Vous avez peut-être déjà entendu parler de circuits imprimés sans halogène lors de vos achats ou de vos manipulations. Mais qu'est-ce qu'un circuit imprimé sans halogène et quelle est la différence avec un circuit imprimé standard ? Vous vous posez sans doute de nombreuses questions ; cet article vous présentera brièvement les circuits imprimés sans halogène.
Qu'est-ce qu'un circuit imprimé sans halogène ?
En matière de fabrication de circuits imprimés, on entend souvent parler de circuits imprimés sans halogène. Ces circuits imprimés sont dépourvus de composants halogénés. Le chlore, le brome, le fluor, l'iode et l'astate sont des halogènes extrêmement nocifs pour la santé. Pour être considérés comme « sans halogène », les circuits imprimés doivent contenir moins de 900 parties par million de chlore ou de brome et moins de 1 500 parties par million d'halogènes.
Les stratifiés cuivrés contenant moins de 0.09 % (en poids) de brome (Br) et de chlore (Cl) sont définis comme des stratifiés cuivrés sans halogène, conformément à la norme JPCA-ES-01-2003 (lorsque la teneur totale en Br et Cl est inférieure à 0.15 % [1 500 ppm]). Les circuits imprimés sans halogène sont fabriqués à partir de stratifiés cuivrés exempts d'halogènes.
Qu'est-ce qu'un circuit imprimé sans halogène ?
Quelques entreprises spécialisées dans les stratifiés pour circuits imprimés proposent des stratifiés et des préimprégnés sans halogène présentant diverses caractéristiques de performance, électriques, physiques et thermiques.
Les matériaux pour circuits imprimés sans halogène ne contiennent pas plus d'une quantité spécifique d'éléments halogènes (chlore, brome ou fluor).
Les retardateurs de flamme bromés (RFB) sont utilisés depuis de nombreuses années dans l'électronique pour réduire les risques de dommages liés aux incendies, mais en raison de préoccupations environnementales, commerciales et législatives, de plus en plus d'industries optent pour des PCB sans halogène.
Le coefficient de dilatation thermique (CTE) des stratifiés de circuits imprimés sans halogène est souvent inférieur à celui des circuits imprimés classiques. Ils présentent également une durée de cycle T-288 plus longue et une température Td plus élevée, ce qui leur permet de supporter des températures et des cycles de refusion plus importants.
Découvrez les principales différences entre les six stratifiés de circuits imprimés sans halogène les plus populaires.
| EMC | Panasonic | Panasonic | NAN YA | NAN YA | UETCB | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Produit | EM-370(D) | R-1566W / R-1551W | Meg2 (R-1577 / R-1570) | NPG-150N | NPG-170N | PCB sans halogène |
| Type | Époxy haute température de transition vitreuse sans halogène | Époxy haute température de transition vitreuse sans halogène | Époxy haute température de transition vitreuse sans halogène | Époxy sans halogène à température de transition vitreuse moyenne | Époxy haute température de transition vitreuse sans halogène | Époxy haute température de transition vitreuse sans halogène |
| IPC-4101E | /127 /128 /130 | / 127/128 | /127 /128 /130 | / 127/128 | / 127/128 | /127 /128 /130 |
| Compatible avec le processus sans plomb | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ |
| Sans halogène | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ |
| UL approuvé | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ |
| Inflammabilité UL94 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 |
| Tg – Température de transition vitreuse °C (DSC) |
175 | 148 | 170 | 150 | 170 | 180 |
| Td – Température de décomposition ºC (TGA) | 385 | 350 | 380 | 350 | 360 | 390 |
| Dk 1 GHz | 4.10 | 4.60 | 4.14 | 3.8 – 4.0 | 4.1 – 4.3 | 4.1 – 4.5 |
| Dk 2-3 GHz | ||||||
| Dk 10-12 GHz | 4 | |||||
| Df 1 GHz | 0.011 | 0.010 | 0.010 | 0.011-0.013 | 0.009-0.012 | 0.009-0.012 |
| Df 2-3 GHz | ||||||
| Df 10-12 GHz | 0.015 | 0.013 | ||||
| Absorption d'humidité (%) | 0.10 % | 0.14 % | 0.14 % | 0.20 to 0.30 % | 0.20-0.30% | 0.20-0.30% |
| CTE Axe Z (ppm/°C) Pré Tg | 40 | 40 | 34 | 30 – 50 | 30-50 | 30 – 55 |
| % CTE Axe Z (50-200ºC) | 0.022 | |||||
| Valeur maximale du coefficient de dilatation thermique (CTE) sur les axes X et Y (PPM/°C) avant Tg | 15 | 15 | 16 | 13 | 13 | 17 |
| Nombre de cycles de stratification | 7 | |||||
| Force de pelage – 1 oz (35 μm) | 0.788 kN / m | 1.8 kN / m | 1.3 kN / m | 1.40 kN / m | 1.23 kN/m – 1.57 kN/m | 1.40 kN / m |
| T288 (avec cuivre) | 60 min. | 3 min. | 25 min. | 5 min. | 5 min. | 5 min. |
| Module de flexion | 0.46 GPa – 0.50 GPa | 23 GPa | ||||
| résistivité volumique | 1×1010⁹ MΩ – cm | 1×109⁹ MΩ – cm | ||||
| Résistivité de surface | 1×108⁸ MΩ | |||||
| Stabilité dimensionnelle Axe XY | 0.01-0.03% | 0.01-0.03% |
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Le fluor (F), le chlore (Cl), le brome (Br), l'iode (I) et l'astate (A) sont tous des halogènes. De plus, il est bien connu que ces éléments présentent de nombreux avantages en matière de retardement de flamme. Dans les retardateurs de flamme pour l'électronique, le chlore (Cl) et le brome (Br) sont couramment utilisés.
