PCB Blog - ハロゲンフリー回路基板の特徴説明

ハロゲンフリー回路基板とは？

JPCA-ES-01-2003規格：塩素（C 1）、臭素（Br）含有量がそれぞれ0.09%Wt（重量比）未満の回路基板に基づき、ハロゲンフリー回路基板と定義する。（同時に、CI＋Br総量≦0.15%［1500 PPM］）。

なぜハロゲンを禁止するのですか。

ハロゲンとは、化学元素周期表中のハロゲン元素を指し、フッ素（F）、塩素（CL）、臭素（Br）、ヨウ素（1）を含む。現在、難燃性基材、FR 4、CEM-3など、難燃剤は臭化エポキシ樹脂が多い。

臭化エポキシ樹脂の中で、テトラブロモビスフェノールA、重合多臭化ビフェニル、重合多臭化ビフェニルエチルエーテル、多臭化ジフェニルエーテルは複素銅板の主要な燃料であり、そのコストは低く、エポキシ樹脂と互換性がある。しかし、関連機関の研究によると、ハロゲン含有難燃材料（重合多臭素ビフェニルPBB：重合多臭化ビフェニルエチルエーテルPBDE）は、燃焼を廃棄する際、ジエン（dioxinデオキシンTCDD）、ベンズフラン（Benzfuran）などを放出し、発煙量が大きく、臭い、高毒性ガス、発癌性ガス、摂取後排出できず、環境に優しくなく、人体の健康に影響を与える。そのため、EUは、電子情報製品に難燃剤としてPBB、PBDEを使用することを禁止することを開始した。

中国情報産業部は同様の文書で、2006年7月1日から市場に投入された電子情報製品に鉛、水銀、六価クロム、重合多臭素ビフェニル、または重合多臭化ビフェニルエチルエーテルなどの物質を含有してはならないことを要求している。

EUの法律で使用が禁止されているのはPBBやPBDEなど6つの物質で、PBBとPBDEは複素銅板業界ではほとんど使用されておらず、PBBとPBDE以外の臭素難燃性材料、例えばテトラブロモビスフェノールA、ジブロモフェノールなどが多く使用されており、その化学分子式はCISHIZOBr 4である。このような臭素を難燃剤として含有する復銅板にはいかなる法律法規も規定されていないが、このような臭素含有型復銅板は、燃焼や電気火災の際、大量の有毒ガス（臭素化型）が放出され、発煙量が大きい。PCBが熱風整合と素子溶接を行う場合、板材は高温（>200）の影響を受け、微量の臭化水素も放出される。ダイオキシンも発生するかどうかは、まだ評価中です。したがって、テトラブロモビスフェノールA難燃剤を含有するFR 4板材は、現在、法律上禁止されておらず、使用することもできるが、ハロゲンフリー回路基板と呼ぶことはできない。

現在では、ハロゲンフリー回路基板の大部分は主にリン系とリン窒素系を中心としている。リン含有樹脂は燃焼時、熱分解を受けて偏ポリリン酸を生成し、強力な脱水性を備え、高分子樹脂表面に炭化膜を形成させ、樹脂燃焼表面と空気の接触を遮断し、火を消灯させ、難燃効果を達成する。リン含有窒素化合物の高分子樹脂は、燃焼時に不燃性ガスが発生し、樹脂系の難燃に協力する。

ハロゲンフリー回路基板の特徴

1、ハロゲンフリー回路基板材料の絶縁性

ハロゲン原子の代わりにPまたはNを用いることにより、エポキシ樹脂の分子結合セグメントの極性がある程度低下し、無ハロゲン回路基板の絶縁抵抗および耐貫通能力が向上する。

2、ハロゲンフリー回路基板材料の吸水性

ハロゲンフリー回路基板は窒素リン系の還元樹脂中のNとPの狐が電子に対してハロゲンに対して少ないため、水中の水素原子と水素結合を形成する確率はハロゲン材料より低いため、ハロゲンフリー回路基板材料の吸水性は通常のハロゲン系難燃材料より低い。板材にとって、低い吸水性は材料の信頼性及び安定性の向上に一定の影響を与える。

