无卤基板当道，如何对卤素的品管检测产生助力？

2024/07/04   下载量： 0 次

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应用领域 电子/电气
检测样本 电子元器件产品
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参考标准 Hitachi XRF EA1400

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什么是卤素化合物

卤素化合物经常用在阻燃剂、增塑剂、着色剂等功能，被广泛用于电子设备、印刷电路板、缆绳导线、包装材料等。阻燃剂因为无法回收使用，而且在燃烧加热过程中会释放腐蚀性气体等有害物质，威胁到人类身体健康看及地球环境。因此各国都在禁止或限量使用，法规称作「无卤规范」，主要影响为电子制造产业，电子产品业者逐渐被要求淘汰产品中所含的聚氯乙烯 (PVC) 及溴系阻燃剂 (BFRs) 等卤素化合物。
 
限用有害物质每一均值材料限值
氯（Cl）<900ppm
溴（Br）<900ppm
氯+溴（CI+Br）<1,500ppm

传统PCB材料制造过程会使用包括卤素在内等的大量化学药剂，加上早期常发生不肖业者未按照法规排放污水的事件，导致PCB产业背上高环境污染产业的恶名。因此目前PCB电路板也受到无卤规范的限制，例如铜箔基板CCL的选择方面，针对无卤素的要求，主要是需以无卤材料替代基材中所添加的耐燃剂的卤素，再用含磷的环氧树脂取代溴化环氧树脂材料等，才不致挥发毒性。
 
PCB
▲图一  无卤PCB基本不止对环境更友善，性能相比传统PCB质量更大幅提升

而无卤素PCB相比一般PCB更是有许多优点，如下：

  • 绝缘：能提高环氧树脂的绝缘电阻和抗击穿能力。

  • 吸水率：低吸水率能提高材料的可靠性和稳定性。

  • 热稳定性：可以减少并降低热所导致的膨胀系数。


目前国际各大电路板供货商也在无卤PCB基板的研发上投入了更多的资金，台湾大厂如联茂、台光电、台耀也是如此，可以预见未来对无卤PCB的需求将越来越大，当然对PCB的卤素品管要求也会越来越严格。
 
Hitachi桌上型XRF EA1400
▲Hitachi桌上型XRF EA1400可快速筛检PCB内卤素是否超标，可谓是PCB厂商不可或缺的品保设备

而卤素中的氯属于较轻元素，因此对于XRF荧光元素分析仪较难精确有效定量检测，并极易受到大气环境及样品中不同成分元素背景干扰。为使氯的检测更精准可靠，Hitachi EA1400 XRF采业界感度最高SDD检测器、优异的分辨率、DPD图谱分离技术（Digital Peak Decomposition）、氯专用滤波器等优化硬件，可使检测结果更准确（详细内容可参阅文章：Hitachi EA1400有效控管无卤素，让客户不再焦「氯」 (techmaxasia.com)。除卤素外，大厂如苹果、台积电、三星…等大厂也会对其它有害物质有限制要求，Hitachi EA1400 XRF一样可协助品保进行精密管控。
 
Hitachi EA1400桌上型XRF有害物质检测下限参考（ppm）
材质/元素BrClPSnSb
PE3.15.37.03.04.0
PVC2.0(Base)293.03.6

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