無鹵環氧覆銅板處于快速增長期

    由于歐盟WEEE、RoHS2份指令并沒有禁用所有含鹵阻燃劑,因此電子電氣設備無鹵化的大推動力來自于日本、歐洲的一些整機廠。近年來出于市場競爭和提高公司形象的目的,一些日歐整機廠如SONY、TOSHIBA、NOKIA、PHILIPS、ERICSSON、CANON、FU-JITSU等,積極在其產品中推行無鹵化,據環氧樹脂行業協會專家介紹,無鹵型覆銅板需求量將從2005年的占50%提高至2008年的占80%。國內由生益科技于2002年率先開發出無鹵型FR-4覆銅板(S1155)及多層板用粘結片(S0155)、無鹵型CEM-3(S2155),并于當年開始試產試銷。無論是預測數據還是實際銷售數據,都顯示出無鹵型覆銅板正處于快速增長期。
    無鹵阻燃型覆銅板也稱無鹵型覆銅板(Halo-gen-free CCL)、環保型覆銅板、綠色覆銅板,這種板材不含有鹵素、銻、紅磷等成份,燃燒性達到UL 94 V-0級,是近年來發展較快的新一代覆銅板。
    2003年2月13日歐盟正式公布“關于報廢電子電氣設備(歐盟第2002/96/EC號指令,簡稱WEEE)及《關于在電子電氣設備中限制使用某些有害物質》(歐盟2002/95/EC,簡稱RoHS)2份指令,宣布從2006年7月1日起,禁止在電子電氣設備中使用多溴聯苯(PBB)和多溴聯苯醚(PBDE),這些阻燃劑被證明在燃燒過程中會產生致癌的多溴代苯并惡英(PBDD)和多溴代二苯并呋喃(PBDF)。雖然現在的覆銅板沒有使用這兩種禁用的含鹵阻燃劑,而且覆銅板大量采用的四溴雙酚A(TBBA)也被證明在燃燒時不會產生二惡英,其對環境和人類是安全的,但是日本及歐洲的一些電子電器整機廠出于市場競爭目的,已將禁用范圍擴展至全部含鹵阻燃劑。
    在無鹵型覆銅板的產業化方面,日本的覆銅板廠家始終走在前面。據環氧樹脂行業協會專家介紹,1995年7月日本東芝化學率先推出TLC-751TRG無鹵型CEM-3覆銅板,1997下半年日本住友電木、日立化成、松下電工等廠家開始批量生產、銷售無鹵型FR-1覆銅板,1998年日本東芝化學、松下電工先后推出無鹵型FR-4覆銅板,1999年松下電工推出無鹵型RCC(涂樹脂銅箔),當時無鹵型覆銅板已形成系列產品,幾乎全部有鹵型覆銅板均有相對應的無鹵型覆銅板。國內龍頭企業廣東生益科技股份有限公司,于2002年在國內率先開發出無鹵型FR-4覆銅板(S1155)及多層板用粘結片(S0155)、無鹵型CEM-3(S2155),并于當年開始試產試銷,銷售量逐年上升。
    早期無鹵型覆銅板的阻燃主要通過采用添加型阻燃劑來實現,常見的有含磷、含氮的添加型阻燃劑如磷酸酯類、聚磷酸胺、氰脲酸三聚氰胺,以及氫氧化鋁、氫氧化鎂等,由于添加量大,使板材的玻璃轉變溫度(Tg)、耐熱性、加工性等性能降低;采用添加型含磷阻燃劑,還會導致板材吸水率上升,耐潮濕性降低,板材在熱風整平、元器件裝配時的高溫沖擊下容易分層起泡,板材在潮濕條件下的電性能也會下降。出于成本、板材性能及用途考慮,目前無鹵型紙基覆銅板和無鹵型復合基覆銅板仍然采用添加型阻燃劑為主,而無鹵型玻纖布基覆銅板則主要采用反應型阻燃劑。近年來各種高性能的無鹵型覆銅板相繼被開發出來:日本利昌工業(株)于2002年開發出一種高彈性模量的無鹵型FR-4覆銅板,產品編號為CS-3356S,其彈性模量是普通FR-4覆銅板的1.5倍,達到31GPa,板材具有優秀的耐潮濕性、絕緣可靠性、通孔可靠性、耐堿性等;日本住友電木(株)于2002年開發的ELC-4778GS無鹵型低介電常數多層板用覆銅板,1MHz的介電常數為3.6,介質損耗角正切為0.0037,Tg(DSC)為220℃;廣東生益科技股份有限公司于2004年上半年推出無鹵型高Tg覆銅板,產品編號是S1165,板材Tg(DSC)>165℃,綜合性能優秀,耐堿性優異,已進入用戶試用階段。近兩年已有多家廠推出無鹵型高Tg覆銅板,例如日立化成(株)的MCL-RO-67G(Tg>160℃)、住友電木(株)的ELC-4756GS(Tg>170℃)等。
    此外一些不含鹵素、銻和磷的覆銅板也相繼開發。據環氧樹脂行業協會專家介紹,日本三菱瓦斯的CCL-ELl50無鹵型FR-4覆銅板采用氫氧化鋁為阻燃劑,板材具有低的熱膨脹系數(CTE),粘結片適合CO2激光打孔;日本電氣株式會社(NEC)開發的無鹵無磷、靠自身特殊結構阻燃的阻燃劑多官能環氧樹脂,是由多官能環氧樹脂和容易形成炭化結構的苯酚類物質的固化劑反應結合而成,已成功在無鹵型覆銅板上應用。由于含磷廢棄物仍有可能危害地球水生環境,因此無鹵無銻無磷的“三無”覆銅板將是下一代環保型覆銅板的開發方向。覆銅板無鹵化已成為業內一個重要的研究課題??梢灶A見隨著歐盟兩份指令的實施、市場競爭的推動以及人類環保意識的提高,無鹵阻燃型覆銅板發展前景廣闊,未來幾年將繼續保持高速增長態勢。