در عصر افزایش آگاهی زیست محیطی و بررسی مقررات جهانی، انطباق RoHS از یک "خوب برای داشتن" به یک ضرورت تجاری برای تولید کنندگان PCB تبدیل شده است.دستورالعمل محدود کردن مواد خطرناک (RoHS) استفاده از مواد سمی در الکترونیک را محدود می کندبرای تولیدکنندگان PCB، نادیده گرفتن RoHS نه تنها خطرناک است بلکه با جریمه ای که به 100 یورو می رسد، هزینه دارد.000+ در اتحادیه اروپا و دسترسی به بازارهای کلیدی مانند اروپا را مسدود کرد، چین و ژاپن.
این راهنما توضیح می دهد که چرا انطباق RoHS در تولید PCB مهم است، کدام مواد محدود می شوند و چگونه فرآیندهای سازگار را پیاده سازی کنیمایمنی، و سودآوری.
نکات کلیدی
1مطابق با RoHS، ۱۰ ماده خطرناک در PCB ها، از جمله سرب، جیوه و کادمیوم، محدود می شود و در اکثر موارد آنها را به ≤0.1٪ (به وزن) محدود می کند.
2عدم انطباق با قوانین، خطر جریمه، بازگشت محصولات و از دست دادن دسترسی به بازار را دارد که به طور متوسط سالانه به کسب و کارها 2 میلیون دلار در صورت مجازات و فرصت های از دست رفته هزینه می کند.
3جوش های بدون سرب (به عنوان مثال، آلیاژ Sn-Ag-Cu) و لایه های بدون هالوجن برای تولید PCB سازگار با RoHS ضروری هستند.
4PCB های سازگار با RoHS ضایعات الکترونیکی (زباله های الکترونیکی) را 30٪ کاهش می دهند و قرار گرفتن کارگران در معرض سمی ها را کاهش می دهند، که با تقاضای مصرف کنندگان برای محصولات سازگار با محیط زیست (80٪ از ایالات متحده) مطابقت دارد.مصرف کنندگان مارک های پایدار را ترجیح می دهند).
انطباق RoHS چیست؟
RoHS، اختصار "محدودیت مواد خطرناک" مجموعه ای از مقررات محدود کننده استفاده از مواد سمی در تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی (EEE) است.در اصل توسط اتحادیه اروپا (EU) در سال 2003 تصویب شد، از آن زمان به بعد در سراسر جهان پذیرفته شده است، با تغییرات در کشورهایی مانند چین (چین RoHS) ، ژاپن (J-MOSS) و کره جنوبی (K-RoHS).
هدف اصلی
هدف RoHS این است که:
1کاهش آلودگی محیط زیست ناشی از زباله های الکترونیکی (مواد سمی در خاک / آب هنگام دور ریختن وسایل الکترونیکی خارج می شوند).
2حفاظت از کارگران در تولید الکترونیک از قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی مضر.
3. ارتقاء بازیافت و استفاده پایدار از منابع در الکترونیک
مواد محدود شده توسط RoHS
RoHS در حال حاضر 10 ماده خطرناک را محدود می کند، با محدودیت های غلظت سختگیرانه:
| ماده |
نماد |
محدوده (به وزن) |
تاثیرات بر سلامت و محیط زیست |
| سرب |
Pb |
0.۱% |
عصب سمی است. به رشد مغز کودکان آسیب می رساند. |
| جیوه |
Hg |
0.۱% |
به سیستم عصبی آسیب میرساند و در زنجیره غذایی تجمع می یابد. |
| کادمیوم |
سی دی |
0.01 درصد |
باعث آسیب کلیه می شه. برای حیات آبی سمیه. |
| کرومیوم هکساولنت |
Cr ((VI) |
0.۱% |
سرطان زا؛ باعث زخم پوست و آسیب ریه می شود. |
| بیفنیل های پلی برومین |
PBB ها |
0.۱% |
در محیط دوام داره، هورمون ها رو مختل میکنه |
| دیفنیل استر های پلی برومین |
