守望綠色(5)

　Gary Nevison，派睿電子RoHS工作組資深顧

歐盟 – RoHS 指令　
　
　　限制使用某些危險物質的指令（歐盟RoHS 指令2002/95/EC），已于2006年7月1日起生效。這對涉及歐盟RoHS范圍內的歐盟WEEE指令中8類產品的設計工程師已經產生了影響。目前，歐盟RoHS正在接受審核，其范圍可能會擴大，以涵蓋醫(yī)療設備以及監(jiān)控和控制器具。這一指令的更改已經影響了超出其范圍的電子行業(yè)中的各個領域，汽車、甚至航空領域都出現了消除歐盟RoHS物質的趨勢。
　　
　　歐盟RoHS最重大的影響是限制焊料內含有鉛。這已經導致電氣設備設計的變化，主要是因為沒有錫鉛焊料的無鉛式“混入”替代品。無鉛焊料的使用本身不要求更改設計，但歐盟RoHS要求對設計進行更改，原因有多種，例如：許多元器件已經廢棄，尤其是年限較長的微處理器和存儲芯片；使用無鉛焊料要求更高的回流溫度，可能損害許多種類的元器件，尤其是較大的電解電容器和一些連接器?？赡芤褂猛自蚴止ず附臃椒?，以最大限度降低熱損傷，但有時完全重新設計也在所難免。
　
　　更高溫度導致對元器件和絕緣板的損害，最好能盡量降低這一損害。板布局可以提供幫助，并避免同時焊接極大的元器件和小的熱敏感元器件。更高Tg絕緣板可幫助避免在更高焊接溫度時的變形和脫層問題。無鉛可焊鍍層一般是純錫，但也可使用錫鉍和錫銅。所有這些材料都容易受到可能導致短路的錫須所帶來的影響。盡管錫須引起的故障很少出現，但依然有許多已經公布的方法用來最大限度降低這一風險，其中一個最廣泛采用的策略由iNEMI提出。設計可幫助實現風險最小化，盡量不要使用定制的鍍錫器件，同時也應避免細密器件端接。由于缺乏實驗證明的數據，無鉛焊接電子器件的長期可靠性無法確定――因為無鉛焊料太新了。有研究指出，當焊點遇到較高張力時，無鉛焊料比錫鉛焊料更容易受到熱疲勞的影響。在低張力的情況下，無鉛焊料似乎表現更優(yōu)秀。設備的設計可最大限度降低焊點的張力，例如，通過避免使用大型芯片元件、無鉛陶瓷器件和帶有合金42鉛框的J引腳IC。帶有靈活“鷗翼型”端接的器件和小型芯片電阻器等可以帶來的風險較低。

　　歐盟RoHS也對其他材料產生著影響。EMC性能要求面板之間有良好的傳導性，傳統上是基于六價鉻的鈍化涂層而實現。雖然有替代品，但可能不足以滿足在更苛刻環(huán)境中使用的設備的要求，可能需要能夠保證EMC性能的替代設計。
　　
　　設計工程師不能僅考慮計劃使用的器件的技術性能，而且還需要保證這些器件符合歐盟RoHS等規(guī)范，并能夠承受回流溫度。歐盟RoHS物質可能用在意想不到的地方。黃牌立頓紅茶可能含有作為色素的六價鉻，而且器件上的墨水可能含有作為干燥劑的鉛。然而，僅憑對遵從法規(guī)的供應商的信心還不夠，供應商的可靠性必須首先得到保證。如果有疑問，則需要進一步的檢查。像派睿電子這樣的供應商已經制訂了全面的措施，用于保證如果聲稱某個部件符合歐盟RoHS要求，則一定會符合要求，但并非所有供應商都有這種嚴格的程序。

對設計工程師的影響：
　　
　　• 必須避免歐盟RoHS物質；
　　• 無鉛焊料溫度更高，因此，需要考慮元器件的最高溫度及其對歐盟RoHS指令的遵從；
　　• PCB設計不需要做出顯著的更改，但如果一個器件不能符合歐盟RoHS指令要求，則需要重新設計；
　　• 現在，利用符合歐盟RoHS規(guī)范的器件可以更容易地設計新產品，即使這些產品不屬于歐盟RoHS的范圍。要考慮設計如何影響長期可靠性的問題。

歐盟-RoHS的審核
　　
　　歐盟目前正在復核歐盟RoHS指令。這項檢查將涵蓋所有方面，包括范圍 – 是否應包含第8類別和第9類別？是否應增加更多危險物質？現有的所有豁免條款都要被復核，而且定義和執(zhí)行條件也要檢驗。第8類別和第9類別很可能也要包含進來（2012年），而且對歐盟WEEE指令范圍的更改也可能影響歐盟RoHS。我們很難看到如何限制其它物質。許多劇毒化學品都用在了生產工藝中（溶劑、密封器件等），但大部分在最終成品中并不含有這些物質。最終成品中含有的少數毒性物質（例如砷和鈹）之所以使用，是因為其所在領域中尚無替代品。然而，需要一個全面的研究才能確定是否要將這些物質加入進來。希望尚不明確的許多領域（固定裝置、上市產品、備件等）都能得到澄清。

對選擇符合歐盟RoHS指令元器件的一些小提示
　　
　　在現階段，中國的工程師們需要特別留意那些滿足歐盟RoHS“豁免條款”的產品，因為這并不意味著它們就能符合現行的中國RoHS標準。舉例來說，基于對含鉛陶瓷和玻璃所做出的豁免，很多被動元器件（如電阻）都是符合指令的，而這些都將需要符合中國RoHS的橙色標識及詳細的物料清單等等。正如上述例子所說，中國的條款不僅要求貼有綠色標識的歐盟RoHS協從，且還需有橙色的標識，就算有歐盟的豁免也不能例外。