危險物質限制指令/ROHS

歐盟於2003年2月通過了《有害物質限制指令2002/95/EC》(RoHS 1),即《關於在電氣和電子設備中限制使用某些有害物質的指令》的簡稱[2] 。

RoHS 1指令於2006年7月1日生效,並被要求執行,成為每個成員國的法律。 該指令限制(有例外)在製造各種類型的電子和電氣設備時使用十種有害物質。 除了例外情況外,還有太陽能電池板等產品的例外情況。 它與《廢棄電氣和電子設備指令》(WEEE)2002/96/EC(現已被取代)密切相關,該指令規定了電氣產品的收集、迴圈和回收目標,是解決大量有毒電子廢物問題的立法舉措之一。 在演講中,RoHS通常被拼寫出來,或發音為[citation needed] /rɒs/, /rɒʃ/, /roʊz/, or /ˈroʊhɒz/, 並指歐盟標準,除非另有規定。

詳情

每個歐盟成員國將以該指令為指導,採取自己的執行和實施政策。

RoHS通常被稱為 「無鉛指令」,但它限制了以下十種物質的使用。

鉛(Pb)
汞(Hg)
鎘(Cd)
六價鉻(Cr6+)
多溴聯苯(PBB)
多溴二苯醚 (PBDE)
鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)
鄰苯二甲酸丁苄酯(BBP)
鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)
鄰苯二甲酸二異丁酯(DIBP)
最大允許濃度。 0.1%[5]

鎘的最高含量:0.01%。

DEHP、BBP、DBP和DIBP是作為2015年3月31日發佈的DIRECTIVE (EU) 2015/863指令的一部分而添加的。

PBB和PBDE是幾種塑膠中使用的阻燃劑。 六價鉻用於鍍鉻、鉻酸鹽塗層和底漆,以及鉻酸中。

非豁免產品中的最大允許濃度為0.1%或1000ppm(镉除外,其限制为0.01%或100ppm),以重量計。 這些限制是針對產品中的每一種同質材料,這意味著這些限制並不適用於成品的重量,甚至不適用於某個部件,而是適用於任何一種(理論上)可以機械分離的單一材料–例如,電纜的護套或部件引線的鍍錫。

舉例來說,一台收音機是由外殼、螺絲、墊圈、電路板、揚聲器等組成。 螺絲、墊圈和外殼可能都是由同質材料製成的,但其他部件由許多不同類型的材料組成的多個子部件組成。 例如,電路板是由裸露的印刷電路板(PCB)、積體電路(IC)、電阻、電容、開關等組成。 一個開關由外殼、槓桿、彈簧、觸點、引腳等組成,其中每個都可能由不同的材料製成。 觸點可能是由表面有塗層的銅條組成。 一個揚聲器由一個永久磁鐵、銅線、紙等組成。

所有可以被確定為同質材料的東西都必須符合限制。 因此,如果事實證明外殼是由塑膠製成的,其中有2300ppm(0.23%)的多溴聯苯用作阻燃劑,那麼整個收音機將不符合該指令的要求。

為了彌補RoHS 1的漏洞,2006年5月,歐盟委員會被要求審查目前被排除在外的兩個產品類別(監測和控制設備,以及醫療設備),以便將來納入必須符合RoHS的產品。 此外,委員會還接受延長期限或按物質類別、物質位置或重量排除的請求。 2011年7月,官方雜誌上公佈了新的立法,取代了這種豁免。

請注意,電池不包括在RoHS的範圍內。 然而,在歐洲,電池屬於歐盟委員會1991年的電池指令(91/157/EEC[8]),該指令最近增加了範圍,並以新的電池指令(2003/0282 COD版本)的形式獲得批准,該指令在提交給歐盟官方雜誌並發表后將成為正式的指令。 第一個電池指令解決了因歐洲成員國執行情況不同而可能帶來的貿易壁壘問題,而新指令則更明確地強調了改善和保護環境,使其免受電池所含廢物的負面影響。 它還包含了一個更加雄心勃勃的工業、汽車和消費類電池的回收計劃,到2016年將製造商提供的收集地點的比率逐步提高到45%。虽然没有对电池中的铅、铅酸、镍和镍镉的数量进行限制,但它指出有必要限制这些物质,并规定对含有这些物质的电池的回收率不超过75%。 此外,還規定在電池上標明金屬含量和回收資訊的符號。

