Talvez você também já tenha se deparado com placas de circuito impresso (PCBs) sem halogênio ao comprar ou manusear uma PCB. Então, o que é uma PCB sem halogênio e qual é a diferença entre ela e uma PCB padrão? Você pode ter muitas dúvidas, e o artigo a seguir apresentará brevemente as PCBs sem halogênio.
O que é uma placa de circuito impresso (PCB) sem halogênio?
Quando se trata da fabricação de placas de circuito impresso (PCB) atualmente, ouvimos ou lemos com frequência sobre PCBs sem halogênios. As placas de circuito impresso sem componentes halogenados são conhecidas como PCBs sem halogênios. Cloro, bromo, flúor, iodo e astato são elementos halogenados extremamente prejudiciais à saúde humana. Para serem considerados “livres de halogênio”, os PCBs devem conter menos de 900 partes por milhão de cloro ou bromo e menos de 1.500 partes por milhão de halogênio.”
Laminados de folha revestida de cobre com teores de bromo (Br) e cloro (Cl) inferiores a 0,09% (em peso) são definidos como laminados revestidos de cobre isentos de halogênios, de acordo com a norma JPCA -ES-01-2003 (desde que o total de Br e Cl seja inferior a 0,15% [1.500 ppm]). Os PCBs isentos de halogênios são fabricados com laminados revestidos de cobre que não contêm halogênios.
O que é uma placa de circuito impresso (PCB) sem halogênio?
Algumas empresas de laminados para placas de circuito impresso oferecem laminados e pré-impregnados sem halogênio, com diversas características de desempenho, elétricas, físicas e térmicas.
Os materiais para placas de circuito impresso (PCB) sem halogênio não contêm mais do que uma quantidade específica de elementos halogênicos (cloro, bromo ou flúor).
Os retardantes de chamas bromados (BFRs) têm sido utilizados na indústria eletrônica há muitos anos para reduzir o risco de danos e prejuízos relacionados a incêndios; no entanto, devido a preocupações ambientais, de mercado e legislativas, cada vez mais setores estão optando por PCBs sem halogênio.
O coeficiente de expansão térmica (CTE) dos laminados de PCB sem halogênio costuma ser menor do que o dos PCBs comuns. Eles também apresentam tempos de duração T-288 mais longos e uma temperatura Td mais elevada, o que lhes permite suportar temperaturas e ciclos de refluxo mais elevados.
Descubra as principais diferenças entre os seis laminados para PCB sem halogênio mais populares.
| EMC | Panasonic | Panasonic | NAN YA | NAN YA | UETPCB | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Produto | EM-370(D) | R-1566W / R-1551W | Meg2 (R-1577 / R-1570) | NPG-150N | NPG-170N | PCB sem halogênio |
| Tipo | Epóxi sem halogênio e com alto Tg | Epóxi sem halogênio e com alto Tg | Epóxi sem halogênio e com alto Tg | Epóxi de Tg médio sem halogênio | Epóxi sem halogênio e com alto Tg | Epóxi sem halogênio e com alto Tg |
| IPC-4101E | /127 /128 /130 | /127 /128 | /127 /128 /130 | /127 /128 | /127 /128 | /127 /128 /130 |
| Compatível com processos sem chumbo | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ |
| Sem halogênio | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ |
| Aprovado pela UL | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ |
| Inflamabilidade UL94 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 |
| Tg – Temperatura de transição vítrea ºC (DSC) |
175 | 148 | 170 | 150 | 170 | 180 |
| Td – Temperatura de decomposição 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 |
| 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 | ||||
| Absorção de umidade (%) | 0.10% | 0.14% | 0.14% | 0.20-0.30% | 0.20-0.30 % | 0.20-0.30 % |
| CTE do eixo Z (ppm/ºC) antes do Tg | 40 | 40 | 34 | 30 – 50 | 30-50 | 30 – 55 |
| % de CTE no eixo Z (50-200 °C) | 0.022 | |||||
| Valor máximo do CTE nos eixos X e Y (PPM/ºC) antes da Tg | 15 | 15 | 16 | 13 | 13 | 17 |
| Número de ciclos de laminação | 7 | |||||
| Resistência ao descolamento – 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 (com cobre) | 60 min. | 3 min. | 25 min. | 5 min. | 5 min. | 5 min. |
| Módulo de flexão | 0,46 GPa – 0,50 GPa | 23 GPa | ||||
| Resistividade volumétrica | 1×10¹⁰ MΩ – cm | 1×10⁹ MΩ – cm | ||||
| Resistividade superficial | 1 × 10⁸ MΩ | |||||
| Estabilidade dimensional nos eixos X e Y | 0.01-0.03 % | 0.01-0.03 % |
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O flúor (F), o cloro (Cl), o bromo (Br), o iodo (I) e o astato (A) são todos halogênios (At). Além disso, é amplamente reconhecido que todos os elementos halogênicos oferecem inúmeros benefícios em termos de retardamento de chamas. Nos retardantes de chamas para produtos eletrônicos, o cloro (Cl) e o bromo (Br) são comumente utilizados.
