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歐盟于2003年2月通過了《有害物質(zhì)限制指令2002/95/EC》(RoHS 1),即《關(guān)于在電氣和電子設(shè)備中限制使用某些有害物質(zhì)的指令》的簡稱[2] 。

RoHS 1指令于2006年7月1日生效,并被要求執(zhí)行,成為每個成員國的法律。該指令限制(有例外)在制造各種類型的電子和電氣設(shè)備時使用十種有害物質(zhì)。除了例外情況外,還有太陽能電池板等產(chǎn)品的例外情況。它與《廢棄電氣和電子設(shè)備指令》(WEEE)2002/96/EC(現(xiàn)已被取代)密切相關(guān),該指令規(guī)定了電氣產(chǎn)品的收集、循環(huán)和回收目標(biāo),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(fā)音為[citation needed] /r?s/, /r??/, /ro?z/, or /?ro?h?z/, 并指歐盟標(biāo)準(zhǔn),除非另有規(guī)定。

詳情

每個歐盟成員國將以該指令為指導(dǎo),采取自己的執(zhí)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(zhì)的使用。

鉛(Pb)
汞(Hg)
鎘(Cd)
六價鉻(Cr6+)
多溴聯(lián)苯(PBB)
多溴二苯醚 (PBDE)
鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)
鄰苯二甲酸丁芐酯(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(fā)布的DIRECTIVE (EU) 2015/863指令的一部分而添加的。

PBB和PBDE是幾種塑料中使用的阻燃劑。六價鉻用于鍍鉻、鉻酸鹽涂層和底漆,以及鉻酸中。

非豁免產(chǎn)品中的最大允許濃度為0.1%或1000ppm(鎘除外,其限制為0.01%或100ppm),以重量計。這些限制是針對產(chǎn)品中的每一種同質(zhì)材料,這意味著這些限制并不適用于成品的重量,甚至不適用于某個部件,而是適用于任何一種(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,一臺收音機是由外殼、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(zhì)材料制成的,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)、集成電路(IC)、電阻、電容、開關(guān)等組成。一個開關(guān)由外殼、杠桿、彈簧、觸點、引腳等組成,其中每個都可能由不同的材料制成。觸點可能是由表面有涂層的銅條組成。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(zhì)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料制成的,其中有2300ppm(0.23%)的多溴聯(lián)苯用作阻燃劑,那么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(chǎn)品類別(監(jiān)測和控制設(shè)備,以及醫(yī)療設(shè)備),以便將來納入必須符合RoHS的產(chǎn)品。此外,委員會還接受延長期限或按物質(zhì)類別、物質(zhì)位置或重量排除的請求。2011年7月,官方雜志上公布了新的立法,取代了這種豁免。

請注意,電池不包括在RoHS的范圍內(nèi)。然而,在歐洲,電池屬于歐盟委員會1991年的電池指令(91/157/EEC[8]),該指令最近增加了范圍,并以新的電池指令(2003/0282 COD版本)的形式獲得批準(zhǔn),該指令在提交給歐盟官方雜志并發(fā)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(zhí)行情況不同而可能帶來的貿(mào)易壁壘問題,而新指令則更明確地強調(diào)了改善和保護環(huán)境,使其免受電池所含廢物的負(fù)面影響。它還包含了一個更加雄心勃勃的工業(yè)、汽車和消費類電池的回收計劃,到2016年將制造商提供的收集地點的比率逐步提高到45%。雖然沒有對電池中的鉛、鉛酸、鎳和鎳鎘的數(shù)量進行限制,但它指出有必要限制這些物質(zhì),并規(guī)定對含有這些物質(zhì)的電池的回收率不超過75%。此外,還規(guī)定在電池上標(biāo)明金屬含量和回收信息的符號。