該指令適用於WEEE指令中某一節所定義的設備。 以下數位類別適用。

大型家用電器
小型家用電器
資訊技術和電信設備(儘管基礎設施設備在一些國家被豁免)。
消費者設備
照明設備–包括燈泡
電子和電氣工具
玩具、休閒和運動設備
醫療設備(2011年7月取消豁免)
監測和控制儀器(2011年7月取消豁免)
自動飲水機
其他不屬於上述任何類別的電子電氣設備。
它不適用於固定的工業廠房和工具。 按照指令的定義,合規性是將產品投放市場的公司的責任; 元件和子元件不負責產品合規性。 當然,鑒於該法規適用於同質材料層面,關於物質濃度的數據需要通過供應鏈轉移到最終生產商。 最近,IPC制定併發佈了一項標準,以促進這種數據交換,即IPC-1752。 它通過兩個免費使用的PDF表格實現。

RoHS適用於歐盟的這些產品,無論是在歐盟內部生產還是進口。 某些豁免適用,歐盟有時會對這些豁免進行更新。

含有限制性物質的產品成分的例子

RoHS限制的物質已被用於廣泛的消費電子產品中。 含鉛部件的例子包括

塗料和顏料
作為穩定劑的PVC(乙烯基)電纜(如電源線、USB線)。
焊劑
印刷電路板表面處理、導線、內部和外部互連線
電視和攝影產品中的玻璃(例如,CRT電視螢幕和相機鏡頭)
金屬部件
燈具和燈泡
電池
積體電路或微晶元
鎘存在於上述許多部件中; 例子包括塑膠顏料、鎳鎘(NiCd)電池和CdS光電池(用於夜燈)。 汞用於照明應用和汽車開關; 例子包括螢光燈和汞傾斜開關(現在已經很少使用)。 六價鉻用於金屬表面處理以防止腐蝕。 多溴聯苯和二苯醚/氧化物主要作為阻燃劑使用。

危險材料和高科技廢物問題

RoHS和其他旨在減少電子產品中有害物質的努力,部分是為了解決全球消費電子廢物的問題。 隨著更新的技術以越來越快的速度出現,消費者比以往任何時候都更快地丟棄他們的過時產品。 這些廢物最終被填埋,並在中國等國家被 「回收」。。

在追求時尚的手機市場,2005年有9800萬部美國手機接了最後一個電話。 總的來說,美國環保局估計,這一年美國有150萬至190萬噸的電腦、電視、錄像機、顯示器、手機和其他設備被丟棄。 根據聯合國環境規劃署的統計,如果把所有的電子廢物來源都計算在內,全世界每年的廢物總量可能達到5000萬噸。

美國的電子產品以回收為幌子被送到西非迦納等國,可能是弊大於利。 從事這些工作的成人和兒童工人不僅受到重金屬的毒害,而且這些金屬正在返回美國。 “美國現在正在向中國運送大量的含鉛材料,而中國是世界主要的製造中心,”俄亥俄州阿什蘭大學的化學教授Jeffrey Weidenhamer博士說。 “事情發展到這一步並不令人驚訝,現在我們得到了被污染的產品。” 。

改變對毒性的認識

除了高科技廢物問題,RoHS還反映了過去50年中當代生物毒理學的研究,承認了低水準化學品暴露對人群的長期影響。 新的測試能夠檢測到更小濃度的環境毒物。 研究人員正在將這些接觸與神經、發育和生殖變化聯繫起來。

