Was ist der Unterschied zwischen Halogen- und halogenfreien Leiterplatten?Warum müssen Leiterplatten halogenfrei sein?

PCB oder Leiterplatte ist eine der Grundkomponenten, die üblicherweise in elektronischen Produkten verwendet werden.Bei der Wahl der Leiterplattenmaterialien gibt es zwei Möglichkeiten: Halogen und Halogenfrei.

Was sind Halogene?

Im Periodensystem der chemischen Elemente beziehen sich die Elemente der Gruppe VIIA des Periodensystems auf die Halogenelemente, einschließlich Fluor (F), Chlor (Cl), Brom (Br), Jod (I) und Astat (At).

Was ist eine halogenfreie Leiterplatte?

Gemäß der Norm JPCA-ES-01-2003: Kupferkaschierte Laminate mit einem Gehalt an Chlor (Cl) und Brom (Br) von weniger als 0,09 Gew.-% (Gewichtsverhältnis) (bei gleichzeitiger Gesamtmenge an Cl+Br ≤ 0,15). % [1500PPM]) sind als halogenfreie kupferkaschierte Laminate definiert.Zu den halogenfreien Materialien gehören: TU883 von TUC, DE156 von Isola, die GreenSpeed®-Serie, S1165/S1165M, S0165 von Shengyi, usw.

Vereinfacht ausgedrückt sind halogenhaltige Panels nicht umweltfreundlich, während halogenfreie Panels relativ umweltfreundlich sind.Dies gilt insbesondere für einige umweltfreundliche Technologieunternehmen, die aufgrund der Besonderheiten ihrer Branche strenge Anforderungen an den Umwelt- und Umweltschutz bei der Plattenherstellung stellen.

Was ist der Unterschied zwischen halogenfreien Leiterplatten und den Leiterplatten, die wir normalerweise herstellen?

Derzeit werden auf dem Leiterplattenmarkt FR4, CEM-1, CEM-3 usw. als flammhemmende Substrate verwendet, und bei den Flammschutzmitteln handelt es sich hauptsächlich um bromierte Epoxidharze.Relevante Institutionen haben Untersuchungen zu Epoxidharzsubstraten durchgeführt: Wenn halogenhaltige flammhemmende Substrate entsorgt und verbrannt werden, werden schädliche Substanzen wie Dioxine freigesetzt.Diese Stoffe haben einen schlechten Geruch, sind hochgiftig und können Krebs verursachen.Einmal eingeatmet, können sie vom menschlichen Körper nicht ausgeschieden werden, was für den menschlichen Körper äußerst schädlich ist.

Halogenfreie Platinen sorgen für Umweltschutz und Ungiftigkeit von PCBs, indem sie diese schädlichen Elemente ersetzen oder ersetzen.Derzeit basieren die meisten halogenfreien Materialien hauptsächlich auf Phosphor und Phosphor-Stickstoff.Interessanterweise erzeugen Polymerharze, die Phosphor-Stickstoff-Verbindungen enthalten, beim Verbrennen nicht brennbare Gase.Dieses Gas kann die brennende Oberfläche des Harzes von der Luft isolieren und den Zweck der Flammhemmung erfüllen.

TDie Unterschiede zwischen Halogen-Leiterplatten und halogenfreien Leiterplatten aus mehreren Hauptaspekten:

1. Materialzusammensetzung:

- Halogen-PCBs: Halogen-PCBs bestehen aus Materialien, die Halogenelemente (wie Chlor und Brom) enthalten, wobei bromierte Flammschutzmittel am häufigsten vorkommen.

- Halogenfreie Leiterplatten: Halogenfreie Leiterplatten bestehen aus Materialien, die keine Halogenelemente enthalten.Zu den gängigen alternativen Materialien gehören Ammoniumphosphat, Nanographit, Nanomagnesiumhydroxid usw.

2. Umweltauswirkungen:

- Halogen-Leiterplatten: Bei der Herstellung und Verarbeitung von Leiterplatten können aus Halogenelementen Schadstoffe wie Halogenverbindungen und Dioxine freigesetzt werden.Diese Stoffe bergen bestimmte potenzielle Risiken für die Umwelt und die Gesundheit.

- Halogenfreie Leiterplatten: Die verwendeten Materialien für halogenfreie Leiterplatten enthalten keine Halogenelemente, sodass bei der Herstellung und Verarbeitung weniger Schadstoffe entstehen und die Auswirkungen auf die Umwelt relativ gering sind.

