欧盟RoHS和WEEE指令的基本内容.ppt

日期 2005 09 14BillFong 百一 翰碩寬頻科技公司綠色製程介紹 大綱 綠色產品介绍法規關鍵詞常識鑑定 檢測標準機構綠色製程的特點與控制 全球環境保護由於全球的人類在関心我們自己周圍環境的健康 同時一些化學品及污染物對我們保貴的空氣 水源品質的衝擊 世界上許多國家都在積極的立法保護及保障我們地球上這些重要資源 綠色啓動GreenInitiative國際間爲針對有如空氣 水源等世界性環境問題提出改善行動 啓動了 綠色科技 包含開發非石化能源與轉換節省能源的技術 同時推廣维護全球森林及城市綠化 減少及不使用有害物質 防止對我們的空氣 水源品質的污染而促成了行動計劃 綠色科技 環境保護相関法規電池指令BatteryDirective91 157 EEC包裝指令PackagingDirective94 62 EC不勘使用車輛指令EndOfLiveVehiclesDirective2000 53 CE ELV 廢電器電子設備指令WasteElectrical ElectronicEquipmentDirective2002 96 EC WEEE 危害物質限制指令RestrictionofHazardousSubstancesDirective2002 95 EC RoHS 經濟能源設計使用產品指令Eco designofEnergyUsingProductsDirective92 42 EEC EuP 化學品註册審核及授權指令RegistrationEvaluationandAuthorizationofChemicalsDirectives REACH 法規 歐盟電子法規 WEEE 廢舊電子電器設備指令 以下簡稱 WEEE指令 歐盟議會和歐盟委員會於2003年2月13日在其 官方公報 上公布了 WEEE指令 要求在2005年8月13日起 生產製造商應實現電子電器設備回收率達到70 80 按重量計 元件 材料和物質再利用再循環率為50 80 任何無法回收及再循環元件 材料和物質需由生產製造商負責處理 RoHS 電子電器設備中限制使用某些有害物質指令 以下簡稱 RoHS指令 RoHS指令 要求自2006年7月1日起 在新投放市場的電子電器設備中 禁止使用鉛 汞 鎘 六價鉻 多溴聯苯 PBBs 和多溴二苯醚 PBDEs 等有害物質 法規 歐盟電子法規 未來對電子電機產品的管制標準WEEE和RoHS指令最主要在於環保問題的考量 並避免過多的電子電機廢棄物進入掩埋場 削減電子電機廢棄物的產量以減低環境負荷 提昇資源再利用的比例 以降低產品對環境的衝擊 包括產品生命末期管理 環境化設計 生命週期思考模式 延長製造者責任 法規 歐盟電子法規 WEEE回收標誌的需求prEN50419標凖實例電子及電器設備適用定義 法規 歐盟電子法規 WEEE2002 96 EC指令第十條使用者資訊 3 爲使不列入都市分類廢棄物之WEEE丢棄時的回收 會員國需保證在2005年8月13日後製造商加上附件IV的標誌 除非因產品太小 可將此標誌印在包裝 在使用說明及保證書上 WEEE2002 96 EC指令第十一條處理場的資訊 2 會員國需保證任何電器電子設備製造商在2005年8月13日後在電器上清楚標示標誌 進而 爲使電器投入市場日期不受質疑 電器上需明確標示2005年8月13日後上市的日期 執委會需準備爲此推廣毆洲標準之目的 法規 歐盟電子法規 WEEE2002 96 EC指令的目的改善製造者的產品設計 減少廢棄物的產生讓製造者在廢棄物管理上負階段性的責任作廢棄電器電子設備的分類回收設立廢棄電器電子設備處理回收 再利用 再循環系統 法規 歐盟電子法規 WEEE2002 96 EC指令的原則再利用 Reuse 指將廢電子電機設備或零組件用於其原先設計用途的任何作業 包括回流至回收點 經銷商 回收商或製造商的設備或零組件的延續使用 再循環 Recycling 指為原用途或其他用途的目的 將廢物料於製程中再加工 回收再利用 Recovery 主要用作燃料或其他方式產生能源 溶劑再製成或再生 包括全成及其他生物轉換製程及能源的回收 法規 歐盟電子法規 