Halogenen in polychloorbifeny

Als je de meeste ontwerpers vraagt ​​waar de halogeenelementen in een PCB worden gevonden, is het twijfelachtig dat ze het u zouden vertellen. Halogenen worden vaak aangetroffen in gebromeerde vlamvertragers (BFR), gechloreerde oplosmiddelen en polyvinylchloride (PVC). Halogenen zijn duidelijk niet gevaarlijk in elke vorm of concentratie, en er zijn geen gezondheidsproblemen bij het vasthouden van PVC-buizen of het drinken van kraanwater. Als je die buis zou verbranden en chloorgas zou inademen dat vrijkomt wanneer het plastic breekt, is dat misschien een ander verhaal. Dit is het grootste probleem met halogenen in elektronica. Ze kunnen aan het einde van de PCB-levenscyclus worden gepubliceerd. So, where exactly do you find halogens in the circuit board?

Zoals u weet, wordt PVC niet alleen gebruikt voor leidingen, maar ook voor draadisolatie en kan daarom een ​​bron van halogenen zijn. Gechloreerde oplosmiddelen kunnen tijdens de productie worden gebruikt om PCB’s te reinigen. BFR wordt gebruikt voor PCB-laminaten om het risico op plaatbrand te verminderen. Nu we de belangrijkste bron van halogenen in het circuit hebben onderzocht, wat moeten we eraan doen?

Halogeenvrije PCB

Net als de RoHS-vereisten voor loodvrij, vereisen halogeenvrije normen dat CM nieuwe materialen en productiemethoden gebruikt. Net als elke standaard “halogeenvrije” specifieke limiet die door verschillende organisaties is ingesteld. De IEC-definitie van halogenen bevat geen chloor en broom van minder dan 900 PPM en totaal geen halogenen van minder dan 1500 PPM, terwijl RoHS zijn eigen beperkingen heeft.

Now why quote “halogen-free”? Het voldoen aan de normen garandeert namelijk niet per se dat je bord halogeenvrij is. IPC schrijft bijvoorbeeld tests voor voor het detecteren van halogenen in PCBS, die typisch ionisch gebonden halogenen detecteren. De meeste halogenen die in de flux worden gevonden, zijn echter covalent gebonden, dus de test kan ze niet detecteren. Dit betekent dat u verder moet gaan dan de standaardvereisten om een ​​echt halogeenvrije plaat te maken.

Als u op zoek bent naar een specifieke bron van halogenen, dan is dat TBBPA, de BFR die vaak wordt gebruikt in laminaten. Om dit uitgangspunt te elimineren, moet u halogeenvrije laminaten specificeren, zoals actieve fosforbasislaminaten. Je vloeimiddel en soldeer kunnen ook halogenen in de print brengen, dus je zult ook met CM moeten bespreken welke alternatieven daar kunnen zijn. Het kan pijnlijk zijn om nieuwe materialen en technologieën op boards te gebruiken, maar halogeenvrije circuits hebben enkele voordelen. Halogeenvrije PCB’s hebben over het algemeen een goede warmteafvoerbetrouwbaarheid, wat betekent dat ze beter geschikt zijn voor de hoge temperatuurprocessen die nodig zijn voor loodvrije circuits. Ze hebben meestal ook een lagere permittiviteit als u de signaalintegriteit wilt behouden.

Halogeenvrij bordontwerp

De voordelen van halogeenvrije platen gaan ten koste van de toegenomen complexiteit, niet alleen in het fabricageproces, maar ook in het ontwerp. Een goed voorbeeld zijn halogeenvrije soldeer- en vloeimiddelen. Halogeenvrije varianten kunnen soms de verhouding soldeer tot vloeimiddel veranderen en krassen veroorzaken. Dit is waar het soldeer overgaat in een grote bal in plaats van dat het door het gewricht wordt verdeeld. Een manier om dit probleem op te lossen is om de pad beter te definiëren met een blokkeerfilm. Dit zal de soldeerpasta aanscherpen en defecten verminderen.

Veel nieuwe materialen hebben hun eigen ontwerpkenmerken en het kan zijn dat u contact moet opnemen met de fabrikant of wat onderzoek moet doen voordat u ze gebruikt. Halogeenvrije borden zijn in opkomst, maar zeker niet universeel. Je moet ook met je CM praten om te zien of ze de mogelijkheid hebben om PCB’s te maken van halogeenvrije materialen.

Naarmate de tijd verstrijkt, lijken we te ontdekken dat hoe meer en meer materialen we elke dag gebruiken, gezondheidsrisico’s voor ons inhouden. Daarom ontwikkelen organisaties als IEC halogeenvrije bordstandaarden. Onthoud waar halogenen gewoonlijk worden aangetroffen (BFR, oplosmiddel en isolatie), dus als u halogeenvrij nodig heeft, weet u welke halogenen u moet vervangen. Verschillende normen zorgen voor verschillende hoeveelheden halogenen en bepaalde soorten halogenen kunnen al dan niet worden gedetecteerd. U moet vooraf onderzoek doen om de locatie van probleemgebieden op de printplaat te begrijpen. Als u eenmaal weet welk materiaal u moet gebruiken, kunt u het beste contact opnemen met de fabrikant en CM om te bepalen wat de beste manier is om verder te gaan. Mogelijk moet u het ontwerp aanpassen of met CM werken aan bepaalde fabricagestappen om ervoor te zorgen dat uw bord met succes wordt voltooid.