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2020年09月28日行業(yè)資訊

無鹵阻燃劑在電子電氣(EE)環(huán)氧樹脂應用中有哪些應用和挑戰(zhàn)?

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在21世紀,聚合物及其衍生產(chǎn)品在我們的日常生活中無處不在,特別是一些復合材料在過去的幾十年里已經(jīng)慢慢取代了鋼鐵和鋁合金的廣泛應用。復合材料一般由玻纖,碳,芳族聚酰胺或天然纖維增強的有機聚合物基體組成。據(jù)了解,2009年歐洲玻璃纖維增強塑料產(chǎn)量達到了81.5萬噸。


電氣和電子(EE)應用的環(huán)氧樹脂聚合物,約占玻璃纖維增強塑料市場的12%,同時這也是環(huán)氧樹脂復合材料的主要應用之一。在印刷電路板(PCB)中,80%的復合材料由美國電氣制造商協(xié)會(NEMA)評定為FR-4。FR-4是一種玻璃纖維增強環(huán)氧樹脂層壓板,符合規(guī)定的阻燃標準(即UL 94-V0)。

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


當前,鹵化阻燃劑仍然是EE應用的阻燃劑市場的大部分。但是,隨著新的環(huán)境法規(guī)(如REACH,WEEE和RoHS)的實施,一些溴化物將逐漸淘汰,大多數(shù)有關(guān)無鹵阻燃劑的開發(fā)都側(cè)重于磷基產(chǎn)品。這是由于磷系阻燃劑(有機和無機)通常在高溫條件下沒有傷害,并且不會形成有毒氣體,因為磷元素主要被鎖定在炭中。這些產(chǎn)品預計將成為阻燃劑市場中增長最大的份額。


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

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,抗導電性陽極絲(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:要求基板材料無鹵,適應無鉛焊接工藝。

因此對于PCB中無鹵阻燃劑的替換,除必須符合上述4點要求,同時還需要滿足:

①達到防火標準;

②可回收性;

③燃燒時不會產(chǎn)生有毒物質(zhì),對人體及環(huán)境無害;

④更替后,對材料各方面性能影響較??;

⑤經(jīng)濟適用。

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


隨著時代的發(fā)展,電子產(chǎn)品對環(huán)保及性能要求越來越高。同時達到PCB材料的諸多性能要求的難度非常大,因此應該分化開發(fā)。許多研究工作者在無鹵PCB基板材料開發(fā)方面做出了很大的貢獻,但是目前對于使用無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鹵PCB基板材料更易導致產(chǎn)品失效,失效機理有待進步一研究,這也成為廣大研究工作者進一步的工作方向。

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