rohs что это за устройство
Мы рассказываем о гитарах
О технике и культуре акустической и электрогитары
Кто такой RoHS и с чем его едят?
RoHS (Restriction of Hazardous Substances) — это директива Европейского Союза, ограничивающая использование шести веществ в новом электрическом и электронном оборудовании после 1 июля 2006 года.
Данная директива Европейского Союза — один из документов постоянно растущего чколичества правил по экологически приемлемым технологиям. Директива RoHS дополняет другую директиву Европейского Союза, известную как Директива WEEE (Waste from Electrical and Electronic Equipment), которая касается процесса вторичного использования оборудования и материалов после переработки.
Металлы, которые запрещены при производстве электронного оборудования согласно RoHS:
— свинец (Pb)
— кадмий (Cd)
— ртуть (Hg)
— шестивалентный хром (Cr (VI))
— бромидные соединения РВВ (polybrominated biphenyls), используемые производителями в качестве трудновоспламеняемых компонентов
— бромидные соединения РВDE (polybrominated diphenylethers), используемые производителями в качестве трудновоспламеняемых компонентов
Директива RoHS преследует следующие цели:
-сократить загрязнение и предотвратить разрушение окружающей среды;
-предотвратить отравления указанными веществами и, как следствие, возникновение проблем со здоровьем у людей, работающих и пользующихся электрическим оборудованием и электроникой.
В связи с этим переход на бессвинцовые (lead-free) материалы среди разработчиков электронной техники набирает силу. Производство с использованием бессвинцовой технологии предъявляет определённые требования к паяльному оборудованию, инструменту и комплектующим, необходимым для использования в процессе ручной пайки.
Гитарные блоки питания Cubozoa соответсвуют стандарту RoHS начиная с корпуса и заканчивая элементами печатной платы.
Подробнее о +CubozoaRu
Разработка, изготовление уникальных, программируемых блоков питания для педалей эффектов гитар.
Что такое RoHS
Приветствую, уважаемые читатели!
В последние годы на материнских платах, блоках питания компьютеров и других изделиях электронной техники можно увидеть аббревиатуру «RoHS».
Что же она обозначает?
RoHS (Restrictive of Hazardous Substances) – это директива Европейского Союза, ограничивающая использование шести веществ (свинца, ртути, кадмия, шестивалентного хрома и двух веществ класса бромистых фенилов) в новом электрическом и электронном оборудовании.
Первая редакция этой директивы была принята в 2005, вторая (RoHS II) – в 2011 году.
Продукцию, подпадающую под эти директивам, стали маркировать различными знаками, включающими в себя и эту аббревиатуру. Отказ от этих стандартов может повлечь за собой судебное преследование вплоть до тюремного заключения, штрафы и потерю репутации компании-производителя.
И каковы последствия?
Современная электронная аппаратура смонтирована с помощью пайки.
Пайка, как известно, осуществляется посредством припоя (сплава из нескольких металлов).
До принятия этих директив основой любого припоя для электронной аппаратуры были олово и свинец. Использовалось множество видов таких припоев, причем они могли иметь различную температуру плавления.
Для ее снижения в припой добавлялись кадмий, висмут и другие металлы. Существуют припои, температура плавления которых меньше 100 градусов. Т.е. они плавятся в стакане кипятка! Такие припои используются для лужения (покрытия медных проводников тонким слоем припоя для последующей пайки).
После принятия директив использование кадмия и свинца для припоев было запрещено. Отсутствие этих металлов вызывает повышение температуры плавления припоя. Электронные компоненты весьма чувствительны к перегреву. Поэтому эти директивы сильно стимулировали появление нового поколения оборудования, которое бы поддерживало температуру процесса пайки с высокой точностью.
Пайка бессвинцовым припоем отличается от обычной чаще всего тем, что она более светлая и блестящая. Более темный цвет пайки обычным оловянно-свинцовым припоем обусловлен постепенным окислением свинца. Точнее говоря, темнеет она со временем, очень постепенно. Так как рабочая температура новых припоев выше, то нужно сильнее нагревать паяльник.
Интересно отметить, что действие этих директив не распространяется, в частности, на:
Вот такие дела. Напоследок скажем, что при ремонте технике, которая было смонтирована согласно директивам RoHS, можно использовать и традиционные оловянно-свинцовые припои. Хотя это и не очень правильно.
