按照J(rèn)PCA-ES-01-2003標(biāo)準(zhǔn):氯(C1)、溴(Br)含量分別小于0.09%Wt(重量比)的覆銅板,定義為無鹵型覆銅板。(同時(shí),CI+Br總量≤0.15%[1500PPM])
鹵素,指化學(xué)元素周期表中的鹵族元素,包括氟(F)、氯(CL)、溴(Br)、碘(1)。目前,阻燃性基材,F(xiàn)R4、CEM-3等,阻燃劑多為溴化環(huán)氧樹脂。溴化環(huán)氧樹脂中,四溴雙酚A、聚合多溴聯(lián)苯,聚合多溴聯(lián)苯乙醚,多溴二苯醚是覆銅板的主要阻燃料,其成本低,與環(huán)氧樹脂兼容。但相關(guān)機(jī)構(gòu)研究表明,含鹵素的阻燃材料(聚合多溴聯(lián)苯PBB:聚合多溴化聯(lián)苯乙醚PBDE),廢棄著火燃燒時(shí),會放出二嗯英(dioxin戴奧辛TCDD)、苯呋喃(Benzfuran)等,發(fā)煙量大,氣味難聞,高毒性氣體,致癌,攝入后無法排出,不環(huán)保,影響人體健康。因此,歐盟發(fā)起,禁止在電子信息產(chǎn)品以PBB、PBDE作為阻燃劑。中國信息產(chǎn)業(yè)部同樣文件要求,到2006年7月1日起,投入市場的電子信息產(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)。
歐盟的法律禁止使用的是PBB和PBDE等六種物質(zhì),據(jù)了解,PBB和PBDE在覆銅板行業(yè)已基本上不在使用,較多使用的是除PBB和PBDE以外的溴阻燃材料,例如四溴雙苯酚A,二溴苯酚等,其化學(xué)分子式是CISHIZOBr4。這類含溴作阻燃劑的覆銅板未有任何法律法規(guī)加以規(guī)定,但這類含溴型覆銅板,燃燒或電器火災(zāi)時(shí),會釋放出大量有毒氣體(溴化型),發(fā)煙量大;在PCB作熱風(fēng)整平和元件焊接時(shí),板材受高溫(>200)影響,也會釋放出微量的溴化氫;是否也會產(chǎn)生二惡英,還在評估中。因此,含有四溴雙酚A阻燃劑的FR4板材,目前法律上沒有被禁止,還可以使用,但不能叫作無鹵板材。
就目前而言,大部分的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,極具強(qiáng)脫水性,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,使火熄滅,達(dá)到阻燃效果。含磷氮化合物的高分子樹脂,燃燒時(shí)產(chǎn)生不燃性氣體,協(xié)助樹脂體系阻燃。
1. 材料的絕緣性
由于采用P或N來取代鹵素原子因而一定程度上降低了環(huán)氧樹脂的分子鍵段的極性,從而提高質(zhì)的絕緣電阻及抗擊穿能力。
2. 材料的吸水性
無鹵板材由于氮磷系的還氧樹脂中N和P的狐對電子相對鹵素而言較少,其與水中氫原子形成氫鍵的機(jī)率要低于鹵素材料,因而其材料的吸水性低于常規(guī)鹵素系阻燃材料。對于板材來說,低的吸水性對提高材料的可靠性以及穩(wěn)定性有一定的影響。
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,因而其單體分子量以及Tg值均有所增加。在受熱的情況下,其分子的運(yùn)動能力將比常規(guī)的環(huán)氧樹脂要低,因而無鹵材料其熱膨脹系數(shù)相對要小。
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