RoHS：綠色計(jì)劃介紹

　　歐盟于2003年立法以促進(jìn)電氣電子設(shè)備廢物的回收、處理和循環(huán)利用。這項(xiàng)立法被稱作“廢棄電氣電子設(shè)備 （WEEE） 法案”，歐洲議會(huì)立法編號(hào)為2002/96/EC。2003年，歐洲議會(huì)又通過了2002/95/EC配套標(biāo)準(zhǔn)，即“限制在電子電氣產(chǎn)品中使用有害物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)”（RoHS）。從2006年7月1日起，RoHS對(duì)電子電氣設(shè)備中的鉛、鎘、汞、六價(jià)鉻、多溴聯(lián)苯醚和多溴聯(lián)苯含量做出了規(guī)定。這些化學(xué)物質(zhì)會(huì)對(duì)人類健康和環(huán)境產(chǎn)生威脅。所有歐盟成員國(guó)都應(yīng)以本指令為指導(dǎo)制定出相應(yīng)的執(zhí)行和實(shí)施政策。

　　歐盟以外的制造商可能會(huì)奇怪RoHS對(duì)自己有什么影響，畢竟這只是一個(gè)歐洲指令。事實(shí)上，RoHS標(biāo)準(zhǔn)是國(guó)際范疇的。該指令規(guī)定：任何產(chǎn)品（無論是中國(guó)生產(chǎn)的電纜，美國(guó)制造的部件，還是日本生產(chǎn)的PCB）只要在管理范疇之內(nèi)，在進(jìn)入歐盟之前都必須符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)。如果產(chǎn)品最終銷往歐盟，就肯定會(huì)受到RoHS的影響。此外，歐盟并非全球唯一對(duì)電子產(chǎn)品有毒物質(zhì)含量采取限制措施的組織。美國(guó)加利福尼亞州2003年頒布的“電子廢棄物循環(huán)利用法案”就與RoHS指令類似，且該法案自2007年1月1日以來已經(jīng)開始實(shí)施。此外，日本、中國(guó)和韓國(guó)預(yù)計(jì)也將制定出相應(yīng)的法律。

　　日本

　　日本內(nèi)閣制定的“特定化學(xué)物質(zhì)明示條例 （J-MOSS）”于2006年7月1日頒布實(shí)施，該工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求電子產(chǎn)品中特定有毒物質(zhì)含量超過一定水平時(shí)必須具備警告標(biāo)識(shí)。

　　韓國(guó)

　　韓國(guó)于2007年4月2日頒布了“電氣電子設(shè)備和汽車資源回收利用條例”。

　　中國(guó)

　　中國(guó)的“電子信息產(chǎn)品污染控制管理辦法”（也就是通常所說的中國(guó)版RoHS）目的也是建立類似的管理限制機(jī)制，不過采取的方法有所區(qū)別。與歐盟的RoHS不同，中國(guó)RoHS對(duì)任何類型的電子產(chǎn)品都有效，產(chǎn)品在該標(biāo)準(zhǔn)下只分為兩類，即符合中國(guó)RoHS標(biāo)準(zhǔn)與不符合中國(guó)RoHS標(biāo)準(zhǔn)。

　　詳細(xì)信息

　　RoHS通常被稱作無鉛標(biāo)準(zhǔn)，但實(shí)際涉及以下六種物質(zhì)：

　　1. 鉛（Pb）

　　2. 汞（Hg）

　　3. 鎘（Cd）

　　4. 六價(jià)鉻（Cr6+）

　　5. 多溴聯(lián)苯（PBB）

　　6. 多溴聯(lián)苯醚（PBDE）

　　PBB和PBDE是某幾種塑料中的阻燃劑。

　　以上物質(zhì)在均質(zhì)材料條件下允許的最大密度為0.1%，或1000 ppm（鎘除外，其限量為0.01%或100 ppm）。這就是說，限量不是針對(duì)成品重量或元件重量，而是針對(duì)任何能（理論上）機(jī)械分離出來的單個(gè)物質(zhì)，例如電纜外皮或元件引腳上的鍍錫。

　　為了填補(bǔ)RoHS的漏洞，歐洲委員會(huì)于2006年5月被提請(qǐng)?jiān)u估兩種此前未被包括在內(nèi)的產(chǎn)品類型（監(jiān)控設(shè)備和醫(yī)療設(shè)備），以考慮是否將這兩類產(chǎn)品也納入RoHS標(biāo)準(zhǔn)的管轄范圍。

