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为什么现在汽车软硬结合板厂的PCB有无卤素要求？

文章来源：作者：何琴查看手机网址

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人气：4925发布日期：2019-03-06 12:14【大中小】

一、什么是无卤基材？

无卤素基材：

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％[1500PPM])

无卤素材料有:TUC的TU883、Isola的DE156、GreenSpeed®系列、生益的S1165/S1165M、S0165等等

二、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(I)。目前，阻燃性基材，FR4、CEM-3等，阻燃剂多为溴化环氧树脂。

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，有高毒性气体，致癌，人体摄入后无法排出，严重影响健康。

因此，欧盟的法律禁止使用的是PBB和PBDE等六种物质。中国信息产业部同样文件要求，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。

据汽车软硬结合板厂了解，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虽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；是否也会产生有毒气体，还在评估中。

综上。卤素作为原材料使用带来的负面后果影响巨大，禁卤是有很必要的。

三、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。

四、无卤板材的特点

1、材料的绝缘性

由于采用P或N来取代卤素原子因而一定程度上降低了环氧树脂的分子键段的极性，从而提高质的绝缘电阻及抗击穿能力。

2、材料的吸水性

无卤板材由于氮磷系的还氧树脂中N和P的狐对电子相对卤素而言较少，其与水中氢原子形成氢键的机率要低于卤素材料，因而其材料的吸水性低于常规卤素系阻燃材料。对于板材来说，低的吸水性对提高材料的可靠性以及稳定性有一定的影响。

3、材料的热稳定性

无卤板材中氮磷的含量大于普通卤系材料卤素的含量，因而其单体分子量以及Tg值均有所增加。在受热的情况下，其分子的运动能力将比常规的环氧树脂要低，因而无卤材料其热膨胀系数相对要小。

相对于含卤板材，无卤板材具有更多优势，无卤素板材取代含卤板材也是大势所趋。

五、生产无卤PCB的体会

1、层压

层压参数，因不同公司的板材可能会有所不同。就拿上面所说的生益基板及PP做多层板来说，其为保证树脂的充分流动，使结合力良好，要求较低的板料升温速率(1.0-1.5℃／min)及多段的压力配合，另在高温阶段则要求时间较长，180℃维持50分钟以上。以下是推荐的一组压板程序设定及实际的板料升温情况。压出的板检测其铜箔与基板的结合力为1.ON／mm，图电后的板经过六次热冲击均未出现分层、气泡现象。

2、钻孔加工性

钻孔条件是一个重要参数，直接影响汽车软硬结合板厂的PCB在加工过程中的孔壁质量。无卤覆铜板由于采用P、N系列官能团增大了分子量同时增强了分子键的刚性，因而也增强了材料的刚性，同时，无卤材料的Tg点一般较普通覆铜板要高，因此采用普通FR-4的钻孔参数进行钻孔，效果一般不是很理想。钻无卤板时，需在正常的钻孔条件下，适当作一些调整。