無鹵PCB的定義

無鹵PCB是指電路板中鹵素含量符合特定限制標(biāo)準(zhǔn)的印刷電路板。

根據(jù)JPCA-ES-01-2003標(biāo)準(zhǔn)，氯(Cl)、溴(Br)元素含量分別小于0.09％Wt（重量比）的覆銅板被定義為無鹵PCB，同時(shí)氯和溴的總量需

≤0.15％（1500PPM）。常見的無鹵素材料包括TUC的TU883、Isola的DE156、GreenSpeed系列、生益的S1165/S1165M、S0165等。

禁鹵的必要性

鹵素是化學(xué)元素周期表中的ⅦA族元素，包括氟（F）、氯（Cl）、溴（Br）、碘（I）、砹（At）。在阻燃性基材中，如FR4、CEM-3等，阻燃劑多為溴化環(huán)氧樹脂。研究表明，含鹵素的阻燃材料（如聚合多溴聯(lián)苯PBB、聚合多溴化聯(lián)苯乙醚PBDE）在廢棄燃燒時(shí)會(huì)釋放二噁英（dioxin）、苯呋喃（Benzfuran）等有害物質(zhì)。這些物質(zhì)發(fā)煙量大、氣味難聞、毒性高，且難以排出人體，具有致癌風(fēng)險(xiǎn)，嚴(yán)重影響健康。

因此，歐盟法律禁止使用PBB和PBDE等六種物質(zhì)，中國(guó)信息產(chǎn)業(yè)部也要求電子信息產(chǎn)品不能含有鉛、汞、六價(jià)鉻、聚合多溴聯(lián)苯或聚合多溴化聯(lián)苯乙醚等物質(zhì)。雖然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）在燃燒或電器火災(zāi)時(shí)仍會(huì)釋放大量有毒氣體，且在PCB熱風(fēng)整平和元件焊接時(shí)，受高溫影響也可能釋放微量溴化氫，其安全性仍在評(píng)估中。因此，禁鹵是十分必要的。

無鹵基板的阻燃原理

目前，無鹵材料主要以磷系和磷氮系為主。含磷樹脂在燃燒時(shí)，受熱分解生成偏聚磷酸，這種物質(zhì)具有強(qiáng)脫水性，能使高分子樹脂表面形成炭化膜，隔絕樹脂燃燒表面與空氣接觸，從而達(dá)到阻燃效果。含磷氮化合物的高分子樹脂在燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生不燃性氣體，協(xié)助樹脂體系阻燃。

無鹵PCB的特點(diǎn)

1.材料的絕緣性

無鹵材料采用磷（P）或氮（N）取代鹵素原子，降低了環(huán)氧樹脂分子鍵段的極性，從而提高了材料的絕緣電阻和抗擊穿能力。

2.材料的吸水性

無鹵板材中氮磷系環(huán)氧樹脂的氮（N）和磷（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，因此其吸水性低于常規(guī)鹵素系阻燃材料。低吸水性有助于提高材料的可靠性和穩(wěn)定性。

3.材料的熱穩(wěn)定性

無鹵板材中氮磷的含量大于普通鹵系材料鹵素的含量，其單體分子量和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg值）均有所增加。在受熱時(shí)，其分子運(yùn)動(dòng)能力比常規(guī)環(huán)氧樹脂低，因此無鹵材料的熱膨脹系數(shù)相對(duì)較小。無鹵板材在熱穩(wěn)定性方面具有更多優(yōu)勢(shì)，取代含鹵板材是行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

無鹵PCB生產(chǎn)注意事項(xiàng)

1.層壓

不同公司的板材層壓參數(shù)可能不同。以生益基板及PP為例，為保證樹脂充分流動(dòng)和良好的結(jié)合力，要求較低的板料升溫速率（1.0-1.5℃／min）及多段壓力配合。在高溫階段，需維持180℃達(dá)50分鐘以上。壓出的板檢測(cè)銅箔與基板的結(jié)合力為1.ON／mm，圖電后的板經(jīng)過六次熱沖擊未出現(xiàn)分層、氣泡現(xiàn)象。

2.鉆孔加工性

鉆孔條件是影響PCB孔壁質(zhì)量的重要參數(shù)。無鹵覆銅板由于采用P、N系列官能團(tuán)，增大了分子量并增強(qiáng)了分子鍵的剛性，因此材料剛性增強(qiáng)。同時(shí)，無鹵材料的Tg點(diǎn)一般較普通覆銅板高，因此不能使用普通FR-4的鉆孔參數(shù)。鉆無鹵板時(shí)，需在正常鉆孔條件下進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

3.耐堿性

無鹵板材的抗堿性通常比普通FR-4差。在蝕刻制程和阻焊后返工制程中，應(yīng)特別注意堿性退膜液中的浸泡時(shí)間，避免過長(zhǎng)導(dǎo)致基材出現(xiàn)白斑。

4.無鹵阻焊制作

目前市面上的無鹵阻焊油墨種類較多，其性能與普通液態(tài)感光油墨相差不大，操作方法也基本相同。

無鹵PCB的發(fā)展趨勢(shì)

無鹵PCB板因其較低的吸水率和滿足環(huán)保要求的特性，同時(shí)在其他性能上也能滿足PCB板的品質(zhì)要求，其需求量正逐漸增大。隨著環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)和技術(shù)的不斷進(jìn)步，無鹵PCB將在電子行業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。