Os retardantes de chamas contendo halogênio são encontrados em muitas placas de circuito impresso comumente utilizadas, como as placas FR4 e CEM3. De acordo com diversos estudos, os retardantes de chamas contendo halogênio são extremamente perigosos para os seres humanos. Quando o equipamento entra em combustão, libera volumes significativos de fumos tóxicos que são extremamente perigosos para o corpo humano e apresentam um odor desagradável.
Tosse ou ronco, náusea, distúrbios visuais, irritação na pele, dificuldades respiratórias e ardor nos olhos são sintomas de intoxicação por cloro ou bromo. Os compostos à base de cloro também podem reagir com hidrocarbonetos, produzindo dioxinas, que são um carcinógeno extremamente perigoso para os seres humanos.
Substância cancerígena perigosa para os seres humanos
- Bifenilos polibromados (PBB)
- Éteres difenílicos polibromados (PBDE).
Mais tarde, em 2008, foram adicionados mais dois, que são
- Tetrabromobisfenol A (TBBPA)
- Hexabromociclododecano (HBCD ou HBCDD)
Naquela época, o uso de PBB, TBBPA e PBDE constituía os retardantes de chamas mais importantes nos PCBs.
O PBB e o PBDE foram recentemente proibidos em todos os aparelhos elétricos pela União Europeia e pela China. Para alcançar melhorias significativas, os halogênios devem ser proibidos. Além disso, preservar nosso meio ambiente é tão importante quanto preservar a nós mesmos.
À medida que a tecnologia avança, os fabricantes estão produzindo placas de circuito impresso (PCBs) de boa qualidade e úteis, sem a necessidade desses compostos perigosos.
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Em vez de bifenilos policlorados sem halogênio, os consumidores hoje em dia preferem utilizar fósforo, nitrogênio e fósforo.
É necessário recorrer à decomposição térmica para decompor as resinas que contêm fósforo, de modo a permitir a formação de um ácido polifosfórico totalmente anidro. Esse processo também gera um revestimento carbonizado na face posterior da resina polimérica.
A expansão está associada à superfície isolante da resina, que atua como extintor de incêndio e retardante de chamas. A técnica de retardamento de chamas é auxiliada por uma combinação de fósforo e nitrogênio na resina polimérica, que gera gases não combustíveis quando queimada.
Desempenho de placas de circuito impresso sem halogênio.
Isolamento.
A polaridade das ligações moleculares do epóxi diminui à medida que o P ou o N substituem o halogênio, aumentando a resistência de isolamento e a tensão de ruptura.
Resistência ao calor.
As placas de circuito impresso (PCB) sem halogênio apresentam teores de nitrogênio e fósforo substancialmente maiores do que as placas comuns, o que aumenta o peso molecular do monômero e o valor da Tg.
Como a mobilidade molecular das placas de circuito impresso sem halogênio é menor do que a das placas comuns de resina epóxi quando aquecidas, o coeficiente de expansão térmica (CTE) dessas placas é comparativamente baixo.
Desenvolvimento dos recursos hídricos.
Isso ocorre porque as resinas redutoras de oxigênio à base de nitrogênio e fósforo possuem relativamente poucos elétrons de P e N. Consequentemente, é improvável que os átomos de hidrogênio da água se liguem ao hidrogênio, ao passo que a ligação com halogênios é provável. A quantidade de água utilizada em placas de circuito impresso (PCBs) sem halogênios é menor do que nas placas tradicionais, o que pode afetar a confiabilidade.
Os PCBs sem halogênio são a opção certa para você?
O material de PCB sem halogênio é resistente, transparente e retardante de chamas, o que o torna perfeito para uso em painéis, letreiros e outros produtos.
- Qualquer aparelho elétrico, TV/monitores ou outro produto eletrônico precisa estar devidamente isolado. Além disso, os PCBs sem halogênio oferecem melhor isolamento e podem ser utilizados com facilidade nesses produtos ou aparelhos.
- As placas de circuito impresso sem halogênio oferecem desempenho superior em altas frequências. Por isso, para qualquer equipamento de alta frequência, as placas sem halogênio podem ser uma opção de baixo custo. As placas de circuito impresso sem halogênio podem ser utilizadas em qualquer mercado.
Quando comparamos placas sem halogênio com as placas de circuito impresso tradicionais, percebemos que as placas sem halogênio são mais caras do que as tradicionais devido ao alto custo dos equipamentos e de outros procedimentos.
Serviços personalizados de fabricação de placas de circuito impresso sem halogênio da UETPCB
- Possuímos as certificações ISO 9001, IPC 600 e IPC 610 em matéria de qualidade.
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- Suporte a DFX desde o início, incluindo DFM, DFA e DFT.
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- Uma fábrica inteligente controlada por software que pode ser monitorada ao longo de todo o processo de produção.
- Durante a montagem da placa de circuito impresso, realize várias verificações automatizadas para garantir a qualidade do protótipo da placa.
- A transição da fase de prototipagem para a produção é contínua.