PBDE ها |
0.۱% |
زیست انباشت شده؛ مرتبط با مشکلات رشد. |
| 2- اتیل هکسيل) فتالات |
DEHP |
0.۱% |
اختلال درون غدد؛ بر سلامت تولید مثل تاثیر میذاره. |
| بوتیل بنزیل فتالات |
BBP |
0.۱% |
شبيه DEHP است. براي دستگاه هاي تناسلي سمي است. |
| دیبوتیل فتالات |
DBP |
0.۱% |
اختلال درون غدد؛ مرتبط با نقص های مادرزادی. |
| دی ایزوبوتیل فتالات |
DIBP |
0.۱% |
در دوزهای بالا بر عملکرد کبد و کلیه تاثیر می گذارد. |
تحول مقررات RoHS
RoHS از سال 2003 گسترش یافته است تا محصولات و مواد بیشتری را پوشش دهد:
| نسخه RoHS |
سال |
تغییرات کلیدی |
| RoHS 1 |
2003 |
مواد محدود شده 6؛ به الکترونیک مصرفی اعمال می شود. |
| RoHS 2 |
2011 |
اضافه شدن الزامات علامت گذاری CE؛ گسترش به دستگاه های پزشکی و تجهیزات نظارت. |
| RoHS 3 |
2015 |
چهار فتلات (DEHP، BBP، DBP، DIBP) به لیست ممنوع اضافه شد. |
| RoHS 4 |
2021 |
محدوده مشخص شده برای "قطعات الکتریکی" (به عنوان مثال PCB) ؛ قوانین آزمایش سختگیرانه تر. |
| به روز رسانی پیشنهادی سال 2024 |
2024 |
ممکن است دو ماده جدید (اسید سولفونیک پرفلورو هکسان و نمک های آن) اضافه شود. |
چرا انطباق RoHS برای تولید کنندگان PCB مهم است
برای سازندگان PCB، انطباق RoHS فقط در مورد پیروی از قوانین نیست بلکه در مورد پایداری، دسترسی به بازار و شهرت است.
1حفاظت از محیط زیست
ضایعات الکترونیکی یک بحران جهانی است: 53.6 میلیون تن متریک الکترونیک در سال 2020 دور ریخته شد و تنها 17.4٪ از آن بازیافت شد. PCB های سازگار با RoHS این تأثیر را با:
a.از بین بردن مواد سمی که از محل دفن زباله به خاک و آب نفوذ می کنند.
ب. امکان بازیافت ایمن تر: PCB های بدون سرب امکان بازیابی مس، طلا و سایر فلزات را بدون تولیدات جانبی خطرناک فراهم می کنند.
c.کم کردن اثرگاه کربن: فرآیندهای سازگار با RoHS (به عنوان مثال، جوش بدون سرب) اغلب از تجهیزات با کارایی انرژی استفاده می کنند.
2حفاظت از سلامت کارگران و مصرف کنندگان
تولید PCB شامل تماس نزدیک با مواد است که RoHS را برای ایمنی ضروری می کند:
a.کارگران: قرار گرفتن در معرض دود سرب باعث آسیب عصبی می شود؛ گرد و غبار کادمیوم خطر ابتلا به سرطان را افزایش می دهد. کارخانه های سازگار با RoHS 40٪ کمتر حوادث بهداشت شغلی را گزارش می کنند.
ب.مصرف کنندگان: مواد سمی موجود در PCB می توانند از دستگاه های آسیب دیده (به عنوان مثال، صفحه نمایش شکسته تلفن) خارج شوند و کاربران را در معرض سرب یا جیوه قرار دهند.
3دسترسی به بازار جهانی
تقریباً 80٪ از بازارهای جهانی الکترونیک نیاز به انطباق RoHS دارند، از جمله:
a.EU: اجباری برای تمام وسایل الکترونیکی فروخته شده در کشورهای عضو؛ محصولات ناسازگار در مرزها ضبط می شوند.
ب.چین: RoHS چین (مانند RoHS اتحادیه اروپا) نیاز به آزمایش و برچسب گذاری برای وسایل الکترونیکی فروخته شده در داخل کشور دارد.
c.U.S. (غیرمستقیم): خرده فروشان بزرگ مانند Walmart و Best Buy نیاز به انطباق RoHS برای الکترونیک دارند.
