什么是PCB无卤基材？

何为无卤基材？

按照JPCA-ES-01-2003标准：氯(C1)、溴(Br)含量分别小于0.09％Wt(重量比)的覆铜板，定义为无卤型覆铜板。(同时，CI+Br总量≤0.15％[1500PPM])

为什么要禁卤？

卤素，指化学元素周期表中的卤族元素，包括氟(F)、氯(CL)、溴(Br)、碘(1)。目前，阻燃性基材，FR4、CEM-3等，阻燃剂多为溴化环氧树脂。溴化环氧树脂中，四溴双酚A、聚合多溴联苯，聚合多溴联苯乙醚，多溴二苯醚是覆铜板的主要阻燃料，其成本低，与环氧树脂兼容。但相关机构研究表明，含卤素的阻燃材料(聚合多溴联苯PBB：聚合多溴化联苯乙醚PBDE)，废弃着火燃烧时，会放出二嗯英(dioxin戴奥辛TCDD)、苯呋喃(Benzfuran)等，发烟量大，气味难闻，高毒性气体，致癌，摄入后无法排出，不环保，影响人体健康。因此，欧盟发起，禁止在电子信息产品以PBB、PBDE作为阻燃剂。中国信息产业部同样文件要求，到2006年7月1日起，投入市场的电子信息产品不能含有铅、汞、六价铬、聚合多溴联苯或聚合多溴化联苯乙醚等物质。

欧盟的法律禁止使用的是PBB和PBDE等六种物质，据了解，PBB和PBDE在覆铜板行业已基本上不在使用，较多使用的是除PBB和PBDE以外的溴阻燃材料，例如四溴双苯酚A，二溴苯酚等，其化学分子式是CISHIZOBr4。这类含溴作阻燃剂的覆铜板未有任何法律法规加以规定，但这类含溴型覆铜板，燃烧或电器火灾时，会释放出大量有毒气体(溴化型)，发烟量大；在PCB作热风整平和元件焊接时，板材受高温(>200)影响，也会释放出微量的溴化氢；是否也会产生二恶英，还在评估中。因此，含有四溴双酚A阻燃剂的FR4板材，目前法律上没有被禁止，还可以使用，但不能叫作无卤板材。

无卤基板的原理

就目前而言，大部分的无卤材料主要以磷系和磷氮系为主。含磷树脂在燃烧时，受热分解生成偏聚磷酸，极具强脱水性，使高分子树脂表面形成炭化膜，隔绝树脂燃烧表面与空气接触，使火熄灭，达到阻燃效果。含磷氮化合物的高分子树脂，燃烧时产生不燃性气体，协助树脂体系阻燃。

无卤板材的特点

1. 材料的绝缘性

由于采用P或N来取代卤素原子因而一定程度上降低了环氧树脂的分子键段的极性，从而提高质的绝缘电阻及抗击穿能力。

2. 材料的吸水性

无卤板材由于氮磷系的还氧树脂中N和P的狐对电子相对卤素而言较少，其与水中氢原子形成氢键的机率要低于卤素材料，因而其材料的吸水性低于常规卤素系阻燃材料。对于板材来说，低的吸水性对提高材料的可靠性以及稳定性有一定的影响。

3. 材料的热稳定性

无卤板材中氮磷的含量大于普通卤系材料卤素的含量，因而其单体分子量以及Tg值均有所增加。在受热的情况下，其分子的运动能力将比常规的环氧树脂要低，因而无卤材料其热膨胀系数相对要小。