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无卤层压板生产PCB的相关法律及技术问题

2007.09.02阅读 977

  2006年9月6日在英国伯明翰举行的欧洲印刷电路板协会技术研讨会圆满闭幕。
  随着OEM纷纷将新型电子产品的无卤材料及其RoHS顺应程序列入清单,而他们并不一定了解裸印刷电路板生产工艺或成本受到的影响,因而该研讨会探究了由无卤层压板生产PCB的相关法律规定及其遇到的技术问题。

  惠普的环境战略师Hans Wendschlag以全球OEM的的观点做了发言,OEM存在的巨大挑战是顺应全球不同产品标准化组织和标识制度提出的往往相互冲突的要求。一个具有讽刺性例子就是,欧洲各成员国对WEEE指令的诠释千差万别。而诸如整合性产品政策指令和耗能产品环保设计指令等更多指令将日益整合至CE(符合欧洲标准)标识法规。OEM考虑的一大商业因素是"绿色公共采购"——在欧洲开支占该地区国内生产总值(GDP)16%的公共机构利用环境因素来证实其采购的合理性,并因而对市场具有深重影响。迄今为止,惠普已提出了1000多项有关原料与阻燃剂的环保声明。按公司政策规定,其已禁用聚溴联苯(PBB)、聚苯并恶唑(PBO)及多溴二苯醚(PBDE),并尽可能避免使用聚氯乙烯(PVC)。

  预计欧洲阻燃剂的年消费量为

46.5万吨。来自欧洲溴化阻燃剂工业小组的Veronique Steukers陈述了其为证明整合四溴双酚A(TBBPA)至FR4层压树脂不会产生有害人类健康或环境的物质所做的工作。而值得注意的是,尽管预计将于2007年春季生效的新"化学材料登记、评估、授权与限制"(REACH)法规要求相关原料制造商和出口商递交有关所有原料(不仅限于阻燃剂)物理、化学及毒物学特性的相关资料,并自行交纳所需费用,但欧洲并不存在限制目前PCB中使用的任何阻燃剂的相关法规。

  科莱恩的Adrian Beard博士特别谈及了阻燃层压板,描述了其在技术上和经济上的利弊,并列举了各种事例。可通过在传统的树脂系统中采用诸如精制氢氧化铝、芳基磷酸盐或专利次膦酸盐等添加剂,或通过开发基于诸如三嗪改性酚醛树脂或二氢氧杂膦菲氧化物等原料的新树脂或硬化剂来实现阻燃作用。不少无卤层压板已上市,其中大部分产自远东CONTROL ENGINEERING China版权所有,而且尽管部分层压板的物理性能已较TBBPA-FR4有了提高,但增加的成本普遍抵消了这些益处。

  雅宝公司的Paul Ranken再次强调无任何根据可证明将TBBPA整合至FR4树脂会产生任何有毒物质或有害环境的物质控制工程网版权所有,他指出:"所有含卤的碳机体(包括人类)在焚化时都会形成某些二氧(杂)芑,但燃烧含TBBPA原料形成的所有二氧(杂)芑不在任何法律机构考虑的范围之内。"通过重审实现UL94V-0阻燃性的多种可选途径所需的相对成本(均大大高于基线FR4的相应成本),他推断所有有用的贴装系统不仅能够在成本、毒物性及环境因素方面超越TBBPA,而且还展示了重大的使用性能益处。

  层压板供应商Geoff Layhe of Lamar描述了部分商业原料的特性,其处理特征类似于标准FR4。与传统的氰基胍固化FR4相比,最新无卤层压板经展示能提供更佳的热传导性、更优良的比较跟踪指数、更强的阳极性玻纤丝漏电阻力及更高的通孔可靠性。欧洲人对这种原料的使用率日益提高,其目前每月使用约5万平方米的层压板及14万平方米的预制品,但这一消费的主要驱动力来自日本和东南亚。无铅焊料兼容性是一种潜在的技术优势www.cechina.cn,但是否真正存在环境问题或营销问题仍有待确认。

  尽管如上所述无卤层压板的处理特征表面上与FR4并无差异www.cechina.cn,但安美特的Steve Price却发出了一项警告,他描述了除胶渣和金属化学品供应商为改编和最优化其工艺参数以适应各案需求所须采取的重大特征程序。总而言之,这些原料的化学阻力高于FR4,而要实现有效处理需要供应商和PCB生产商紧密合作以进行更加严密的控制。

  欧洲印刷电路板协会(EIPC)技术总裁Michael Weinhold在总结各项发言及其展开的互动讨论时评论道:"您可能会因为采用了这些环保材料而取得更多市场份额,但利润不会因此而增长。"而PCB制造商将预计与以往一样承担额外的费用,除非EIPC及其成员能够说服OEM和EMS公司分担一半的成本(通过让其意识到受营销驱动的无卤PCB需求带来了更加昂贵的原料及生产工艺,并开导其工程师尽管部分无卤PCB提高的热阻力可能会促进无铅焊接,但也增加了相应的费用)。

  他还提醒代表们说,尽管日本提出了不少新"绿色"计划,而且这些计划随后被纳入了欧洲标准须遵循的IEC标准之内,但国际电工委员会认为日本仅有一张选票CONTROL ENGINEERING China版权所有,而由25个成员国组成的欧盟显然能以多数票反对被认为不利于欧洲电子行业的提议。

 

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