RoHS和其他環境法與歷史上和當代的法律形成對比,後者只尋求解決急性毒理學問題,即直接接觸大量有毒物質造成嚴重傷害或死亡。

無鉛焊料的生命週期影響評估

美國環境保護署(EPA)公佈了電子產品中使用的無鉛和錫鉛焊料的環境影響的生命週期評估(LCA)。 對於棒狀焊料,當只考慮無鉛焊料時,錫/銅替代品的得分最低(最佳)。 對於錫膏焊料,鉍/錫/銀在所有無鉛替代品中的影響得分都是最低的,除了不可再生資源消耗。 對於錫膏和錫條焊料,所有的無鉛焊料替代品在毒性類別中的LCA得分都比錫/鉛焊料低(好)。 這主要是由於鉛的毒性,以及由合作夥伴進行的浸出性研究所確定的從印刷線路板元件中浸出的鉛的數量。 研究結果為業界提供了對主要候選無鉛焊料的生命週期環境影響的客觀分析,使業界能夠在考慮傳統的成本和性能參數的同時考慮環境問題。 這項評估還使業界能夠將努力方向轉向能夠減少焊料環境足跡的產品和工藝,包括能源消耗、有毒化學品的釋放以及對人類健康和環境的潛在風險。 斯圖加特大學IKP的另一項生命週期評估顯示了與EPA研究類似的結果。

不含溴化阻燃劑的塑膠的生命周期影響評估

對塑膠中溴化阻燃劑(BFR)濃度超過0.1%的禁令影响了塑料的回收。随着越来越多的产品包括回收的塑料,了解这些塑料中的BFR浓度变得至关重要,可以通过追踪回收塑料的来源来确定BFR的浓度,或者通过测量样品中的BFR浓度。溴化阻燃剂浓度高的塑料处理或丢弃成本高,而浓度低于0.1%的塑膠有作為可回收材料的價值。

有許多分析技術可以快速測量BFR的濃度。 X射線螢光光譜法可以確認溴(Br)的存在,但它不能表明溴化阻燃劑的濃度或具體分子。 離子附著質譜法(IAMS)可用於測量塑膠中的BFR濃度。 BFR禁令對上游(塑膠材料選擇)和下游(塑膠材料回收)都有很大影響。

2011/65/EU (RoHS 2)

RoHS 2指令(2011/65/EU)是原始指令的演變,於2011年7月21日成為法律,並於2013年1月2日生效。 它涉及的物質與原指令相同,同時改善了監管條件和法律清晰度。 它要求定期重新評估,以促進逐步擴大其要求,涵蓋更多的電子和電氣設備、電纜和備件。 CE標誌現在表示符合要求,RoHS 2的符合性聲明現在也很詳細(見下文)。

2012年,歐盟委員會的一份最終報告顯示,一些歐盟成員國認為所有的玩具都在RoHS 1的主要指令2002/95/EC的範圍內,無論其主要或次要功能是使用電流或電磁場。 從RoHS 2或RoHS Recast指令2011/65/EU的實施開始,所有相關成員國都必須遵守新的法規。

重新修訂的關鍵區別在於,現在有必要以類似於LVD和EMC指令的方式來證明符合性。 如果不能以足夠詳細的文件證明符合性,並且不能確保在生產中實施符合性,現在是一種刑事犯罪。 與其他CE標誌指令一樣,它規定了生產控制和對技術檔的可追溯性。 它描述了兩種實現符合性推定的方法(指令2011/65/EU第16.2條),要麼技術檔應包括所有材料的測試數據,要麼使用指令官方期刊中接受的標準。 目前唯一的標準是IEC 63000:2016(IEC 63000:2016取代了EN 50581:2012),這是一種基於風險的方法,以減少所需的測試數據量(RoHS2的協調標準清單,OJEU C363/6)。