یک نظرسنجی در سال 2023 نشان داد که 65٪ از تولید کنندگان PCB به دلیل عدم انطباق قراردادها را از دست داده اند، با متوسط تلفات 1.2 میلیون دلار در هر حادثه.
4شهرت برند و اعتماد مصرف کنندگان
مصرف کنندگان مدرن اولویت پایداری را دارند:
73 درصد از هزاره های ایالات متحده مایل به پرداخت هزینه بیشتر برای محصولات سازگار با محیط زیست هستند.
b. خریداران B2B (به عنوان مثال، OEM خودرو) به طور فزاینده ای نیاز به گواهینامه RoHS به عنوان بخشی از توافقنامه های تامین کننده دارند.
مارک هایی مانند اپل و سامسونگ رعایت RoHS را در بازاریابی برجسته می کنند، وفاداری مشتری و سهم بازار را افزایش می دهند.
دستیابی به انطباق RoHS در تولید PCB
انطباق نیاز به انتخاب دقیق مواد، تنظیمات فرآیند و مستند سازی دارد.
1سولدر بدون سرب و جایگزین های آن
جوش بر پایه سرب (63٪ قلع، 37٪ سرب) زمانی استاندارد بود اما تحت RoHS ممنوع است.
| نوع جوش |
ترکیب |
نقطه ذوب |
بهترین برای |
| Sn-Ag-Cu (SAC) |
96.5٪ Sn، 3٪ Ag، 0.5٪ Cu |
۲۱۷°C |
مجمع PCB عمومی (معمولاً). |
| Sn-Cu |
99.3٪ Sn، 0.7٪ Cu |
۲۲۷°C |
برنامه های کاربردی حساس به هزینه و کم قابلیت اطمینان. |
| Sn-Ag-Cu-Bi |
95.5٪ Sn، 3٪ Ag، 1٪ Cu، 0.5٪ Bi |
۲۱۱ درجه سانتیگراد |
سازمانی با دمای پایین (به عنوان مثال، اجزای حساس به گرما). |
توجه: جوش های بدون سرب نیاز به دماهای بازپرداخت بالاتر دارند (245-260 °C در مقابل 183 °C برای سرب) ، بنابراین از لایه های Tg بالا (Tg ≥170 °C) برای جلوگیری از انحراف PCB استفاده کنید.
2مواد سازگار با RoHS
هر جزء PCB باید با محدودیت های RoHS مطابقت داشته باشد:
a. لامینات: استفاده از FR4 بدون هالوجن (به عنوان مثال، Isola FR408HR) به جای مواد مهار کننده شعله بروم (بر اساس RoHS ممنوع است).
ب.پلاستی: کروم شش ارزش (Cr ((VI)) را با کروم سه ارزش (Cr ((III)) برای پایان سطح جایگزین کنید.
ج. اجزای: مقاومت های منبع، خازن ها و IC ها با گواهینامه RoHS (از تامین کنندگان برای اعلام مواد درخواست کنید).
3کنترل فرآیند
a.بررسی های ورودی: مواد خام (پودر، لامینات) را با استفاده از تحلیلگر های فلورسنت اشعه ایکس (XRF) برای مواد ممنوع آزمایش کنید.
نظارت بر تولید: استفاده از نرم افزار (به عنوان مثال، موافقت مطابق) برای ردیابی دسته های مواد و تولید گزارش های انطباق.
c. آزمایش: آزمایشگاه های شخص ثالث (به عنوان مثال، SGS، Intertek) از طریق ICP-MS (اسپکترومتری جرم پلاسما به صورت انطباقی) برای عناصر ردیابی مطابقت را تأیید می کنند.
4اسناد
برای اثبات انطباق، سوابق را حفظ کنید:
الف.ورق های اطلاعات ایمنی مواد (MSDS) برای تمام ورق های ورودی.
ب.گزارش های آزمایش از آزمایشگاه های معتبر.
ج.اعلان سازگاری (DoC) که توسط نماینده شرکت امضا شده است.
چالش ها و راه حل های انطباق RoHS
در حالی که ضروری است، انطباق با موانع است که به راحتی با برنامه ریزی مدیریت می شود:
1هزینه های بالاتر مواد
پمپ بدون سرب و لایه های بدون هالوجن 10٪ تا 15٪ بیشتر از جایگزین های غیر سازگار است.
