Войти
| Директива Европейского Союза | |
 | |
| Заголовок | Директива об ограничении использования определенных опасных веществ в электрическом и электронном оборудовании |
|---|---|
| Сделан | Совет и Парламент |
| Сделано под | Изобразительное искусство. 95 EC |
| Ссылка на журнал | eur-lex.europa.eu L37, 13 февраля 2003 г., стр. 19–23 |
| История | |
| Дата изготовления | 27 января 2003 г. |
| Вступил в силу | 13 февраля 2003 г. |
| Дата внедрения | 13 августа 2004 г. |
| Подготовительные тексты | |
| Предложение комиссии | C365E, 19 декабря 2000 г., стр. 195, C240E, 28 августа 2001 г., стр. 303. |
| Мнение EESC | C116, 20 апреля 2001 г., стр. 38. |
| Мнение CR | C148, 18 мая 2001 г., стр. 1. |
| Мнение ЕР | C34E, 7 февраля 2002 г., стр. 109. |
| Другое законодательство | |
| С поправками | Директива 2008/35 / EC ; Решение 2005/618 / ЕС, Решение 2005/717 / ЕС, Решение 2005/747 / ЕС, Решение 2006/310 / ЕС, Решение 2006/690 / ЕС, Решение 2006/691 / ЕС, Решение 2006/692 / ЕС, Решение 2008/385 / EC. |
| Заменяется | Директива 2011/65 / EU, 3 января 2013 г. |
| Переработка с новым законодательством | |
Ограничение опасных веществ Директивы 2002/95 / EC ( RoHS 1), коротко для Директивы по ограничению использования некоторых опасных веществ в электрическом и электронном оборудовании, было принято в феврале 2003 года Европейского Союза.
Директива RoHS 1 вступила в силу 1 июля 2006 года, ее необходимо обеспечить, чтобы она стала законом в каждом государстве-члене. Эта директива ограничивает (с исключениями) использование десяти опасных материалов при производстве различных типов электронного и электрического оборудования. Он тесно связан с Директивой об отходах электрического и электронного оборудования (WEEE) 2002/96 / EC (в настоящее время отменен), которая устанавливает цели по сбору, переработке и восстановлению электрических товаров и является частью законодательной инициативы по решению проблемы огромного количества отходов. токсичные электронные отходы. В речи, RoHS часто прописано или выраженной / г ɒ ы /, / г ɒ ʃ /, / г oʊ г /, или / г oʊ ч ɒ г /, и не относится к стандарту ЕС, если иное квалификацию.
Каждое государство-член Европейского Союза примет свою собственную политику обеспечения соблюдения и реализации, руководствуясь этой директивой.
RoHS часто называют «директивой о бессвинцовых веществах», но они ограничивают использование следующих десяти веществ:
Максимально допустимая концентрация: 0,1%
Макс для кадмия: 0,01%
DEHP, BBP, DBP и DIBP были добавлены как часть ДИРЕКТИВЫ (ЕС) 2015/863, которая была опубликована 31 марта 2015 года.
ПБД и ПБДЭ - антипирены, используемые в некоторых пластмассах. Шестивалентный хром используется в хромировании, хромовых покрытиях и грунтовках, а также в хромовой кислоте.
Максимально допустимые концентрации в продуктах, не подпадающих под действие исключения, составляют 0,1% или 1000 ppm (за исключением кадмия, содержание которого ограничено 0,01% или 100 ppm) по весу. Ограничения действуют для каждого однородного материала в продукте, что означает, что ограничения применяются не к весу готового продукта или даже к компоненту, а к любому отдельному материалу, который (теоретически) может быть разделен механически - например, оболочка кабеля или лужение на выводе компонента.
Например, радиоприемник состоит из корпуса, винтов, шайб, печатной платы, динамиков и т. Д. Каждый винт, шайба и корпус могут быть изготовлены из однородных материалов, но другие компоненты состоят из нескольких подкомпонентов многих компонентов. разные виды материала. Например, печатная плата состоит из голой печатной платы (PCB), интегральных схем (IC), резисторов, конденсаторов, переключателей и т. Д. Переключатель состоит из корпуса, рычага, пружины, контактов, штырей и т. Д. и т.д., каждый из которых может быть изготовлен из разных материалов. Контакт может состоять из медной полосы с поверхностным покрытием. Громкоговоритель состоит из постоянного магнита, медной проволоки, бумаги и т.д.
