Мастерство соответствия RoHS 2: руководство по производству экологически безопасных PCB

В производстве электрооборудования (EEE), к которому относятся PCB, действуют определенные ограничения. В основном они регулируют использование опасных химикатов. Для производства качественных плат необходимо соблюдать специфические регуляции, среди которых правила RoHS 2. RoHS защищает окружающую среду.

Сегодня избежать регуляций в электронике невозможно. Но почему так важен RoHS 2? Эта статья поможет глубоко понять RoHS 2 и производить PCB, соответствующие стандартам.

1. Что такое RoHS 2?

RoHS расшифровывается как Restriction of Hazardous Substances (Ограничение опасных веществ). Происходит от ЕС, ограничивает использование опасных химикатов в производстве электрооборудования. RoHS 2 (Recast RoHS 2 Directive 2011/65/EU), опубликованная в 2011 году — директива с расширенными ограничениями.

RoHS 2 вступила в силу во всех странах ЕС в 2013 году, заменив оригинальный RoHS. Хотя суть та же, новая директива шире. Налагает дополнительные обязательства на производителей EEE. Значит, PCB-индустрия также должна соблюдать RoHS 2.

Ключевые требования: правильное нанесение CE-маркировки на готовые изделия; создание технической документации, демонстрирующей соответствие; самоотчетность о несоответствиях.

2. Какие ограниченные материалы устанавливает RoHS 2?

RoHS 2 — экологический стандарт, остающийся серьезным вызовом для EEE-индустрии. Многие запрещенные вещества продолжают создавать трудности. Особенно пострадавшие — производители PCB. Некоторые химикаты трудно избежать при изготовлении плат.

Запрещенные вещества по RoHS 2 (максимальные концентрации в однородных материалах):

• Полибромированные дифенилэтеры (PBDE): <1000 ppm
• Полибромированные бифенилы (PBB): <1000 ppm
• Гексавалентный хром (Cr VI): <1000 ppm
• Ртуть (Hg): <1000 ppm
• Свинец (Pb): <1000 ppm
• Кадмий (Cd): <100 ppm

Это текущий список запрещенных веществ. Неизвестно, будут ли добавления в будущем. Но если вещества окажутся опасными — список расширится.

3. Насколько важно соответствие RoHS 2

По научным и экологическим отчетам, глобус страдает от опасных химикатов, используемых в производстве EEE. Помимо среды, страдают люди. Свинец, например, вызывает рак при длительном воздействии.

Стандарты RoHS 2 важны, так как ограничения опасны для среды. Вредны по профессиональному воздействию при производстве и утилизации электроники. RoHS значительно снижает эти опасности.

RoHS 2-соответствующие компании в выигрышном положении. Почему? Они демонстрируют заботу о клиентах, имидж безопасной продукции. Это завоевывает доверие клиентов и опережает конкурентов.

4. Как выполнить регуляции RoHS 2 в производстве PCB

4.1 Внедрение директив RoHS 2 и штрафы

Первый шаг — полное внедрение. Производители PCB должны принять: соответствие неизбежно. Если не хотят уйти из бизнеса — должны полностью внедрить директивы RoHS 2. После внедрения — штрафы за нарушения.

Нарушителям должны грозить строгие штрафы, чтобы компании боялись их нарушать. Если доказано использование опасных химикатов — крупные штрафы. Урок для других компаний, пытающихся использовать запрещенные вещества.

4.2 Обучение персонала

Обучение, тренинг, переквалификация — бесконечный процесс. Персонал лучше обучен вопросам внедрения RoHS 2? Если выполнение RoHS 2 должно пройти по плану — обучение необходимо. Необученные сотрудники не обеспечат соответствие. Для производства плат по стандартам нужно обучать штат.

Обучайте производству плат с рекомендованными химикатами. Лучшие PCB-фирмы имеют высококвалифицированный персонал по RoHS 2. Инвестируйте в современную LMS (Learning Management System) — онлайн, настраиваемая — для лучшего обучения по RoHS 2.