　　WEEE指令的相關(guān)章節(jié)對(duì)適用范圍做出了如下規(guī)定，包括：

　　1. 大型家用電器;

　　2. 小型家用電器;

　　3. IT和電信設(shè)備（某些國(guó)家不包含基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備）;

　　4. 消費(fèi)類產(chǎn)品;

　　5. 照明設(shè)備（包含燈泡）;

　　6. 電子電氣工具;

　　7. 玩具、休閑和體育用品;

　　8. 醫(yī)療設(shè)備（目前不包含）;

　　9. 監(jiān)控及控制設(shè)備（目前不包含）;

　　10. 自動(dòng)售貨機(jī);

　　11. 半導(dǎo)體器件。

　　該標(biāo)準(zhǔn)并不適用于固定的工業(yè)廠房和工具。公司應(yīng)確保投放到市場(chǎng)中的產(chǎn)品具有合規(guī)性，滿足規(guī)定的要求。元件和次級(jí)裝配件不必確保產(chǎn)品合規(guī)性。當(dāng)然，考慮到這一標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)的是均質(zhì)材料級(jí)別，應(yīng)通過供應(yīng)鏈將物質(zhì)密度數(shù)據(jù)傳遞給最終制造商。

　　豁免規(guī)則

　　對(duì)于少量應(yīng)用而言，可以免除其RoHS合規(guī)性要求。由于技術(shù)或科學(xué)上的原因，上述禁用物質(zhì)在這些應(yīng)用中具有不可替代性，或者替代物對(duì)環(huán)境、健康或消費(fèi)者安全造成的負(fù)面影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于正面效益。

　　豁免是暫時(shí)性的，應(yīng)至少每四年接受一次復(fù)核，直到最終找到可靠安全的合規(guī)替代物。因此，許多豁免都標(biāo)注了適用期限。

　　2010年9月24日，歐盟委員會(huì)大幅修訂了RoHS豁免名單，并替換整個(gè)附件以使其內(nèi)容更加清晰。目前RoHS標(biāo)準(zhǔn)下共有39種豁免情況。

　　有害的高科技垃圾問題

　　RoHS以及其它在減少有害電子材料方面所做的努力在一定程度上是為了應(yīng)對(duì)消費(fèi)類電子廢棄物這個(gè)全球性問題。隨著新技術(shù)越來越快地蜂擁而來，消費(fèi)類電子產(chǎn)品的淘汰速度也在加快。這些被丟棄的廢品會(huì)進(jìn)入垃圾填埋場(chǎng)，或者會(huì)被運(yùn)到中國(guó)等國(guó)進(jìn)行“回收”。

　　除了高科技垃圾問題外，RoHS已經(jīng)認(rèn)識(shí)到接觸低量化學(xué)物對(duì)人們的長(zhǎng)期影響。新的測(cè)試技術(shù)能檢測(cè)到更低濃度的環(huán)境有毒物。研究人員正在研究接觸有毒物對(duì)于人體神經(jīng)、發(fā)育和生殖系統(tǒng)的影響。

　　與RoHS不同，急性中毒相關(guān)法律針對(duì)的是直接接觸到大量有毒物質(zhì)且導(dǎo)致傷亡的這種情況。

　　生命周期影響評(píng)估

　　1. 無鉛焊接

　　研究結(jié)果能為業(yè)界提供無鉛焊接生命周期環(huán)境影響的客觀分析，從而對(duì)環(huán)境問題進(jìn)行現(xiàn)實(shí)的評(píng)估，并作為對(duì)成本和性能等傳統(tǒng)參數(shù)的補(bǔ)充。此外，這一評(píng)估也能幫助制造商改善產(chǎn)品和流程，降低能耗，減少有毒化學(xué)物質(zhì)的排放以及對(duì)人體健康和環(huán)境的威脅，從而減輕焊料的環(huán)境影響。

　　2. 不含 BFR 的塑料

　　塑料溴化阻燃劑 （BFR） 含量禁止超過0.1%，這一規(guī)定對(duì)塑料的回收再利用產(chǎn)生了影響。越來越多的產(chǎn)品采用再生塑料，因此必須了解這些塑料的BFR含量，這需要跟蹤回收塑料的來源以明確BFR含量，或者通過測(cè)量樣本的方式獲得 BFR 含量數(shù)據(jù)。BFR含量高的塑料處理起來成本高，而且很難廢棄;而BFR低于0.1%的塑料則能作為有價(jià)值的可回收材料。