Все, что можно определить как однородный материал, должно соответствовать пределу. Таким образом, если окажется, что корпус сделан из пластика с содержанием ПБД 2300 ppm (0,23%), используемого в качестве антипирена, тогда вся радиостанция не будет соответствовать требованиям директивы.
Стремясь закрыть лазейки в RoHS 1, в мае 2006 года Европейскую комиссию попросили рассмотреть две исключенные в настоящее время категории продуктов (оборудование для мониторинга и управления и медицинские устройства) для включения в будущем в продукты, которые должны соответствовать требованиям RoHS. Кроме того, комиссия рассматривает запросы на продление сроков или исключения по категориям веществ, местонахождению или весу вещества. В июле 2011 года в официальном журнале был опубликован новый закон, отменяющий данное исключение.
Обратите внимание, что батареи не подпадают под действие RoHS. Однако в Европе батареи подпадают под Директиву Европейской комиссии по батареям 1991 г. (91/157 / EEC), которая недавно была расширена и одобрена в форме новой директивы по батареям, версия 2003/0282 COD, которая станет официальной, когда представлен и опубликован в Официальном журнале ЕС. В то время как первая Директива по аккумуляторным батареям решала возможные проблемы торговых барьеров, вызванные реализацией разрозненных европейских государств-членов, новая директива более четко подчеркивает улучшение и защиту окружающей среды от негативного воздействия отходов, содержащихся в батареях. Он также содержит программу более амбициозной утилизации промышленных, автомобильных и потребительских аккумуляторов, постепенно увеличивая количество мест сбора, предоставляемых производителем, до 45% к 2016 году. Он также устанавливает ограничения в 5 ppm ртути и 20 ppm кадмия для аккумуляторов, за исключением батарей. используется в медицинских, аварийных или портативных электроинструментах. Хотя не устанавливаются количественные ограничения на количества свинца, свинцово-кислотных, никелевых и никель-кадмиевых аккумуляторов, в нем указывается на необходимость ограничения содержания этих веществ и обеспечения утилизации до 75% аккумуляторов с этими веществами. Также предусмотрены положения о маркировке батарей символами, указывающими на содержание металлов и информацию о сборе для утилизации.
Директива применяется к оборудованию, как определено в разделе директивы WEEE. Применяются следующие числовые категории:
Это не относится к стационарному промышленному оборудованию и инструментам. Соответствие требованиям является обязанностью компании, которая выводит продукт на рынок, как определено в Директиве; Компоненты и узлы не несут ответственности за соответствие продукции требованиям. Конечно, учитывая тот факт, что регулирование применяется на уровне однородных материалов, данные о концентрациях веществ необходимо передавать по цепочке поставок конечному производителю. Недавно был разработан и опубликован стандарт IPC для облегчения такого обмена данными - IPC-1752. Это можно сделать с помощью двух форм PDF, которые можно использовать бесплатно.
RoHS распространяется на эти продукты в ЕС, независимо от того, произведены ли они в ЕС или импортированы. Существуют определенные исключения, которые периодически обновляются ЕС.
Вещества с ограничением RoHS используются в широком спектре бытовой электроники. Примеры компонентов, содержащих свинец:
Кадмий содержится во многих вышеперечисленных компонентах; Примеры включают пластиковую пигментацию, никель-кадмиевые (NiCd) батареи и фотоэлементы CdS (используемые в ночном освещении). Ртуть используется в осветительных приборах и автомобильных выключателях; Примеры включают люминесцентные лампы и ртутные переключатели наклона (в настоящее время они используются редко). Шестивалентный хром используется для отделки металлов для предотвращения коррозии. Полибромированные бифенилы и дифениловые эфиры / оксиды используются в основном в качестве антипиренов.
RoHS и другие усилия по сокращению использования опасных материалов в электронике частично мотивированы решением глобальной проблемы отходов бытовой электроники. Поскольку новые технологии появляются все чаще, потребители отказываются от своих устаревших продуктов раньше, чем когда-либо. Эти отходы попадают на свалки и в такие страны, как Китай, для «вторичной переработки».
На модном рынке мобильной связи 98 миллионов сотовых телефонов в США последний раз звонили в 2005 году. В целом, по оценкам EPA, в США в этом году было от 1,5 до 1,9 миллиона тонн компьютеров, телевизоров, видеомагнитофонов, мониторов, сотовых телефонов., и другое оборудование было выброшено. Если подсчитать все источники электронных отходов, по данным Программы ООН по окружающей среде, во всем мире они могут составлять 50 миллионов тонн в год.