該指令適用于WEEE指令中某一節(jié)所定義的設(shè)備。以下數(shù)字類別適用。

大型家用電器
小型家用電器
信息技術(shù)和電信設(shè)備(盡管基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備在一些國家被豁免)。
消費者設(shè)備
照明設(shè)備–包括燈泡
電子和電氣工具
玩具、休閑和運動設(shè)備
醫(yī)療設(shè)備(2011年7月取消豁免)
監(jiān)測和控制儀器(2011年7月取消豁免)
自動飲水機
其他不屬于上述任何類別的電子電氣設(shè)備。
它不適用于固定的工業(yè)廠房和工具。按照指令的定義,合規(guī)性是將產(chǎn)品投放市場的公司的責(zé)任;組件和子組件不負(fù)責(zé)產(chǎn)品合規(guī)性。當(dāng)然,鑒于該法規(guī)適用于同質(zhì)材料層面,關(guān)于物質(zhì)濃度的數(shù)據(jù)需要通過供應(yīng)鏈轉(zhuǎn)移到最終生產(chǎn)商。最近,IPC制定并發(fā)布了一項標(biāo)準(zhǔn),以促進這種數(shù)據(jù)交換,即IPC-1752。 它通過兩個免費使用的PDF表格實現(xiàn)。

RoHS適用于歐盟的這些產(chǎn)品,無論是在歐盟內(nèi)部生產(chǎn)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(zhì)的產(chǎn)品成分的例子

RoHS限制的物質(zhì)已被用于廣泛的消費電子產(chǎn)品中。含鉛部件的例子包括

涂料和顏料
作為穩(wěn)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(dǎo)線、內(nèi)部和外部互連線
電視和攝影產(chǎn)品中的玻璃(例如,CRT電視屏幕和相機鏡頭)
金屬部件
燈具和燈泡
電池
集成電路或微芯片
鎘存在于上述許多部件中;例子包括塑料顏料、鎳鎘(NiCd)電池和CdS光電池(用于夜燈)。汞用于照明應(yīng)用和汽車開關(guān);例子包括熒光燈和汞傾斜開關(guān)(現(xiàn)在已經(jīng)很少使用)。六價鉻用于金屬表面處理以防止腐蝕。多溴聯(lián)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(chǎn)品中有害物質(zhì)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(shù)以越來越快的速度出現(xiàn),消費者比以往任何時候都更快地丟棄他們的過時產(chǎn)品。這些廢物最終被填埋,并在中國等國家被 “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后一個電話。總的來說,美國環(huán)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(shè)備被丟棄。根據(jù)聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署的統(tǒng)計,如果把所有的電子廢物來源都計算在內(nèi),全世界每年的廢物總量可能達到5000萬噸。

美國的電子產(chǎn)品以回收為幌子被送到西非加納等國,可能是弊大于利。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(xiàn)在正在向中國運送大量的含鉛材料,而中國是世界主要的制造中心,”俄亥俄州阿什蘭大學(xué)的化學(xué)教授Jeffrey Weidenhamer博士說。”事情發(fā)展到這一步并不令人驚訝,現(xiàn)在我們得到了被污染的產(chǎn)品。” 。

改變對毒性的認(rèn)識

除了高科技廢物問題,RoHS還反映了過去50年中當(dāng)代生物毒理學(xué)的研究,承認(rèn)了低水平化學(xué)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(huán)境毒物。研究人員正在將這些接觸與神經(jīng)、發(fā)育和生殖變化聯(lián)系起來。

RoHS和其他環(huán)境法與歷史上和當(dāng)代的法律形成對比,后者只尋求解決急性毒理學(xué)問題,即直接接觸大量有毒物質(zhì)造成嚴(yán)重傷害或死亡。

無鉛焊料的生命周期影響評估

美國環(huán)境保護署(EPA)公布了電子產(chǎn)品中使用的無鉛和錫鉛焊料的環(huán)境影響的生命周期評估(LCA)。對于棒狀焊料,當(dāng)只考慮無鉛焊料時,錫/銅替代品的得分最低(最佳)。對于錫膏焊料,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。對于錫膏和錫條焊料,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)。這主要是由于鉛的毒性,以及由合作伙伴進行的浸出性研究所確定的從印刷線路板組件中浸出的鉛的數(shù)量。研究結(jié)果為業(yè)界提供了對主要候選無鉛焊料的生命周期環(huán)境影響的客觀分析,使業(yè)界能夠在考慮傳統(tǒng)的成本和性能參數(shù)的同時考慮環(huán)境問題。這項評估還使業(yè)界能夠?qū)⑴Ψ较蜣D(zhuǎn)向能夠減少焊料環(huán)境足跡的產(chǎn)品和工藝,包括能源消耗、有毒化學(xué)品的釋放以及對人類健康和環(huán)境的潛在風(fēng)險。斯圖加特大學(xué)IKP的另一項生命周期評估顯示了與EPA研究類似的結(jié)果。

