PCB기술 - 할로겐 프리 PCB(HF PCB)란

1. 할로겐 프리 PCB 기판(HF PCB)이란?

jpca-es-01-2003 표준에 따르면: 염소(C1) 및 브롬(BR) 함량이 0.09%(중량비) 미만인 PCB CCL은 무할로겐 동박 적층판으로 정의됩니다. (동시에, 총 CI + br ≤ 0.15% [1500ppm])


2. PCB에서 할로겐을 금지해야 하는 이유

할로겐은 불소(f), 염소(CL), 브롬(BR) 및 요오드(1)를 포함하는 화학 원소 주기율표의 할로겐족 원소를 말합니다. 현재 난연제 FR4 기판, FR4, CEM-3 등, 난연제는 대부분 브롬화 에폭시 수지입니다. 브롬화 에폭시 수지에서 테트라브로모비스페놀 A, 폴리브롬화 비페닐, 중합 폴리브롬화 디페닐 에테르 및 폴리브롬화 디페닐 에테르는 저가이고 에폭시 수지와 상용성인 동박 적층판의 주요 차단 연료입니다. 그러나 관련 기관의 연구에 따르면 할로겐 함유 난연성 물질(폴리브롬화비페닐PBB:폴리브롬화디페닐에테르 PBDE)은 불에 타면 다이옥신다이옥신(TCDD)과 벤즈푸란(benzfuran)을 방출합니다. 그들은 많은 양의 연기, 악취, 고독성 가스, 발암성 및 섭취 후 배출되지 않아 환경 친화적이지 않고 인체 건강에 영향을 미칩니다. 따라서 EU는 전자 정보 제품의 난연제로 PBB 및 PBDE를 금지하기 시작했습니다. 중국 정보 산업부가 발행한 동일한 문서에 따르면 시장에 출시되는 전자 정보 제품에는 납, 수은, 6가 크롬, 폴리브롬화 비페닐 또는 폴리브롬화 디페닐 에테르가 포함되지 않아야 합니다. PBB, PBDE 등 6개 물질은 EU법에 의해 금지된다. PBB 및 PBDE는 기본적으로 동박 적층 산업에서 사용되지 않는 것으로 이해됩니다. 테트라브로모비스페놀A(tetrabromobisphenol A), 디브로모페놀(dibromophenol) 등 화학식이 cishizobr4인 브롬계 난연재는 PBB, PBDE 외에 주로 사용된다. 브롬을 난연제로 포함하는 이러한 종류의 동박적층판에 대한 법률 및 규정은 없습니다. 그러나 브롬을 함유한 이러한 종류의 동박적층판은 연소 또는 전기화재시 다량의 유독가스(브롬화형)를 방출한다. PCB가 열풍 레벨링 및 부품 용접에 사용될 때 보드는 고온(> 200)의 영향으로 소량의 브롬화수소도 방출합니다. 다이옥신도 생산되는지 여부는 아직 평가 중입니다. 따라서 테트라브로모비스페놀A 난연제를 함유한 FR4 기판은 법적으로 금지되어 있지 않고 사용이 가능하지만 할로겐 프리 PCB 기판이라고 부를 수는 없습니다.

3. 할로겐 프리 PCB(HF PCB) 기판의 원리

현재 대부분의 할로겐 프리 PCB 재료는 주로 인 및 인 질소 계열입니다. 인 함유 수지가 연소되면 강한 탈수성을 갖는 메타폴리인산으로 분해되어 고분자 수지 표면에 탄화 피막을 형성하고 수지의 연소 표면을 공기와 접촉으로부터 절연시키고 화재를 진압하고 난연 효과를 달성한다. . 인과 질소화합물을 함유한 고분자 수지는 연소시 불연성 가스를 발생시켜 수지계의 난연성을 돕습니다.


4, 할로겐 프리 PCB(HF PCB)의 특성


4.1) 할로겐 프리 PCB 재료의 절연

할로겐 원자를 P 또는 N으로 치환함으로써 에폭시 수지의 분자 결합 세그먼트의 극성이 어느 정도 감소되어 에폭시 수지의 절연 저항 및 내천공성이 향상됩니다.


4.2) 무할로겐 PCB 재료의 수분 흡수

무할로겐 PCB(HF PCB) 기판은 할로겐 소재보다 물 속의 수소 원자와 수소 결합을 형성할 가능성이 적습니다. 왜냐하면 니트로인 레독스 수지의 N과 P의 고립 전자쌍이 할로겐 소재보다 적기 때문에 할로겐 프리 PCB 소재는 기존 할로겐 기반 난연 소재보다 낮습니다. 판의 경우 낮은 흡수율은 재료의 신뢰성과 안정성을 향상시키는 데 일정한 영향을 미칩니다.


4.3) 할로겐 프리 PCB 재료의 열적 안정성

Halogen-free PCB의 질소 및 인 함량은 일반 Halogen-based PCB보다 높기 때문에 단량체 분자량과 TG 값이 증가합니다. 가열의 경우 분자 운동 능력이 기존 에폭시 수지보다 낮아서 할로겐 프리 PCB 재료의 열팽창 계수가 상대적으로 작습니다.