Американская электроника, отправляемая за рубеж в такие страны, как Гана в Западной Африке, под видом утилизации может принести больше вреда, чем пользы. Не только взрослые и дети рабочие в этих работах отравления тяжелых металлов, но эти металлы возвращаются в США «США сейчас является судоходством большого количества этилированных материалов в Китай, а Китай является крупнейшим производственным центром в мире,» Dr Говорит Джеффри Вайденхамер, профессор химии в Ашлендском университете в Огайо. «Не все так удивительно, что круг замыкается, и теперь мы получаем обратно зараженные продукты».
Помимо проблемы высокотехнологичных отходов, RoHS отражает современные исследования в области биологической токсикологии, проведенные за последние 50 лет, которые признают долгосрочные последствия воздействия химических веществ низкого уровня на население. Новые испытания способны обнаруживать гораздо меньшие концентрации токсичных веществ в окружающей среде. Исследователи связывают эти воздействия с неврологическими, возрастными и репродуктивными изменениями.
RoHS и другие законы об охране окружающей среды противоречат историческим и современным законам, которые направлены на рассмотрение только острой токсикологии, то есть прямого воздействия больших количеств токсичных веществ, вызывающих тяжелые травмы или смерть.
Агентство США по охране окружающей среды (EPA) опубликовала оценку жизненного цикла (LCA) в воздействии на окружающую среду без свинца и оловянно-свинцового припоя, используемый в электронных продуктах. Для прутковых припоев, когда рассматривались только бессвинцовые припои, альтернатива олово / медь имела самые низкие (лучшие) оценки. Что касается пастообразных припоев, висмут / олово / серебро имели самые низкие оценки ударной вязкости среди бессвинцовых альтернатив во всех категориях, за исключением потребления невозобновляемых ресурсов. Как для пастообразных, так и для стержневых припоев, все альтернативы бессвинцовым припоям имели более низкий (лучший) балл LCA по категориям токсичности, чем припой на основе олова / свинца. Это в первую очередь связано с токсичностью свинца и количеством свинца, вымываемого из сборок печатных плат, как определено в исследовании выщелачиваемости, проведенном партнерством. Результаты исследования предоставляют отрасли объективный анализ воздействия на окружающую среду в течение жизненного цикла ведущих кандидатов альтернативных бессвинцовых припоев, позволяя отрасли учитывать экологические проблемы наряду с традиционно оцениваемыми параметрами стоимости и производительности. Эта оценка также позволяет промышленности перенаправить усилия на продукты и процессы, которые уменьшают воздействие припоев на окружающую среду, включая потребление энергии, выбросы токсичных химикатов и потенциальные риски для здоровья человека и окружающей среды. Другая оценка жизненного цикла, проведенная IKP, Университет Штутгарта, показывает результаты, аналогичные результатам исследования EPA.
Запрет на концентрацию бромированных антипиренов (BFR) выше 0,1% в пластмассах повлиял на переработку пластмасс. Поскольку все больше и больше продуктов включают переработанный пластик, становится критически важным знать концентрацию BFR в этих пластиках, либо путем отслеживания происхождения переработанного пластика для определения концентрации BFR, либо путем измерения концентрации BFR в образцах. Пластмассы с высокими концентрациями BFR являются дорогостоящими в обращении или утилизации, тогда как пластмассы с уровнями ниже 0,1% имеют ценность как материалы, пригодные для вторичной переработки.
Существует ряд аналитических методов для быстрого измерения концентраций BFR. Рентгеновская флуоресцентная спектроскопия может подтвердить присутствие брома (Br), но не указывает на концентрацию BFR или конкретную молекулу. Масс-спектрометрия с ионным присоединением (IAMS) может использоваться для измерения концентрации BFR в пластмассах. Запрет BFR существенно повлиял как на добычу (выбор пластмассовых материалов), так и на последующие (переработка пластмассовых материалов).
Директива RoHS 2 (2011/65 / EU) является развитием исходной директивы и вступила в силу 21 июля 2011 года и вступила в силу 2 января 2013 года. Она касается тех же веществ, что и исходная директива, при одновременном улучшении нормативных условий и правовой ясности. Он требует периодических переоценок, которые способствуют постепенному расширению его требований с целью включения дополнительного электронного и электрического оборудования, кабелей и запасных частей. Логотип CE теперь указывает на соответствие, а декларация соответствия RoHS 2 теперь подробно описана (см. Ниже).