不含溴化阻燃劑的塑料的生命周期影響評估

對塑料中溴化阻燃劑(BFR)濃度超過0.1%的禁令影響了塑料的回收。隨著越來越多的產(chǎn)品包括回收的塑料,了解這些塑料中的BFR濃度變得至關(guān)重要,可以通過追蹤回收塑料的來源來確定BFR的濃度,或者通過測量樣品中的BFR濃度。溴化阻燃劑濃度高的塑料處理或丟棄成本高,而濃度低于0.1%的塑料有作為可回收材料的價值。

有許多分析技術(shù)可以快速測量BFR的濃度。X射線熒光光譜法可以確認(rèn)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(zhì)譜法(IAMS)可用于測量塑料中的BFR濃度。BFR禁令對上游(塑料材料選擇)和下游(塑料材料回收)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,于2011年7月21日成為法律,并于2013年1月2日生效。它涉及的物質(zhì)與原指令相同,同時改善了監(jiān)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(shè)備、電纜和備件。CE標(biāo)志現(xiàn)在表示符合要求,RoHS 2的符合性聲明現(xiàn)在也很詳細(xì)(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(rèn)為所有的玩具都在RoHS 1的主要指令2002/95/EC的范圍內(nèi),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(guān)成員國都必須遵守新的法規(guī)。

重新修訂的關(guān)鍵區(qū)別在于,現(xiàn)在有必要以類似于LVD和EMC指令的方式來證明符合性。如果不能以足夠詳細(xì)的文件證明符合性,并且不能確保在生產(chǎn)中實施符合性,現(xiàn)在是一種刑事犯罪。與其他CE標(biāo)志指令一樣,它規(guī)定了生產(chǎn)控制和對技術(shù)文件的可追溯性。它描述了兩種實現(xiàn)符合性推定的方法(指令2011/65/EU第16.2條),要么技術(shù)文件應(yīng)包括所有材料的測試數(shù)據(jù),要么使用指令官方期刊中接受的標(biāo)準(zhǔn)。目前唯一的標(biāo)準(zhǔn)是IEC 63000:2016(IEC 63000:2016取代了EN 50581:2012),這是一種基于風(fēng)險的方法,以減少所需的測試數(shù)據(jù)量(RoHS2的協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)列表,OJEU C363/6)。

要求證明符合性的后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(chǎn)品投放市場時知道符合性,這是產(chǎn)品必須’符合’的唯一時間點。許多人不明白,”合規(guī)性 “取決于哪些豁免是有效的,用 “合規(guī) “的成分制造不合規(guī)的產(chǎn)品是很有可能的。合規(guī)性必須在投放市場的當(dāng)天計算。在現(xiàn)實中,這意味著了解所有部件的豁免狀態(tài),并在豁免到期前用完舊狀態(tài)部件的庫存(指令2011/65/EU第7.b條提及決定768/2008/EC模塊A內(nèi)部生產(chǎn)控制)。如果沒有一個系統(tǒng)來管理這個問題,可能會被視為缺乏勤奮,并可能發(fā)生刑事起訴(英國文書2012 N. 3032第39節(jié)處罰)。

RoHS 2也有一個更動態(tài)的豁免方法,如果豁免沒有被行業(yè)要求更新,就會自動失效。此外,新物質(zhì)可以被添加到受控清單中,預(yù)計到2019年將有4種新物質(zhì)受到控制。所有這些都意味著需要更大的信息控制和更新系統(tǒng)。

其他差異包括進口商和分銷商的新責(zé)任,以及提高技術(shù)文件可追溯性的標(biāo)記。這些都是指令的NLF的一部分,使供應(yīng)鏈成為警務(wù)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余地,4種材料在原始版本中被強調(diào)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(zhì)(3/4的新限制在原始指令中被建議調(diào)查,參考序言第10段)。這是另一個原因,簡單的組件RoHS符合性聲明是不可接受的,因為符合性要求取決于產(chǎn)品投放市場的日期(參考IEC 63000:2016)。新增的四種物質(zhì)的限制和證據(jù)要求應(yīng)適用于2019年7月22日或之后投放市場的產(chǎn)品,除非附件III中所述的豁免允許,盡管在撰寫本報告時,這些材料不存在或已申請豁免。這四種額外的物質(zhì)是

