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江蘇天瑞儀器股份有限公司 2023-07-26 點擊482次
不僅僅是鉛的問題
參觀展覽會或者在雜志上的文章中，可以看到,，人人都說自己的電路板是無鉛設計的。問題是焊點,。傳統(tǒng)的焊點是錫鉛焊點,。最近幾年，人們作了大量的工作,，在保持電路性能和電路板使用壽命的情況下,，用錫銀銅（SAC）焊料取代了錫鉛焊料。然而，設計師們在去除鉛方面取得成功,，卻忽略了電路板設計中另一個同樣重要的問題,。電路板的大部分增強材料都含有溴化阻燃劑（PBB 和PBDE）。因此,，即便電路板無鉛,，但因為含有PBB 和PBDE，可能仍然是不合格的,。
測試的是材料,，不是電路
印刷電路板設計師們熟悉使用電子測試方法檢驗電路的完整性。然而,，RoHS測試全都是關于材料,。結果是大多數(shù)電子元件制造商都沒有配備能夠檢測材料、發(fā)現(xiàn)禁用物質的必要的設備,。只有可靠的材料測試實驗室才能做這種檢測,。如果電路測試通過了，但是不能通過材料測試,，于是電路板不合格,，對供應商沒有什么用。
X射線只能做表面檢測
臺式和手持X射線熒光光譜儀 (XRF)設備的制造商到處宣傳,，他們的系統(tǒng)可以用非破壞性測試,，來觳獬魷抻夢鎦省Ｋ淙籜RF能夠擔負起RoHS有害物質檢測的重要角色,，但是,，它的主要作用只是作為一個篩檢工具，鑒別有害物質是否明顯高于RoHS法例的限制,。XRF可以迅速鑒別一些地方是否存在特殊物質,，但是,，它不能提供物質含量的精確信息,。
在XRF系統(tǒng)給出數(shù)值的精確性很重要的情況下，我們需要謹慎,。使用XRF系統(tǒng)時,，測量誤差常常達到±30%甚至高達±50%。這么大的誤差,，部分是由于穿透的深度,、光束大小、光譜干擾,、交叉干擾,、缺乏可比的標準、均勻的表面面積不夠大,。需要作精確的測定時需要改變測試方法（圖2）,。表1列出了評估限制物質含量可以使用的幾種測試方法,。
測試結果的含義是什么？
RoHS條例限制使用下列有害物質：鉛,、鎘,、六價鉻、汞,、多溴聯(lián)苯（PBD）和多溴二苯醚（PBDE）,。各種各樣的元件里都含有這些物質。例如,，用鉛來降低焊料熔點,，提高可加工性。鉛還可以用作纜線中乙烯基絕緣材料的熱穩(wěn)定劑,，鎘也有同樣作用,。六價鉻通常用于防腐蝕的可復原鍍覆。鉻也常常用作顏料著色劑,，而溴化物一般是用作電子器材復合阻燃劑,。
XRF這樣的篩檢技術不能評定是否符合RoHS條例。能夠正確判斷出鉻和溴含量高于極限值,，并不代表產品不符合RoHS條例,。但是，我們應該了解這些物質的構成,，并且,，借助經驗豐富的分析技術作出正確的評估。
RoHS條例還包含了許多豁免,，包括允許玻璃制品含鉛,、銅合金中可含有高達4％的鉛，鋼鐵和十溴化物阻燃劑中可以含有高達0.35％的鉛,。了解這些豁免并確定和它們相關的材料,，對于確定產品是否達到RoHS的要求，十分重要,。這些問題了解不清楚,，可能導致許多不必要的開支。
提取的效率
PBB和PBDE阻燃劑的精確定量,，不僅僅要依靠正確的工具,，還要仰仗測試時從組件中提取原料的效率。為了分析測試選擇合適的溶劑,，對于確保去除所有PBB和PBDE至關重要,。
正確的程序和審核
一個可靠的材料測試實驗室，是正確分析電子元件的關鍵。在理想的情況下,，要保證產品符合RoHS的要求,，測試實驗室最好使用與進口國相同的程序。如有可能,，還應定期進行審核,，以確保所使用實驗室仍然與通行慣例是一致的。
在美國,，各政府機構和企業(yè)領導人,，都有意設計一種合理的RoHS測試方法，規(guī)定測試應該如何進行,。這種方法將包括工廠內的工藝過程檢查,、材料認證和常規(guī)驗證分析測試。為了保證產品符合RoHS的要求,，測試實驗室應該提供完整的測試結果 和確認書,。這些都是將為產品遵守RoHS需要提供的證明文件。