要求證明符合性的後果之一是要求知道每個部件的豁免用途,否則就不可能在產品投放市場時知道符合性,這是產品必須『符合』的唯一時間點。 許多人不明白,“合規性 ”取決於哪些豁免是有效的,用 “合規 ”的成分製造不合規的產品是很有可能的。 合規性必須在投放市場的當天計算。 在現實中,這意味著瞭解所有部件的豁免狀態,並在豁免到期前用完舊狀態部件的庫存(指令2011/65/EU第7.b條提及決定768/2008/EC模組A內部生產控制)。 如果沒有一個系統來管理這個問題,可能會被視為缺乏勤奮,並可能發生刑事起訴(英國文書2012 N. 3032第39節處罰)。

RoHS 2也有一個更動態的豁免方法,如果豁免沒有被行業要求更新,就會自動失效。 此外,新物質可以被添加到受控清單中,預計到2019年將有4種新物質受到控制。 所有這些都意味著需要更大的資訊控制和更新系統。

其他差異包括進口商和分銷商的新責任,以及提高技術檔可追溯性的標記。 這些都是指令的NLF的一部分,使供應鏈成為警務工作中更積極的一部分(指令2011/65/EU第7、9、10條)。

最近對2011/65有一個額外的修正案2017/2102

2015/863(RoHS 2修正案)

RoHS 2指令(2011/65/EU)包含了增加新材料的餘地,4種材料在原始版本中被強調了這一點,2015/863修正案在2011/65/EU的附件II中增加了4種物質(3/4的新限制在原始指令中被建議調查,參考序言第10段)。 這是另一個原因,簡單的元件RoHS符合性聲明是不可接受的,因為符合性要求取決於產品投放市場的日期(參考IEC 63000:2016)。 新增的四種物質的限制和證據要求應適用於2019年7月22日或之後投放市場的產品,除非附件III中所述的豁免允許,儘管在撰寫本報告時,這些材料不存在或已申請豁免。 這四種額外的物質是

鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)。
鄰苯二甲酸丁苄酯(BBP)
鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)
鄰苯二甲酸二異丁酯(DIBP)
非豁免產品中的最大允許濃度為0.1%。

這些新物質也被列入Reach候選清單,根據Reach附件XIV,DEHP未被授權在歐盟生產(作為一種物質使用)[19] 。

範圍不包括在內

隨著原RoHS(I)指令(2002/95/EC)的重新修訂,該指令的範圍與WEEE指令的範圍脫鉤,引入了一個開放的範圍。 RoHS(II)指令(2011/65/EU)適用於所有電氣和電子設備。 重新修訂的指令第2(4)a)-j)條中特別引入了範圍限制和排除。 所有其他電子電氣設備都在該指令的範圍內,除非通過委員會的授權法案給予特定的豁免(見下段)。

範圍豁免列舉如下。

本指令不適用於以下情況

為保護成員國安全的基本利益而必需的設備,包括專門用於軍事目的的武器、彈藥和戰爭物資。
旨在送入太空的設備。
專門設計並將被安裝在另一種被排除在外或不屬於本指令範圍的設備上的設備,該設備只有作為該設備的一部分才能發揮其功能,並且只能由相同的專門設計的設備來替代。
大型固定的工業工具。
大型固定裝置。
人員或貨物的運輸工具,但不包括未經型號認證的電動兩輪車。
專門用於專業用途的非道路移動機械。
有源植入式醫療設備。
光伏板,用於由專業人員設計、組裝和安裝的系統,在規定的地點長期使用,利用太陽能產生能量,用於公共、商業、工業和住宅。
只為研究和開發目的而專門設計的設備,只在企業間提供。

限制性豁免

有超過80項豁免,其中一些是相當廣泛的。 除非續約,否則豁免將在5年或7年後自動失效 。

據惠普公司稱:「歐盟正在逐步縮小目前RoHS的豁免範圍,並使許多豁免到期。 此外,在未來的幾年裡,很可能會有新的物質限制出臺”

一些豁免情況:

