一、前言
根据IEC61249-2-21的要求，对于无卤素制造线路板规定了所用的电子焊接材料、树脂以及增强性能的材料中卤素的最高含量，无卤素成为继2006年7月1日ROHS指令实施以来电子行业的又一次绿色革命。
二、卤素的内涵
卤素是希腊语，原意是盐碱地的意思，卤素或者卤族元素包括氟、氯、溴、碘和砹五种化学元素。在电子业领域，人们仅对溴和氯最感兴趣。
三、 为什么要实行无卤素
含溴、氯化合物的电子废料、塑胶产品中含有卤素类阻燃剂、PVC，当这些产品废弃燃烧时，易产生有害物质戴奧辛和酸性气体（HCl），经由生物累积，危害环境和人体健康，联合国国际环境规划已将其列入持久性有机污染物。
卤化物广泛存在于印刷电路板、焊接掩膜、模塑化合物、连接器，以及其他常见的电子产品中。如印刷电路板的阻燃剂中有含卤材料，其中PBB和PBDE的毒性是人们最为关心的。含有卤素的电路板和电子产品在不完全燃烧的情况下会产生许多副产品，包括二恶英（dioxin）和呋喃类化合物（furan-like compound），以及酸性或腐蚀性气体，这些对环境及人的健康具有潜在危害。
目前大部分电力及通信电缆均含有卤素，这种线缆在燃烧时就会散发出有毒雾状化学物质。一旦发生火灾，线缆燃烧产生的酸性气体将损伤人们的鼻子、嘴和喉咙，烟雾还容易使人迷失方向，难以逃离火灾现场。因此欧盟的RoHS条例禁止在印刷电路板中使用PBB和PBDE这两种含卤材料。现在有人企图在电子器件中限制使用所有的含卤材料。他们认为，焚烧电子器件时，溴化材料会生成剧毒的二恶英。他们要求禁止使用的含卤材料超出了RoHS最初只限制PBB和PBDE的规定。无卤素可能会成为继2006年7月1日RoHS（有害物质限制）指令实施以来电子行业的又一次绿色革命。
和卤化物的危害相比，RoHS指令限制使用的六种有害物质（铅Pb、镉Cd、汞Hg、六价铬CR6+四种重金属和多溴二苯醚PBDE、多溴联苯PBB两种阻燃剂）的危害更是触目惊心。其中，铅会对神经系统直接造成伤害；镉会对骨骼、肾脏、呼吸系统造成伤害；汞会对中枢神经和肾脏系统造成伤害；六价铬会造成遗传性基因缺陷；多溴二苯醚PBDE和多溴联苯是强烈的致癌性和致畸性物质。从无铅、RoHS到无卤素，再到挪威要求禁止使用18种有害物质的PoHS指令，对材料越来越严格的环保要求不但能显著减少电子产品对环境的污染，还能有效保障我们的健康。
消除卤素的市场推动因素：
- 对环境和健康的担心： 环保意识逐渐增强，人们更加关注有害物质对环境和健康的潜在危害。
- 某些溴化阻燃剂确实有毒： 多溴联苯、多溴二苯醚等溴化阻燃剂的毒性引起了广泛关注。
- 许多溴化阻燃剂与已知有毒的多氯联苯结构相似： 担心溴化阻燃剂可能产生与多氯联苯类似的有害物质。
- 刺激了对所有溴化阻燃剂的防范心理： 为了安全起见，人们倾向于避免使用任何含卤素的材料。
- 产品寿命终止燃烧处理产生的毒副产品： 在电子产品寿命结束时，焚烧可能产生危险的副产品。
- 卤素的不完全燃烧产生二恶英： 不完全燃烧时，卤素可能生成二恶英，这是一种极其有害的物质。
- 废弃电器常温燃烧在全球范围内盛行： 废弃电子设备的不适当处理可能导致有害物质的释放。
- 环境组织强烈反对溴化阻燃剂： 许多环保组织积极倡导无卤素制造。
- 在环境组织的推动下，OEM正在寻求无卤素解决方案并将这一要求推及整个供应链。
- 各大主要OEM公告消除溴化物： 一些知名的电子产品制造商积极宣布他们的产品将不再含有溴化物。
四、无卤素相关法规及其内容
根据各种法规和标准，可接受的卤素含量如下：
- 溴为900ppm
- 氯为900ppm
- 卤素的总含量最多为1500ppm
无卤素制造的要求规范：
- IPC低卤素电子标准工作组4-33A & JEDEC JC14委员会：所有PCB基材必须满足IPC-4101B标准中定义的低卤素溴和氯的要求。
- 目前RoHS II正在修订中。
- 对于许多不同来源的卤素，以及低水平卤素含量对环境的最低限度影响，大多数机构采用国际电化学委员会（IEC）所规定的含量水平，作为其最终装配产品的要求。
五、无卤化的检测与分析
为了证明电路板用的材料中不含卤素，制造商必须进行焚烧测试，然后用离子色谱法测定有没有卤族元素。燃烧时溴化活化剂材料分解，在这些材料中，溴化物中的原子在室温下以共价健结合成溴化物分子。
测试方法包括：
- prEN 14582 Characterization of waste – Halogen and sulfur content – Oxygen combustion in closed systems and determination method
- Method A: Calorimetric bomb method
- Method B: Schoniger flask combustion method
- IEC 61189-2 测试方法，用于电子材料、PCB板以及互联结构件和组装件 part 2 TEST 2C12 测试方法用于互联结构件
- JPCA-ES-01-2003无卤素材料的测试方法
- IPC TM-650（Number2.3.41）
六、 无卤化制程面临的挑战与机遇
无卤化运动对于中国企业来说，带来了挑战和机遇。虽然我们在环保运动中处于被动地位，但也可以从中汲取经验教训。成功应对了无铅化，现在又面对无卤化的挑战。如果我们能够积极应对无卤化，那么我们将更好地应对未来可能出现的新环保要求。
因此，无卤化制程既是挑战，也是机遇。它可以推动企业采用更环保的制造方法，减少对环境的负担，提高产品的市场竞争力。同时，它也要求企业不断创新，寻找替代材料和制程，以满足环保标准。
结论
随着全球环保要求的不断提高，无卤素制造已经成为电子行业的必然趋势。消除卤素可以减少有害物质的排放，保护环境和人类健康。因此，无卤素制造不仅是一种法规要求，也是企业可持续发展的重要方向。通过积极应对无卤素制程的挑战，企业可以实现更环保的生产，同时也迎来了更广阔的市场机遇。
常见问题解答
Q1. 什么是卤素在电子制造中的问题？
卤素在电子制造中可能导致有害物质排放，对环境和人体健康产生潜在危害。
Q2. 为什么电子行业要实行无卤素制造？
无卤素制造有助于减少有害物质排放，保护环境和人体健康，满足全球环保需求。
Q3. 无卤素制造的法规和标准是什么？
各种法规和标准规定了卤素含量的限制，如溴为900ppm，氯为900ppm，总卤素含量最多为1500ppm。
Q4. 无卤化制程是否具有商机？
是的，无卤化制程可以提高产品的市场竞争力，满足环保需求，有助于企业的可持续发展。
Q5. 为什么无卤化制程对中国企业既是挑战又是机遇？
无卤化制程对中国企业提出了挑战，但也可以推动企业采用更环保的制造方法，提高市场竞争力。