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

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

范圍不包括在內(nèi)

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

范圍豁免列舉如下。

本指令不適用于以下情況

為保護成員國安全的基本利益而必需的設(shè)備,包括專門用于軍事目的的武器、彈藥和戰(zhàn)爭物資。
旨在送入太空的設(shè)備。
專門設(shè)計并將被安裝在另一種被排除在外或不屬于本指令范圍的設(shè)備上的設(shè)備,該設(shè)備只有作為該設(shè)備的一部分才能發(fā)揮其功能,并且只能由相同的專門設(shè)計的設(shè)備來替代。
大型固定的工業(yè)工具。
大型固定裝置。
人員或貨物的運輸工具,但不包括未經(jīng)型號認(rèn)證的電動兩輪車。
專門用于專業(yè)用途的非道路移動機械。
有源植入式醫(yī)療設(shè)備。
光伏板,用于由專業(yè)人員設(shè)計、組裝和安裝的系統(tǒng),在規(guī)定的地點長期使用,利用太陽能產(chǎn)生能量,用于公共、商業(yè)、工業(yè)和住宅。
只為研究和開發(fā)目的而專門設(shè)計的設(shè)備,只在企業(yè)間提供。

限制性豁免

有超過80項豁免,其中一些是相當(dāng)廣泛的。除非續(xù)約,否則豁免將在5年或7年后自動失效 。

據(jù)惠普公司稱:”歐盟正在逐步縮小目前RoHS的豁免范圍,并使許多豁免到期。此外,在未來的幾年里,很可能會有新的物質(zhì)限制出臺”。

一些豁免情況:

允許在含鉛量不超過0.35%的鋼、含鉛量不超過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)
“用于服務(wù)器、存儲和存儲陣列系統(tǒng)、用于電信的交換、傳輸和網(wǎng)絡(luò)管理的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備的焊料中的鉛。” (第7b類)
熒光燈和其他燈泡中對其功能至關(guān)重要的有限數(shù)量的汞,包括RoHS 2的1、2、3和4類
醫(yī)療設(shè)備在最初的指令中是被豁免的。RoHS 2將豁免的范圍縮小到只有有源植入式醫(yī)療設(shè)備(類別4h)。體外診斷設(shè)備(IVDD)和其他醫(yī)療設(shè)備現(xiàn)在也包括在內(nèi)。

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(biāo)簽和文件

RoHS 2指令范圍內(nèi)的產(chǎn)品必須顯示CE標(biāo)志、制造商名稱和地址以及序列號或批號。需要了解更詳細(xì)的合規(guī)信息的各方可以在負(fù)責(zé)設(shè)計的制造商(品牌所有者)或歐盟代表為產(chǎn)品創(chuàng)建的歐盟符合性聲明中找到這些信息。該法規(guī)還要求產(chǎn)品供應(yīng)鏈中的大多數(shù)參與者(進口商和分銷商)保存和檢查該文件,并確保遵循一致性程序,提供正確的語言翻譯說明。制造商必須保留某些文件來證明符合性,稱為技術(shù)文件或技術(shù)記錄。該指令要求制造商通過使用所有材料的測試數(shù)據(jù)或遵循統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)(IEC 63000:2016是編寫本報告時的唯一標(biāo)準(zhǔn))來證明符合性。監(jiān)管機構(gòu)可能會要求這個文件,或者更有可能要求其中的具體數(shù)據(jù),因為它可能會非常大。

歷史

RoHS沒有要求任何具體的產(chǎn)品標(biāo)簽,但許多制造商已經(jīng)采用了他們自己的合規(guī)標(biāo)志,以減少混淆。視覺指標(biāo)包括明確的 “符合RoHS “標(biāo)簽、綠葉、復(fù)選標(biāo)記和 “無PB “標(biāo)記。中文的RoHS標(biāo)簽,一個帶箭頭的圓圈內(nèi)的小寫字母 “e”,也可以暗示符合要求。

WEEE指令的標(biāo)志
RoHS 2試圖通過要求上述CE標(biāo)志來解決這個問題,該標(biāo)志的使用由貿(mào)易標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)法機構(gòu)負(fù)責(zé)監(jiān)督。它指出,唯一允許的RoHS合規(guī)性標(biāo)志是CE標(biāo)志。與RoHS密切相關(guān)的WEEE(廢棄電氣電子設(shè)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(biāo)志,通常伴隨著CE標(biāo)志。