Скучноватая у нас сегодня получилась «лекция». Наверное, вы, друзья, вспомнили как в школе сбегали с уроков :)). В следующей статье этой рубрики мы поговорим о единицах измерения физических величин.
СЕРТИФИКАТ ROHS
Директива RoHS – документ Европейского союза, устанавливающий экологические требования в отношении различных электронных и электрических приборов. Таким образом, сертификатом RoHS является документ, подтверждающий соответствие заявленного оборудования прописанным в директиве RoHS стандартам.
На территории РФ сертификат RoHS оформляется по инициативе предпринимателя, то есть в добровольном порядке. Наличие этого документ требуется отечественным компаниям исключительно для импорта электронных и электрических устройств в страны Европы.
Выдается сертификат RoHS аккредитованными сертификационными центрами после проведения предусмотренных данной директивой проверок.
Какие товары подлежат сертификации RoHS?
Подтверждать соответствие продукции требованиям RoHS следует при ввозе в ЕС:
Полный перечень оборудования, подлежащего данной европейской сертификации, вы можете узнать у экспертов центра «Ростест Урал».
Какие требования устанавливает директива RoHS?
В первую очередь, этот европейский нормативный документ устанавливает требования к содержанию в продукции вредных веществ и к уровню опасного излучения электронных и электрических устройств. В частности, директива фиксирует нормы содержания в технике следующих веществ:
Преимущества оформления сертификата RoHS
Наличие этого документ позволит:
Как пройти сертификацию RoHS в России?
Процесс сертификации проходит поэтапно:
Помимо сертификата RoHS, вашей компании для импорта продукции в Евросоюз может потребоваться сертификат/декларация СЕ.
С помощью наших специалистов вы получите любые разрешительные бумаги максимально комфортно. Заполните форму обратной связи для получения первичной консультации. Убедитесь лично в наших преимуществах.
Является ли сертификат ROHS обязательным документом?
Какие товары подлежат сертификации RoHS?
Какие требования устанавливает директива RoHS?
По вопросам получения услуг в рассрочку обращайтесь к консультанту
С этим документом также заказывают:
ЗАКАЖИТЕ РАСЧЕТ СТОИМОСТИ НЕОБХОДИМОГО ВАМ ДОКУМЕНТА
ТР ЕАЭС 037/2016 «Об ограничении применения опасных веществ» (RoHS)
1. ТР ЕАЭС 037/2016 «Об ограничении применения опасных веществ в изделиях электротехники и радиоэлектроники», переходные положения.
С 01.03.2018 вступил в силу технический регламент Евразийского экономического союза «Об ограничении применения опасных веществ в изделиях электротехники и радиоэлектроники»
ТР ЕАЭС 037/2016.
до 1 марта 2020 года допускаются производство и выпуск в обращение изделий электротехники и радиоэлектроники на территории Евразийского экономического союза без осуществления оценки соответствия и документов об оценке соответствия требованиям технического регламента;
обращение изделий электротехники и радиоэлектроники, произведенных и выпущенных в обращение до 1 марта 2020 года, допускается в течение срока их службы, установленного в соответствии с законодательством государства – члена Союза.
2. Область аккредитации органа по сертификации и лаборатории Беллис.
БЕЛЛИС аккредитован для проведения работы по подтверждению соответствия требованиям ТР ЕАЭС 037/2016 – область аккредитации органа по сертификации.
3. Область применения регламента ТР ЕАЭС 037/2016.
Действие технического регламента ТР ЕАЭС 037/2016 согласно Приложения 1 распространяется на:
Форма подтверждения соответствия требованиям ТР ЕАЭС 037/2016 – декларирование соответствия:
а) для изделий, выпускаемых серийно – схемы 1д, 3д и 6д
б) для партии изделий – схемы 2д и 4д
5. Процедура сертификации (форма заявки, алгоритм, перечень документов).
По выбору заявителя форма подтверждения соответствия требованиям ТР ЕАЭС 037/2016 может быть заменена на сертификацию:
а) для изделий, выпускаемых серийно – схемы 1с, 2с и 6с
б) для партии изделий – схема 3 с
Наши эксперты будут рады проконсультировать Вас по вопросам проведения испытаний и процедуры подтверждения соответствия.
