Halogens in polychlorinated bipheny

ほとんどの設計者に、ハロゲン元素がどこにあるかを尋ねると、 PCB 見つかった場合、彼らがあなたに言うかどうかは疑わしいです。 Halogens are commonly found in brominated flame retardants (BFR), chlorinated solvents and polyvinyl chloride (PVC). Halogens are clearly not dangerous in every form or concentration, and there are no health problems with holding PVC pipes or drinking tap water. そのチューブを燃やして、プラスチックが壊れたときに放出される塩素ガスを吸い込むとしたら、それは別の話かもしれません。 これは、電子機器のハロゲンに関する主な問題です。 それらはPCBライフサイクルの終わりに公開することができます。 So, where exactly do you find halogens in the circuit board?

As you know, PVC is not only used for piping, but also for wire insulation, and therefore may be a source of halogens. 塩素系溶剤は、製造中にPCBSを洗浄するために使用できます。 BFRは、基板火災のリスクを低減するためにPCBラミネートに使用されます。 Now that we have examined the main source of halogens in the circuit, what should we do about it?

Halogen free PCB

Like RoHS lead-free requirements, halogen-free standards require CM to use new materials and manufacturing methods. さまざまな組織によって設定された標準的な「ハロゲンフリー」の特定の制限と同じように。 The IEC definition of halogens does not contain chlorine and bromine less than 900 PPM and total halogens less than 1500 PPM, while RoHS has its own limitations.

Now why quote “halogen-free”? This is because meeting the standards does not necessarily guarantee that your board is halogen-free. たとえば、IPCは、PCBS中のハロゲンを検出するためのテストを規定しています。これは通常、イオン結合したハロゲンを検出します。 However, most of the halogens found in the flux are covalently bound, so the test cannot detect them. これは、真にハロゲンフリーのシートを作成するには、標準要件を超える必要があることを意味します。

ハロゲンの特定の供給源を探している場合、XNUMXつはTBBPAです。これは、ラミネートで一般的に使用されるBFRです。 To eliminate this starting point, you need to specify halogen-free laminates, such as active phosphorus base laminates. フラックスとはんだもPCBにハロゲンを導入する可能性があるため、CMとどのような代替案が存在する可能性があるかについても話し合う必要があります。 ボードに新しい材料や技術を使用するのは苦痛かもしれませんが、ハロゲンフリー回路にはいくつかの利点があります。 ハロゲンフリーPCBSは、一般に熱放散の信頼性が高いため、鉛フリー回路に必要な高温プロセスに適しています。 They also usually have lower permittivity if you want to preserve signal integrity.

ハロゲンフリーボード設計

The advantages of halogen-free boards come at the cost of increased complexity not only in the manufacturing process but also in the design. 良い例は、ハロゲンフリーのはんだとフラックスです。 Halogen-free varieties can sometimes alter the solder to flux ratio and cause scratches. これは、はんだが接合部全体に分散するのではなく、大きなボールに融合する場所です。 この問題を解決するXNUMXつの方法は、ブロッキングフィルムでパッドをより適切に定義することです。 これにより、はんだペーストがエッジアップし、欠陥が減少します。

多くの新しい材料には独自の設計上の癖があり、使用する前に製造元に連絡するか、調査を行う必要がある場合があります。 ハロゲンフリーボードは増加していますが、決して普遍的ではありません。 また、CMに相談して、ハロゲンを含まない材料からPCBSを製造できるかどうかを確認する必要があります。

As time goes by, we seem to find that the more and more materials we use every day pose health risks to us. そのため、IECのような組織はハロゲンフリーのボード規格を開発しています。 ハロゲンが通常見られる場所（BFR、溶剤、断熱材）を覚えておいてください。したがって、ハロゲンフリーが必要な場合は、どのハロゲンを交換するかがわかります。 規格が異なればハロゲンの量も異なり、特定の種類のハロゲンは検出される場合と検出されない場合があります。 PCB上の問題領域の位置を理解するには、事前に調査を行う必要があります。 使用する材料がわかったら、製造元とCMに確認して、最善の方法を決定することをお勧めします。 ボードが正常に完成するように、特定の製造ステップで設計を調整するか、CMと連携する必要がある場合があります。