根據WEEE所規定的製造商 責任歸屬者 共有三種 自己生產產品及直接銷售的品牌商以自己的品牌銷售其它製造商所OEM或ODM產品的品牌商進出口電子電器產品的銷售商 法規 歐盟電子法規 prEN50419標凖產品製造者的識别品牌 商標或其它適用的廠商標誌 標示2005年8月13日後上市的日期標示製造 上市的年份日期或條碼 附加的條型標示與 打叉裝輪垃圾桶 標誌一倂使用 此標誌必需易懂 清楚 耐久且不脱落 目前尚無測試WEEE標誌耐磨標準的準則 因此EN50419中簡單的制定了測試的方法 以手持沾水的濕布摩擦15秒 再以沾了工業酒精的濕布摩擦15秒 再上述測試過後 標示必須維持清晰可見 並且無法輕易擦去 並且保持使用後的標示或標誌不會因此發生捲曲 法規 歐盟電子法規 標誌的要求 法規 歐盟電子法規 1 5a 5mm a 3 333mm h 0 3a 實例標誌符號 法規 歐盟電子法規 2005 08 13 廠商識别 法規 歐盟電子法規 實例 2008 08 法規 歐盟電子法規 WEEE電子及電器設備適用定義使用電流或磁場發電 輸送及量測用 交流電壓不超過1000V直流電壓不超過1500V的電器設備 類别如下 大型家電小型家電資訊與通信設備消費性電子產品照明設備電動工具玩具 休閑與運動器材醫療設備監視與控制儀器自動販賣機RoHS電子及電器設備適用定義不包含醫療設備及監視與控制儀器 堆積如山的廣州電子垃圾 鉛及其化合物屬於有毒物質 長期使用會给人類生活環境和安全带来較大的危害 從保護地球村環境和人類的安全出發 限制使用甚至禁止使用有鉛焊料的呼聲越來越强烈 這種具有悠久應用歷史的鉛錫焊料 將逐漸被新的綠色焊料所替代 在二十一世纪科技高速發展生活水平日新月異的今天 這將成為必然的趨勢 鉛及其化合物危害 抑制蛋白質的正常合成功能 危害人體中樞神經 造成精神混亂 呆滞 生殖功能障碍 形成貧血 高血壓等慢性疾病 鉛對兒童的危害更大 會影響智商和正常發育 危害肝臟 腎臟 為何提出無鉛 鉛污染途逕 很多途逕都將導致程度不同的鉛污染 中毒 人體通過呼吸 進食 皮膚吸收等都有可能吸收鉛或其化合物 錫爐在高溫下 鉛的揮發嚴重 錫渣中含鉛 處理不當將直接污染生態環境 地下水資源 廢棄電子産品上也含鉛 汽車 汽油 罐頭 自來水管等生產有大量使用含鉛品 多種製造業中含鉛元件 長時間接觸皮膚吸收 電子産品運作時發熱導致鉛蒸化 含鉛炊具雨水 尤其是酸雨 侵蝕導致水源鉛污染 以美國為例 每年随電子產品丢棄的PCB约一億塊 按每塊含Sn Pb焊料10克 其中鉛含量為40 計算 每年随PCB丢棄的鉛量即為400噸 電子產品何處帶鉛 焊錫零件上的表面處理或電鍍PCB板其他料件如同軸線 機殼 包材等 如何規定無鉛 原材料 零件 半成品 成品 均質的意義是整個物質结構由均匀的化合物所組成如塑料 陶瓷 金屬 合金 紙材 板材 樹脂及鍍層機構無法分割是指用開螺絲 剪裁 搗碎 磨碎等方式不能分離歐盟據例 塑料蓋是單一均質而電線是由銅及塑料两個單一均質組成積成電路是由多項單一均質組成 單一均質HomogeneousMaterial 綠色產品介绍法規關鍵詞常識鑑定 檢測標準機構綠色製程的特點與控制 大綱 重金屬HeavyMetals鎘及其化合物CadmiumanditsCompounds鉛及其化合物LeadanditsCompounds汞及其化合物MercuryanditsCompounds六價鉻化合物HexavalentChromiumCompounds多溴有機化合物BrominatedOrganicCompounds多溴聯苯PBB多溴二苯醚類PBDE多氯聯苯類PCBsandPCTsCategory多氯化萘類PolychlorinatedNaphthaleneCategory PCN 氯化烷烴Chlorinatedparaffin滅蟻靈Mirex Perchlorodecone 鹵化阻燃劑HalogenatedFlameRetardants 產品中全面禁用及限用物質清單 其他有害物質及化合物OthersSubstances Compounds 