On trouve des retardateurs de flamme halogénés dans de nombreux circuits imprimés courants, tels que les circuits imprimés FR4 et CEM3. Selon plusieurs études, ces dispositifs sont extrêmement dangereux pour la santé humaine. En cas d'incendie, ils dégagent d'importantes quantités de fumées toxiques, extrêmement nocives pour l'organisme et à l'odeur nauséabonde.
Toux ou ronflements, nausées, troubles de la vision, irritation cutanée, difficultés respiratoires et brûlures oculaires sont autant de symptômes d'une intoxication au chlore ou au brome. Les composés chlorés peuvent également réagir avec les hydrocarbures pour produire des dioxines, substances cancérigènes très dangereuses pour l'homme.
Cancérogène dangereux pour l'homme
- Biphényles polybromés (PBB)
- Éthers diphényliques polybromés (PBDE).
Plus tard en 2008, deux autres ont été ajoutés, qui sont
- Tétrabromobisphénol A (TBBPA)
- Hexabromocyclododécane (HBCD ou HBCDD)
À cette époque, l'utilisation du PBB, du TBBPA et du PBDE était la plus importante pour les retardateurs de flamme dans les PCB.
L'UE et la Chine ont récemment interdit les PBB et les PBDE dans tous les appareils électriques. Pour obtenir des améliorations concrètes, il est indispensable d'interdire les halogènes. Par ailleurs, préserver notre environnement est aussi crucial que préserver notre propre santé.
Grâce aux progrès technologiques, les fabricants produisent désormais des circuits imprimés de qualité et utiles sans avoir recours à ces composés dangereux.
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Au lieu des biphényles polychlorés sans halogène, les consommateurs préfèrent aujourd'hui utiliser du phosphore, de l'azote et du phosphore.
La décomposition thermique est nécessaire pour décomposer les résines phosphorées et obtenir ainsi un acide polyphosphorique totalement anhydre. Elle crée également un revêtement carbonisé sur la face arrière de la résine polymère.
L'expansion est liée à la surface isolante de la résine, qui agit comme extincteur et retardateur de flamme. Cette dernière propriété ignifuge est renforcée par une combinaison de phosphore et d'azote dans la résine polymère, qui produit des gaz incombustibles lors de sa combustion.
Performances des circuits imprimés sans halogène.
Isolation.
La polarité des liaisons moléculaires de l'époxy diminue lorsque P ou N remplace l'halogène, ce qui augmente la résistance d'isolation et la tension de claquage.
Résistance à la chaleur.
Les PCB sans halogène contiennent des quantités d'azote et de phosphore nettement supérieures à celles des cartes ordinaires, ce qui augmente le poids moléculaire du monomère et la température de transition vitreuse (Tg).
Étant donné que la mobilité moléculaire des PCB sans halogène est inférieure à celle des cartes en résine époxy ordinaires lorsqu'elles sont chauffées, le coefficient de dilatation thermique (CTE) des PCB sans halogène est comparativement faible.
Développement des ressources en eau.
Ceci s'explique par le fait que les résines réductrices d'oxygène à base d'azote et de phosphore possèdent relativement peu d'électrons P et N. De ce fait, les atomes d'hydrogène présents dans l'eau ont peu de chances de se lier à l'hydrogène, contrairement aux halogènes. La quantité d'eau utilisée dans les circuits imprimés sans halogène est inférieure à celle des circuits imprimés traditionnels, ce qui peut avoir un impact sur leur fiabilité.
Les circuits imprimés sans halogène sont-ils adaptés à vos besoins ?
Le matériau des circuits imprimés sans halogène est robuste, transparent en couleur et ignifuge, ce qui le rend idéal pour une utilisation dans les panneaux, les enseignes et autres produits.
- Tout appareil électrique, téléviseur, moniteur ou autre produit électronique doit être correctement isolé. De plus, les circuits imprimés sans halogène offrent une meilleure isolation et peuvent être facilement utilisés dans ces appareils.
- Les circuits imprimés sans halogène offrent des performances supérieures en haute fréquence. Par conséquent, pour tout équipement haute fréquence, ils constituent une option économique. Les circuits imprimés sans halogène peuvent être utilisés sur tous les marchés.
Si l'on compare les cartes sans halogène aux circuits imprimés traditionnels, on constate que les halogènes sont plus chers que les circuits imprimés traditionnels en raison du coût élevé des équipements et autres procédures.
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