無鹵PCB的定義

無鹵PCB是一種新型的環(huán)保型印刷電路板，其核心特征在于嚴(yán)格限制電路板中鹵素的含量。

根據(jù)日本電子電路工業(yè)會(huì)（JPCA）發(fā)布的JPCA-ES-01-2003標(biāo)準(zhǔn)，無鹵PCB要求覆銅板中的氯（Cl）和溴（Br）元素含量分別小于0.09％重量比（Wt），并且氯與溴的總量不得超過0.15％（1500PPM）。

禁鹵的必要性

鹵素是指化學(xué)元素周期表中的鹵族元素，包括氟（F）、氯（Cl）、溴（Br）、碘（I）和砹（At）。

在傳統(tǒng)的阻燃性基材中，如FR4和CEM-3，溴化環(huán)氧樹脂常被用作阻燃劑。然而，相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，含鹵素的阻燃材料在廢棄燃燒時(shí)會(huì)釋放出二噁英（dioxin）、苯呋喃（Benzfuran）等有害物質(zhì)。這些物質(zhì)不僅發(fā)煙量大、氣味難聞，還具有高毒性，可致癌，且一旦進(jìn)入人體便難以排出，對(duì)健康造成嚴(yán)重威脅。

因此，歐盟法律明確禁止使用聚合多溴聯(lián)苯（PBB）和聚合多溴化聯(lián)苯乙醚（PBDE）等六種物質(zhì)。中國(guó)信息產(chǎn)業(yè)部也出臺(tái)文件，要求電子信息產(chǎn)品不得含有鉛、汞、六價(jià)鉻、PBB或PBDE等有害物質(zhì)。盡管PBB和PBDE在覆銅板行業(yè)已基本不再使用，但其他含溴阻燃材料（如四溴雙苯酚A、二溴苯酚等）仍在使用，其燃燒或在高溫條件下仍可能釋放有毒氣體，對(duì)環(huán)境和人體健康構(gòu)成潛在風(fēng)險(xiǎn)。因此，禁鹵不僅是環(huán)保的必然要求，也是保障人類健康的必要措施。

無鹵基板的阻燃原理

無鹵材料的阻燃原理主要基于磷系和磷氮系化合物。

含磷樹脂在燃燒過程中，受熱分解生成偏聚磷酸，這種物質(zhì)具有極強(qiáng)的脫水性，能夠在高分子樹脂表面形成一層炭化膜，從而隔絕樹脂燃燒表面與空氣的接觸，達(dá)到阻燃效果。

無鹵PCB的特點(diǎn)

1.絕緣性

無鹵PCB采用磷（P）或氮（N）取代鹵素原子，從而降低了環(huán)氧樹脂分子鍵段的極性。這一改變顯著提高了材料的絕緣電阻和抗擊穿能力，使其在電氣性能上更具優(yōu)勢(shì)。

2.吸水性

無鹵板材的吸水性較低，這主要得益于其氮磷系環(huán)氧樹脂中N和P的孤對(duì)電子相對(duì)鹵素較少，與水中氫原子形成氫鍵的概率低于鹵素材料。低吸水性有助于提高材料的可靠性和穩(wěn)定性，尤其在潮濕環(huán)境下，無鹵PCB能夠更好地保持其性能。

3.熱穩(wěn)定性

無鹵板材中氮磷的含量高于普通鹵系材料中的鹵素含量，因此其單體分子量和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg值）均有所增加。

在受熱情況下，無鹵材料的分子運(yùn)動(dòng)能力比常規(guī)環(huán)氧樹脂低，熱膨脹系數(shù)也相對(duì)較小。這些特性使得無鹵PCB在高溫環(huán)境下表現(xiàn)出更好的熱穩(wěn)定性，減少了因熱膨脹導(dǎo)致的材料變形和性能下降的風(fēng)險(xiǎn)。

無鹵PCB的發(fā)展趨勢(shì)

隨著環(huán)保意識(shí)的不斷提高和相關(guān)法規(guī)的日益嚴(yán)格，無鹵PCB的需求量正在逐步增加。其較低的吸水率、良好的熱穩(wěn)定性和環(huán)保特性使其在眾多電子設(shè)備中得到了廣泛應(yīng)用。同時(shí)，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，無鹵PCB的性能也將進(jìn)一步提升，以滿足更高標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)保和性能要求。