石棉Asbestos偶氮化合物AzoCompounds破壞臭氧層物質ODSSubstances甲醛Formaldehyde聚氯乙烯PolyvinylChloride有機錫化合物OrganicTinCompounds 產品中全面禁用及限用物質清單 材料或製程可能含有禁用物質 綠色產品介绍法規關鍵詞常識鑑定 標準檢測機構綠色製程特點 控制 大綱 傳統使用於色素 pigments 著色劑 coloringagents 安定劑 stabilizers 漆料 paint 及油墨 ink 等 例如 PbSn PbO PbO2 PbCl2 Pb2O3 PbCO3 PbI2 PbSO4 Pb NO3 2 Pb ClO4 2 Pb CH3COO 2 PbSiO3 PbCrO4andleadstearate等 對人類的影響鉛和可溶性鉛鹽都是有毒的 鉛可引起人體各組織中毒 尤其是神經系統 造血系統 嚴重時可以致死 我們的標準塑膠件 橡膠 300ppm漆料 油墨 100ppm包裝材料 100ppm 鉛及其化合物 傳統使用於焊煬 solder 零件接腳 componentsleg 焊點 solderingcontacts 及PCBs等 對人類的影響貧血 anemia 及中樞神經失調 centralnervoussystemdisorder 等 法規及檢驗方法EU2002 95 EC檢驗方法 Aciddigestion我們的標準合金種類含鉛允許量鋼材 0 35 鋁合金 0 4 銅合金 4 焊錫 1000ppm 鉛及其合金 焊錫SnAg221oCSnAgCu217 218oCSnAgCuBi214 220oCSnAgBi136 197oCSnZnBi193 199oC插件脚座電鍍純錫鍍鎳金鍍銀鍍金鍍鈀鎳PCB BGAOrganicSolderabilityPreservatives OSP 鍍鎳金錫銀銅球 鉛的代用品 傳統使用於塑膠件 塑膠安定劑 plasticstabilizers 著色劑 coloringagents 色素 dyes pigment 漆料 paints 或表面處理 surfacecoating 例如 CdO CdCl2 CdS Cd NO3 2 CdSO4 Cd C18H35O2 2等 對人類的影響痛病 骨骼疼痛 頭痛 Itai Itaidisease 肺氣腫 emphysema 和腎功能失調 kidneydisorder 等 法規及檢驗方法91 338 EEC檢驗方法 EN1122orotheraciddigestion我們的標準一般材料 包括塑膠件 橡膠 漆料 油墨 金屬 玻璃及包裝材料 20ppm 鎘及其化合物 電鍍或表面處理鋁離子氣化堆積系统AluminumIonVaporDepositionSystem AIVD 鋅基電鍍錫基電鍍繼電開関Ag SnO替代Ag CdO電池鋰離子或氫鎳電池替代鎘電池 鎘的代用品 傳統使用於繼電器 relay 開關 switches 電子接點 electroniccontacts 電極 electrodes 色素 pigments 與顯示燈泡 displaylamps 等 例如 Hg HgO Hg2O HgCl HgCl2 Hg2Cl2 Hg NO3 2 Hg CH3COO 2 Hg2SO4 CH3HgX C3H7HgX C6H5HgX等 對人類的影響神經系統失調 nervousdisorder 等 法規及檢驗方法2002 95 EEC建議方法 EPA3052orotheraciddigestion我們的標準 2ppm 汞及其化合物 水銀燈管目前尚未有取代方案 RohS接受水銀燈管 氣化鈉燈 色澤帶黄 硫黃燈 色澤較近日光 但需考量硫黃的害處 水銀繼電開関鍍金或鍍銀接點開関取代濕水銀繼電開関 汞的代用品 傳統使用於安定劑 stabilizers 催化劑 catalysts 著色劑 colorants 染料 dyes 電鍍 plating 及鏍絲防鏽 screwsanticorrosion 等 本禁用限六價鉻 不含三價鉻 ChromiumIII 化合物例如 Li2CrO4 Na2CrO4 K2CrO4 NH4 2CrO4 CaCrO4 SrCrO4 BaCrO4 PhCrO4 ZnCrO4 