6. Мировая практика применения требований к изделиям электротехники и радиоэлектроники в части содержания опасных веществ (Директивы Европейского союза).
С 01.03.2018 вступил в силу технический регламент Евразийского экономического союза «Об ограничении применения опасных веществ в изделиях электротехники и радиоэлектроники» (ТР ЕАЭС 037/2016).
Данный технический регламент ограничивает содержание шести типов веществ – свинца, кадмия, ртути, шестивалентного хрома, полибромированных бифенилов и полибромированных дифенилэфиров в изделиях электротехники и электроники. В общем случае в однородных материалах, входящих в конструкцию изделий электротехники и радиоэлектроники, концентрация кадмия не должна превышать 0,01% (100 мг/кг), а пяти других указанных типов веществ – 0,1 % по весу (1000 мг/кг).
ТР ЕАЭС 037/2016 был разработан для защиты жизни и здоровья человека и окружающей среды, а также предупреждения действий, вводящих в заблуждение потребителей (пользователей) изделий электротехники и радиоэлектроники относительно содержания в них опасных веществ. Для повышения конкурентоспособности и расширения экспортных возможностей отечественных производителей ТР ЕАЭС 037/2016 гармонизирован с требованиями технического законодательства Европейского союза, в частности с Директивой 2011/65/EU (RoHS 2), однако некоторые особенности, в первую очередь касающиеся области применения, сохранены на уровне отмененной Директивы 2002/95/EС (RoHS 1).
Такое решение было связано с тем, что в государствах – членах ЕАЭС на национальном уровне не существовало обязательных требований по ограничению содержания опасных веществ в изделиях электротехники и радиоэлектроники.
Действие ТР ЕАЭС 037/2016 распространяется на бытовые приборы и аппараты, IT-оборудование, средства электросвязи, световое и офисное оборудование, электроинструмент (включая музыкальный), оборудование для досуга и спорта, торговые и игровые автоматы, расчетно-кассовое оборудование, кабельную продукцию, устройства защитного отключения (УЗО), пожарно-охранные извещатели и пр., т. е. изделия, производящиеся и ввозимые в больших количествах и, вследствие этого, определяющие основной уровень потребления опасных веществ в электротехнической отрасли.
Согласно Решению Коллегии Евразийской экономической комиссии «О переходных положениях технического регламента Евразийского экономического союза «Об ограничении применения опасных веществ в изделиях электротехники» (ТР ЕАЭС 037/2016)» от 28.02.2017 №24, до 1 марта 2020 года на территории Евразийского экономического союза допускается производство и выпуск в обращение изделий электротехники и радиоэлектроники без осуществления оценки соответствия и документов об оценке соответствия требованиям ТР ЕАЭС 037/2016, таким образом, осталось меньше года до его обязательного применения.
БЕЛЛИС проводит работы по подтверждению соответствия требованиям ТР ЕАЭС 037/2016 и Директивы Европейского Союза 2011/65/EU (RoHS 2), а также аналогичным требованиям других стран/регионов.
RoHS (англ. Restriction of Hazardous Substances) — Директива Европейского союза, ограничивающая содержание вредных веществ, которая была принята в феврале 2003 года (2002/95/EC). Эта Директива ограничивает содержание определенных опасных и вредных веществ (свинец, ртуть, кадмий, шестивалентный хром, полибромированные бифенилы, полибромированные дифениловые эфиры) в электрическом и электронном оборудовании (EEE).
В соответствии с действующей версией Директивы RoHS II (2011/65/EU) производители электрического оборудования обязаны принимать декларацию ЕС о соответствии требованиям Директивы. Только при наличии указанного соответствия производитель имеет право нанести СЕ маркировку на свою продукцию.
История Директивы RoHS
Гармонизированные стандарты к Директиве RoHS II
В настоящий момент гармонизированным стандартом к Директиве RoHS II является EN 50581:2012 «Техническая документация для оценки электрических и электронных изделий в отношении ограничения опасных веществ», который в свою очередь ссылается на методы испытаний, описанные в стандартах серии EN 62321.
В 2019 году стандарт EN 50581:2012 будет замен на EN 63000:201X.
