающей среды. Безгалогеновые печатные платы обладают следующими свойствами:

1. Пламезамедляющий

Наиболее заметным преимуществом безгалогеновых печатных плат является их превосходная огнестойкость. Безгалогеновые печатные материалы могут эффективно предотвращать распространение пламени, обеспечивая стабильность и безопасность печатных плат в условиях высоких температур или экстремальных условий.

2. Электрические характеристики

Электрические характеристики безгалогеновых печатных плат FR4 сопоставимы с характеристиками традиционных печатных плат FR4. Безгалогеновые материалы для печатных плат могут обеспечить превосходную изоляцию и передачу сигнала, гарантируя хорошие электрические характеристики и одновременно снижая негативное воздействие на окружающую среду, отвечая стандартам защиты окружающей среды и промышленности.

3. Механическая устойчивость

Печатные платы, не содержащие галогенов, сохраняют стабильность при воздействии вибрации, ударов или перепадов температур и особенно подходят для приложений, требующих высокой надежности, таких как автомобильная электроника и промышленные системы управления.

4. Управление температурным режимом

Безгалогеновые печатные платы обладают превосходными характеристиками терморегулирования, которые могут эффективно отводить тепло от ключевых компонентов, предотвращать повреждение оборудования из-за перегрева и тем самым увеличивать срок службы оборудования. Они особенно подходят для приложений с высокой мощностью, таких как светодиодные системы освещения, силовые модули и автомобильная электроника.

В настоящее время большинство материалов PCB, не содержащих галогенов, в основном представляют собой материалы на основе фосфора и фосфора-азота. При сжигании фосфорсодержащей смолы она разлагается под воздействием тепла с образованием метафосфорной кислоты, которая чрезвычайно обезвожена, так что на поверхности полимерной смолы образуется карбонизированная пленка, а горящая поверхность смолы изолируется от воздуха, так что огонь гаснет и достигается эффект огнестойкости. Полимерные смолы, содержащие соединения фосфора и азота, при горении выделяют негорючий газ, что помогает смоляной системе быть огнестойкой.

Характеристики безгалогеновых печатных плат

Изоляция печатных плат из безгалогенового материала

Поскольку для замены атомов галогена используются P или N, полярность сегментов молекулярных связей эпоксидной смолы в некоторой степени снижается, что улучшает сопротивление изоляции и сопротивление пробоя.

Водопоглощение безгалогенных печатных плат

Безгалогеновый ПХБ имеет меньше лис N и P в азотно-фосфорной окислительно-восстановительной смоле по сравнению с галогеном, и его вероятность образования водородных связей с атомами водорода в воде ниже, чем у галогеновых материалов, поэтому его водопоглощение ниже, чем у обычных галогеновых огнестойких материалов. Для материала ПХБ низкое водопоглощение оказывает определенное влияние на повышение надежности и стабильности материалов. Снижение скорости водопоглощения материала ПХБ без галогенов окажет определенное влияние на материал в следующие аспекты:

(1) Повышение надежности безгалогенных материалов печатных плат.
(2) Повышение стабильности материалов в процессе производства печатных плат.
(3) Улучшить характеристики CAF безгалогенного материала печатной платы.

Диэлектрическая постоянная

Факторы, влияющие на диэлектрическую проницаемость материалов, в основном определяются следующими факторами: диэлектрическая проницаемость стекловолокна, эпоксидной смолы и наполнителя. Поскольку для замены атомов галогена используется P или N, полярность всей эпоксидной смолы будет в определенной степени снижена, поэтому электроизоляция безгалогеновой эпоксидной смолы будет лучше, чем у эпоксидной смолы на основе галогена, а диэлектрические потери будут ниже, чем у обычных материалов.

Термическая стабильность материала печатной платы без галогенов

Содержание азота и фосфора в Halogen Free PCB выше, чем галогена в обычных материалах на основе галогенов, поэтому его молекулярная масса мономера и значение TG увеличились. При нагревании его молекулярная подвижность будет ниже, чем у обычной эпоксидной смолы, поэтому коэффициент теплового расширения материала Halogen Free PCB относительно невелик.

По сравнению с галогенсодержащими ПХБ, безгалогенные ПХБ имеют больше преимуществ, и общая тенденция заключается в том, что безгалогенные ПХБ заменяют галогенсодержащие ПХБ.