В 2012 году окончательный отчет Европейской комиссии показал, что некоторые государства-члены ЕС рассматривают все игрушки в рамках основной директивы RoHS 1 2002/95 / EC, независимо от того, используются ли в их основных или второстепенных функциях электрические токи или электромагнитные поля. С момента введения в действие директивы RoHS 2 или RoHS 2011/65 / EU о переработке, все заинтересованные государства-члены должны будут соблюдать новые правила.
Ключевое отличие в переделке состоит в том, что теперь необходимо продемонстрировать соответствие аналогичным образом директивам LVD и EMC. Отсутствие возможности продемонстрировать соответствие в достаточно подробных файлах и не обеспечить его внедрение в производство теперь является уголовным преступлением. Как и другие директивы по маркировке CE, он требует контроля производства и отслеживания технических файлов. В нем описаны 2 метода достижения презумпции соответствия (Директива 2011/65 / Статья 16.2 ЕС): либо технические файлы должны включать данные испытаний для всех материалов, либо используется стандарт, принятый в официальном журнале для этой директивы. В настоящее время единственным стандартом является IEC 63000: 2016 (IEC 63000: 2016 заменил EN 50581: 2012), метод, основанный на оценке риска, для уменьшения количества требуемых тестовых данных (согласованный список стандартов для RoHS2, OJEU C363 / 6).
Одним из следствий требования продемонстрировать соответствие является требование знать об исключении использования каждого компонента, в противном случае невозможно узнать соответствие, когда продукт размещается на рынке, единственный момент времени, когда продукт должен соответствовать '. Многие не понимают, что «соответствие» варьируется в зависимости от того, какие исключения действуют, и что вполне возможно создать несоответствующий продукт с «соответствующими» компонентами. Соответствие должно быть рассчитано в день размещения на рынке. На самом деле это означает знание статуса освобождения всех компонентов и использование запасов старых статусных частей до истечения срока действия льгот (Директива 2011/65 / EU Статья 7.b со ссылкой на Решение 768/2008 / EC Модуль A Внутренний контроль производства). Отсутствие системы для управления этим можно рассматривать как недостаток осмотрительности, и может возникнуть уголовное преследование (UK Instrument 2012 № 3032, раздел 39 «Штрафные санкции»).
RoHS 2 также имеет более динамичный подход к исключениям, создавая автоматическое истечение срока действия, если исключения не возобновляются по запросам от промышленности. Кроме того, в контролируемый список могут быть добавлены новые вещества, при этом ожидается, что к 2019 году контроль над четырьмя новыми веществами будет осуществляться. Все это означает, что требуются более строгие системы контроля информации и обновления.
Другие отличия включают новые обязанности импортеров и дистрибьюторов, а также маркировку для улучшения отслеживания технических файлов. Они являются частью директив NLF и делают цепочку поставок более активной частью полицейской деятельности (Директива 2011/65 / статьи 7, 9, 10 ЕС).
Недавно была внесена дополнительная поправка 2017/2102 к 2011/65
Директива RoHS 2 (2011/65 / EU) содержит разрешение на добавление новых материалов, и 4 материала выделены для этого внимания в исходной версии, поправка 2015/863 добавляет четыре дополнительных вещества в Приложение II к 2011/65 / EU (3 / 4 новых ограничений рекомендуется для изучения в исходной директиве, см. Параграф 10 преамбулы). Это еще одна причина, по которой простые заявления о соответствии компонентам RoHS неприемлемы, поскольку требования к соответствию зависят от даты выпуска продукта на рынок (см. IEC 63000: 2016). Дополнительные ограничения по четырем веществам и требования к доказательствам должны применяться к продуктам, размещенным на рынке 22 июля 2019 года или после этой даты, за исключением случаев, когда разрешены исключения, как указано в Приложении III. эти материалы. Четыре дополнительных вещества:
Максимально допустимые концентрации в продуктах, не подпадающих под исключение, составляют 0,1%.
Новые вещества также включены в список кандидатов Reach, и DEHP не разрешен для производства (использования в качестве вещества) в ЕС согласно приложению XIV к Reach.