راه حل: مقیاس تولید برای جبران هزینه ها؛ بسیاری از تامین کنندگان تخفیف حجم برای مواد RoHS را ارائه می دهند.
2. اصلاحات فرآیند
جوشاندن بدون سرب نیاز به دمای بالاتر دارد، که خطر آسیب به قطعات را دارد.
راه حل: ارتقاء کوره های بازپرداخت با کنترل دقیق دمای؛ اپراتورهای قطار بر روی پروفایل های بدون سرب.
3. زنجیره های عرضه پیچیده
قطعات فرعی (به عنوان مثال، کانکتورها) ممکن است حاوی مواد محدود شده پنهان باشند.
راه حل: تامین کنندگان را سالانه بررسی کنید؛ از آنها بخواهید گواهینامه RoHS را برای تمام قطعات ارائه دهند.
مطالعه موردی: هزینه عدم رعایت
یک تولید کننده PCB مستقر در ایالات متحده در سال 2022 ، 5000 تخته ناسازگار را به یک مشتری اتحادیه اروپا ارسال کرد. تخته ها حاوی 0.2٪ سرب (دو برابر حد RoHS) بودند. عواقب:
گمرک اتحادیه اروپا محموله را ضبط کرد، که 150,000 دلار به عنوان محصول از دست رفته بود.
ب.مبلغ جریمه ها 80،000 یورو (88،000 دلار) بود.
c. مشتری قرارداد 2 میلیون دلاری سالی رو لغو کرد.
کل خسارت: 238 هزار دلار + تاثیرات بلند مدت بر درآمد
سوالات عمومی
س: آیا رعایت RoHS در ایالات متحده اجباری است؟
A: ایالات متحده یک قانون RoHS فدرال ندارد، اما بسیاری از ایالت ها (به عنوان مثال، کالیفرنیا) و خرده فروشان آن را نیاز دارند. اکثر تولید کنندگان PCB ایالات متحده برای دسترسی به بازارهای جهانی مطابقت دارند.
س: آیا PCB ها می توانند حاوی مقادیر کمی از مواد محدود باشند؟
A: بله RoHS اجازه می دهد "استثناء" برای برنامه های کاربردی حیاتی (به عنوان مثال، سرب در PCB دستگاه های پزشکی).
سوال: مقررات RoHS چقدر تغییر می کنند؟
A: اتحادیه اروپا هر ۳ تا ۵ سال یک بار RoHS را به روز می کند.
سوال: تفاوت بین RoHS و REACH چیست؟
A: RoHS بر مواد خطرناک در الکترونیک تمرکز دارد. REACH (ریجستریشن، ارزیابی، مجوز و محدودیت مواد شیمیایی) یک مقررات گسترده تر اتحادیه اروپا است که شامل تمام مواد شیمیایی در محصولات است.
س: چگونه می توانم PCB هایم را برای انطباق RoHS آزمایش کنم؟
ج: از XRF برای غربالگری سریع در محل استفاده کنید، سپس نمونه ها را برای آزمایش ICP-MS به آزمایشگاه های معتبر ارسال کنید تا میزان مواد ردیابی را تأیید کنید.
نتیجه گیری
انطباق RoHS دیگر برای تولید کنندگان PCB اختیاری نیست، بلکه سنگ بنای یک کسب و کار پایدار و جهانی است.کاهش آسیب های زیست محیطیدر حالی که هزینه های اولیه و تغییرات در فرآیند ممکن است ترسناک به نظر برسند، مزایای طولانی مدت جریمه های اجتناب شده، روابط قوی تر با مشتریان،و مسئولیت کاهش یافته بسیار بیشتر از آنها است.
با تشدید مقررات و افزایش تقاضای مصرف کنندگان برای پایداری، انطباق با RoHS فقط مهم تر خواهد شد. سازندگان PCB که امروز آن را پذیرفته اند، خود را به عنوان رهبران صنعت قرار می دهند،آماده به رشد در یک سبز، جهان متصل تر.
پیام شما باید بین 20 تا 3000 کاراکتر باشد!