未來可能增加的內(nèi)容

正在考慮在未來幾年引入的新物質(zhì)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(qū)

亞洲/太平洋


中國第39號令
控制和電子信息產(chǎn)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,但事實上采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(chǎn)品將被包括在內(nèi),將有一個包括的產(chǎn)品清單,稱為目錄–見條例第18條–這將是條例適用的電子信息產(chǎn)品(或稱EIP)總范圍的一個子集。最初,屬于涵蓋范圍的產(chǎn)品必須提供關(guān)于某些物質(zhì)存在的標(biāo)記和披露,而這些物質(zhì)本身(還)不被禁止。有一些產(chǎn)品屬于EIPs,不在歐盟RoHS的范圍內(nèi),例如雷達系統(tǒng)、半導(dǎo)體制造設(shè)備、光罩等。EIPs清單有中文和英文版本。該法規(guī)的標(biāo)識和披露方面原計劃于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間表。


日本


日本沒有任何處理RoHS物質(zhì)的直接立法,但是它的回收法刺激了日本制造商按照RoHS準(zhǔn)則轉(zhuǎn)向無鉛工藝。2006年7月1日生效的日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《特定化學(xué)物質(zhì)標(biāo)記》(J-MOSS),指示一些超過指定有毒物質(zhì)數(shù)量的電子產(chǎn)品必須貼上警告標(biāo)簽 。


南韓


韓國于2007年4月2日頒布了《電氣和電子設(shè)備及車輛資源回收法》。該法規(guī)包含了RoHS、WEEE和ELV的內(nèi)容。


土耳其


土耳其宣布從2009年6月起實施其危險物質(zhì)限制(RoHS)立法。


美國


1972年頒布了《消費者產(chǎn)品安全法》,隨后在2008年頒布了《消費者產(chǎn)品安全改進法》。

加利福尼亞州已經(jīng)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日之后銷售歐盟RoHS指令所禁止的電子設(shè)備,但范圍要窄得多,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(zhì)減少法案將RoHS適用于通用燈具,即 “為室內(nèi)住宅、室內(nèi)商業(yè)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采用類似的法律,有幾個州已經(jīng)有了汞和多溴聯(lián)苯醚的禁令[引用]。

愛爾蘭


在愛爾蘭國家標(biāo)準(zhǔn)局管理的QC 080000標(biāo)準(zhǔn)下有全球標(biāo)準(zhǔn)和認(rèn)證,以確保對工業(yè)應(yīng)用中有害物質(zhì)的控制。

瑞典


2012年,瑞典化學(xué)品管理局(Kemi)和電氣安全局測試了63種消費電子產(chǎn)品,發(fā)現(xiàn)12種產(chǎn)品不符合要求。Kemi聲稱,這與前幾年的測試結(jié)果相似。”11種產(chǎn)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(xì)信息已被傳遞給瑞典檢察官。凱米說,不符合RoHS的水平與前幾年相似,而且仍然過高”。

其他標(biāo)準(zhǔn)

RoHS并不是電子產(chǎn)品開發(fā)商應(yīng)該注意的唯一環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。制造商會發(fā)現(xiàn),對于在全球范圍內(nèi)銷售的產(chǎn)品,只有一個單一的材料清單,而不是根據(jù)每個國家的具體環(huán)境法律來定制產(chǎn)品,這樣會更便宜。因此,他們制定自己的標(biāo)準(zhǔn),只允許使用最嚴(yán)格的所有允許物質(zhì)。

例如,IBM強迫他們的每個供應(yīng)商填寫一份產(chǎn)品內(nèi)容聲明表,以記錄對其環(huán)境標(biāo)準(zhǔn) “IBM標(biāo)志硬件產(chǎn)品的材料、部件和產(chǎn)品的基準(zhǔn)環(huán)境要求 “的遵守情況。因此,IBM禁止使用十溴二苯醚,盡管這種材料以前有RoHS豁免 (2008年被歐洲法院推翻)。

同樣,這里是惠普公司的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。

批評

對產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性的不利影響,以及高昂的合規(guī)成本(特別是對小企業(yè))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(tǒng)焊料的生命周期效益是混合的 。