3. Brandschutz:

- Halogen-Leiterplatten: Halogenierte Flammschutzmittel setzen eine große Menge giftiger Gase frei, wenn die Leiterplatte einer Flamme ausgesetzt wird, und diese Gase können zu Schäden an Personal und Ausrüstung führen.

- Halogenfreie Leiterplatten: Die in halogenfreien Leiterplatten verwendeten Materialien verfügen über gute flammhemmende Eigenschaften, die bei Bränden entstehende schädliche Gase reduzieren und die Sicherheit verbessern können.

Das Prinzip des halogenfreien Substrats

Derzeit basieren die meisten halogenfreien Materialien hauptsächlich auf Phosphor und Phosphor-Stickstoff.Wenn phosphorhaltige Harze verbrannt werden, werden sie durch Hitze zersetzt, um teilweise Phosphorsäure zu bilden, die starke Dehydratisierungseigenschaften aufweist und einen karbonisierten Film auf der Oberfläche des Polymerharzes bildet, der die brennende Oberfläche des Harzes vom Kontakt mit Luft isoliert und löscht das Feuer und erzielt eine flammhemmende Wirkung.Polymerharze, die Phosphor-Stickstoff-Verbindungen enthalten, erzeugen beim Verbrennen nicht brennbare Gase, die dazu beitragen, dass das Harzsystem schwer entflammbar ist.

Halogenfreie Leiterplatten sind nicht nur umweltfreundlich, sondern weisen auch eine gute Wärmeableitungszuverlässigkeit auf und eignen sich besser für den Hochtemperaturprozess, der für bleifreie Schaltkreise erforderlich ist.Da halogenfreie PCBs P oder N als Ersatz für Halogenatome verwenden, wird die Polarität des molekularen Bindungssegments des Epoxidharzes bis zu einem gewissen Grad reduziert, wodurch der Isolationswiderstand und die Durchstoßfestigkeit des Materials verbessert werden.

Die Vorteile halogenfreier Platinen gehen mit einer höheren Komplexität nicht nur im Herstellungsprozess, sondern auch im Design einher.Es gibt Unterschiede zwischen halogenfreien Leiterplatten und herkömmlichen Leiterplatten, beispielsweise beim Bohren.Die in halogenfreien Platten verwendeten funktionellen Gruppen der P- und N-Serie erhöhen das Molekulargewicht und erhöhen die Steifigkeit der molekularen Bindungen, was zu einer erhöhten Steifigkeit des Materials führt.Gleichzeitig ist der TG-Punkt von halogenfreien Materialien im Allgemeinen hoch, sodass die Bohrparameter von gewöhnlichem FR-4 nicht ideal sind.Beim Bohren von halogenfreien Platten müssen unter normalen Bohrbedingungen einige entsprechende Anpassungen vorgenommen werden.

Eigenschaften halogenfreier Bleche

1. Isolierung von Materialien

Da P oder N zum Ersetzen der Halogenatome verwendet werden, wird die Polarität des molekularen Bindungssegments des Epoxidharzes bis zu einem gewissen Grad verringert, wodurch der Isolationswiderstand und die Durchstoßfestigkeit des Materials verbessert werden.

2. Wasseraufnahme von Materialien

Halogenfreie Platten haben in flammhemmenden Harzen auf Stickstoff-Phosphor-Basis weniger Elektronenpaare in N und P als Halogene, sodass die Wahrscheinlichkeit der Bildung von Wasserstoffbrückenbindungen mit Wasserstoffatomen in Wasser geringer ist als bei Halogenmaterialien.Daher ist die Wasseraufnahme von halogenfreien Platten geringer als die von herkömmlichen flammhemmenden Materialien auf Halogenbasis.Bei Platten hat eine geringe Wasseraufnahme einen gewissen Einfluss auf die Verbesserung der Zuverlässigkeit und Stabilität der Materialien.

3. Thermische Stabilität von Materialien

Der Stickstoff- und Phosphorgehalt in halogenfreien Leiterplatten ist höher als bei gewöhnlichen Halogenmaterialien, sodass das Molekulargewicht und der Tg-Wert des Monomers erhöht sind.Beim Erhitzen ist die molekulare Beweglichkeit geringer als bei herkömmlichen Epoxidharzen, sodass der Wärmeausdehnungskoeffizient von halogenfreien Materialien relativ klein ist.

Im Vergleich zu halogenhaltigen Panels haben halogenfreie Panels mehr Vorteile, und es besteht auch ein allgemeiner Trend, dass halogenfreie Panels halogenhaltige Panels ersetzen.