英國貿易與工業(yè)部（DTI）已經制定了產品遵守RoHS條例的建議,。根據(jù)這個建議,，生產商將自行證明他們的產品符合RoHS條例。但是,，這份證明應該得到正確測試數(shù)據(jù)的支持,，便于按審核的標準格式進行申報。DTI鼓勵生產商進行定期分析,，核對測試數(shù)據(jù)的正確性,。為了保證產品的生產過程可追蹤，廠商應該保留清楚,、詳細的記錄,。總之,，應該采取一切合適的步驟,，確保產品符合RoHS的要求，并能夠說明這些步驟,。
要保證產品符合RoHS規(guī)定和降低產品成本,，明確要求有一個的材料申報標準,。為了統(tǒng)一標準,，DTI建議使用IPC-1752，該標準推薦下列級別的申報：
?1類——RoHS報告要說明材料“是/否”均質,；
?2類——RoHS報告要說明材料“是/否”均質,，加上制造信息；
?3類——RoHS報告要說明材料“是/否”均質，報告元件達到聯(lián)合工業(yè)指南（JIG）的A和B級,，以及組件中含有用戶規(guī)定的其他物質,；
4類——與3類相同，加上制造信息,；
?5類——RoHS報告要說明材料“是/否”均質,，按聯(lián)合工業(yè)指南（JIG）說明均質材料達到A和B級，以及用戶規(guī)定的其他物質的均質級別,；
?6類——與5類相同,，加上制造信息。
IPC-1752提出了一個有標準數(shù)據(jù)輸入表格的電子數(shù)據(jù)報告格式,。該標準也建議使用XML圖表,，以便自動提取和轉換數(shù)據(jù)。美國已經發(fā)布了TC 111,，以及下列材料申報標準的建議等級：
?IEC 3/750/DPAS（草案）——規(guī)定材料申報的要求,。
?JIG具體規(guī)定需要報告什么，例如,，為值得報告的物質建立標準,，以及為值得報告的物質和極限值列出清單。
?IPC-1751/1752 （草案）,。
許多其它制定標準的組織,，正在努力使材料含量數(shù)據(jù)報告標準化，其中包括絡世達網（Rosetta Net）,、2A10 和2A13 PIP,、國際電子制造業(yè)協(xié)會（iNEMI）的材料申報項目和材料成分數(shù)據(jù)交換項目、意大利VEI,、美國全國電子代理商協(xié)會（NEDA）和日本電子信息技術產業(yè)協(xié)會（JEITA）,。
像牛奶一樣均勻
RoHS條例規(guī)定了每一種勻質材料中限制物質的最大含量。RoHS條例以及相關的報廢電子電氣回收條例WEEE,，甚至是通常稱做藍皮書的“按新方法及全局性方法執(zhí)行RoHS和WEEE條例的指導綱要”,，都沒有對均質這個術語下定義。這個術語,，首次出現(xiàn)是在2003年十二月的一個委員會文件里,，該文件說“均質材料是指不能機械地拆分成幾個單質的材料?！?一塊均質材料可以理解為,，全部是單一成分的材料（圖3）。圖3是一個包括了獨特類型的塑料,、陶瓷,、玻璃,、金屬、合金,、紙板,、樹脂和涂層的例子?！畽C械拆分’這個術語指,，材料原則上能夠通過擰、切割,、壓,、碾或者磨進行機械分離。
一些測試機構沒有理解這個規(guī)定的含義,，而誤以為電路板和組件是均質的,。換句話說，他們把電路板和組件當作了均質材料,，而不是當作一個可以進行機械分離的組件,。這種做法對可能稀釋了RoHS限制材料的數(shù)量，它使報告的有害物質含量數(shù)據(jù)低于實際水平,，可能被進口國檢測為不合格產品,。
結論
RoHS法例要求對組件的每個組成部分，包括涂層,、電鍍,、焊料和絕緣材料，都要分別進行測試,。把組件分離成單個組成部分并逐一測試,，這可能是一個單調乏味而且耗費時間的工作。但是,，它能夠保證產品順利出口,，所以是值得的。