早期的批評來自于行業(yè)對變革的抵制以及對焊料和焊接工藝的誤解。故意提供錯誤信息,以抵制被認(rèn)為是 “歐洲官僚制造的非關(guān)稅壁壘 “的東西。許多人認(rèn)為,通過這次經(jīng)歷,該行業(yè)現(xiàn)在變得更加強大,對所涉及的科學(xué)和技術(shù)有了更好的理解。

對RoHS的一個批評是,對鉛和鎘的限制并沒有解決它們的一些最大量的應(yīng)用,同時對電子行業(yè)來說,遵守這些規(guī)定的成本很高[引者注]。具體來說,電子產(chǎn)品中使用的鉛總量只占世界鉛消費量的2%,而90%的鉛用于電池(如上所述,電池指令涵蓋了電池的使用,它要求回收并限制汞和鎘的使用,但沒有限制鉛)。另一個批評是,垃圾填埋場中不到4%的鉛是由于電子元件或電路板造成的,而大約36%是由于陰極射線管顯示器和電視機中的含鉛玻璃造成的,每個屏幕的含鉛量可達2公斤。這項研究是在科技熱潮之后立即進行的。

更常見的無鉛焊料系統(tǒng)具有更高的熔點,例如錫銀銅合金的典型差異為30℃,但波峰焊溫度大約為255℃;然而在這個溫度下,大多數(shù)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(用于填孔),但在其他情況下是有利的(緊密間隔的組件)。

在選擇RoHS焊料時必須謹(jǐn)慎,因為有些配方更硬,延展性更低,增加了出現(xiàn)裂縫的可能性,而不是含鉛焊料的典型塑性變形。[引用]裂縫可能是由于作用在元件或電路板上的熱力或機械力造成的,前者在制造過程中更常見,后者在現(xiàn)場更常見。RoHS焊料在這些方面表現(xiàn)出優(yōu)勢和劣勢,取決于包裝和配方。

Conformity雜志的編輯在2005年想知道過渡到無鉛焊料是否會影響電子設(shè)備和系統(tǒng)的長期可靠性,特別是在比消費類產(chǎn)品更關(guān)鍵的應(yīng)用中,他引用了由于其他環(huán)境因素如氧化可能造成的破壞。 2005年Farnell/Newark InOne的 “RoHS法規(guī)和技術(shù)手冊”,引用了這些和其他 “無鉛 “焊料問題,如

印制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質(zhì)量和可靠性。

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(jiān)管。這些問題是在2003年該指令首次實施時提出的,當(dāng)時對可靠性的影響還不太了解。

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并與相鄰的線路接觸,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(shù)故障有關(guān),包括核電站關(guān)閉和使用純錫鍍層的心臟起搏器事件。然而,這些故障發(fā)生在RoHS之前。它們也不涉及消費類電子產(chǎn)品,因此,如果需要,可以采用RoHS限制的物質(zhì)。用于關(guān)鍵任務(wù)的航空航天應(yīng)用的電子設(shè)備制造商一直遵循謹(jǐn)慎的政策,因此抵制采用無鉛焊料。

為了幫助減少潛在的問題,無鉛制造商正在使用各種方法,如產(chǎn)生非導(dǎo)電晶須的錫鋅配方或減少晶須生長的配方,盡管它們并不是在所有情況下都能完全阻止晶須生長。達特茅斯學(xué)院的Ronald Lasky博士報告說。”RoHS已經(jīng)生效超過15個月了,符合RoHS的產(chǎn)品已經(jīng)生產(chǎn)了約4000億美元。隨著所有這些產(chǎn)品的投入使用,還沒有大量與錫須有關(guān)的故障報告。”錫須的生長隨著時間的推移而緩慢發(fā)生,不可預(yù)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。對于鉛基焊料,甚至可以觀察到晶須的增長,盡管規(guī)模要小得多。

一些國家已經(jīng)將醫(yī)療和電信基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)品排除在立法之外。然而,這可能是一個沒有意義的問題,因為隨著電子元件制造商將他們的生產(chǎn)線轉(zhuǎn)換為只生產(chǎn)無鉛部件,傳統(tǒng)的共晶錫鉛焊料部件將根本無法獲得,即使對于軍事、航空航天和工業(yè)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兼容性至少可以部分緩解這一問題?;阢U框的元件,如四扁平封裝(QFP)、小尺寸集成電路(SOIC)和帶鷗翼引線的小尺寸封裝(SOP),通常是兼容的,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兼容 。

