Placa de Circuito Livre de Halogênio

O que é placa de circuito livre de halógeno?

Placa de circuito livre de halógeno é uma placa de circuito que não utiliza elementos halógenos no processo de fabricação.

Elementos halógenos incluem:

• Flúor (F),
• Cloro (Cl),
• Bromo (Br),
• Iodo (I),
• Astato (At).

Placas de circuito ordinárias frequentemente utilizam materiais contendo halógenos, como retardantes de chama bromados (BFRs), para prevenir incêndios. No entanto, os halógenos produzem gases tóxicos (como cloreto de hidrogênio e dioxinas) em altas temperaturas ou quando queimados, o que é prejudicial à saúde e ao meio ambiente. Por isso, muitas indústrias têm começado a utilizar materiais livres de halógenos na fabricação das placas de circuito.

Mais amigável ao meio ambiente:

• Reduzida toxicidade: Redução nas emissões de gases tóxicos, placas de circuito livres de halógenos diminuem os danos causados pelos resíduos eletrônicos
• Mais fáceis de reciclar: Materiais livres de halógenos são mais fáceis de reciclar.
• Conformidade com regulamentações: Estar em conformidade com regulamentações ambientais, como RoHS

Aspectos técnicos:

• Maior estabilidade térmica: Placas de circuito livres de halógenos geralmente possuem melhor estabilidade térmica e são adequadas para ambientes de alta temperatura.
• Melhor desempenho elétrico: Com menor constante dielétrica e fator de perda, são adequadas para transmissão de sinais de alta frequência.
• Excelentes propriedades mecânicas: Os materiais livres de halógeno utilizados geralmente oferecem maior resistência mecânica e confiabilidade.

Tipos e características de PCBs livres de halógeno

Com base em materiais, estruturas e usos, os tipos comuns são:

1. PCB Halogen-free FR-4

O tipo mais comum, utilizando substrato de resina epóxi reforçado com fibra de vidro, mas sem retardantes de chama halogenados.
• Composição do material: substrato de resina epóxi com fibra de vidro, sem retardantes de chama halogenados, com retardância à chama baseada em fósforo ou nitrogênio.
• Propriedades térmicas: temperatura de transição vítrea (Tg) é de aproximadamente 150°C ~180°C.
• Propriedades elétricas: boas propriedades elétricas e ampla gama de aplicações.

2. PCB Halogen-free de alta Tg

Adequado para ambientes de alta temperatura, com Tg mais alta que a FR4 convencional.
• Composição material: resina epóxi sem halógeno de alto Tg.
• Propriedades térmicas: Tg varia entre 170°C ~ 260°C.
• Propriedades elétricas: baixa constante dielétrica e baixo fator de dissipação, adequado para aplicações de alta frequência.

3. Placa de circuito (PCB) de poliimida sem halógeno

Excelente estabilidade térmica e resistência mecânica, adequado para ambientes agressivos.
• Composição material: resina de poliimida sem halógeno.
• Desempenho térmico: Tg excede 200°C, e a temperatura de operação contínua pode alcançar 260°C.
• Propriedades mecânicas: Alta resistência mecânica, muito estável.

4. Placa de circuito flexível (PCB) sem halógeno

Adequado para instalações que exigem flexão.
• Composição material: poliimida ou filme de poliéster livre de halogênio.
• Desempenho térmico: Bom desempenho térmico, resistente à flexão dinâmica.
• Propriedades mecânicas: Flexível e durável.

5. PCB de alta frequência sem halogênio

Projetado para circuitos de alta frequência.
• Composição material: Utiliza substrato de PTFE ou cerâmica com enchimento.
• Desempenho térmico: Excelente estabilidade térmica (ligeiramente inferior ao material PI).
• Desempenho elétrico: Constante dielétrica e fator de dissipação muito baixos, excelente integridade do sinal.

6. PCB com base metálica sem halogênio (MCPCB)

Utilizado para melhorar a dissipação de calor, materiais sem halogênio são utilizados na camada dielétrica.
• Composição material: Núcleo de alumínio/cobre + camada de isolamento sem halogênio.
• Desempenho térmico: Boa condutividade térmica, adequado para aplicações com altas exigências de dissipação de calor.
• Propriedades mecânicas: Estrutura resistente e confiável.

7. PCB HDI sem halogênio (Placa de Interconexão de Alta Densidade)

Alta densidade de linhas, utilizando processos avançados como microvias e vias enterradas.
• Composição material: Materiais de alto desempenho sem halogênio (bom desempenho elétrico e térmico).
• Desempenho térmico: Adequado para aplicações de alta densidade e alto calor.
• Desempenho elétrico: Baixa constante dielétrica e baixa perda, boa integridade de sinal.

Desafios dos PCBs sem halogênio

Embora os PCBs sem halogênio estejam sendo cada vez mais utilizados em produtos médicos, dispositivos vestíveis e outros que ficam próximos ao corpo humano, ainda enfrentam desafios

• Maior custo:

  Retardantes de chama ecologicamente corretos são mais caros do que retardantes de chama halogenados, resultando em custos aumentados para PCB.
  A produção precisa ser ajustada (armazenamento, processamento, equipamentos), aumentando os custos operacionais.

• Desafios de desempenho:

  Alcançar retardância de chama tão eficaz quanto a dos retardantes halogenados exige muitos testes.
  Novos materiais devem substituir materiais tradicionais sem reduzir o desempenho mecânico e elétrico, o que é um equilíbrio difícil.

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