Вредные вещества согласно Директивы RoHS II
Директива RoHS II ограничивает использование следующих веществ:
4 последних элемента (фталаты) были добавлены Директивой (EU) 2015/863 (внесла изменение в Приложение II Директивы RoHS II 2011/65/EU), которая опубликована 31 марта 2015 года и вступила в силу 4 июня 2015 года. Соответствие всей продукции, попадающей под действие Директивы 2015/863, обязательно к 22 июля 2019 года.
Фталаты представляют собой сложные эфиры фталевой кислоты (диалкиловые либо алкилариловые эфиры 1,2-бензолдикарбоновой кислоты), которые в основном используются в качестве пластификатора в пластмассах для повышения гибкости, прозрачности, долговечности и долговечности.
Ограничение DEHP, BBP, DBP и DIBP применяется к медицинским устройствам, включая медицинские приборы и инструменты контроля, а также промышленным контрольно-измерительным приборам, размещаемым на рынке ЕС с 22 июля 2021 года.
Ограничение DEHP, BBP, DBP и DIBP не применяется к кабелям или запасным частям для ремонта, повторного использования, обновления функциональных возможностей или повышения емкости EEE, размещаемым на рынке до 22 июля 2019 года.
Бифенилы и бифениловые эфиры очень часто используются в изготовлении пластмасс. Шестивалентный хром используется в хромировании, покрытиях и грунтовке, а также в хромовой кислоте.
Допустимые концентрации вредных веществ
Область распространения Директивы 2011/65/EU
Директива RoHS II применяется к определенному оборудованию, как это определено в разделе Директивы WEEE.
Определение соответствия является обязанностью компании, которая размещает продукцию на рынке ЕС.
Батарейки и аккумуляторы не включены в область распространения Директивы RoHS II. Тем не менее, в ЕС, указанная продукция должна соответствовать требованиям Директив 91/157/EEC и 2003/0282.
Примеры продукции, содержащей опасные вещества
Директива RoHS II применяется в широком спектре продукции бытовой электроники. Примерами компонентов, которые содержали опасные вещества, в том числе свинец, являются:
Кадмий содержится во многих из вышеупомянутых компонентов.
Ртуть используется в осветительных приборах и автомобильных выключателях.
Шестивалентный хром часто используется в покрытии металла для предотвращения коррозии.
Исключения в RoHS II
Есть более 80 исключений по Директиве RoHS II (2011/65/EU)
Процедуры оценки соответствия электрического и электронного оборудования (EEE), подпадающего под действие Директивы RoHS II, должны быть согласованы с соответствующим законодательством Европейского Союза, в частности, Решение № 768/2008/EC Европейского Парламента.
Директива 2011/65/EU не распространяется на:
— оборудование, предназначенное для космических целей;
— оборудование, которое специально разработано, и должен быть установлено как часть другого вида оборудования, исключённого или не подпадающего под действие Директивы RoHs 2, которое может выполнять возложенную на него функцию, только если оно является частью этого оборудования, и которое может быть заменено только одним и тем же специально разработанным оборудованием;
— крупногабаритные стационарные промышленные установки;
— крупногабаритные стационарные установки;
— транспортные средства для пассажиров или грузов, за исключением электрических двухколесных транспортных средств;
— профессиональная внедорожная мобильная техника;
— активные имплантируемые медицинские устройства;
— фотоэлектрические панели для постоянного использования в для получения энергии из солнечного света, для общественных, коммерческих, промышленных и жилых сооружений;
— оборудование, предназначенное для исследовательских целей и разработок.
Требования к технической документации и маркировке
Директива требует периодических проверок и предписывает производственный контроль и прослеживаемость в части технической документации.
Описываются несколько методов достижения презумпции соответствия (статья 16.2 директивы). Кроме того, техническая документация должна включать в себя данные об испытаниях для всех материалов.
RoHS II также имеет более динамичный подход к исключениям, создавая автоматическое истечение срока, если исключения не будут продлены дополнительными запросами со стороны промышленных организаций. Кроме того, новые вещества могут быть добавлены в список контролируемых Директивой.
Другие различия включают в себя новые обязанности для импортеров и дистрибьюторов в части управления технической документацией.
Знак RoHS
Продукция, попадающая в область применения Директивы RoHS II, должна иметь знак CE, имя и адрес производителя и серийный номер или номер партии. Обязательно наличие подробной информации о соответствии в декларации ЕС о соответствии продукта, созданного производителем (владельцем бренда), ответственного за разработку или представителя ЕС.