4.3 Избегание ошибок повседневных операций

При производстве PCB под RoHS 2 может пойти не так. Ошибочные операции могут привести к несоответствующей продукции. Чтобы продукция соответствовала RoHS 2 — избегайте базовых ошибок.

Как? Делайте всё правильно с начала. Каждый шаг и процесс верны. Оптимизируйте всё: от химикатов до оборудования. Гарантирует платы, соответствующие RoHS 2.

4.4 Подготовка полных производственных документов

В производстве полные документы критичны. Неполные документы → платы не RoHS 2-compliant. Документы определяют: нужные материалы, оборудование, химикаты. При полных документах — быстрое выполнение регуляций.

4.5 Выбор правильного поставщика

Для выполнения RoHS в производстве PCB — сотрудничайте с надежными поставщиками. Только так уверены в использовании правильных химикатов.

Плохой поставщик — катастрофа. Вероятно, производство не-RoHS плат. Долгосрочно такие поставщики не знают лучшие RoHS-химикаты. Риск убытков при реколле продукции.

Поиск поставщика прост: интернет, отзывы, лучшие имена в индустрии. Проверьте опыт и объем поставок в год. Обеспечит работу с лучшими.

5. Как тестировать PCB на соответствие RoHS 2

Тестирование PCB на соответствие RoHS достижимо несколькими способами. Дизайнеры PCB чаще используют портативные RoHS-анализаторы (XRF-металлоанализаторы / рентгенофлуоресцентные).

Экранируют и детектируют запрещенные металлы. С 4 дополнительными веществами и фталатами RoHS 2 требуют других методов тестирования. Пока PCB-дизайнеры в основном полагаются на RoHS-анализаторы.

6. Разница между RoHS 2 и оригинальным RoHS

RoHS 2 — улучшенная версия оригинала. Оригинал содержал мало запрещенных веществ (неподходящих для EEE). RoHS 2 — расширение: охватывает ВСЕ электро/электрооборудование, запасные части, кабели. С 22 июля 2019 года все электронные компании должны быть RoHS 2-compliant.

Еще одно отличие: продукты под оригинальным RoHS не должны содержать 6 ограниченных веществ. Фирма, выводимая на ЕС-рынок, должна вести записи соответствия.

RoHS 2 требует дополнительного соответствия и записи. Производители должны хранить записи 10 лет.

Записи включают: CE-маркировку, оценку соответствия, самоотчетность о несоответствиях.

6.1 Разница между RoHS 2 и RoHS 3

RoHS 2 и RoHS 3 требуют внимания всех EEE-производителей. 31 марта 2015 вышла директива 2015/863 — RoHS 3. Добавлены 4 новых ограниченных вещества (фталаты: DEHP, BBP, DBP, DIBP).

Принуждение RoHS 3 вступило в силу 22 июля 2019. Как предшественник, применяется ко всей EEE на рынке ЕС. Но мониторинг/контроль и медицинские приборы имеют 2-летнюю льготу до 22 июля 2021.

6.2 Дальнейшее обсуждение RoHS 4 и RoHS 5

Будет ли RoHS 4? Сейчас никто не может предсказать. Возможно, скоро увидим RoHS 4 и 7 новых веществ. На оценке: кобальт, бериллий, триоксидидиазот. Также: индий фосфид, никель, среднецепные хлорированные парафины, тетрабромбисфенол А.

RoHS 5 — соответствие 5 из 6 ограниченных веществ, но без соответствия по свинцу. Свинец в специфических применениях категорий 8 и 9 под исключением на несколько лет.

7. Понимание исключений RoHS 2

RoHS ограничивает опасные химикаты в EEE. Но есть применения, где ограничение невозможно. Научно-технически сложно устранить использование. В таких случаях RoHS не применяется.