После изменения первоначальной Директивы RoHS (I) (2002/95 / EC) сфера действия директивы была отделена от области действия Директивы WEEE, и была введена открытая сфера действия. Директива RoHS (II) (2011/65 / EU) применима ко всему электрическому и электронному оборудованию. Ограничения и исключения объема были специально введены в Статью 2 (4) a) - j) измененной Директивы. Все остальные EEE входили в сферу действия Директивы, если только определенные исключения не были предоставлены посредством актов, делегированных Комиссией (см. Следующий параграф).
Исключения из области применения перечислены ниже.
Настоящая Директива не распространяется на:
Существует более 80 исключений, некоторые из которых довольно обширны. Исключения автоматически истекают через 5 или 7 лет, если они не будут продлены.
Согласно Hewlett Packard : «Европейский Союз постепенно сужает сферу действия и истекает срок действия многих текущих исключений RoHS. Кроме того, вполне вероятно, что в ближайшие несколько лет будут введены новые ограничения на вещества».
Некоторые исключения:
Медицинские устройства не подпадали под действие первоначальной директивы. RoHS 2 сузил область действия исключения только до активных имплантируемых медицинских устройств (Категория 4h). Теперь включены диагностические устройства in vitro (IVDD) и другие медицинские устройства.
Освобождены автомобильные транспортные средства (Категория 4f). Транспортные средства вместо этого рассматриваются в Директиве по автомобилям с истекшим сроком эксплуатации (Директива 2000/53 / EC).
Логотип CE Продукты, подпадающие под действие директивы RoHS 2, должны иметь маркировку CE, название и адрес производителя, а также серийный номер или номер партии. Стороны, которым необходима более подробная информация о соответствии, могут найти ее в Декларации соответствия ЕС для продукта, созданной производителем (владельцем бренда), ответственным за дизайн, или представителем ЕС. Регламент также требует, чтобы большинство участников цепочки поставок продукта (импортеры и дистрибьюторы) хранили и проверяли этот документ, а также обеспечивали соблюдение процесса соответствия и обеспечение правильного языкового перевода инструкций. Производитель должен хранить определенную документацию для подтверждения соответствия, известную как технический файл или технические записи. Директива требует, чтобы производитель продемонстрировал соответствие, используя данные испытаний для всех материалов или следуя гармонизированному стандарту (IEC 63000: 2016 является единственным стандартом на момент написания). Регулирующие органы могут запросить этот файл или, что более вероятно, конкретные данные из него, поскольку он, вероятно, будет очень большим.
Знак RoHS RoHS не требует какой-либо конкретной маркировки продуктов, но многие производители ввели свои собственные знаки соответствия, чтобы избежать путаницы. Визуальные индикаторы включают явные ярлыки «Соответствие RoHS», зеленые листья, галочки и маркировку «PB-Free». Маркировка RoHS на китайском языке - строчная буква «е» в круге со стрелками также может означать соответствие.
Логотип директивы WEEE RoHS 2 пытается решить эту проблему, требуя наличия вышеупомянутого знака CE, использование которого контролируется агентством по соблюдению торговых стандартов. В нем указано, что единственным допустимым признаком соответствия RoHS является знак CE. Тесно связанная директива WEEE ( Директива об отходах электрического и электронного оборудования ), которая стала законом одновременно с RoHS, содержит логотип мусорной корзины с знаком «X» и часто сопровождает знак CE.
Новые ограничения по веществам, которые рассматриваются для введения в ближайшие несколько лет, включают фталаты, бромированные антипирены (BFR), хлорированные антипирены (CFR) и ПВХ.
В 1972 году был принят Закон о безопасности потребительских товаров, а в 2008 году - Закон о повышении безопасности потребительских товаров.
Калифорния приняла Закон о переработке электронных отходов 2003 года (EWRA). Этот закон запрещает продажу электронных устройств после 1 января 2007 года, которые запрещены к продаже в соответствии с директивой ЕС RoHS, но в гораздо более узкой сфере, включая ЖК-дисплеи, ЭЛТ и т.п., и охватывает только четыре тяжелых металла, ограниченных RoHS.. EWRA также имеет ограниченное требование о раскрытии материалов.
С 1 января 2010 года Закон Калифорнии об эффективности освещения и сокращении токсичных веществ применяет RoHS к светильникам общего назначения, т. Е. К «лампам, лампочкам, лампам или другим электрическим устройствам, которые обеспечивают функциональное освещение для внутреннего жилого, внутреннего коммерческого и наружного использования».