Завод-изготовитель должен постоянно иметь в наличии определенную документацию для демонстрации соответствия, известную как технический файл.
Директива требует от производителя подтверждения соответствия, в том числе протоколов испытаний.
Визуальные индикаторы включают в себя надписи: «Соответствует RoHS», зеленые листья, галочки и маркировки об отсутствии содержания свинца. Кроме того, есть тесная связь со знаками, которые часто используются по WEEE.
Будущие потенциальные дополнения в Директиву RoHS II
Помимо фталатов в будущем возможно появление в списке директивы бромированных огнезащитных составов (BFR), хлорированных антипиренов (CFR).
Директивы по вопросам защиты окружающей среды RoHS
Движение за полный запрет свинца в электронной аппаратуре достигает своих результатов во всех промышленно развитых странах. Особую активность проявляют правительственные и экологические организации Европейского Союза и США. Отказ от свинцовых припоев и покрытий ведёт к изменению технологии пайки и инфраструктуры сборочных производств. Происходит корректировка режимов пайки и, как следствие, доработка технологического оборудования. Проводятся комплексные испытания «бессвинцовых» паяных соединений на прочность, надежность, коррозийную стойкость, совместимость с материалами и покрытиями компонентов и печатных плат.
Евросоюз (ЕС) принял директивы по вопросам защиты окружающей среды Министры Евросоюза по вопросам защиты окружающей среды на своем Совете 7 июня 2002г в Люксембурге согласились с предложением по директивам об отходах от электрического и электронного оборудования (WEEE) и ограничении использования определенных опасных веществ (RoHS) в этих видах оборудования. Это наиболее важный шаг в сторону принятия закона в общеевропейском масштабе, который определяет сроки эксплуатации электрического и электронного оборудования (EEE) и влияет на химическую индустрию с тех пор, как эти дебаты были открыты в начале 90-х годов.
Что же представляют собой директивы WEEE и RоHS?
Директива WEEE регламентирует принцип распределения ответственности за сбор, вторичную переработку и рекуперацию WEEE между странами-участницами, распространителями и производителями. Согласно вновь утвержденному предложению, страны-участницы несут ответственность за настройку оборудования для сбора, а распространители обязаны бесплатно забирать изношенное оборудование. Производители несут ответственность за восстановление и вторичную переработку своей продукции. Вторая директива, RoHS, ограничивает использование опасных веществ в EEE. С целью предотвратить выброс опасных отходов, Совет решил осуществить замену различных тяжелых металлов (особенно хрома, кадмия и свинца), и двух видов бромосодержащих антипиренов (penta-PBDE и одного PBB ) в новом электрическом оборудовании с 1 июля 2006 года.
Для чего директивы необходимы?
Угроза окружающей среде заключается в том, что сегодняшняя практика утилизации не справляется с современными объемами отходов. Сегодня 90 процентов WEEE отправляется на свалку, сжигается или утилизируется без какой-либо предварительной подготовки. Это приводит к тому, что объемы вредных веществ, подвергаемых захоронению или циклам переработки крайне высоки.
Для выработки адекватного подхода к проблеме переработки и утилизации WEEE Евросоюз решил на уровне сообщества обратиться к решению следующих проблем: Во-первых, предотвращение вреда от WEEE. Во-вторых, вторичное использование, переработка и другие способы утилизации такого вида отходов. В третьих, сведение к минимуму риска нанесения вреда окружающей среде от переработки и захоронения WEEE. Другой целью этой инициативы является координация национальных мер по вопросам вышедшего из строя электрического и электронного оборудования с целью обезопасить работу внутреннего рынка.
Эти меры и были оформлены в виде двух директив. Первая, директива по WEEE, касается вопроса утилизации отходов. Вторая, RoHS, касается координации национальных мер по ограничению использования определенных вредных веществ в электрическом и электронном оборудовании.
Будущее влияние на рынок
Меры, определенные в директивах, основаны на принципе: «Загрязняющий платит». Идея заключается в том, чтобы люди несли ответственность за загрязнение окружающей среды, имея возможность исправить ситуацию. Практически это означает, что производители будут обязаны собирать определенное минимальное количество старого оборудования и покрывать расходы на его утилизацию.