允許在含鉛量不超過0.35%的钢、含铅量不超过0.4%的鋁和含鉛量不超過4%的銅合金中使用鉛作為合金元素(類別6c)
高熔點型焊料中的鉛(即鉛含量在85%或以上的鉛基焊料合金)。 (第7a類)
“用於伺服器、存儲和存儲陣列系統、用於電信的交換、傳輸和網络管理的網路基礎設施設備的焊料中的鉛。” (第7b類)
螢光燈和其他燈泡中對其功能至關重要的有限數量的汞,包括RoHS 2的1、2、3和4類
醫療設備在最初的指令中是被豁免的。 RoHS 2將豁免的範圍縮小到只有有源植入式醫療設備(類別4h)。 體外診斷設備(IVDD)和其他醫療設備現在也包括在內。

汽車被豁免(類別4f)。 而車輛則在報廢車輛指令(指令2000/53/EC)中處理。

標籤和檔

RoHS 2指令範圍內的產品必須顯示CE標誌、製造商名稱和位址以及序列號或批號。 需要瞭解更詳細的合規資訊的各方可以在負責設計的製造商(品牌擁有者)或歐盟代表為產品創建的歐盟符合性聲明中找到這些資訊。 該法規還要求產品供應鏈中的大多數參與者(進口商和分銷商)保存和檢查該檔,並確保遵循一致性程式,提供正確的語言翻譯說明。 製造商必須保留某些文件來證明符合性,稱為技術檔或技術記錄。 該指令要求製造商通過使用所有材料的測試數據或遵循統一的標準(IEC 63000:2016是編寫本報告時的唯一標準)來證明符合性。 監管機構可能會要求這個檔,或者更有可能要求其中的具體數據,因為它可能會非常大。

歷史

RoHS沒有要求任何具體的產品標籤,但許多製造商已經採用了他們自己的合規標誌,以減少混淆。 視覺指標包括明確的 「符合RoHS」標籤、綠葉、複選標記和 「無PB」標記。 中文的RoHS標籤,一個帶箭頭的圓圈內的小寫字母 「e」,也可以暗示符合要求。

WEEE指令的標誌
RoHS 2試圖通過要求上述CE標誌來解決這個問題,該標誌的使用由貿易標準執法機構負責監督。 它指出,唯一允許的RoHS合規性標誌是CE標誌。 與RoHS密切相關的WEEE(廢棄電氣電子設備指令)與RoHS同時成為法律,它描繪了一個帶有 「X 」的廢棄罐子標誌,通常伴隨著CE標誌。

未來可能增加的內容

正在考慮在未來幾年引入的新物質限制包括鄰苯二甲酸鹽、溴化阻燃劑(BFRs)、氯化阻燃劑(CFRs)和PVC。

其他地區

亞洲/太平洋


中國第39號令
控制和電子資訊產品的最終管理辦法》(通常稱為中國RoHS[30])有建立類似限制的公開意圖,但事實上採取了非常不同的方法。 與歐盟RoHS不同的是,除非特別排除,否則特定類別的產品將被包括在內,將有一個包括的產品清單,稱為目錄–見條例第18條–這將是條例適用的電子資訊產品(或稱EIP)總範圍的一個子集。 最初,屬於涵蓋範圍的產品必須提供關於某些物質存在的標記和披露,而這些物質本身(還)不被禁止。 有一些產品屬於EIPs,不在歐盟RoHS的範圍內,例如雷達系統、半導體製造設備、光罩等。 EIPs清單有中文和英文版本。 該法規的標識和披露方面原計劃於2006年7月1日生效,但被兩次推遲到2007年3月1日。 目前還沒有目錄的時程表。


日本


日本沒有任何處理RoHS物質的直接立法,但是它的回收法刺激了日本製造商按照RoHS準則轉向無鉛工藝。 2006年7月1日生效的日本工業標準《特定化學物質標記》(J-MOSS),指示一些超過指定有毒物質數量的電子產品必須貼上警告標籤 。


