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国际电工委员会IEC TC111将禁用聚四氟乙烯

九月 29, 2017 | Doug Sober, Essex Technologies Group
国际电工委员会IEC TC111将禁用聚四氟乙烯

之前我曾说过,国际电工委员会的111技术委员会(简称TEC TC111)正准备在电子产品中全面禁用聚四氟乙烯(PTFE)材料。随着历史发展,电子行业为了达到“无卤化”(或更准确而言“低卤化”)标准,已经对4种卤族元素中的2种(溴和氯)进行了管控。而如今,氟也被拖下了水,所谓原因只是其在元素周期表中所处的位置。

目前,IEC TC111“电气电子产品和系统环境标准化”委员会正在进行一项重要标准的推进活动。这项新提出的标准,即IEC63031,题为《用于电子电气产品中的低卤素材料定义》。这一最新草案已分发给IEC各成员国国家委员会并于2017年9月15日截止征询意见。

鉴于这一新标准对氟行业可能产生的负面影响,希望本文能阐明这一问题,并有助于寻求支持,以促进委员会修订现行草案(CD)的范围和对“低卤素”的相关定义。期待以此保护氟聚合物(PTFE)产品长期以来的良好声誉,以免与其他法规、贸易限制的混淆和重复,并且避免增加成本。

无卤化缘起

2001年,IEC TC91(TC52)第四工作组会议期间,我们认为应该制订一个无卤化FR-4覆铜板的规格。一些日本厂商在全球销售这类板材和预浸料,但一直没有相关的规范管理这种业务。虽然当时的营业额还很小,但我们知道这种产品线必定会增长。

会议期间,日本和美国提出了符合他们业界的相关数据标准,最大限值要求为:氯小于等于900ppm,溴小于等于900ppm,而氯+溴的总含量小于等于1500ppm。工作组其余4名成员国同意了这一标准,完成了这一IEC标准文件的制订,即IEC 61249-2-21,作为FR-4产品无卤(低卤)材料的界定标准。

氟,何其无辜?

禁止使用卤素的理由是因为一些溴化和氯化阻燃剂,它们在燃烧尤其是低温燃烧时,会产生二噁英和其他有毒物质,这些物质被普遍认为对人体健康和环境都是有害的。为此,与这些安全问题有关的卤化阻燃剂都已禁止用于电子供应链,而其他卤化阻燃剂则仍被广泛应用,因为它们非常有用,也不会对健康或安全产生有害影响。

在电子工业中,氟的使用仅限于由聚四氟乙烯树脂构成的基材。氟在此并不是作为阻燃剂存在的,而是其本身固有的树脂属性,甚至,通过添加玻璃纤维增强后,能复合产生UL94 V-0阻燃等级的基材。所以,与某些溴化和氯化阻燃剂恰恰相反,PTFE并不构成安全问题。事实上,当你想到聚四氟乙烯(Teflon®)炊具,就会知道这是一种完全惰性的东西,即使食物在其中经过高温烹煮,我们也能放心食用。

所以,当时IEC并没有把氟卤纳入无卤讨论。而IPC无卤化技术委员会也未在

其编制的行业卤素材料白皮书中将此纳入,他们还选择给氟“大开绿灯”。此文件题为《印制电路板和组件中对于阻燃用卤素IPC白皮书和技术报告(对于“无卤素”误解的修正)》(2)。

明确公布用于基材的溴和氯标准后,IPC和JEDEC又提出了联合标准,界定了电子供应链中其他元器件的标准,包括连接器、元件、阻焊层、敷形涂层、电子外壳以及电源线。此文件,即IPC/JEDEC 联合标准J-STD-709,题为《电子元件和组件材料中的低卤溴氯管控标准》(3)。

注意到这个标题中缺少了什么吗?很显然,此处完全没有提及氟。此文档后来改由JEDEC单独发布,但是,标题和内容仍仅涉及对氯和溴含量的管控标准,而未添加任何关于氟的限制,因为氟不会对健康或环境造成威胁。关于为何氟和碘未被纳入JEDEC管控标准,在附录C(资料)中也有特别提及,题为《低卤素材料仅包括对溴和氯的声明》。

IEC TC111采纳JEDEC作为公开标准发布——《PAS 63015:JEDEC/ECA JS709B联合发布关于电子产品“低卤化”管控标准》,并将其纳入IEC标准体系。JEDEC文档能被IEC直接导入,完全归功于两者的合作。但此标准一经发布,TC111成员便决定重写现已发布的此项标准,并且着手新的工作项目提案。

文件的第二稿现正通过成员国分发。IPC、IEC TC91、JEDEC和JPCA都发布了用于基材、印制电路板、组件及电子成品中的溴和氯的环保标准,而下文TC 111新提出的文件中却把氟也纳入管控,“仅仅因为它在元素周期表的卤族中”。据我所知,PTFE基材从未引发健康和环境相关问题。事实上,含氟聚合物本身危害低,且对各行各业都有其独特的功效,包括医疗保健,食品相关应用、航空航天、化学加工、建筑、汽车、电子、能源、环保、以及户外科技服装。

结语

如果这个提议真的被成员国批准并由IEC出版,那么基本上,PTFE基材将被禁用于电子产品。此文件题为《用于电子电气产品中的低卤素材料定义》,其具体要求如下:

“低卤化”材料中卤素物质(氟F+氯Cl+溴Br+碘I)的总含量须小于0.9 %(质量),且同时满足IEC 91 62474标准中关于所有卤代物的规定。

参考文献

  1. International Electrotechnical Commission, information on IEC TC 111.
  2. IPC white paper: IPC-WP/TR-584A, final draft May 2007.
  3.  IPC/JEDEC STD-709 (copy of proposed standard for ballot, reference only, since revised).

Stephen Tisdale,拥有41年电子行业从业经历,职业生涯的大部分时间致力于IPC,JEDEC和IEC标准化推动。

Doug Sober,Essex科技集团的总裁,点击这里可以联系他。

标签:
#环境  #合规 


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