RoHS法強(qiáng)制要求電子行業(yè)企業(yè)不使用鉛

技術(shù)繁榮的一個(gè)負(fù)面影響一直是在電子產(chǎn)品生產(chǎn)中使用有害的化學(xué)物質(zhì)。制定在電器和電子設(shè)備中禁止使用有害物質(zhì)(RoHS)的指令就是為了解決這個(gè)問(wèn)題。

這個(gè)指令影響到包含鉛、水銀、鎘、六價(jià)鉻、多溴聯(lián)苯或者多溴聯(lián)苯醚的電氣電子產(chǎn)品的廠商、銷售商、批發(fā)商和回收商。在制造電子產(chǎn)品時(shí)最常用的有害物質(zhì)是鉛。半導(dǎo)體行業(yè)封裝和主板組裝中都使用鉛。鉛在這些半導(dǎo)體產(chǎn)品中的主要用途是焊接，用來(lái)把芯片組件和集成電路連接到系統(tǒng)主板上。然而，除了環(huán)境的因素之外，真正的問(wèn)題是半導(dǎo)體組裝轉(zhuǎn)向無(wú)鉛焊接好處很少。這不能幫助企業(yè)考慮轉(zhuǎn)向更優(yōu)越的技術(shù)。事實(shí)上，為了避免重新設(shè)計(jì)產(chǎn)品的成本，一些公司已經(jīng)停止向歐洲出口某些設(shè)備。歐洲已經(jīng)開始執(zhí)行其RoHS指令。

不同的RoHS法規(guī)

在歐洲已經(jīng)在影響到半導(dǎo)體行業(yè)的最初的指令中處于領(lǐng)先地位，中國(guó)和美國(guó)加州也將在2007年開始施行類似于歐洲RoHS的法律。然而，這些法律與歐洲版本的RoHS法有很大區(qū)別。遺憾的是這些法律在免除責(zé)任的條款方面很少重疊。這就意味著企業(yè)需要了解每一個(gè)國(guó)家的免除責(zé)任條款，避免因?yàn)?，沒(méi)有達(dá)到要求而受到處罰。

歐洲RoHS法的原則旨在從半導(dǎo)體和半導(dǎo)體設(shè)備中取消一切對(duì)環(huán)境有害的物質(zhì)。雖然這在理論上是好的，但是，在技術(shù)上滿足這個(gè)指令的要求是不可能的，因此在一些具體行業(yè)就批準(zhǔn)了一些例外的情況，如在熒光燈中使用水銀，在電子陶瓷元件中使用鉛、在CRT電視機(jī)中使用鉛、在高溫焊接中使用鉛以及在某些類型的鋼中使用六價(jià)鉻。

中國(guó)版本的RoHS法與歐洲的法律完全是分開的。雖然在汽車電子、醫(yī)療設(shè)備、甚至封裝方面有一些重疊，但是，相同的地方也僅限于此。例如，根據(jù)中國(guó)的RoHS法，玩具和家用設(shè)備中的有害物質(zhì)是例外的，但是，在歐洲的RoHS法中是不允許的。中國(guó)的RoHS法的第一步是計(jì)劃從今年3月1日開始采用一個(gè)有害物質(zhì)標(biāo)記系統(tǒng)。這包含整個(gè)供應(yīng)鏈。因此，如果產(chǎn)品在零售貨架上銷售，它必須在3月1日前做出標(biāo)記。

美國(guó)加州的RoHS法有兩個(gè)完全不同的部分：可回收物質(zhì)和限制性物質(zhì)。這個(gè)法律的回收部分已經(jīng)在強(qiáng)制執(zhí)行，要求零售商向消費(fèi)者出售電子設(shè)備時(shí)收取回收費(fèi)。限制性物質(zhì)部分在今年1月1日剛剛開始執(zhí)行。這部分法律與歐洲的RoHS法類似，沒(méi)有做標(biāo)記的要求并且包含許多類似的內(nèi)容。

由于要求整個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)向無(wú)鉛生產(chǎn)過(guò)渡，惟一的問(wèn)題是免責(zé)條款將如何迅速地取消。

總之，無(wú)論各種RoHS法有什么區(qū)別，廠商必須要克服的主要障礙采用無(wú)鉛焊接組裝。遺憾的是，到目前為止惟一的解決方案是以中斷已經(jīng)成型的生產(chǎn)工藝為代價(jià)的。這無(wú)疑是令人擔(dān)心的問(wèn)題。例如，基于錫-銀-銅的焊接的熔點(diǎn)是攝氏217度。而基于錫-鉛的焊接熔點(diǎn)是攝氏183度。提高溫度并不是一件容易的事情，需要對(duì)用于封裝和主板生產(chǎn)中的材料進(jìn)行廣泛的評(píng)估，以保證所有元件不會(huì)由于不同的溫度而出現(xiàn)故障。

圖 現(xiàn)在至2015年有鉛和無(wú)鉛半導(dǎo)體出貨量的預(yù)測(cè)
單位：百萬(wàn)件

為了避免使用鉛，已經(jīng)出現(xiàn)了許多替代的焊接方法。這些方法包括：錫-銀-銅，純錫，錫-銀，錫-鉍，錫-銅，錫-鋅，使用鎳/鈀或者鎳/鈀/金引線框架。然而，iSuppli認(rèn)為，最節(jié)省成本和最可靠的解決方案是純錫。許多第三方供應(yīng)商和獨(dú)立設(shè)計(jì)廠商正在使用純錫作為它們的解決方案進(jìn)行大量的生產(chǎn)。