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无卤基材PCB的特点及实践生产

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  1 前言
  1.1 何为无卤基材
  按照JPCA-ES-01-2003标准:氯(C1)、溴(Br)含量分别小于0.09%Wt(重量比)的覆铜板,定义为无卤型覆铜板。(同时,CI+Br总量≤0.15%
  为什么要禁卤
  卤素,指化学元素周期表中的卤族元素,包括氟(F)、氯(CL)、溴(Br)、碘(1)。目前,阻燃性基材,FR4、CEM-3等,阻燃剂多为溴化环氧树脂。溴化环氧树脂中,四溴双酚A、聚合多溴联苯,聚合多溴联苯乙醚,多溴二苯醚是覆铜板的主要阻燃料,其成本低,与环氧树脂兼容。但相关机构研究表明,含卤素的阻燃材料(聚合多溴联苯PBB:聚合多溴化联苯乙醚PBDE),废弃着火燃烧时,会放出二嗯英(dioxin戴奥辛TCDD)、苯呋喃(Benzfuran)等,发烟量大,气味难闻,高毒性气体,致癌,摄入后无法排出,不环保,影响人体健康。因此,欧盟发起,禁止在电子信息产品以PBB、PBDE作为阻燃剂。中国信息产业部同样文件要求,到2006年7月1日起,投入市场的电子信息产品不能含有铅、汞、六价铬、聚合多溴联苯或聚合多溴化联苯乙醚等物质。
  欧盟的法律禁止使用的是PBB和PBDE等六种物质,据了解,PBB和PBDE在覆铜板行业已基本上不在使用,较多使用的是除PBB和PBDE以外的溴阻燃材料,例如四溴双苯酚A,二溴苯酚等,其化学分子式是CISHIZOBr4。这类含溴作阻燃剂的覆铜板未有任何法律法规加以规定,但这类含溴型覆铜板,燃烧或电器火灾时,会释放出大量有毒气体(溴化型),发烟量大;在PCB作热风整平和元件焊接时,板材受高温(>200)影响,也会释放出微量的溴化氢;是否也会产生二恶英,还在评估中。因此,含有四溴双酚A阻燃剂的FR4板材,目前法律上没有被禁止,还可以使用,但不能叫作无卤板材。
  本文讨论的是无卤素印制板的加工特点、加工过程的一些体会。
  无卤基板的原理
  就目前而言,大部分的无卤材料主要以磷系和磷氮系为主。含磷树脂在燃烧时,受热分解生成偏聚磷酸,极具强脱水性,使高分子树脂表面形成炭化膜,隔绝树脂燃烧表面与空气接触,使火熄灭,达到阻燃效果。含磷氮化合物的高分子树脂,燃烧时产生不燃性气体,协助树脂体系阻燃。

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