南韓


韓國於2007年4月2日頒布了《電氣和電子設備及車輛資源回收法》。 該法規包含了RoHS、WEEE和ELV的內容。


土耳其


土耳其宣佈從2009年6月起實施其危險物質限制(RoHS)立法。


美國


1972年頒布了《消費者產品安全法》,隨後在2008年頒布了《消費者產品安全改進法》。

加利福尼亞州已經通過了《2003年電子廢物回收法》(EWRA)。 這項法律禁止在2007年1月1日之後銷售歐盟RoHS指令所禁止的電子設備,但範圍要窄得多,包括LCD、CRT等,只包括RoHS所限制的四種重金屬。 EWRA也有一個限制性材料披露要求。

從2010年1月1日起,加州照明效率和有毒物質減少法案將RoHS適用於通用燈具,即 「為室內住宅、室內商業和室外使用提供功能性照明的燈具、燈泡、燈管或其他電動裝置」。。

美國其他州和城市正在辯論是否採用類似的法律,有幾個州已經有了汞和多溴聯苯醚的禁令[引用]。

愛爾蘭


在愛爾蘭國家標準局管理的QC 080000標準下有全球標準和認證,以確保對工業應用中有害物質的控制。

瑞典


2012年,瑞典化學品管理局(Kemi)和電氣安全域測試了63種消費電子產品,發現12種產品不符合要求。 Kemi聲稱,這與前幾年的測試結果相似。 “11種產品含有被禁止的鉛含量,一種含有多溴二苯醚阻燃劑。 七家公司的詳細資訊已被傳遞給瑞典檢察官。 凱米說,不符合RoHS的水準與前幾年相似,而且仍然過高“。

其他標準

RoHS並不是電子產品開發商應該注意的唯一環境標準。 製造商會發現,對於在全球範圍內銷售的產品,只有一個單一的材料清單,而不是根據每個國家的具體環境法律來定製產品,這樣會更便宜。 因此,他們制定自己的標準,只允許使用最嚴格的所有允許物質。

例如,IBM強迫他們的每個供應商填寫一份產品內容聲明表,以記錄對其環境標準 「IBM標誌硬體產品的材料、部件和產品的基準環境要求 」的遵守情況。 因此,IBM禁止使用十溴二苯醚,儘管這種材料以前有RoHS豁免 (2008年被歐洲法院推翻)。

同樣,這裡是惠普公司的環境標準。

批評

對產品品質和可靠性的不利影響,以及高昂的合規成本(特別是對小企業)被列為對該指令的批評,以及早期研究表明無鉛焊料與傳統焊料的生命週期效益是混合的 。

早期的批評來自於行業對變革的抵制以及對焊料和焊接工藝的誤解。 故意提供錯誤資訊,以抵制被認為是 「歐洲官僚製造的非關稅壁壘 」的東西。 許多人認為,通過這次經歷,該行業現在變得更加強大,對所涉及的科學和技術有了更好的理解。

對RoHS的一個批評是,對鉛和鎘的限制並沒有解決它們的一些最大量的應用,同時對電子行業來說,遵守這些規定的成本很高[引者注]。 具體來說,電子產品中使用的鉛總量只佔世界鉛消費量的2%,而90%的鉛用於電池(如上所述,電池指令涵蓋了電池的使用,它要求回收並限制汞和鎘的使用,但沒有限制鉛)。 另一個批評是,垃圾填埋場中不到4%的铅是由于电子元件或电路板造成的,而大约36%是由於陰極射線管顯示器和電視機中的含鉛玻璃造成的,每個螢幕的含鉛量可達2公斤。 這項研究是在科技熱潮之後立即進行的。

更常見的無鉛焊料系統具有更高的熔點,例如錫銀銅合金的典型差異為30°C,但波峰焊溫度大約為255°C; 然而在這個溫度下,大多數典型的無鉛焊料比共晶鉛/錫37:63焊料的潤濕時間更長。 此外潤濕力通常更低,這可能是不利的(用於填孔),但在其他情況下是有利的(緊密間隔的元件)。