Другие штаты и города США обсуждают, принимать ли аналогичные законы, и есть несколько штатов, в которых уже есть запреты на ртуть и ПБДЭ.
Международные стандарты и сертификаты доступны в соответствии со стандартом QC 080000, регулируемым Национальным органом по стандартизации Ирландии, для обеспечения контроля опасных веществ в промышленных приложениях.
В 2012 году Химическое агентство Швеции (Kemi) и Управление по электробезопасности проверили 63 изделия бытовой электроники и обнаружили, что 12 не соответствуют требованиям. Кеми утверждает, что это похоже на результаты испытаний в предыдущие годы. «Одиннадцать продуктов содержат запрещенные уровни свинца и один из антипиренов на основе полибромдифенилового эфира. Подробная информация о семи компаниях была передана в шведскую прокуратуру. Кеми говорит, что уровни несоответствия RoHS аналогичны предыдущим годам и остаются слишком высокими. "
RoHS - не единственный экологический стандарт, о котором должны знать разработчики электронных продуктов. Производители обнаружат, что дешевле иметь только одну спецификацию материалов для продукта, распространяемого по всему миру, вместо того, чтобы настраивать продукт в соответствии с природоохранным законодательством каждой страны. Поэтому они разрабатывают свои собственные стандарты, которые допускают только самые строгие из всех допустимых веществ.
Например, IBM вынуждает каждого из своих поставщиков заполнить форму Декларации о содержании продукта, чтобы подтвердить соответствие их экологическому стандарту «Базовые экологические требования к материалам, деталям и продуктам для аппаратных продуктов с логотипом IBM». Таким образом, IBM запретила использование DecaBDE, хотя ранее для этого материала действовало исключение RoHS (отменено Европейским судом в 2008 году).
Аналогичным образом действует экологический стандарт Hewlett-Packard.
Неблагоприятное влияние на качество и надежность продукции, а также высокая стоимость соблюдения требований (особенно для малого бизнеса) приводятся в качестве критики директивы, а также как ранние исследования, показывающие, что преимущества в течение жизненного цикла бессвинцового припоя по сравнению с традиционными припоями неоднозначны.
Ранее критика исходила от отрасли, стойкой к изменениям и непониманию припоев и процессов пайки. Преднамеренная дезинформация использовалась для противодействия тому, что воспринималось как «нетарифный барьер, созданный европейскими бюрократами». Многие считают, что благодаря этому опыту отрасль стала сильнее и лучше понимает науку и технологии.
Одна из критических замечаний в отношении RoHS заключается в том, что ограничение содержания свинца и кадмия не затрагивает некоторые из их наиболее распространенных областей применения, а соблюдение требований электронной промышленности обходится дорого. В частности, общее количество свинца, используемого в электронике, составляет только 2% мирового потребления свинца, в то время как 90% свинца используется для батарей (охватываемых директивой о батареях, как упоминалось выше, которая требует вторичной переработки и ограничивает использование ртути и кадмия, но не ограничивает свинец). Другая критика заключается в том, что менее 4% свинца на свалках связано с электронными компонентами или печатными платами, в то время как примерно 36% приходится на свинцовое стекло в мониторах с электронно-лучевой трубкой и телевизорах, которые могут содержать до 2 кг на экран. было сделано сразу после технического бума.
Более распространенные системы бессвинцового припоя имеют более высокую температуру плавления, например, типичная разница в 30 ° C для сплавов олово-серебро-медь, но температуры пайки волной припоя примерно одинаковы и составляют ~ 255 ° C; однако при этой температуре наиболее типичные бессвинцовые припои имеют более длительное время смачивания, чем эвтектический припой Pb / Sn 37:63. Кроме того, смачивающая сила обычно ниже, что может быть невыгодным (для заполнения отверстий), но выгодным в других ситуациях (близко расположенные компоненты).
При выборе припоев RoHS необходимо соблюдать осторожность, поскольку некоторые составы более твердые и обладают меньшей пластичностью, что увеличивает вероятность образования трещин вместо пластической деформации, которая типична для припоев, содержащих свинец. Трещины могут возникать из-за тепловых или механических сил, действующих на компоненты или печатную плату, причем первые чаще встречаются во время производства, а вторые - в полевых условиях. Припои RoHS демонстрируют преимущества и недостатки в этих отношениях в зависимости от упаковки и состава.