經(jīng)濟效應(yīng)

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

另一種形式的經(jīng)濟影響是在轉(zhuǎn)向RoHS的過程中,產(chǎn)品失敗的成本。例如,在2006年7月實施RoHS之前,瑞士斯沃琪手表的某些部件出現(xiàn)了5%的故障率,據(jù)說引發(fā)了10億美元的召回。 斯沃琪對此的反應(yīng)是申請豁免遵守RoHS,但被拒絕了。

效益

健康益處


RoHS有助于減少對第三世界國家的人和環(huán)境的損害,今天的許多 “高科技廢物 “最終都是在這些國家產(chǎn)生的。無鉛焊料和元件的使用減少了電子行業(yè)工人在原型和制造操作中的風(fēng)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(dān)憂是沒有根據(jù)的


與普遍的元件故障和可靠性降低的預(yù)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(shù)百萬的合規(guī)產(chǎn)品在使用。

許多電子公司在其公司網(wǎng)站上保留了 “RoHS狀態(tài) “頁面。例如,AMD的網(wǎng)站指出

雖然今天不能完全消除所有應(yīng)用中的含鉛焊料,但AMD工程師已經(jīng)開發(fā)出有效的技術(shù)解決方案,以減少微處理器和芯片組中的含鉛量,確保符合RoHS標(biāo)準(zhǔn),同時最大限度地降低成本并保持產(chǎn)品特性。合身性、功能、電氣或性能規(guī)格都沒有改變。與目前的封裝相比,符合RoHS的產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性標(biāo)準(zhǔn)預(yù)計是相同的 。

RoHS印刷電路板表面處理技術(shù)在制造熱沖擊、焊膏印刷性、接觸電阻和鋁線粘合性能方面正在超越傳統(tǒng)配方,并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,已被用于防止在惡劣的現(xiàn)場條件下出現(xiàn)故障。這些條件包括在-40 °C到+150 °C范圍內(nèi)的測試周期的工作溫度,以及嚴(yán)重的振動和沖擊要求。隨著電子產(chǎn)品進入發(fā)動機艙,汽車制造商現(xiàn)在正轉(zhuǎn)向RoHS解決方案。

流動特性和裝配


含鉛和無鉛焊膏的主要區(qū)別之一是焊料在液態(tài)下的 “流動性”。含鉛焊料具有較低的表面張力,并傾向于輕微移動以附著在接觸液態(tài)焊料任何部分的暴露金屬表面。相反,無鉛焊料在液態(tài)時傾向于留在原地,只在液態(tài)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(dǎo)致較低的電氣連接質(zhì)量–但由于含鉛焊料的特性,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(shè)備組裝技術(shù)”……使設(shè)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(chǎn)品實現(xiàn)了合規(guī)


對新的合金和技術(shù)的研究使公司能夠發(fā)布目前免于合規(guī)的RoHS產(chǎn)品,例如計算機服務(wù)器。[66] IBM已經(jīng)宣布了一個針對高鉛焊點的RoHS解決方案,一度被認(rèn)為是永久豁免。無鉛包裝技術(shù)”……相對于傳統(tǒng)的凸點工藝具有經(jīng)濟優(yōu)勢,如減少焊料浪費、使用散裝合金、加快產(chǎn)品上市時間和大大降低化學(xué)品使用率”。

測試和測量供應(yīng)商,如美國國家儀器公司,也已經(jīng)開始生產(chǎn)符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品,盡管這類設(shè)備被豁免于RoHS指令。

實用

RoHS的合規(guī)性可能會產(chǎn)生誤導(dǎo),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(yīng)該在他們的產(chǎn)品主數(shù)據(jù)表(DS)中明確定義他們的符合性水平;最好是提供一個產(chǎn)品內(nèi)容表(PCS),按質(zhì)量列出全部物質(zhì)的聲明。同樣,好的開發(fā)商(和用戶)應(yīng)該仔細(xì)驗證產(chǎn)品信息,以確保他們得到預(yù)期的準(zhǔn)確的材料安全。

行業(yè)實例。

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

良好的最低標(biāo)準(zhǔn)。符合RoHS3標(biāo)準(zhǔn),僅對內(nèi)部材料的含鉛量給予豁免(以幫助防止觸摸時的鉛暴露和水中的鉛滲漏)