Halogener i polyklorert bifen

Hvis du spør de fleste designere hvor halogenelementene i en PCB er funnet, er det tvilsomt de ville fortelle deg. Halogener finnes ofte i bromerte flammehemmere (BFR), klorerte løsningsmidler og polyvinylklorid (PVC). Halogener er tydeligvis ikke farlige i alle former eller konsentrasjoner, og det er ingen helseproblemer med å holde PVC-rør eller drikke vann fra springen. Hvis du skulle brenne det røret og puste inn klorgass som frigjøres når plasten går i stykker, kan det være en annen historie. Dette er hovedproblemet med halogener i elektronikk. De kan publiseres på slutten av PCB -livssyklusen. Så, hvor finner du halogener i kretskortet?

Som du vet, brukes PVC ikke bare til rør, men også til ledningsisolasjon, og kan derfor være en kilde til halogener. Klorerte løsemidler kan brukes til å rense PCBS under produksjon. BFR brukes til PCB-laminater for å redusere risikoen for platebrann. Nå som vi har undersøkt hovedkilden til halogener i kretsen, hva skal vi gjøre med det?

Halogenfritt PCB

I likhet med RoHS blyfrie krav, krever halogenfrie standarder at CM bruker nye materialer og produksjonsmetoder. Akkurat som enhver standard “halogenfri” spesifikk grense satt av forskjellige organisasjoner. IEC-definisjonen av halogener inneholder ikke klor og brom mindre enn 900 PPM og totale halogener mindre enn 1500 PPM, mens RoHS har sine egne begrensninger.

Hvorfor sitere «halogenfri»? Dette er fordi det å oppfylle standardene ikke nødvendigvis garanterer at brettet ditt er halogenfritt. For eksempel foreskriver IPC tester for å påvise halogener i PCBS, som typisk påviser ionisk bundne halogener. Imidlertid er de fleste halogenene som finnes i fluksen kovalent bundet, så testen kan ikke oppdage dem. Dette betyr at for å lage et virkelig halogenfritt ark, må du gå lenger enn standardkravene.

Hvis du leter etter en spesifikk kilde til halogener, er en TBBPA, som er BFR som vanligvis brukes i laminater. For å eliminere dette utgangspunktet må du spesifisere halogenfrie laminater, for eksempel aktive fosforbaserte laminater. Flussmiddelet og loddetinnet kan også introdusere halogener i PCB-en, så du må også diskutere med CM hvilke alternativer som kan finnes der. Det kan være smertefullt å bruke nye materialer og teknologier på brett, men halogenfrie kretser har noen fordeler. Halogenfri PCBS har generelt god varmeavledningssikkerhet, noe som betyr at de er bedre egnet for høytemperaturprosessene som kreves for blyfrie kretser. De har vanligvis også lavere permittivitet hvis du vil bevare signalintegriteten.

Halogenfritt brettdesign

Fordelene med halogenfrie plater kommer på bekostning av økt kompleksitet, ikke bare i produksjonsprosessen, men også i designet. Et godt eksempel er halogenfrie loddemidler og flussmidler. Halogenfrie varianter kan noen ganger endre forholdet mellom loddemiddel og fluss og forårsake riper. Det er her loddetinn smelter sammen til en stor ball i stedet for å bli fordelt gjennom leddet. En måte å løse dette problemet på er å bedre definere puten med en blokkerende film. Dette vil øke loddemassen og redusere feil.

Mange nye materialer har sine egne designegenskaper, og du må kanskje kontakte produsenten eller gjøre noen undersøkelser før du bruker dem. Halogenfrie plater er på fremmarsj, men på ingen måte universelle. Du bør også snakke med CM for å se om de har evnen til å produsere PCBS fra halogenfrie materialer.

Etter hvert som tiden går, ser vi ut til å oppdage at jo flere og flere materialer vi bruker hver dag utgjør en helserisiko for oss. Det er derfor organisasjoner som IEC utvikler halogenfrie kortstandarder. Husk hvor halogener vanligvis finnes (BFR, løsemiddel og isolasjon), så hvis du trenger halogenfri, vet du hvilke halogener du skal erstatte. Ulike standarder tillater ulike mengder halogener, og visse typer halogener kan eller ikke kan oppdages. Du må gjøre undersøkelser på forhånd for å forstå plasseringen av problemområder på PCB. Når du vet hvilket materiale du skal bruke, er det best å sjekke med produsenten og CM for å finne den beste veien videre. Det kan hende du må justere designet eller jobbe med CM på visse produksjonstrinn for å sikre at brettet er vellykket fullført.