С помощью этих директив Комиссия постарается создать некую связь между производителями и теми, кто занимается утилизацией, чтобы совершенствовать оборудование с учетом облегчения уничтожения и переработки того, что исчерпало свой ресурс.
Эта финансовая и физическая ответственность дает производителям экономический стимул для изменения устройства оборудования с целью облегчения его утилизации. Но с другой стороны, это приведет к убыткам производителей EEE, а также распространителей, которые уже развернули совместную лоббистскую борьбу против директив.
Выводы и мнения
Влияние директив на химическую индустрию ощущается уже на протяжении нескольких лет, и ее заказчики приняли предупредительные меры по поддержке более экологически безопасной продукции. Например, некоторые производители постепенно прекратили выпуск свинца, ртути, кадмия, шестивалентного хрома и галогенизированных антипирентов в различных сферах их применения. Поставщики этих химических соединений вынуждены были приспособиться к этой тенденции и обеспечивать своих клиентов химикатами, которые бы сделали конечный продукт легче перерабатываемым и менее вредным для окружающей среды. Хорошим примером вышеописанных изменений может служить химическая компания Albemarle, которая предложила свою антипирентную продукцию с целью включения ее в состав небромированной продукции.
Химическая индустрия предприняла множество попыток воздействия на членов парламента, чтобы добиться сведения к минимуму ущерба их рынку, ожидаемого после принятия окончательного варианта закона. Например, Bromine Science and Environmental Forum (BSEF) убедил Комиссию вынести список ограниченных продуктов на научное обсуждение. Первоначально директивой RoHS все бромсодержащие антипиренты были запрещены, включая TBBPA, широко используемый в электрическом и электронном оборудовании антипирент. Тем не менее, список вновь утвержденной директивы включает в себя только penta-PBDE и один PBB, под существенным риском высокого налогообложения. Попытки воздействия будут продолжаться, так как директивы будут пересматриваться до 2007г., прежде чем станут обязательными для выполнения.
Поскольку воплощение этих директив в жизнь неизбежно, химические компании будут находиться под сильнейшим давлением, они будут вынуждены изыскивать выходы для своих заказчиков, чтобы последние могли производить легко утилизируемое и экологически безопасное электрическое и электронное оборудование
Согласно директивам стандартов RoHS (Restriction of Hazardous Substances) и WEEE, начиная с 1 июля 2006 года, все электронные компоненты должны производиться с соблюдением жестких экологических норм и не содержать таких химических элементов как свинец, ртуть, кадмий и других опасных для здоровья соединений.
Пункт *1 Директива RoHS (Ограничение использования опасных материалов в электрическом и электронном оборудовании) запрещает производителям использовать шесть опасных веществ (свинец, ртуть, кадмий, шестивалентный хром, PBB и PBDE) в продуктах, которые будут продаваться, начиная с 1 июля 2006 г.
Пункт *2 Директивы RoHS: Определяет ограничение на использование опасных материалов в электрическом и электронном оборудовании. Это директива ЕС, которая принуждает производителей прекратить использование тяжелых металлов (свинец, ртуть, кадмий, шестивалентный хром), а также определенные замедлители пламени (PBB*3 и PBDE*4) в продаваемых продуктах, начиная с 1 июля 2006 г.
Пункт *3 ограничивает использование Полибромистых бифенилов (Polybrominated biphenyl, PBB)
Пункт *4 ограничивает использование Полибромистых дифенилэфиров (Polybrominated diphenylether, PBDE)
На сегодняшний день, согласно пункту 2 RoHS, запрет на использование опасных веществ не распространяется на категории 8 (медицинское оборудование) и 9 (инструменты мониторинга и контроля). Кроме того, Оборудование Промышленной Автоматики не относится ни к одной из категорий, а, следовательно, не попадает под условия RoHS.
Директива WEEE (Waste Electrical and Electronic Equipment, отходы электрического и электронного оборудования была представлена ЕС в феврале и уже стала законом в странах-членах ЕС к августу 2004 г.
Официальные документы доступны на сайте Европейской комиссии ЕС: RoHS, WEEE и ELV.
Практически на всех сайтах производителей для пометки бессвинцовых продуктов служит значки, подобные этих:
Большинство крупных производителей уже исключают или значительного снижают доли свинца в своих изделиях, выводя на рынок так называемые «green»-продукты.