Na2Cr2O7 Na2Cr2O7 K2Cr2O7 NH4 2Cr2O7 CaCr2O7 ZnCr2O等 對人類的影響慢性潰瘍 chromeulcer chronic 肺癌 lungcancer 與皮膚炎 autosensitizationdermatitis 法規及檢驗方法2002 95 EEC檢驗方法 EPA3060orotheraciddigestion我們的標準 1000ppm 六價鉻化合物 使用三價鉻使用鎳或鎳合金其它防腐電鍍無電極鎳鍍化取代六價鉻 氣化化學堆積ChemicalVaporDeposition CVD 有機Polymer膜 六價鉻的代用品 傳統使用於塑膠及PCBs類材料之阻燃劑 flameretardants 對人類的影響多溴聯苯類物質燃燒可能會產生戴奧辛類的物質 dioxincategoryemissionafterthesubstancesareburned 肝功能失調 liverdisorder 法規及檢驗方法2002 95 EEC建議檢驗方法 GCMass我們的標準 10ppm 多溴聯苯類PBB多溴二苯醚PBDE Tetra bromobisphenolA TBBP A 非鹵化阻燃劑ZincBorate ZnBO3 AntimonyOxide Sb2O3 多溴聯苯類PBB多溴二苯醚PBDE代用品 綠色產品介绍法規關鍵詞常識鑑定 標準檢測機構綠色製程的特點與控制 大綱 ITS 計量檢測研究院 鑑定 綠色產品介绍法規關鍵詞常識鑑定 標準檢測機構綠色製程的特點與控制 大綱 無鉛製程與有鉛製程的區別爲何選用鉛錫焊料無鉛焊料的選擇 銲錫 無鉛製程的工藝無鉛製程溫度設定參考無鉛製程的測試 綠色製程的特點與控制 零件的無鉛無毒化目前正在全面導入無鉛之零件 針對無鉛零件大家可以明顯看到的無鉛零件已在料號後增加的 LF 例如PCB板41261 00064 LF 零件更高的耐溫特性 高於260oC 零件電極的可焊性 製程的無鉛無毒化焊料 合金對比 焊錫 錫膏 錫棒等 焊接設備 烙鐵 回流焊 波鋒焊 拔焊臺等 焊接溫度 無鉛與有鉛製程的區別 爲何選用鉛錫焊料 焊料從發明到使用 已有幾千年的歷史 鉛錫焊料以其優異的性能和低廉的成本 一直得到人們的重用 現已成为電子组装焊接中的主要焊接材料 豐富的使用經驗 原材料容易取得 合適 較低 的熔點溫度 良好的潤濕特性 固液共熔溫度範圍小 良好的製造性 可接受的可靠度 好的導電性 導熱性 良好金屬界面穩定性 多好的焊料 對不同金屬的可焊性 潤濕 熔點 固化點 溫度範圍 物質特性 物理 電氣 機械 化學 焊接點可靠性 製程優異 污染性 毒害性 易採購 價格 無鉛焊料的選擇 銲錫 無鉛焊料的選擇 銲錫 無鉛焊料的選擇 銲錫 迴流焊Sn4Ag0 5Cu SAC405波峰焊Sn3Ag0 5Cu SAC305 無鉛製程工藝 電子组装焊接是一個系统工程 對無鉛焊接技術的應用 其影響因素很多 要使無鉛焊接技術獲得廣泛應用 還必需從系统工程的角度来解析和研究以下幾個方面的問題 元件 IC元件 被動元件 連接器元件等 PCB 浸金板 Entek OSP板 化銀板 焊料 錫膏 錫絲 錫條 錫球 助焊劑 Flux 稀釋劑 助焊膏 焊接設備 Re flow Wavesolder Handsolder BGARework 組裝製程控制 各階段都需特殊的製程設定 無鉛製程工藝 元件 無鉛元件必須更能耐高溫製程而不至於産生爆米花 Popcorn 效應及脫層現象 Delaminating 尤其是電解電容 記憶型晶片在高溫下易損壞 連接器塑膠部分易變形損壞 純錫表面處理存在潛在可靠度問題 在表面應力作用下 純錫表面易形成單晶增長 所謂 鬚晶 長度可達3 4mm 正好可能導致finepitch短路 適當加入鉛可避免 鬚晶 Whisker 形成 無鉛處理表層更易氧化 吸濕 必須做好防潮防氧化 製程中須盡量做好高溫低氧作業 無鉛製程工藝 元件 電鍍或表面處理貼片電鍍純錫SnAg SnCuNiPdAu插件腳電鍍SnSnAgSnAgCuBGASAC焊球 無鉛製程工藝 元件 經過120 預熱及260 波峰焊後 若有輕微變形 是可接受的 無鉛製程工藝 元件 