5. 할로겐 프리 PCB 생산 경험

현재 많은 PCB 공급업체가 할로겐 프리 PCB 동박 적층판 및 해당 반경화 칩을 개발했거나 개발 중입니다. 우리가 아는 한, 폴리클래드의 pcl-fr-226 / 240, Isola의 del04ts, s1155 / s0455, 남아시아, Hongren gahf 및 Panasonic GX 시리즈. 2008년 ipcb는 휴대폰 배터리 보드 생산을 위해 polyclad의 pcl-fr-226/240 보드를 사용하기 시작했습니다. 올해 ipcb는 Shengyi s1155 무할로겐 PCB 보드 및 다층 PCB 보드 생산을 개발했으며 남아시아의 무할로겐 PCB 보드도 시험 사용 중입니다. 현재 할로겐 프리 플레이트의 사용은 전체 플레이트 소비의 20%를 차지했습니다.


5.1) 할로겐 프리 PCB(HF PCB) 적층

적층 매개변수는 회사마다 다를 수 있습니다. Shengyi 기판과 PP를 다층 기판으로 예로 들어 보겠습니다. 수지의 완전한 흐름과 좋은 결합력을 보장하기 위해 낮은 가열 속도(1.0-1.5℃/min)와 다단계 압력 조정이 필요합니다. 또한 고온 단계에서 더 오랜 시간이 필요하며 180℃에서 50분 이상 유지한다. 다음은 권장 플래튼 프로그램 설정과 실제 시트 온도 상승입니다. 동박과 기판 사이의 결합력은 1.on/mm입니다. 6회 열충격 후 압출된 판에 박리 및 기포 현상이 없습니다.


5.2) 무할로겐 PCB의 드릴 가공성

드릴링 조건은 PCB 가공 공정에서 구멍 벽의 품질에 직접적인 영향을 미치는 중요한 매개변수입니다. 무할로겐 PCB의 동박적층판에 P, N계 관능기를 사용하여 분자량을 증가시키고 분자결합의 강성을 높인다. 동시에 할로겐 프리 재료의 TG 포인트는 일반적으로 일반 동박 적층판보다 높습니다. 따라서 일반 FR-4 드릴링 매개변수의 드릴링 효과는 그다지 이상적이지 않습니다. 무할로겐 플레이트를 드릴링할 때 일반적인 드릴링 조건에서 약간의 조정이 이루어져야 합니다. 예를 들어 우리 회사는 Shengyi s1155 / s0455 코어 보드 및 PP 4 레이어 보드를 채택하고 드릴링 매개 변수는 일반 드릴링 매개 변수와 동일하지 않습니다. 할로겐 프리 플레이트를 드릴링 할 때 회전 속도는 일반 매개 변수보다 5-10 % 높으며 공급 및 인출 속도는 일반 매개 변수보다 10-15 % 낮기 때문에 드릴링 된 구멍의 거칠기는 다음과 같습니다. 작은


5.3) 할로겐 프리 PCB(HF PCB)의 내알칼리성

일반적으로 할로겐 프리 PCB 기판의 내알칼리성은 일반 FR-4보다 나쁩니다. 따라서, 솔더 마스크 이후의 에칭 공정 및 Rework 공정에서 알칼리성 박리 용액에 담그는 시간이 기판의 흰색 반점을 방지하기 위해 너무 길지 않도록 각별한 주의를 기울여야 합니다. 실제 생산에서 우리 회사는 손실을 입었습니다. 납땜 및 응고 된 할로겐 프리 플레이트는 몇 가지 문제로 인해 역 세척해야합니다. 그러나 여전히 일반 FR-4 역세척 모드로 75℃에서 10% NaOH에 40분간 침지한다. 결과적으로 기판의 흰색 반점이 모두 씻겨 나가며 담금 시간이 15-20 분으로 단축됩니다. 이 문제는 더 이상 존재하지 않습니다. 따라서 무할로겐 PCB 보드 재작업의 경우 최상의 매개변수를 얻기 위해 첫 번째 보드를 수행한 다음 일괄 재작업을 수행하는 것이 가장 좋습니다.


5.4) 할로겐 프리 PCB(HF PCB)의 솔더 마스크 제작

현재 시장에는 많은 종류의 할로겐 프리 PCB 솔더 레지스트 잉크가 있으며 성능은 일반 액체 감광성 잉크와 다르지 않으며 특정 작업은 일반 잉크와 거의 동일합니다.


6, 결론

낮은 수분 흡수 및 환경 보호 요구 사항으로 인해 할로겐 프리 PCB는 다른 속성에서도 PCB의 품질 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 따라서 할로겐 프리 PCB에 대한 수요가 증가하고 있습니다. 또한 주요 기판 공급업체는 무할로겐 PCB 기판 및 무할로겐 pp의 연구 개발에 더 많은 자금을 투자했습니다. 가까운 장래에 저가의 무할로겐 PCB가 즉시 시장에 출시될 것이라고 믿습니다. . 따라서 ipcb는 무할로겐 PCB의 시험 사용을 의제로 두고 세부 계획을 세우고 점차적으로 ipcb에서 무할로겐 PCB의 점유율을 확대하여 ipcb가 시장 수요보다 앞서게 되었습니다.