Halogener i polyklorerad bifeni

Om du frågar de flesta designers var halogenelementen i a PCB finns, är det tveksamt att de skulle berätta för dig. Halogener finns vanligtvis i bromerade flamskyddsmedel (BFR), klorerade lösningsmedel och polyvinylklorid (PVC). Halogener är helt klart inte farliga i alla former eller koncentrationer, och det finns inga hälsoproblem med att hålla i PVC-rör eller dricka kranvatten. Om du skulle bränna det där röret och andas in klorgas som frigörs när plasten går sönder, kan det vara en annan historia. Detta är huvudproblemet med halogener i elektronik. De kan publiceras i slutet av PCB:s livscykel. Så, exakt var hittar du halogener i kretskortet?

Som ni vet används PVC inte bara för rörledningar utan också för trådisolering och kan därför vara en källa till halogener. Klorerade lösningsmedel kan användas för att rengöra PCBS under tillverkningen. BFR används för PCB-laminat för att minska risken för brädbrand. Nu när vi har undersökt huvudkällan för halogener i kretsen, vad ska vi göra åt det?

Halogenfritt PCB

Liksom RoHS blyfria krav kräver halogenfria standarder att CM använder nya material och tillverkningsmetoder. Precis som vilken standard som helst “halogenfri” specifik gräns som anges av olika organisationer. IEC -definitionen av halogener innehåller inte klor och brom mindre än 900 PPM och totalt halogener mindre än 1500 PPM, medan RoHS har sina egna begränsningar.

Varför nu citera “halogenfri”? Detta beror på att uppfyllandet av standarderna inte nödvändigtvis garanterar att din bräda är halogenfri. Till exempel föreskriver IPC tester för att detektera halogener i PCBS, som vanligtvis detekterar jonbundna halogener. De flesta halogener som finns i flussmedlet är emellertid kovalent bundna, så testet kan inte detektera dem. Detta innebär att för att göra en verkligt halogenfri plåt måste du gå längre än standardkraven.

Om du letar efter en specifik källa till halogener är en TBBPA, som är den BFR som vanligtvis används i laminat. För att eliminera denna utgångspunkt måste du ange halogenfria laminat, såsom aktiva fosforbaslaminat. Ditt flussmedel och lod kan också införa halogener i kretskortet, så du måste också diskutera med CM vilka alternativ som kan finnas där. Det kan vara smärtsamt att använda nya material och tekniker på brädor, men halogenfria kretsar har vissa fördelar. Halogenfria PCBS har generellt god värmeavledningssäkerhet, vilket innebär att de är bättre lämpade för de högtemperaturprocesser som krävs för blyfria kretsar. De har också vanligtvis lägre permittivitet om du vill bevara signalintegriteten.

Halogenfri skivdesign

Fördelarna med halogenfria skivor kommer till priset av ökad komplexitet, inte bara i tillverkningsprocessen utan även i designen. Ett bra exempel är halogenfria lödningar och flussmedel. Halogenfria varianter kan ibland ändra förhållandet mellan löd och flussmedel och orsaka repor. Det är här lodet smälter samman till en stor kula istället för att fördelas över hela fogen. Ett sätt att lösa detta problem är att bättre definiera dynan med en blockerande film. Detta kommer att skärpa upp lödpastan och minska defekter.

Många nya material har sina egna designegenskaper, och du kan behöva kontakta tillverkaren eller göra lite forskning innan du använder dem. Halogenfria skivor är på frammarsch, men inte på något sätt universella. Du bör också prata med din CM för att se om de har förmågan att tillverka PCBS av halogenfria material.

Allt eftersom tiden går verkar vi finna att ju fler och fler material vi använder varje dag utgör hälsorisker för oss. Det är därför organisationer som IEC utvecklar halogenfria kortstandarder. Kom ihåg var halogener vanligtvis finns (BFR, lösningsmedel och isolering), så om du behöver halogenfri vet du vilka halogener som ska ersättas. Olika standarder tillåter olika mängder halogener, och vissa typer av halogener kan eller kanske inte detekteras. Du måste göra efterforskningar i förväg för att förstå var problemområdena finns på kretskortet. När du väl vet vilket material du ska använda är det bäst att kolla med tillverkaren och CM för att avgöra den bästa vägen framåt. Du kan behöva justera designen eller arbeta med CM på vissa tillverkningssteg för att säkerställa att din bräda slutförs framgångsrikt.