3、ハロゲンフリー回路基板材料の熱安定性

ハロゲンフリー回路基板中の窒素リンの含有量は通常のハロゲン系材料のハロゲンの含有量よりも大きいため、そのモノマー分子量及びTg値はいずれも増加している。熱を受ける場合、その分子の運動能力は通常のエポキシ樹脂よりも低くなるので、ハロゲンフリー材料の熱膨張係数は相対的に小さい。

ハロゲンフリー回路基板材料

現在、ハロゲンフリー回路基材サプライヤーの多くは、ハロゲンフリー複素銅板と対応する半硬化シートを開発しているか、開発している。iPCBでよく使用されるハロゲンフリー回路基板材料には、PolycladのPCL-FR-226／240、IsolaのDEl 04 TS、バイオS 1155／S 0455型、南アジア、宏仁GA-HF、松下電工GXシリーズなどがある。

ハロゲンフリー回路基板の製造上の注意

ハロゲンフリー回路基板積層

積層パラメータは、会社の板材によって異なる場合があります。例えば、生益基板及びPPを多層板とする場合、それは樹脂の十分な流動を保証し、結合力を良好にするために、比較的低い板材の昇温速度（1.0-1.5℃／min）及び多段の圧力配合が要求され、また高温段階では要求時間が長く、180℃を50分以上維持する。

ハロゲンフリー回路基板の穴あけ

穴あけ条件は重要なパラメータであり、加工中のハロゲンフリーPCB回路基板の穴壁品質に直接影響を与える。ハロゲンフリー複銅板はP、N一連の官能基は分子量を増大させると同時に分子結合の剛性を強化し、そのため材料の剛性も強化し、同時に、ハロゲンフリー材料のTg点は一般的に一般的な復銅板より高いため、一般的なFR-4のドリルパラメータを用いてドリルを行い、効果は一般的にはあまり理想的ではない。ハロゲンフリープレートをドリルする場合は、通常のドリル条件の下で、適切に調整する必要があります。

例えば、iPCBは利益S 1155／S 0455コアプレートとPPによる4層プレートを採用しており、そのドリルパラメータは通常のドリルパラメータと同じではありません。ハロゲンフリープレートをドリルする場合、その回転速度は通常のパラメータより5〜10%速くなり、送りと逃げの速度は通常のパラメータより10〜15%低くなり、これにより、穴の粗さが小さくなる。

ハロゲンフリー回路基板の耐アルカリ性

一般的にハロゲンフリー板材は耐アルカリ性が通常のFR-4よりも劣るため、エッチングプロセス上及びソルダーレジスト溶接後の再加工プロセス上では、基材白斑の発生を防ぐために、アルカリ性の退膜液に浸漬する時間が長すぎてはならないことに特に注意しなければならない。我が社は実際の生産の中で、損をしたことがあります：溶接をしてしかも硬化したハロゲンフリー板を作って、いくつかの問題のために洗って返す必要があって、しかし洗って返す時依然として普通のFR-4で洗って返す方式に従って、温度の75℃、濃度の10%NaoHの中で40分浸漬して、結果として溶出したすべての基材の白斑、後に浸漬する時間を15-20分に短縮して、この問題は存在しません。そのため、ハロゲンフリー板の再加工抵抗溶接に対しては、最適なパラメータを得てから一括再加工するために、最初の板を作ったほうがいい。

ハロゲンフリー回路基板の溶接抵抗作製

現在、世界で発売されているハロゲンフリー抵抗溶接インキにも多くの種類があり、その性能は通常の液体感光インキとあまり差がなく、具体的な操作上も通常のインキとほとんど差がない。

ハロゲンフリー回路基板は低い吸水率と環境保護の要求に適応するため、他の性能でもハロゲンフリー回路板の品質要求を満たすことができるため、ハロゲンフリーPCB回路板の需要量はますます大きくなっている。また、ハロゲンフリー板材大手各社は、ハロゲンフリー基板およびハロゲンフリーPPの研究開発にもより多くの資金を投入しており、低価格のハロゲンフリー回路基板が市場に投入される。そのため、各ハロゲンフリーPCB基板メーカーはハロゲンフリー基板の試用と使用をスケジュールに引き上げ、詳細な計画を立て、徐々にハロゲンフリー基板の本工場での占有量を拡大し、市場需要の先頭に立つようにしなければならない。