У многих производителей уже с начала 2004г появились серии устройств с бессвинцовой технологией, соответствующей директиве RoHS. Это Texas Instruments, Vishay, Tyco Electronics и другие. Sharp планирует избавиться от всех содержащих свинец материалов, а также от материалов, перечисленных в качестве опасных в директивах RoHS*2. к концу 2005г В основных платах AQUOS уже отсутствуют содержащие свинец материалы, кроме того, продукты этого семейства используют проводку без ПВХ, обшивку из не содержащей хром стали, а также замедлители пламени без фосфористых материалов. Recom во второй половине этого года уже начнет выпуск ряда продуктов, соответствующих WEEE (RoHS). И т.д. Список ссылок на сайты производителей, где содержится документация по этим директивам и связанные с ним технологические изменения процесса пайки приведены в конце этой статьи.
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРОБЛЕМЫ
ТЕХНИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРОБЛЕМЫ
Отвлечемся на время от экологических, рыночных и юридических аспектов проблемы и рассмотрим чисто технические вопросы. Задача перехода на бессвинцовую технологию поставлена, и ее необходимо решать. Так чем же заменить свинец? И возможна ли такая замена в принципе? Существуют ли бессвинцовые припои, близкие по своим свойствам к знаменитой эвтектике Sn63/Pb37.
Бессвинцовые припои
Сегодня выдано множество патентов на сплавы различных составов для замены свинцовых припоев. Не все сплавы коммерческие, но выбор достаточно широкий. В настоящее время сложно ответить на вопрос, какой сплав самый лучший, однако выбор уже есть. Сплавы отличаются как по температуре плавления, так и по смачиваемости, прочности, стоимости. Каждый припой обладает уникальным сочетанием свойств.
При переводе изделий на бессвинцовую пайку приходится учитывать целый ряд факторов. Припои подбирают, исходя из особенностей конструкции устройства, топологии печатной платы, механических и электрических характеристик блока, условий его эксплуатации. При выборе учитывают также температуру плавления припоя, надежность паяных соединений, устойчивость монтируемых компонентов к температуре пайки, различия режимов при пайке оплавлением и волной припоя.
Лучшими свойствами обладают сплавы Sn/Ag, у них более высокая смачиваемость и прочность по сравнению с Sn/Cu. Эвтектический сплав Sn96,5/Ag3,5 с температурой плавления 221°C при испытаниях на термоциклирование показал более высокую надежность по сравнению с Sn/Pb. Припой Sn96,5/Ag3,5 многие годы успешно применяется в специальной аппаратуре.
Эвтектический припой Sn95,5/Ag3,8/Cu0,7 был получен в результате доработки базового сплава Sn/Ag. Несколько лет назад этот сплав был неизвестен, поскольку припой Sn/Ag/Cu имел более низкую точку плавления (217°C) по сравнению с Sn/Ag. Точный состав этого припоя по-прежнему остается предметом для обсуждения. Sn/Ag/Cu может быть использован для получения как универсальных, так и высокотемпературных припоев. Sn93,5/Ag3,5/Bi3 имеет более низкую температуру плавления и более высокую надежность паяных соединений. Сплав обладает наилучшей паяемостью среди всех бессвинцовых припоев. Добавление меди и/или германия к Sn/Ag/Bi значительно повышает смачиваемость, а также прочность паяного соединения.
Припой Sn89/Zn8/Bi3 имеет температуру плавления, близкую к эвтектике Sn/Pb, однако наличие в его составе цинка приводит к ряду проблем. Припойные пасты на этой основе имеют короткое время жизни, требуется флюс повышенной активности, при оплавлении образуется труднорастворимая окалина, паяные соединения подвержены коррозии, требуется обязательная промывка соединений после пайки.
Результаты проводимых во многих странах исследований говорят о том, что на сегодняшний день лидером в бессвинцовой гонке являются сплавы системы Sn/Ag/Cu. Возможно, через некоторое время будут найдены и другие составы.
