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2020年09月28日行業(yè)資訊

無(wú)鹵阻燃劑在電子電氣(EE)環(huán)氧樹(shù)脂應(yīng)用中有哪些應(yīng)用和挑戰(zhàn)?

無(wú)鹵阻燃劑.jpg


在21世紀(jì),聚合物及其衍生產(chǎn)品在我們的日常生活中無(wú)處不在,特別是一些復(fù)合材料在過(guò)去的幾十年里已經(jīng)慢慢取代了鋼鐵和鋁合金的廣泛應(yīng)用。復(fù)合材料一般由玻纖,碳,芳族聚酰胺或天然纖維增強(qiáng)的有機(jī)聚合物基體組成。據(jù)了解,2009年歐洲玻璃纖維增強(qiáng)塑料產(chǎn)量達(dá)到了81.5萬(wàn)噸。


電氣和電子(EE)應(yīng)用的環(huán)氧樹(shù)脂聚合物,約占玻璃纖維增強(qiáng)塑料市場(chǎng)的12%,同時(shí)這也是環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料的主要應(yīng)用之一。在印刷電路板(PCB)中,80%的復(fù)合材料由美國(guó)電氣制造商協(xié)會(huì)(NEMA)評(píng)定為FR-4。FR-4是一種玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂層壓板,符合規(guī)定的阻燃標(biāo)準(zhǔn)(即UL 94-V0)。

我們知道,在火焰循環(huán)中,可以通過(guò)不同的途徑來(lái)降低火災(zāi)的發(fā)生和傷害(圖中紅色標(biāo)記代表滅火主要途徑),其中最為有效的方法是通過(guò)添加阻燃劑來(lái)改善固化樹(shù)脂的耐火性。


當(dāng)前,鹵化阻燃劑仍然是EE應(yīng)用的阻燃劑市場(chǎng)的大部分。但是,隨著新的環(huán)境法規(guī)(如REACH,WEEE和RoHS)的實(shí)施,一些溴化物將逐漸淘汰,大多數(shù)有關(guān)無(wú)鹵阻燃劑的開(kāi)發(fā)都側(cè)重于磷基產(chǎn)品。這是由于磷系阻燃劑(有機(jī)和無(wú)機(jī))通常在高溫條件下沒(méi)有傷害,并且不會(huì)形成有毒氣體,因?yàn)榱自刂饕绘i定在炭中。這些產(chǎn)品預(yù)計(jì)將成為阻燃劑市場(chǎng)中增長(zhǎng)最大的份額。


在電子信息產(chǎn)品飛速發(fā)展的今天,PCB的發(fā)展和應(yīng)用對(duì)基板材料提出了相應(yīng)的要求:

①高速、高頻:要求基板材料低介電常數(shù)(Dk)和低損耗因子(Df);

②高可靠性:要求基板材料耐離子遷移,抗導(dǎo)電性陽(yáng)極絲(CAF)失效;

③多層數(shù):要求基板材料高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(L)、低熱膨脹系數(shù)(CTE)及低吸水性等;

④環(huán)境友好:要求基板材料無(wú)鹵,適應(yīng)無(wú)鉛焊接工藝。

因此對(duì)于PCB中無(wú)鹵阻燃劑的替換,除必須符合上述4點(diǎn)要求,同時(shí)還需要滿(mǎn)足:

①達(dá)到防火標(biāo)準(zhǔn);

②可回收性;

③燃燒時(shí)不會(huì)產(chǎn)生有毒物質(zhì),對(duì)人體及環(huán)境無(wú)害;

④更替后,對(duì)材料各方面性能影響較小;

⑤經(jīng)濟(jì)適用。

無(wú)論從經(jīng)濟(jì)性、安全性還是從材料性能考慮,高效無(wú)鹵阻燃劑成為阻燃工業(yè)發(fā)展的方向。目前很多無(wú)鹵阻燃劑都被應(yīng)用于PCB工業(yè)中。


隨著時(shí)代的發(fā)展,電子產(chǎn)品對(duì)環(huán)保及性能要求越來(lái)越高。同時(shí)達(dá)到PCB材料的諸多性能要求的難度非常大,因此應(yīng)該分化開(kāi)發(fā)。許多研究工作者在無(wú)鹵PCB基板材料開(kāi)發(fā)方面做出了很大的貢獻(xiàn),但是目前對(duì)于使用無(wú)鹵基板材料后電子產(chǎn)品失效及可靠性方面參考資料較少。部分研究表明使用無(wú)鹵PCB基板材料更易導(dǎo)致產(chǎn)品失效,失效機(jī)理有待進(jìn)步一研究,這也成為廣大研究工作者進(jìn)一步的工作方向。

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