爆米花效應及脫層現象是不准許的 無鉛製程工藝 元件 爆米花效應及脫層現象是不准許的 抗熱規格貼片元件依據IEC60068規格需承受260oCRe flow插件波峰焊260oC10秒手焊380 420oC3 4秒雙波峰焊260oC2 8 3 8秒 無鉛製程工藝 元件 鬚晶 Whisker在無鉛製程後在電鍍處理過的表面衍生出來細長的圓柱錫結晶 在下列的測試中 若衍生出來的 鬚晶 短於0 05mm 不會影響到電子產品的性質 減少鬚晶的方法4000小時 60oC 相對濕度93 室溫23oC 空調濕度60 的情況下4000小時 55oC到 85oC溫度 每3小時循環一次 共循環1000次 無鉛製程工藝 元件 無鉛製程工藝 元件 無鉛製程工藝 PCB 目前PCB表面處理爲熱風焊錫處理 HASL 方式鍍上SnPb共晶合金 而無鉛PCB表面處理工藝有 OSP EntekPCB OrganicSolderabilityPreservatives鍍銀 Immersionsilver鍍錫 Immersiontin鍍鈀鎳金 Electrolesspalladium elelnickel immersiongold鍍鎳金 Elenickel ImmersiongoldOSP製程容易 且不會有離子污染 成本低等優勢 但可焊性能較差 薄薄的保護層易失效導致焊盤氧化 在線測試困難 鎳金鍍層已是成熟技術 可焊性能良好 穩定 但成本較高 鍍純錫易形成 鬚晶 普遍使用的PCB爲FR 4 Tg較低 約125 140oC 如選用高Tg的PCB材質 成本將相應增加 無鉛製程工藝 助焊劑 需要氧化還原能力更强和潤濕性更好的助焊劑 以满足無鉛焊料焊接的要求 助焊劑要與焊接預熱温度和焊接温度相匹配 而且要满足環保的要求 迄今為止 實際測試證明免清洗助焊劑用於無鉛焊料焊接更好 好的助焊性能 配合無鉛預熱溫度 免洗 滿足SIR及離子殘留標準這四者之間存在矛盾 這也體現出無鉛助焊劑的重要性及專業性 無鉛製程工藝 焊接設備 要適應新的焊接温度的要求 預熱區的加長或更換新的加熱元件 波峰焊焊槽 機械结構和傳動装置都要適應新的要求 錫爐的结構材料與焊料的一致性 兼容性 要匹配 為了提高焊接質量和減少焊料的氧化 採用新的行之有效的抑制焊料氧化技術和採用隋性氣体 例如N2保護焊接技術是必要的 要確保順利的無鉛手焊 烙鐵同樣需要選擇恆溫保護烙鐵 無鉛製程工藝 Re flow WaveSolder 製程要點 根據不同的錫膏配方 其印刷性 使用方法將需要不同的控制 爲防止錫珠産生 需要採用特殊鋼板設計 Re flow WaveSolder N2保護尤爲重要 對PCB 對元件的可焊性均有益 Profile設計必須符合錫膏合金及助焊劑 活性劑特性要求 並確保更好的re flow均溫度 確保滿足不同元件 PCB的耐溫標准 爲確保好的焊接強度及避免危害性IMC形成 在冷卻區必須滿足較快速的冷卻速度 波峰焊需要配合助焊劑特性 焊錫熔點適當調整預熱溫度及錫槽溫度 爲減少錫渣的生成可添加N2保護裝置 同時確保更高質量的焊接 SMT製程有鉛製程 Re flow參數 升 降溫斜率 3oC 秒 恆溫區150oC 183oC時間為 60秒 90秒 熔錫區183oC以上時間為60秒 90秒 無鉛製程 Re flow參數 升 降溫斜率 3oC 秒 恆溫區150oC 200oC時間為 60秒 120秒 熔錫區218oC以上時間為50秒 90秒 最高溫度達235oC 250oC WaveSolder製程有鉛製程 助焊劑比重為0 802 0 005 鏈速1 0m 1 5m 分鐘 PCB表面預熱溫度為85oC 105oC 錫槽表面溫度245oC 5oC 無鉛製程 助焊劑比重為0 802 0 005 鏈速1 0m 1 5m 分鐘 PCB表面預熱溫度為95oC 125oC 錫槽表面溫度260oC 5oC 烙鐵溫度有鉛製程 溫度350oC 10oC 無鉛製程 溫度380oC 10oC 熱風槍溫度有鉛製程 溫度350oC 400oC 無鉛製程 溫度380oC 420oC 無鉛製程溫度設定參考 測試項目焊點焊接的可靠性拉力測試熱循環可靠度可靠性測試 無鉛製程的測試 謝謝