無鹵阻燃劑在電子電氣（EE）環(huán)氧樹脂應(yīng)用中有哪些應(yīng)用和挑戰(zhàn)？

　　在21世紀(jì)，聚合物及其衍生產(chǎn)品在我們的日常生活中無處不在，特別是一些復(fù)合材料在過去的幾十年里已經(jīng)慢慢取代了鋼鐵和鋁合金的廣泛應(yīng)用。復(fù)合材料一般由玻纖，碳，芳族聚酰胺或天然纖維增強(qiáng)的有機(jī)聚合物基體組成。據(jù)了解，2009年歐洲玻璃纖維增強(qiáng)塑料產(chǎn)量達(dá)到了81.5萬噸。

　　電氣和電子（EE）應(yīng)用的環(huán)氧樹脂聚合物，約占玻璃纖維增強(qiáng)塑料市場的12％，同時這也是環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的主要應(yīng)用之一。在印刷電路板（PCB）中，80％的復(fù)合材料由美國電氣制造商協(xié)會（NEMA）評定為FR-4。FR-4是一種玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂層壓板，符合規(guī)定的阻燃標(biāo)準(zhǔn)（即UL 94-V0）。

　　我們知道，在火焰循環(huán)中，可以通過不同的途徑來降低火災(zāi)的發(fā)生和傷害（圖中紅色標(biāo)記代表滅火主要途徑），其中最為有效的方法是通過添加阻燃劑來改善固化樹脂的耐火性。

　　當(dāng)前，鹵化阻燃劑仍然是EE應(yīng)用的阻燃劑市場的大部分。但是，隨著新的環(huán)境法規(guī)（如REACH，WEEE和RoHS）的實(shí)施，一些溴化物將逐漸淘汰，大多數(shù)有關(guān)無鹵阻燃劑的開發(fā)都側(cè)重于磷基產(chǎn)品。這是由于磷系阻燃劑（有機(jī)和無機(jī)）通常在高溫條件下沒有傷害，并且不會形成有毒氣體，因?yàn)榱自刂饕绘i定在炭中。這些產(chǎn)品預(yù)計將成為阻燃劑市場中增長最大的份額。

　　在電子信息產(chǎn)品飛速發(fā)展的今天，PCB的發(fā)展和應(yīng)用對基板材料提出了相應(yīng)的要求：

    ①    高速、高頻：要求基板材料低介電常數(shù)(Dk)和低損耗因子(Df)；

    ②    高可靠性：要求基板材料耐離子遷移，抗導(dǎo)電性陽極絲(CAF)失效；

    ③    多層數(shù)：要求基板材料高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(L)、低熱膨脹系數(shù)(CTE)及低吸水性等；

    ④    環(huán)境友好：要求基板材料無鹵，適應(yīng)無鉛焊接工藝。

　　因此對于PCB中無鹵阻燃劑的替換，除必須符合上述4點(diǎn)要求，同時還需要滿足：

    ①    達(dá)到防火標(biāo)準(zhǔn)；

    ②    可回收性；

    ③    燃燒時不會產(chǎn)生有毒物質(zhì)，對人體及環(huán)境無害；

    ④    更替后，對材料各方面性能影響較小；

    ⑤    經(jīng)濟(jì)適用。

　　無論從經(jīng)濟(jì)性、安全性還是從材料性能考慮，高效無鹵阻燃劑成為阻燃工業(yè)發(fā)展的方向。目前很多無鹵阻燃劑都被應(yīng)用于PCB工業(yè)中，常見的產(chǎn)品包括下表所列。

　　隨著時代的發(fā)展，電子產(chǎn)品對環(huán)保及性能要求越來越高。同時達(dá)到PCB材料的諸多性能要求的難度非常大，因此應(yīng)該分化開發(fā)。許多研究工作者在無鹵PCB基板材料開發(fā)方面做出了很大的貢獻(xiàn)，但是目前對于使用無鹵基板材料后電子產(chǎn)品失效及可靠性方面參考資料較少。部分研究表明使用無鹵PCB基板材料更易導(dǎo)致產(chǎn)品失效，失效機(jī)理有待進(jìn)步一研究，這也成為廣大研究工作者進(jìn)一步的工作方向。