Бессвинцовые покрытия
Проблема совместимости покрытий
Использование бессвинцовых покрытий при производстве печатных плат не является какой-то новостью. Промышленность в течение многих лет применяет сплавы типа Ni/Au, Pd/Ni, Sn, Ag, Pd, имидазол (C3H4N2) и OSP. Сегодня проблема состоит в том, что для бессвинцовой технологии нужно выбрать один из них, но до сих пор неясно, на каком материале остановиться. Проведенные в NCMS исследования показали, что смачиваемость четырех из пяти бессвинцовых покрытий (имидазол, горячий Sn, Pd/Ni и Pd) не выдерживает критики по сравнению с эвтектикой Sn/Pb. Наиболее перспективным покрытием для пайки меди бессвинцовыми припоями признан имидазол. Покрытия Sn, Pd и Au обеспечивают хорошую смачиваемость практически для всех припоев, однако плохо работают с Sn58/Bi по меди.
Перспективными для производства бессвинцовых печатных плат считаются также сплавы системы Sn/Cu, близкие к Sn/Pb по своим характеристикам. Однако более высокая температура процесса может вызвать нежелательные эффекты. После нескольких циклов оплавления и/или ремонта покрытия теряют свои защитные свойства.
Флюсы
Режим пайки волной при переходе от Sn/Pb к бессвинцовым припоям изменился незначительно. В таких системах могут быть использованы прежние флюсы. При бессвинцовой пайке волной более предпочтительны водорастворимые флюсы. Температура бессвинцовой пайки несколько выше (примерно на 30°C), что следует учитывать при выборе флюса. Для высокотемпературных припоев используются флюсы исключительно на основе канифоли.
Вводимый в припойную пасту флюс играет ту же роль, что и при пайке компактным припоем. Обычно в пасту вводят те же флюсы, которые используются и при обычной пайке.
Очистка функциональных узлов после пайки
Для достижения высокого качества отмывки требуются разные растворители. Остатки флюса при бессвинцовой пайке отличаются по составу от традиционных. Накопленный опыт свидетельствует, что при более высокой температуре сложнее удалять остатки флюса из паяного соединения. Подробные сведения о результатах испытаний различных моющих жидкостей при бессвинцовой пайке приведены в [3], и точная информация приводится на сайтах производителей.
ОТЛИЧИЕ БЕССВИНЦОВОЙ ТЕХНОЛОГИИ ОТ СТАНДАРТНОГО ПРОЦЕССА
Если говорить о принципиальных моментах, то бессвинцовая пайка практически ничем, кроме температуры, не отличается от традиционной Sn/Pb-технологии. Однако могут потребоваться некоторые изменения на определенных операциях техпроцесса. Так, например, новые типы припоев и флюсов могут повлиять на характеристики припойной пасты. Могут измениться такие свойства паст, как срок службы и хранения, текучесть, что потребует изменения конструкции ракеля и режимов оплавления.
При воздействии повышенной температуры пайки может произойти вспучивание корпусов ИС, растрескивание кристаллов, нарушение функционирования схем. Схожие эффекты возникают и в печатных платах. Под действием температуры происходит расслоение основания, ухудшается плоскостность, что отрицательно сказывается на точности установки ИС, особенно в корпусах больших размеров. Для оценки влияния повышенной температуры и более длительного времени пайки требуется переаттестация существующей технологии пайки. Такие исследования сегодня проводятся SEMI и JEDEC. Что касается оплавления, то влияние бессвинцовой пайки неодинаково на различных стадиях процесса. Все основные изменения связаны, в первую очередь, с более высокой температурой пайки. Требуется более тщательный выбор компонентов и материалов основания платы. Другие проблемы касаются охлаждения устройства и поддержки платы. Особенно чувствительны к скорости охлаждения многокомпонентные сплавы, содержащие более двух металлов. В таких припоях могут образовываться различные интерметаллические соединения в зависимости от скорости охлаждения.
Исследования стандартной технологии монтажа на поверхность и пайки волной припоя [4] показали, что выбор сплава оказывают влияние как экономические, так и технологические факторы. Так, например, сплавы на основе индия весьма дороги, их нерационально использовать для пайки волной, когда необходимо загружать в ванну большое количество припоя. Однако этот материал может быть с успехом применен для изготовления выводов flip-chip-кристаллов. Технологии всех составляющих процесса производства постоянно совершенствуются. Большинство вопросов связанных с технологическим процессом пайки уже решены. Производители приводят достаточно подробную информацию по способу процесса пайки выпускаемых ими изделий на своих сайтах в соответствующих разделах.
Информация по RoHS от некоторых производителей