В 2005 году редактор журнала Conformity Magazine задавался вопросом, повлияет ли переход на бессвинцовый припой на долгосрочную надежность электронных устройств и систем, особенно в приложениях, более критичных, чем в потребительских товарах, сославшись на возможные нарушения из-за других факторов окружающей среды, таких как окисление.. В « Законодательстве и техническом руководстве RoHS » Фарнелл / Ньюарк InOne 2005 года упоминаются эти и другие проблемы, связанные с бессвинцовыми припоями, такие как:
Потенциальные проблемы надежности были рассмотрены в пункте 7 приложения к директиве RoHS, предоставляя некоторые конкретные исключения из правил до 2010 года. Эти вопросы были подняты, когда директива была впервые введена в действие в 2003 году, и влияние надежности было менее известно.
Еще одна потенциальная проблема, с которой могут столкнуться некоторые бессвинцовые припои на основе олова, - это рост усов олова. Эти тонкие пряди олова могут расти и соприкасаться с соседним следом, вызывая короткое замыкание. Свинец в припое подавляет рост усов олова. Исторически усы олова были связаны с несколькими отказами, включая остановку атомной электростанции и инцидент с кардиостимулятором, где использовалось чистое оловянное покрытие. Однако эти отказы появились раньше, чем RoHS. Они также не связаны с бытовой электроникой и, следовательно, при желании могут использовать вещества с ограничением RoHS. Производители электронного оборудования для критически важных аэрокосмических приложений придерживаются политики осторожности и поэтому сопротивляются внедрению бессвинцовых припоев.
Чтобы помочь смягчить потенциальные проблемы, производители бессвинцовых продуктов используют различные подходы, такие как составы олово-цинк, которые производят непроводящие усы, или составы, которые уменьшают рост, хотя они не останавливают рост полностью при любых обстоятельствах. К счастью, накопленный на данный момент опыт показывает, что развернутые экземпляры продуктов, соответствующих требованиям RoHS, не дают сбоев из-за роста «усов». Доктор Рональд Ласки из Дартмутского колледжа сообщает: «RoHS действует уже более 15 месяцев, и было произведено около 400 миллиардов долларов RoHS-совместимых продуктов. При всех этих продуктах на местах нет значительного количества оловянных усов. сообщалось о связанных сбоях ". Рост усов происходит медленно, непредсказуемо и не до конца изучен, поэтому время может быть единственной верной проверкой этих усилий. Рост усов наблюдается даже у припоев на основе свинца, хотя и в гораздо меньших масштабах.
Некоторые страны исключили из законодательства продукты медицинской и телекоммуникационной инфраструктуры. Однако это может быть спорным вопросом, поскольку производители электронных компонентов переводят свои производственные линии на производство только бессвинцовых деталей, а обычные детали с эвтектическим оловянно-свинцовым припоем будут просто недоступны даже для военных, аэрокосмических и промышленных пользователей. В той степени, в которой задействован только припой, это, по крайней мере, частично смягчается совместимостью многих бессвинцовых компонентов со свинцовыми процессами пайки. Выводных рамок -На компонентов, таких как Quad Flat пакеты (QFP), малогабаритный интегральные схемы (SOIC), и небольшие пакеты контурные (СОП) с чайка крыла приводит, как правило, совместимы, так как покрытие на части приводит вносит небольшое количество материала до готового стыка. Однако такие компоненты, как массивы шариковых решеток (BGA), которые поставляются с шариками припоя без свинца и бессвинцовыми деталями, часто несовместимы со свинцовыми процессами.
Нет никаких исключений de minimis, например, для микробизнеса. Этот экономический эффект был ожидаемым, и были предприняты по крайней мере некоторые попытки смягчить его.
Еще одна форма экономического эффекта - это стоимость отказов продукта при переходе на соответствие RoHS. Например, усы олова были причиной 5% отказов некоторых компонентов швейцарских часов Swatch в 2006 году, до июльского введения RoHS, что, как сообщается, привело к отзыву на 1 миллиард долларов США. Swatch отреагировал на это, подав заявку на освобождение от требований RoHS, но в этом было отказано.
RoHS помогает уменьшить ущерб, наносимый людям и окружающей среде в странах третьего мира, куда попадает большая часть сегодняшних «высокотехнологичных отходов». Использование бессвинцовых припоев и компонентов снижает риски для работников электронной промышленности при выполнении прототипов и производственных операций. Контакт с паяльной пастой больше не представляет такой опасности для здоровья, как раньше.