在選擇RoHS焊料時必須謹慎,因為有些配方更硬,延展性更低,增加了出現裂縫的可能性,而不是含鉛焊料的典型塑性變形。 [引用]裂縫可能是由於作用在元件或電路板上的熱力或機械力造成的,前者在製造過程中更常見,後者在現場更常見。 RoHS焊料在這些方面表現出優勢和劣勢,取決於包裝和配方。

Conformity雜誌的編輯在2005年想知道過渡到無鉛焊料是否會影響電子設備和系統的長期可靠性,特別是在比消費類產品更關鍵的應用中,他引用了由於其他環境因素如氧化可能造成的破壞。 2005年Farnell/Newark InOne的 “RoHS法規和技術手冊”,引用了這些和其他 “無鉛 ”焊料問題,如

印製電路板的翹曲或脫層。
對電路板上的通孔、IC和元件的損害; 以及。
增加了對濕氣的敏感性,所有這些都可能影響到品質和可靠性。

對可靠性的影響

潛在的可靠性問題在RoHS指令的附件第7項中得到了解決,在2010年之前給予一些特定的豁免監管。 這些問題是在2003年該指令首次實施時提出的,當時對可靠性的影響還不太瞭解。

一些無鉛、高錫基焊料可能面臨的另一個潛在問題是錫須的增長。 這些薄薄的錫條可以生長並與相鄰的線路接觸,形成短路。 焊料中的鉛抑制了錫須的生長。 歷史上,錫須與少數故障有關,包括核電站關閉和使用純錫鍍層的心臟起搏器事件。 然而,這些故障發生在RoHS之前。 它們也不涉及消費類電子產品,因此,如果需要,可以採用RoHS限制的物質。 用於關鍵任務的航空航太應用的電子設備製造商一直遵循謹慎的政策,因此抵制採用無鉛焊料。

為了説明減少潛在的問題,無鉛製造商正在使用各種方法,如產生非導電晶須的錫鋅配方或減少晶須生長的配方,儘管它們並不是在所有情況下都能完全阻止晶須生長。 達特茅斯學院的Ronald Lasky博士報告說。 “RoHS已經生效超過15個月了,符合RoHS的產品已經生產了約4000億美元。 隨著所有這些產品的投入使用,還沒有大量與錫須有關的故障報告。 “錫須的生長隨著時間的推移而緩慢發生,不可預測,也不被完全理解,所以時間可能是對這些努力的唯一真正的考驗。 對於鉛基焊料,甚至可以觀察到晶須的增長,儘管規模要小得多。

一些國家已經將醫療和電信基礎設施產品排除在立法之外。 然而,這可能是一個沒有意義的問題,因為隨著電子元件製造商將他們的生產線轉換為只生產無鉛部件,傳統的共晶錫鉛焊料部件將根本無法獲得,即使對於軍事、航空航太和工業用戶來說也是如此。 在只涉及焊料的情況下,許多無鉛部件與含鉛焊料工藝的相容性至少可以部分緩解這一問題。 基於鉛框的元件,如四扁平封裝(QFP)、小尺寸積體電路(SOIC)和帶鷗翼引線的小尺寸封裝(SOP),通常是相容的,因為零件引線上的光潔度對成品接頭的材料貢獻不大。 然而,諸如球柵陣列(BGA)等帶有無鉛焊球和無鉛部件的部件通常與含鉛工藝不相容 。

經濟效應

沒有最低限度的豁免,例如,對微型企業。 這種經濟影響是可以預料到的,而且至少已經做了一些嘗試來減輕這種影響。

另一種形式的經濟影響是在轉向RoHS的過程中,產品失敗的成本。 例如,在2006年7月實施RoHS之前,瑞士斯沃琪手錶的某些部件出現了5%的故障率,據說引發了10億美元的召回。 斯沃琪對此的反應是申請豁免遵守RoHS,但被拒絕了。

效益

健康益處


RoHS有助於減少對第三世界國家的人和環境的損害,今天的許多 「高科技廢物 」最終都是在這些國家產生的。 無鉛焊料和元件的使用減少了電子行業工人在原型和製造操作中的風險。 與焊錫膏的接觸不再像以前那樣對健康造成危害。