Исключения RoHS отличаются по юрисдикциям. В Китае один запрещенный вещество широко используется в Корее. В общем, исключения включают:

• Ртуть в одноосновных люминесцентных лампах
• Одноосновные люминесцентные лампы для общего освещения
• Двухосновные прямые люминесцентные лампы с трихроматическим люминофором для общего освещения

8. Отрасли, где применим RoHS 2

Несколько отраслей подпадают под RoHS 2. Первое — бизнес-субъекты, продающие/распространяющие электро/электронные компоненты. Те, кто продает компоненты, суб-сборки, кабели в ЕС — под директивой. Если продаете электронику перепродавцам/дистрибьюторам, продающим в ЕС — должны соблюдать RoHS.

RoHS сильно влияет на металлургию. При а노다йзинге, металлическом напылении, покрытиях на электронных компонентах — RoHS применим. Эти покрытия часто в производстве PCB. Значит, PCB-индустрия чувствует эффект RoHS.

9. Общие вопросы о RoHS 2

Частые вопросы электро/электронных экспертов по RoHS. PCB-производители под зонтиком электронных изготовителей.

9.1 Является ли RoHS 2 также директивой CE-маркировки?

Да, RoHS 2 — директива CE-маркировки. Соответствие RoHS 2 необходимо для нанесения CE-марки на EEE.

9.2 Отношения между RoHS и REACH

REACH — общая регуляция: производство/использование химикатов, влияние на среду/здоровье. Мониторит ECHA (Европейское агентство по химикатам). Работает с 197 SVHC (Substances of Very High Concern).

RoHS ограничивает вещества в EEE: кабели, проводку, дисплеи, платы. Все RoHS-запрещенные вещества есть в REACH-списке. Они канцерогенны, репротоксичны, мутагенны, биоаккумулируются, эндокринные дисрупторы. REACH также контролирует: корпуса, покрытия, краски, растворители.

9.3 Отношения между RoHS и WEEE

WEEE — Waste from Electrical and Electronic Equipment (Директива 2002/96/EC). Обязывает к обработке, восстановлению, переработке EEE. После 13 августа 2006 все применимые продукты в ЕС должны быть WEEE-compliant. Стикер «Wheelie Bin» стал обязательным.

WEEE поощряет дизайн электроники (включая PCB) с учетом переработки/восстановления. RoHS требует снижения опасных веществ. С другого ракурса: RoHS регулирует опасные вещества, WEEE — их утилизацию.

9.4 Отношения между RoHS и ELV-директивой

ELV (End of Life Vehicles) — автомобили, RoHS — широкий спектр электроники по отраслям (включая PCB). ELV затрагивает кабели, проводку, компоненты авто.

ELV внедрена 1 июля 2003. Старая концепция: ограничивает ртуть, свинец, гексавалентный хром, кадмий. RoHS вступила в 2013 — новее. Обе — ограничительные меры для снижения вредных веществ в электронике.

Давление на производство без опасных веществ продолжит расти. Скоро появятся заменители несоответствующих продуктов.

9.5 Отношения между RoHS и конфликтными минералами (3TG)

Связь в Full Materials Declaration (FMD). Часто декларация соответствия перечисляет RoHS и Conflict Minerals (3TG) в одном месте. Конфликтные минералы: вольфрам, тантал, золото, оловь — 3TG. При прослеживании происхождения — 3TG минералы.

В ДРК активна добыча кобальта — ключевой минерал для батарей. Электромобили используют такие батареи, добыча будет расти.

Главная связь RoHS и Conflict Minerals — самоотчетность. RoHS заставляет электроник-компании самоотчитываться (доказ представления). То же с Conflict Minerals: по Dodd-Frank Act все публичные компании отчитываются перед SEC об происхождении конфликтных минералов глобально.

Резюме

Нельзя игнорировать внедрение RoHS 2. Без него среда и здоровье пострадают негативно. RoHS 2 ограничивает опасные химикаты, негодные для людей и природы.

В WellPCB мы RoHS 2-compliant и используем безсвинцовую пайку на PCB. Полностью соблюдаем законы защиты здоровья людей и среды. Свяжитесь с WellPCB по вопросам RoHS. Обсудим регуляторную сферу и сделаем ваши платы дружелюбными к пользователю и экологии!