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RoHS: i lati positivi e negativi della direttiva RoHS

'Why Not' nga Roza Lati - I ftuar Robert Berisha - Ora News (Gennaio 2019).

Anonim

Il processo di assemblaggio del PCB richiede che nessuno dei materiali pericolosi elencati nella direttiva RoHS sia utilizzato in una scheda, componenti o saldatura

È passato più di un decennio da quando l'UE ha pubblicato la direttiva sulla restrizione delle sostanze pericolose (RoHS) che limita l'uso di una manciata di sostanze in apparecchiature elettroniche, con il piombo come il più importante. E nel corso di questi 11 anni, il resto del mondo è saltato sul carro dei vincitori. Passare al rispetto della RoHS ha richiesto più dell'istruzione; ha anche comportato il lavoro attraverso le caratteristiche e le sfide del materiale, nonché la ricerca di processi in grado di supportare nuovi requisiti e condizioni estreme riscontrate nel settore manifatturiero. Infine, significava anche una migliore comprensione dei termini "conforme", "non conforme" e "compatibile".
In parole semplici, la conformità RoHS ai sensi della direttiva iniziale indicava che un componente era privo di sei sostanze pericolose: piombo, mercurio, cadmio, cromo esavalente, PBB e PBDE. Sotto RoHS, il processo di assemblaggio della PCB richiede che nessuno dei materiali pericolosi elencati nella direttiva RoHS sia utilizzato in una scheda, componenti o saldatura. Oltre a essere privi di sostanze pericolose, la compatibilità RoHS richiede che un componente sia in grado di gestire temperature di saldatura più elevate utilizzate nel gruppo di schede RoHS, almeno 30 ° C in più rispetto al piombo stagno. E sfortunatamente, alcuni componenti conformi a RoHS non sono in grado di sopportare temperature elevate. Ci sono anche molte altre sfide. Anche la finitura di una scheda richiede modifiche significative per essere conformi agli standard RoHS e senza piombo. Sfortunatamente, la conformità non significa compatibilità con il processo di produzione.
Popcorn: non è solo uno spuntino al cinema
Quindi, cosa è successo quando il piombo è stato sostituito? Non era carino I componenti con umidità, come i condensatori elettrolitici in alluminio, si sono gonfiati, hanno soffiato via l'elettrolita dalle guarnizioni o semplicemente si sono separati. Tali componenti ceramici come resistori, induttori e condensatori si sono incrinati durante il processo di raffreddamento, dopo che il PCB si è ridotto a una velocità e i componenti si sono ridotti a un altro. Componenti deformati, plastica degradata e componenti delaminati e falliti quando l'umidità assorbita dal pacchetto di plastica trasformato in vapore - noto come effetto popcorn.

Figura 1: un componente BGA che mostra l'effetto popcorn. (Fonte: Wikimedia)
Dato il numero di prodotti e segmenti industriali esenti, la produzione di metallo misto è comune. Tuttavia, poiché l'industria in generale si sta muovendo rapidamente verso una maggiore aderenza alla RoHS, vi è una disconnessione tra prodotti finiti senza piombo e dispositivi che sono ormai la norma. Pertanto, la ricerca della finitura di piombo per la produzione di prodotti esenti può essere problematica. L'assemblea può optare per l'uso di componenti Pb-free o PCB e i risultati possono essere disastrosi.
Ad esempio, quando si utilizzano dispositivi a matrice di urto senza piombo all'interno di un processo SnPb, la pasta di saldatura SnPb diventa liquida a 183 ° C, ma le leghe SAC prive di Pb utilizzate nei dispositivi a matrice di urto richiedono temperature di 217 ° C. Quando questi urti senza piombo vengono lavorati a temperature di piombo, si può verificare un urto incompleto o il collasso. L'affidabilità può essere notevolmente compromessa da conseguente rottura prematura delle articolazioni e precoce affaticamento termico.
Le domande a cui rispondere quando si ha a che fare con la conformità RoHS e non-RoHS includono domande basate su PCB come:
• Il PCB può essere utilizzato per resistere alle temperature di processo?
• C'è sensibilità all'umidità?
• Quali sono le proprietà del PCB, ovvero spessore, finitura superficiale, temperatura, ecc.?
Le considerazioni basate su componenti includono (ma non sono limitate a) il materiale della sfera di saldatura per pacchetti di array di aree, ID e gestione dell'inventario, temperature massime e sensibilità all'umidità. Infine, per l'elaborazione effettiva, le considerazioni includono temperatura di fusione della lega, contenuto di flusso, viscosità, problemi termici, temperatura di rilavorazione, fili di saldatura senza piombo e supporto per schede sul trasportatore per la saldatura a riflusso.
L'evoluzione della RoHS - Poi ci sono stati dieci
RoHS 2 è la rifusione del 2011 della direttiva RoHS UE originale. Spesso denominato RoHS Recast, è ufficialmente noto come Direttiva 2011/65 / EU, adottata l'8 giugno 2011, che copre la restrizione dell'uso di determinate sostanze pericolose nelle AEE. È stato pubblicato nella Gazzetta ufficiale dell'Unione europea il 1 ° luglio 2011 e fatto valere il 21 luglio 2011. Questa rifusione ha disposto attrezzature militari, utensili industriali fissi su larga scala, installazioni fisse su larga scala, dispositivi medici impiantabili attivi e pannelli fotovoltaici, così come batterie e materiali di imballaggio, fuori dal campo di applicazione della direttiva.
Più recentemente, a caldo, è la direttiva UE 2015/863, che modifica la direttiva RoHS per limitare altre quattro sostanze normalmente utilizzate come plastificanti per ammorbidire le materie plastiche:
• Bis (2-Ethylhexyl) ftalato (DEHP): max 0, 1 percento;
• Benzilbutilftalato (BBP): max 0, 1 percento;
• Dibutyl phthalate (DBP): max 0, 1 percento;
• Disobutilftalato (DIBP): max 0, 1 percento.
Le concentrazioni massime indicate si applicano a ciascun materiale e non a un prodotto o parte. Le nuove restrizioni entreranno in vigore il 22 luglio 2019 per tutte le apparecchiature elettriche ed elettroniche ad eccezione di dispositivi medici e apparecchiature di monitoraggio e controllo, che avranno tempo fino al 22 luglio 2021 per conformarsi.
Ne vale la pena?
In una parola, sì. La direttiva RoHS è stata approvata per limitare sostanzialmente l'uso di inquinanti chimici fuoriusciti dai prodotti elettronici nelle discariche in Europa e in Cina. La RoHS ha eliminato migliaia di tonnellate di sostanze vietate dal potenziale rilascio nell'ambiente. Ha anche accresciuto la consapevolezza nel settore elettronico della tossicità nei prodotti. Mentre la direttiva è iniziata nell'UE, è diventata uno sforzo globale.
Le sfide di conformità e compatibilità sono meglio risolte in partnership tra un'azienda e il produttore, in quanto tasse, sanzioni e problemi sono spesso troppo importanti per essere affrontati esclusivamente dalla società produttrice.

Di: Carolyn Mathas