Tính năng chống cháy của PCB (bảng mạch in) chủ yếu được thực hiện thông qua chất chống cháy trong vật liệu cơ bản để đảm bảo ngăn chặn sự lây lan của ngọn lửa ở nhiệt độ cao hoặc ngắn mạch.
★ Tiêu chuẩn chống cháy và cấp độ
PCB chống cháy thường tuân theo tiêu chuẩn UL94, các cấp phổ biến bao gồm:
📍UL94 V-0:Cấp độ chống cháy cao nhất, ngọn lửa dập tắt trong vòng 10 giây, không có giọt nóng chảy.
📍 UL94 V-1: Ngọn lửa dập tắt trong vòng 30 giây, không có giọt nước nóng chảy.
📍 UL94 V-2: Ngọn lửa dập tắt trong vòng 30 giây, nhưng cho phép một lượng nhỏ giọt nóng chảy.
📍UL94 HB: Chỉ yêu cầu tốc độ đốt ngang chậm.
Loại chất chống cháy và nguyên lý
📍Chất chống cháy halogen (có chứa brom / clo)
Các chất thông thường
Polybromobiphenyl (PBB), polybromodiphenyl ether (PBDE), tetrabromobisphenol A (TBBPA).
Nguyên tắc chống cháy
Giải phóng các gốc tự do hydro halogen (HBr / HCl) ở nhiệt độ cao, bắt các gốc tự do · OH và · H trong phản ứng chuỗi đốt cháy, giảm năng lượng ngọn lửa, thúc đẩy sự hình thành lớp carbon trên bề mặt vật liệu cơ sở, cách ly oxy. Hiệu quả chống cháy cao và chi phí thấp. Tuy nhiên, khi đốt cháy tạo ra khói độc hại (dioxin), gây ô nhiễm môi trường, đã bị hạn chế sử dụng bởi các quy định như EU RoHS.
📍Phốt pho là chất chống cháy
Các chất thông thường
Phosphate (ví dụ như TPP), ammonium polyphosphate (APP), phốt pho đỏ.
Nguyên tắc chống cháy
Phân hủy ở nhiệt độ cao để tạo ra axit polyphosphoric, thúc đẩy chất nền khử nước thành than, hình thành lớp cách nhiệt. Giải phóng các gốc tự do PO, ức chế phản ứng chuỗi ngọn lửa. Khói thấp, độc hại thấp, bảo vệ môi trường tốt hơn, nhưng có thể làm giảm sự ổn định nhiệt của vật liệu, độ ẩm mạnh hơn.
📍Chất chống cháy nitơ
Nguyên tắc chống cháy
Phân hủy nhiệt hấp thụ ở nhiệt độ cao, làm giảm nhiệt độ bề mặt vật liệu. Sản xuất NH3, N2 và các loại khí khác, pha loãng nồng độ oxy. Không độc hại, không ăn mòn, thường được sử dụng cùng với phốt pho, nhưng hiệu quả sử dụng một mình là thấp.
📍Chất chống cháy vô cơ
Các chất thông thường
nhôm hydroxit (ATH), magiê hydroxit (MDH), kẽm borat.
Nguyên lý chống cháy
ATH (nhiệt độ phân hủy ≈ 200 °C) và MDH (nhiệt độ phân hủy ≈ 300 °C) phân hủy và hấp thụ nhiệt, làm giảm nhiệt độ cơ sở. pha loãng oxy và tạo thành lớp bảo vệ. Không độc hại, khói thuốc, chi phí thấp, nhưng lượng bổ sung cần phải lên đến 40%-60%, có thể ảnh hưởng đến tính chất cơ học và tính chất điện môi của PCB.
★ Ứng dụng chống cháy của chất liệu PCB
📍FR-4 epoxy nhựa cơ sở
Nhựa epoxy brom hóa truyền thống được sử dụng (có chứa TBBPA).
Phương pháp thay thế không có halogen: sử dụng chất chống cháy phốt pho / nitơ, hoặc thêm nhôm hydroxit.
📍Vật liệu tần số cao (ví dụ như PTFE, tấm lót bằng gốm)
Thường dựa vào vật liệu chịu nhiệt cao của chính nó, hoặc thêm một lượng nhỏ phosphor / nitơ chất chống cháy.
📍PCB linh hoạt (Polyimide Substrate)
Phốt pho thường được sử dụng là chất chống cháy hoặc xử lý lớp phủ.
★ Không có halogen chống cháy
EU RoHS, REACH và các quy định khác hạn chế việc sử dụng halogen (yêu cầu hàm lượng clo / brom <900ppm).
Hệ thống hợp tác nitơ-nitơ: nâng cao hiệu quả chống cháy.
Công nghệ nano composite: chẳng hạn như silicate lớp (montmorillonite) để tăng cường độ của lớp carbon.
Chất chống cháy dựa trên sinh học phytan: nghiên cứu về các vật liệu thân thiện với môi trường như axit phytan, chitosan.
Bản sao chép từ tài khoản công cộng của WeChat - Nhà kỹ sư PCB