Вопреки прогнозам повсеместного отказа компонентов и снижения надежности, первая годовщина RoHS (июль 2007 г.) прошла без особой помпы. Большая часть современной бытовой электроники соответствует требованиям RoHS. По состоянию на 2013 год во всем мире используются миллионы продуктов, соответствующих требованиям.
Многие производители электроники хранят страницы со статусом RoHS на своих корпоративных веб-сайтах. Например, на сайте AMD говорится:
Хотя свинецсодержащий припой не может быть полностью исключен из всех приложений сегодня, инженеры AMD разработали эффективные технические решения для снижения содержания свинца в микропроцессорах и наборах микросхем, чтобы обеспечить соответствие RoHS при минимальных затратах и сохранении функций продукта. Никаких изменений в подгонке, функциональных, электрических или эксплуатационных характеристиках нет. Ожидается, что стандарты качества и надежности для продуктов, совместимых с RoHS, будут идентичными по сравнению с существующими упаковками.
Технологии отделки печатных плат RoHS превосходят традиционные рецептуры в отношении термического удара при изготовлении, пригодности для печати паяльной пастой, контактного сопротивления и характеристик соединения алюминиевых проводов и приближаются к своим характеристикам по другим характеристикам.
Свойства бессвинцового припоя, такие как его устойчивость к высоким температурам, используются для предотвращения отказов в суровых полевых условиях. Эти условия включают рабочие температуры с циклами испытаний в диапазоне от -40 ° C до +150 ° C с требованиями к сильной вибрации и ударам. Производители автомобилей обращаются к решениям RoHS сейчас, когда электроника перемещается в моторный отсек.
Одно из основных различий между свинцовыми и бессвинцовыми паяльными пастами - это «текучесть» припоя в жидком состоянии. Припой, содержащий свинец, имеет более низкое поверхностное натяжение и имеет тенденцию слегка перемещаться, чтобы прикрепиться к открытым металлическим поверхностям, которые касаются любой части жидкого припоя. Бессвинцовый припой, наоборот, имеет тенденцию оставаться на месте, где он находится в жидком состоянии, и прикрепляется к незащищенным металлическим поверхностям только там, где жидкий припой касается их.
Это отсутствие «текучести», которое обычно рассматривается как недостаток, поскольку оно может привести к более низкому качеству электрических соединений, может быть использовано для более плотного размещения компонентов, чем раньше, из-за свойств содержащих свинец припоев.
Например, Motorola сообщает, что их новые методы сборки беспроводных устройств RoHS «... позволяют уменьшить, тоньше и легче устройство». Их телефон Motorola Q был бы невозможен без нового припоя. Бессвинцовый припой позволяет уменьшить расстояние между контактными площадками.
Исследования новых сплавов и технологий позволяют компаниям выпускать продукты RoHS, на которые в настоящее время не распространяются требования, например, компьютерные серверы. IBM анонсировала решение RoHS для паяных соединений с высоким содержанием свинца, которые ранее считались постоянным исключением. Бессвинцовая технология упаковки «... предлагает экономические преимущества по сравнению с традиционными процессами уплотнения, такими как сокращение отходов припоя, использование сыпучих сплавов, более быстрое время вывода продуктов на рынок и гораздо более низкий уровень использования химикатов».
Поставщики средств тестирования и измерений, такие как National Instruments, также начали производить продукцию, соответствующую требованиям RoHS, несмотря на то, что устройства этой категории не подпадают под действие директивы RoHS.
Соответствие RoHS может вводить в заблуждение, поскольку RoHS3 (ЕС) допускает исключения, напр. содержание свинца до 85% для жаропрочных сплавов.
Поэтому хорошие компании должны четко определять свой уровень соответствия в основных технических описаниях своих продуктов (DS); в идеале они должны предоставить лист содержимого продукта (PCS) с полным описанием вещества по массе. Точно так же хорошие разработчики (и пользователи) должны тщательно проверять информацию о продукте, чтобы убедиться, что они получают точную ожидаемую безопасность материала.
Примеры отрасли:
Идеально: соответствие RoHS3 без исключений
Хороший минимальный стандарт: соответствие RoHS3 с исключением для содержания свинца в материалах, предназначенных только для внутреннего использования (для предотвращения воздействия свинца при прикосновении, утечки свинца в воду)