сопротивление миграции ионов (CAF)

Миграция ионов в субстрате в основном происходит за счет следующие три аспекта:

(1)Катионы меди.
(2)Галоген-анион.
(3)Катион аммиака.

Среди них ионы галогена могут не только мигрировать сами, но и взаимодействовать с ионами двухвалентной меди, увеличивая возможность миграции ионов. Безгалогеновые материалы исключают возможность сохранения гидролизуемого галогена в процессе синтеза, тем самым улучшая устойчивость к миграции ионов. В то же время, из-за низкого водопоглощения безгалогеновой эпоксидной смолы, источник генерации ионов в некоторой степени снижается, тем самым улучшая устойчивость материала к CAF.

Halogen Free PCB все больше и больше используется в среде с требованиями по защите окружающей среды и отсутствию свинца. В первую очередь Halogen Free PCB используется в областях с высокими требованиями по защите окружающей среды, таких как медицинское обслуживание, за которыми следует все больше и больше применений в мобильных телефонах и автомобилях. В последнее время все больше и больше предприятий электронной продукции уделяют больше внимания применению Halogen Free PCB. Например, Sony of Japan выдвинула требования использования безгалогеновых многослойных плат и плат HDI в своей продукции. Тогда яхотел бы рассказать вам о превосходном и надежном производителе галогенных печатных плат - PCBasic.

PCBasic"s Производство печатных плат без галогенов

Опыт in Печатная плата без галогенов Производственный процесс

1. Расслоение

Параметры ламинирования могут различаться от компании к компании из-за материалов печатной платы. Принимая вышеупомянутую подложку SYTECH и PP в качестве многослойной платы, для обеспечения полного потока смолы и хорошей силы склеивания требуется более низкая скорость нагрева (1.0-1.5 ℃/мин) и многоступенчатая координация давления. Кроме того, на этапе высокой температуры требуется больше времени, а температура 180 ℃ должна поддерживаться более 50 минут.

2. Обрабатываемость сверлением

Условия сверления являются важным параметром, который напрямую влияет на качество стенки отверстия печатной платы во время обработки. Безгалогеновая печатная плата увеличивает молекулярную массу и жесткость молекулярных связей за счет использования функциональных групп серий P и N, тем самым повышая жесткость материалов. В то же время точка TG безгалогеновых материалов, как правило, выше, чем у обычного ламината с медным покрытием. Поэтому эффект сверления обычных параметров сверления FR-4, как правило, не идеален. При сверлении безгалогеновой пластины следует вносить некоторые коррективы в нормальных условиях сверления.

3. Сопротивление щелочи

Как правило, щелочестойкость безгалогеновой печатной платы хуже, чем у обычного FR-4. Поэтому особое внимание следует уделять процессу травления и процессу повторной обработки после нанесения паяльного резиста, а время выдержки в щелочном растворе для снятия покрытия не должно быть слишком длительным, чтобы предотвратить появление белых пятен на подложке.

4. Изготовление безгалогенных припоев

В настоящее время в мире представлено множество видов безгалогеновых паяльных резистивных чернил, и их эксплуатационные характеристики не сильно отличаются от характеристик обычных жидких светочувствительных чернил, а их специфические операции в основном аналогичны операциям обычных чернил.
Безгалогеновый ПХБ имеет низкое водопоглощение и соответствует требованиям охраны окружающей среды, а другие свойства также могут соответствовать требованиям качества ПХБ. Поэтому спрос на безгалогеновый ПХБ растет.

Сравнение производственных показателей

1. Этчинг

Из-за плохой текучести безгалогеновой эпоксидной смолы и плохой взаимопроникающей способности интерфейса медной фольги прочность на отслаивание медной фольги безгалогеновой печатной платы плохая. По сравнению с обычными материалами безгалогеновые материалы увеличивают давление прессования в процессе прессования, чтобы усилить силу связи между медной фольгой и смолой, что приводит к большей глубине части меди, внедренной в смолу, что легко приводит к явлению нечистоты травления в процессе травления (медь обнажается в звездах). Чтобы решить эту проблему, ее часто улучшают, увеличивая ширину проволоки на рабочем негативе и правильно регулируя скорость травления.