　　優(yōu)勢(shì)

　　健康優(yōu)勢(shì)

　　當(dāng)今大多數(shù)高科技垃圾最終都被運(yùn)往第三世界國(guó)家，而RoHS標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施能有助于減少對(duì)這些國(guó)家居民的傷害和環(huán)境的影響。無鉛焊接和相關(guān)元件的使用能讓從事原型設(shè)計(jì)和制造操作的電子產(chǎn)業(yè)工人直接受益，提高他們的健康水平。接觸焊膏對(duì)健康的影響已經(jīng)不再像從前那樣嚴(yán)重了。

　　不用擔(dān)心可靠性問題

　　有人預(yù)測(cè)RoHS標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施會(huì)造成大量元件故障，降低可靠性。而當(dāng)今全世界范圍內(nèi)有大量合規(guī)產(chǎn)品被廣泛使用，并沒有出現(xiàn)這些問題。目前大多數(shù)消費(fèi)類電子產(chǎn)品都符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)，包括蘋果的iPod便攜式音樂播放器以及戴爾和惠普的家用電腦和服務(wù)器等。

　　流動(dòng)特性和裝配

　　含鉛和無鉛焊膏的一個(gè)主要區(qū)別就在于焊膏液態(tài)時(shí)的流動(dòng)特性。含鉛焊料的表面張力低，會(huì)向液體焊料周邊的金屬表面慢慢擴(kuò)散。與此形成電子對(duì)比的是，無鉛焊料在液態(tài)情況下會(huì)保持原地不動(dòng)，僅停留在最初接觸到的金屬表面上。

　　缺乏流動(dòng)性通常會(huì)被視為一種缺點(diǎn)，因?yàn)檫@可能導(dǎo)致電氣接觸質(zhì)量下降，但實(shí)際上這也是一大優(yōu)勢(shì)，相對(duì)于含鉛焊料而言，無鉛焊料能讓元件間的連接更加緊密。

　　業(yè)界的批評(píng)

　　可靠性：

　　無鉛焊料方案的長(zhǎng)期可靠性仍存在爭(zhēng)議。可靠性是一個(gè)非常復(fù)雜寬泛的問題，這里難以贅述。過去幾年來，已有大量技術(shù)論文和文章對(duì)此問題進(jìn)行了探討。無論“錫須（tin whiskers）”或“錫瘟（tin pest）”是真正的問題還是僅僅是理論上的問題，包括填埋鉛的浸出污染等，這些都有待于進(jìn)一步的研究。不幸的是，錫鉛焊料已經(jīng)使用了將近2000年，所有鉛焊料替代材料顯然都不具備如此長(zhǎng)期的有效性數(shù)據(jù)。

　　成本：

　　如果說無鉛焊接的可靠性是個(gè)值得爭(zhēng)辯的問題，那么無鉛焊接的整體成本要高于鉛錫焊接卻是個(gè)不爭(zhēng)的事實(shí)。僅轉(zhuǎn)換過程就要花費(fèi)上億美元，包括培訓(xùn)、工藝開發(fā)、資格認(rèn)證測(cè)試和新設(shè)備等。

　　在使用過程中采用更昂貴、更稀缺的材料，消耗更高的熱能，工序更長(zhǎng)，產(chǎn)能更低，這些一系列問題會(huì)使電子設(shè)備的成本增加數(shù)十億美元，這還不算技術(shù)轉(zhuǎn)換的過程。高成本和低利潤(rùn)會(huì)導(dǎo)致價(jià)格上漲，最終將成本轉(zhuǎn)嫁到消費(fèi)者頭上。

　　資源使用不當(dāng)：

　　無鉛焊料造成的成本既看不到又不能恢復(fù)，經(jīng)濟(jì)學(xué)家稱之為“機(jī)會(huì)成本”。無鉛焊料的機(jī)會(huì)成本在于，熟練的技術(shù)工人需要花費(fèi)大量工時(shí)進(jìn)行無鉛工藝技術(shù)的準(zhǔn)備和轉(zhuǎn)換工作。這些工人本可以把時(shí)間用于提高產(chǎn)品質(zhì)量、制造水平、新產(chǎn)品開發(fā)以及增強(qiáng)功能，結(jié)果卻為一個(gè)幻想浪費(fèi)掉了。

　　標(biāo)識(shí)