Warum werden bei PCB-Exporten halogenfreie Materialien verwendet?

Halogen bezieht sich auf die Halogengruppenelemente im Periodensystem der chemischen Elemente, einschließlich Fluor (F), Chlor (Cl), Brom (Br) und Jod (I).Derzeit sind flammhemmende Substrate, FR4, CEM-3 usw. Flammschutzmittel hauptsächlich bromierte Epoxidharze.

Relevante Institutionen haben gezeigt, dass halogenhaltige flammhemmende Materialien (polymerisierte polybromierte Biphenyle PBB: polymerisierte polybromierte Biphenylether PBDE), brennende Abfälle, Di-uming (Dioxin Daiohsing TCDD), Benzofuran (Benzfuran) usw. freisetzen Die Dämpfe sind groß, der Geruch ist unangenehm, das Gas ist hochgiftig, Krebs, der menschliche Körper kann nach dem Verschlucken nicht ausgeschieden werden, was schwerwiegende Auswirkungen auf die Gesundheit hat.

Daher verbietet das EU-Recht die Verwendung von sechs Stoffen wie PBB und PBDE.Das gleiche Dokument des chinesischen Ministeriums für Informationsindustrie verlangt, dass auf den Markt gebrachte elektronische Informationsprodukte kein Blei, Quecksilber, sechswertiges Chrom, polymerisierte polybromierte Biphenyle oder polymerisierte polybromierte Biphenylethylether und andere Substanzen enthalten dürfen.

Es versteht sich, dass PBB und PBDE in der kupferkaschierten Laminatindustrie grundsätzlich nicht verwendet werden, sondern zusätzlich zu PBB und PBDE häufiger bromhaltige flammhemmende Materialien wie Tetrabrombisphenol A, Dibromphenol usw. verwendet werden, deren chemische Summenformel lautet CISHIZOBr4.Diese Art von bromhaltigem Flammschutzmittel für das kupferkaschierte Laminat gibt es zwar nicht vorzuschreiben, aber diese Art von bromhaltigem kupferkaschiertem Laminat, Verbrennungs- oder Elektrogeräten, Feuer, wird setzen eine große Menge giftiger Gase frei (z. B. Chlor, Chlor, Chlor).Eine große Menge giftiger Gase (bromiert) freisetzen, die Menge an Rauch;In der Leiterplatte zum Nivellieren mit Heißluft und zum Schweißen von Bauteilen setzt die Platte aufgrund der hohen Temperatur (>200 °C) auch Spuren von Bromwasserstoff frei.ob dabei auch giftige Gase entstehen, sondern auch in der Beurteilung.

Zusammenfassend: Da Halogen als Rohstoff verwendet wird, um die negativen Folgen enormer Auswirkungen hervorzurufen, ist ein Verbot von Halogen erforderlich.

Das Halogenverbot hat vor allem folgende Gründe:

1. Internationale Umweltvorschriften: Viele Länder und Regionen haben Umweltvorschriften zur Begrenzung des Halogengehalts erlassen und verlangen, dass in elektronischen Produkten verwendete Leiterplatten möglichst wenig oder keine Halogenelemente enthalten.Um den Anforderungen des Exportmarktes gerecht zu werden, entscheiden sich PCB-Exporte in der Regel für die Herstellung halogenfreier Materialien.

2. Gesundheits- und Sicherheitsaspekte: Der Einsatz von halogenfreien Leiterplatten reduziert die Freisetzung gefährlicher Stoffe und potenzielle Gesundheitsrisiken für Bediener und Endverbraucher.Dies ist wichtig für die Compliance und Nachhaltigkeit exportierter Produkte.

3. Internationale Wettbewerbsfähigkeit: Halogenfreie Leiterplatten sind auf dem internationalen Markt zum Trend geworden.Bei gleichzeitiger Erfüllung von Umwelt-, Gesundheits- und Sicherheitsanforderungen kann die Wahl von Leiterplatten aus halogenfreien Materialien die Wettbewerbsfähigkeit der Produkte steigern und mehr Marktanteile gewinnen.

Halogen-Leiterplatten und halogenfreie Leiterplatten unterscheiden sich hinsichtlich Materialzusammensetzung, Umweltverträglichkeit und Brandschutz.Um Umweltvorschriften einzuhalten, Gesundheit und Sicherheit zu gewährleisten und die internationale Wettbewerbsfähigkeit zu steigern, werden PCB-Exporte häufig aus halogenfreien Materialien hergestellt.