可靠性的擔憂是沒有根據的


與普遍的元件故障和可靠性降低的預測相反,RoHS的一周年(2007年7月)幾乎沒有大張旗鼓地過去了。 截至2013年,全世界有數百萬的合規產品在使用。

許多電子公司在其公司網站上保留了 「RoHS狀態」頁面。 例如,AMD的網站指出

雖然今天不能完全消除所有應用中的含鉛焊料,但AMD工程師已經開發出有效的技術解決方案,以減少微處理器和晶元組中的含鉛量,確保符合RoHS標準,同時最大限度地降低成本並保持產品特性。 合身性、功能、電氣或性能規格都沒有改變。 與目前的封裝相比,符合RoHS的產品的品質和可靠性標準預計是相同的 。

RoHS印刷電路板表面處理技術在製造熱衝擊、焊膏印刷性、接觸電阻和鋁線粘合性能方面正在超越傳統配方,並在其他屬性方面接近其性能。

無鉛焊料的特性,如其高溫彈性,已被用於防止在惡劣的現場條件下出現故障。 這些條件包括在-40 °C到+150 °C範圍內的測試週期的工作溫度,以及嚴重的振動和衝擊要求。 隨著電子產品進入發動機艙,汽車製造商現在正轉向RoHS解決方案。

流動特性和裝配


含鉛和無鉛焊膏的主要區別之一是焊料在液態下的 「流動性」。。 含鉛焊料具有較低的表面張力,並傾向於輕微移動以附著在接觸液態焊料任何部分的暴露金屬表面。 相反,無鉛焊料在液態時傾向於留在原地,只在液態焊料接觸到的地方附著在暴露的金屬表面。

這種缺乏 「流動 」的情況–雖然通常被視為一種缺點,因為它可能導致較低的電氣連接品質–但由於含鉛焊料的特性,可以用來將元件放置得比以前更緊密。

例如,摩托羅拉公司報告說,他們新的RoHS無線設備組裝技術“…… 使設備更小、更薄、更輕」。 如果沒有新的焊料,他們的摩托羅拉Q手機是不可能的。 無鉛焊料允許更緊密的焊盤間距。

一些豁免產品實現了合規


對新的合金和技術的研究使公司能夠發佈目前免於合規的RoHS產品,例如計算機伺服器。 [66] IBM已經宣佈了一個針對高鉛焊點的RoHS解決方案,一度被認為是永久豁免。 無鉛包裝技術“…… 相對於傳統的凸點工藝具有經濟優勢,如減少焊料浪費、使用散裝合金、加快產品上市時間和大大降低化學品使用率“。

測試和測量供應商,如美國國家儀器公司,也已經開始生產符合RoHS標準的產品,儘管這類設備被豁免於RoHS指令。

實用

RoHS的合規性可能會產生誤導,因為RoHS3(歐盟)允許豁免,例如高溫焊接合金的鉛含量高達85%。

因此,好的公司應該在他們的產品主數據表(DS)中明確定義他們的符合性水準; 最好是提供一個產品內容表(PCS),按品質列出全部物質的聲明。 同樣,好的開發商(和使用者)應該仔細驗證產品資訊,以確保他們得到預期的準確的材料安全。

行業實例。

符合RoHS3標準,無豁免條款
符合RoHS3標準,有所有適用的豁免
符合RoHS3標準,有豁免7a
符合RoHS3標準,無鉛
符合RoHS3標準,綠色(其中綠色一詞是公司特定的標準,例如無鉛和無鹵素)。
符合RoHS3的豁免規定,無鉛處理
非常理想。 符合RoHS3標準,無豁免

良好的最低標準。 符合RoHS3標準,僅對內部材料的含鉛量給予豁免(以説明防止觸摸時的鉛暴露和水中的鉛滲漏)

Juki

這是一篇關於JUKI SMT解決方案的文章,介紹了其產品和解決方案,以及在全球的業務分佈。 文章還提供了關於JUKI的常見問題

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