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绿色型环氧树脂阻燃剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-2-4 16:27:41
对于绿色型环氧树脂阻燃剂,有三种技术途径:a)反应型。让氮、磷与环氧树脂反应改性,使环氧树脂主链上具有磷、氮分子结构。此途径仍然以主树脂阻燃作用为主:b)添加型。在环氧树脂中添加磷、氮等化学结构的绿色型环氧树脂阻燃剂,c)符合型。利用高含氮化学结构或含有三嗪环主链的树脂或者化合物作环氧树脂的固化剂,并且以其它不含卤数的绿色型环氧树脂阻燃剂加以配合。

目前溴化物阻燃剂的替代物限于红磷和使用高含量的无机物填料。红磷本身又存在热稳定性和毒性的问题。磷类阻燃剂又会降低板子的玻璃转变温度和其它性能,比较合适的含量为2~2.5%。而ATH(Al 的三水合物)或者是Mg(OH)2等无机填料的重量要达到50%。反过来又会影响板子的性能。

特别是加大了刚性和硬度,增加了脆性,减少冲击和拉伸强度。而且,它们也会使板子产生吸湿问题。于是使用这类阻燃剂的板子烘烤时间要长一些。日本公司已经开发出了用ZHS(氢氧化锌锡酸盐)或者ZS(锡酸锌)配合无机填料作阻燃剂的覆铜电路板。这种板子有较好的阻燃、抗热、抑止有害烟尘等特点。这些绿色的基板材料有纸基覆铜板、环氧玻璃基覆铜板和复合基覆铜板。

机械、热疲劳性能:Hwang,J.S对用于第3类型互连的各种合金系做了各种优化设计,并在机械热疲劳方面展开了深入研究。提出在材料方面强化办法有:掺杂非合金化夹杂物、微观结构强化、合金化强化以及填料的宏观复合等。其合金系屈服强度、抗拉强度、断裂塑性应变、塑性性能、弹性模量等机械性能指标接近甚至远远超过63Sn37Pb。而与可靠性密切相关的热疲劳性能也远远超过63Sn37Pb(99.3Sn0.7Cu除外)。

焊角翘起:这是无铅通孔焊接的一个突出问题。虽然SnBiAg 系合金是个较好的选择,但是发生焊角翘起的可能性也最严重。在通孔焊接过程中,面对Cu 焊盘区域的凝固受阻,热便顺着焊盘内部的孔壁传导,致使在焊接的最后阶段还有很大的热量;另外枝晶的形成使得界面处形成富Bi 区;同时焊料/Cu引脚与PCB之间热膨胀失配会产生应力;这些都是导致翘起的原因。日本在这方面研究较多,共发现了3种类型的翘起。解决问题的方法有改变阻焊层和焊盘设计、调整焊料成分、快速冷却等。


磷酸三苯酯(阻燃剂TPP)

包装方式:净重25KG/复合纸袋(内衬黑色塑料袋),一个小柜装12.5吨。

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合金的选用还涉及资源、成本物理性能等多个方面。合金元素的产量和现对成本参考值,其中Bi和In资源匮乏,而Ag和In又是贵金属,给增加额外成本。列举了铅替代金属的相关物理性能。

Mulugeta Abtew和Guna Selvaduray对电子封装中各种合金以及不同成分的无铅焊料做了成本、资源、润湿性、机械强度、抗疲劳能力、热膨胀系数、金属间化合物形成等相关方面的研究和总结,指出目前数据缺乏,也很难统一,而且只是停留在实验室研究阶段[2]。Kay Nimmo对全球工业无铅合金也做了相关研究,建议基本合金为SnAgCu系;而SMT使用SnAgBi系;波峰焊则使用SnCu系。

电路板和元件无铅涂层电路板涂层一般使用传统的63Sn37Pb热风平整(HASL)工艺。而Ni/Au涂层和可焊性有机涂层(OSP)也有较长的历史。工业界对无铅涂层及其可焊性进行了透彻的研究,表明无铅合金涂层的制备与原来的相比,其工艺没有或者只有很小的变化。

一般说来,无铅合金在OSP上性能更好,但是在锡、银或者钯等金属涂层上可以提高可焊性。虽然金在高锡合金中的溶解速率较快,但是金涂层厚度很小,溶解速率对焊点中金的成分没有影响,而且无铅合金可以包含一定量的金而不会发生象铅锡合金那样的脆性问题。

比较有希望的涂层选择有:苯并三氮唑或者苯并唑唑OSP、浸镀Ag、浸镀Au/电镀Ni、热风平整Sn/Cu、Sn/Bi、化学镀Pd/化学镀Ni、化学镀Pd/Cu、Sn等。元件表面无铅涂层也有很多选择,如: Pd/Ni、Sn、Au、Ag、Ni/Pd、Ni/Au、Ag/Pt、Ag/Pd、Pt/Pd/Ag、Ni/Au/Cu、Pd以及NiPd等。

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