　　RoHS不要求任何特定的產(chǎn)品標(biāo)識(shí)。不過，許多制造商采取了自己的合規(guī)標(biāo)識(shí)以減少混淆?，F(xiàn)今使用的可視標(biāo)識(shí)包括“RoHS compliant”標(biāo)簽、綠葉、對(duì)勾和“PB-Free”標(biāo)識(shí)等。

　　以下給出了一些常見的標(biāo)識(shí)：

　　RoHS測(cè)試

　　電氣電子設(shè)備制造商應(yīng)在生產(chǎn)過程中檢查并確保新產(chǎn)品的六價(jià)鉻、汞、鉛、鎘以及PBDE和PBE等限制使用物質(zhì)不超標(biāo)。

　　圖：測(cè)試決策流程圖

　　XRF檢查（初步方法）

　　針對(duì)各種不同材料，可靠、準(zhǔn)確、快速地進(jìn)行RoHS限制元素檢查是一項(xiàng)艱巨的工作。在實(shí)踐中，X射線熒光分析 （XRF） 已被證明是一種理想的分析工具，能充分滿足業(yè)界的主要需求。XRF的采樣準(zhǔn)備最少并且能直接測(cè)量固態(tài)樣本，因此優(yōu)于其它元素分析方法。XRF檢查法能在最短時(shí)間內(nèi)得出結(jié)果，成本效率優(yōu)勢(shì)最高，可以顯示產(chǎn)品中是否存在RoHS標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的危險(xiǎn)物質(zhì)以及所在的位置。舉例來說這種技術(shù)特別適用于對(duì)最終產(chǎn)品進(jìn)行快速檢查。

　　濕化學(xué)分析（驗(yàn)證方法）

　　在RoHS測(cè)試過程中，首先利用XRF進(jìn)行初步檢查。如果發(fā)現(xiàn)大量限制物質(zhì)，則要使用濕化學(xué)分析（Wet Chemical Analysis）進(jìn)行進(jìn)一步測(cè)試，以獲得準(zhǔn)確度較高的結(jié)論。

　　圖：RoHS測(cè)試流程圖

　　RoHS部件標(biāo)識(shí)

　　各公司通過獨(dú)特的器件型號(hào)來區(qū)分RoHS合規(guī)性和非合規(guī)性產(chǎn)品。通過在原始器件型號(hào)系統(tǒng)中添加字母的方式來標(biāo)明RoHS合規(guī)性產(chǎn)品，并可在數(shù)據(jù)手冊(cè)或器件型號(hào)細(xì)目表中輕松識(shí)別。舉例來說：

　　賽普拉斯半導(dǎo)體公司在其銷售的器件型號(hào)中添加了后綴字母X。

　　RoHS部件 = CY7C199C-15VXC

　　非RoHS部件 = CY7C199C-15VC

　　賽普拉斯的RoHS政策

　　賽普拉斯環(huán)保政策

　　賽普拉斯致力于避免環(huán)境污染，持續(xù)改進(jìn)環(huán)境系統(tǒng)和控制。賽普拉斯將遵守所有適用的環(huán)保法規(guī)和客戶要求，并將制定和審核目標(biāo)及指標(biāo)，以保護(hù)自然資源。

　　結(jié)論

　　歐盟RoHS標(biāo)準(zhǔn)在全世界范圍內(nèi)取得了重大成就。隨著越來越多的國(guó)家采用此標(biāo)準(zhǔn)，未來垃圾填埋場(chǎng)的污染程度將會(huì)降低，產(chǎn)業(yè)工人健康程度也會(huì)提高。RoHS在電子產(chǎn)品供應(yīng)鏈中淘汰了多種危險(xiǎn)化學(xué)品，為全球標(biāo)準(zhǔn)的制定做好了鋪墊。許多公司的努力已經(jīng)超越了RoHS的范疇，目前市場(chǎng)上的許多產(chǎn)品都不包含鹵化有機(jī)物?，F(xiàn)成的替代材料和元件還能充分滿足技術(shù)性能和防火安全標(biāo)準(zhǔn)的要求。

　　在歐盟成員國(guó)開展業(yè)務(wù)的企業(yè)必須遵守相關(guān)法律，減少危險(xiǎn)物質(zhì)的使用并需要適當(dāng)處理電子廢棄物。如果不及時(shí)采用RoHS技術(shù)，就會(huì)增加產(chǎn)品被限制入關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)，造成產(chǎn)品滯銷，最終損失市場(chǎng)份額。