2. Расслоение

Содержание азота и фосфора выше, чем галогена в обычных галогенсодержащих огнестойких материалах, что приводит к увеличению степени полимеризации и молекулярной массы полимера. Поэтому движение молекулярной цепи безгалогеновой эпоксидной смолы после нагревания происходит медленнее, чем у обычных материалов, что показывает, что текучесть безгалогеновых материалов будет ниже, чем у обычной эпоксидной смолы при тех же условиях.

3. Сверление гальванопокрытие

Безгалогенные печатные платы имеют более высокий модуль Юнга, что увеличивает жесткость и хрупкость материалов из-за использования функциональных групп серий P и N для увеличения молекулярной массы и жесткости молекулярных связей. В то же время точка TG безгалогенных печатных плат выше, чем у обычных материалов того же типа. Поэтому необходимо правильно увеличить скорость вращения сверла и уменьшить скорость подачи сверла, чтобы обеспечить шероховатость стенки отверстия при механическом сверлении. В процессе горизонтального удаления шлака необходимо продлить время реакции расширения, увеличить шероховатость стенки отверстия и улучшить силу сцепления между гальванизированной медью и стенкой отверстия в соответствии с характеристиками безгалогенных материалов.

4. Лазерное сверление

Сравнивая безгалогенные материалы с обычными материалами при одинаковых технологических условиях лазерного сверления, было обнаружено, что шероховатость стенок отверстий и вертикальность безгалогенных материалов после сверления не так хороши, как у обычных материалов, которые могут быть более заметны после гальванопокрытия. Поэтому необходимо соответствующим образом увеличить энергию импульса и количество лазерного сверления безгалогенного материала печатных плат.

5. Изготовление паяльного резиста

Безгалогеновые паяльные резистивные чернила имеют высокое содержание твердого вещества отвердителя (возьмем в качестве примера компанию C: обычный безгалогеновый материал имеет 15% и 30%), поэтому его вязкость высокая, а текучесть низкая. При печати необходимо увеличить давление скребка и отрегулировать номер сетки сетки. При определенных условиях для разбавления можно использовать определенное количество разбавляющего растворителя, чтобы увеличить текучесть чернил.

6. Изготовление импеданса

При низкой частоте (меньше или равной 1.5 ГГц) диэлектрические проницаемости двух материалов меньше подвержены влиянию теплового удара и в некоторой степени уменьшаются. Когда частота испытания достигает определенного значения (1.8 ГГц), два материала, очевидно, различаются под воздействием теплового удара. Диэлектрическая проницаемость безгалогеновых материалов явно уменьшается и слегка колеблется после теплового удара, в то время как диэлектрическая проницаемость обычных материалов значительно увеличивается с увеличением времени теплового удара.

Таким образом, безгалогеновые материалы могут избежать влияния множественных тепловых ударов на диэлектрическую проницаемость материалов в процессе печатной платы, что выгодно для контроля характеристик или дифференциального импеданса. Безгалогеновые материалы печатной платы имеют более высокую диэлектрическую проницаемость, а толщина диэлектрика после ламинирования больше, чем у обычных материалов, поэтому значение импеданса будет увеличиваться в определенной степени при контроле импеданса, особенно при контроле характеристик и дифференциального импеданса. При проектировании ширины провода необходима соответствующая компенсация.

Выбирайте PCBasic как надежного производителя печатных плат без галогенов!

Как ведущий производитель печатных плат без галогенов, PCBasic — ваш надежный партнер. Мы фокусируемся на производстве печатных плат без галогеновs которые соответствуют мировым экологическим нормам, таким как RoHS и WEEE, гарантируя, что ваши продукты безопасны, долговечны и устойчивы. Наши передовые производственные процессы и приверженность качеству гарантируют, что каждая печатная плата обеспечивает превосходное управление температурой, механическую стабильность и электрические характеристики. Наш завод оснащен самым передовым оборудованием и способен справиться со всеми требованиями, начиная от быстрого прототипирования, мелкосерийного производства и заканчивая крупномасштабным производством.

Как надежный поставщик печатных плат без галогенов, PCBasic предлагает индивидуальные решения для широкого спектра применений, включая светодиодное освещение, автомобильную электронику и медицинские приборы. Мы стремимся точно и эффективно удовлетворять ваши особые требования.

Связаться с нами немедленно узнайте о наших решениях для печатных плат без содержания галогенов!