RoHS指令概述

　　限制某種有害物質(zhì)指令RoHS (Restriction of Hazardous Substances)

　　– 2002/95/EC

　　– 2006 年7 月1 日強(qiáng)制執(zhí)行

　　• 適用于“投放到市場”的“設(shè)備”

　　– 投放到市場意味著可轉(zhuǎn)運(yùn)和可銷售

　　• 進(jìn)口入歐盟

　　• 轉(zhuǎn)運(yùn)給經(jīng)銷商或零售商

　　• 轉(zhuǎn)運(yùn)到倉庫并準(zhǔn)備分配給客戶

　　– 不應(yīng)該包括工廠內(nèi)部的轉(zhuǎn)運(yùn)倉庫

　　• 不適用于使用者

　　限制使用的物質(zhì)

　　• 禁用物質(zhì)(豁免情況除外):

　　– 鉛*

　　– 鎘*

　　– 汞*

　　– 六價鉻

　　– 多溴聯(lián)苯(PBB)

　　– 多溴聯(lián)苯醚(PBDE)

　　* 包含金屬和化合物

　　• 設(shè)備生產(chǎn)商關(guān)注的主要是鉛焊料的禁用

　　最大濃度限定值

　　– 在均質(zhì)物質(zhì)中，0.1%(凈重)的鉛、汞、六價鉻、多溴聯(lián)苯、多溴聯(lián)苯醚，

　　– 在均質(zhì)物質(zhì)中，0.01%(凈重) 的鎘

　　• 均質(zhì)物質(zhì)的范例

　　– 電鍍錫涂層

　　– 塑膠

　　– 焊料

　　RoHS 指令限制物質(zhì)在電子電氣設(shè)備中的主要應(yīng)用類別

　　1 鉛(Pb)：焊料、電池、電纜、電線、塑料件以及組件拋光

　　2 汞(Hg)：開關(guān)、電池、液晶顯示器、繼電器與照明設(shè)備

　　3 鎘(Cd)：自動販賣機(jī)、電源線、電線與開關(guān)觸點、顏料、塑料添加劑

　　4 六價鉻(Cr VI)：外殼的表面處理

　　5 多溴聯(lián)苯(PBB)：塑料與印刷電路板阻燃劑

　　6 多溴二苯醚(PBDE)：塑料、橡膠與印刷電路板阻燃劑

　　鉛Pb 在電子電氣設(shè)備中的應(yīng)用范圍

　　1 鉛主要應(yīng)用于焊接行業(yè)，在電子封裝工業(yè)中，使用得最廣泛的焊料蔨***簿С煞值?3 錫/37 鉛，或

　　者是近共晶成分的60 錫/40 鉛

　　2 電池，印刷電路板及相關(guān)組件，機(jī)械金屬的合金元素等

　　3 PVC 等塑料行業(yè)的熱穩(wěn)定劑

　　RoHS 指令中鉛的免除及特殊規(guī)定

　　1 重金屬鉛使用于輻射或陰極射線管、電子部件和發(fā)光管中玻璃保護(hù)裝備內(nèi)的鉛

　　2 鉛使用于映像管(CRT)玻璃、燈泡和熒光管

　　3 重金屬鉛、鎘、汞使用于原子吸收光譜儀中之空心陰極管與其它重金屬量測設(shè)備

　　4 電子陶瓷產(chǎn)品中的鉛(例如：高壓電子裝置)

　　5 使用于鋼材中的鉛含量最高為0.3%( 重量)，鋁材中含鉛量最高為0.4%(重量)，銅中含鉛量最

　　高為4%(重量)

　　與鉛有關(guān)的其他規(guī)定

　　1 高溫融化的焊料中的鉛(即錫鉛焊料合金中鉛含量超過85%)

　　2 用于服務(wù)器、存儲器和存儲系統(tǒng)的焊料中的鉛(豁免準(zhǔn)予至2010 年)

　　3 用于交換、信號和傳輸，以及電信網(wǎng)絡(luò)管理的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備中焊料中的鉛

　　4 手機(jī)中的電池、涂料、漆、電線、塑料中的鉛含量不可大于10ppm。

　　鉛的替代材料

　　1 新型無鉛焊料：目前世界各國有報導(dǎo)的無鉛焊料已經(jīng)超過70 種，而日本更已經(jīng)有含抗氧化劑的無

　　鉛焊料進(jìn)入了工業(yè)使用。96.3Sn/3.5Ag 共熔體合金與目前電子工業(yè)中使用的錫/鉛焊料的物理性質(zhì)

　　在很多方面很接近。其各項指標(biāo)都達(dá)到或超過了錫/鉛焊料。Sn/Ag 焊料被認(rèn)為是適用于汽車、電子

　　設(shè)備的無鉛焊料。

　　2 新型無鉛塑料熱穩(wěn)定劑：1) 金屬皂類熱穩(wěn)定劑; 2)有機(jī)錫類熱穩(wěn)定劑：卓越的通用性、安全

　　性和高效熱穩(wěn)定性，一部分無毒品種，可用于食品包裝，醫(yī)藥包裝等方面; 3)有機(jī)銻熱穩(wěn)定劑：用

　　作高分子材料的低毒、無毒、高效熱穩(wěn)定劑;4)稀土穩(wěn)定劑：新開發(fā)的PVC 熱穩(wěn)定劑的一類，具

　　有無毒、價格適中、用量少、熱穩(wěn)定效果好特點;5)有機(jī)熱穩(wěn)定劑：作為輔助穩(wěn)定劑與金屬鹽穩(wěn)定

　　劑并用，產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng).

　　鎘在電子電氣設(shè)備中的應(yīng)用范圍

　　1 顏料、油漆：塑膠制品的著色粉、調(diào)色劑

　　2 穩(wěn)定劑：塑膠制品的穩(wěn)定劑

　　3 釉類、金屬的表面涂層：防腐、防銹等功能

　　4 電池：電極添加劑，粉末可在鎳-鎘(NiCd)電池中用作陰極電極物質(zhì)

　　5 金屬材料：金屬鎘也可與鐵、鋼、鋁基材料、鈦基合金或其它非鐵合金，作為在電解沉積、真空沉

　　積或機(jī)械式沉積時的涂料

　　6 此外在低熔點硬焊、軟焊及其它特殊合金中亦作為一種合金元素

　　RoHS 指令對鎘的特殊免除規(guī)定

　　1 硒光電池表面之氧化鎘

　　2 特定物品中為防腐蝕所使用的鈍化金屬鎘

　　3 重金屬鉛、鎘、汞使用于原子吸光譜儀中之中空陰極管與其它重金屬量測設(shè)備

　　4 鎘電鍍，不包括第91/338/EEC 號指令《修改關(guān)于限制特定危險物質(zhì)和配制品銷售和使用的禁止

　　的第76/769/EEC 號指令》限制的應(yīng)用.

　　5 手機(jī)中的鎘含量不得大于5ppm

　　鎘的替代

　　鎘主要存在于開關(guān)、彈簧、連接器、外殼、PCB、保險絲、顏料和涂料、半導(dǎo)體光電感應(yīng)器等。低壓

　　電器領(lǐng)域中鎘的替代可用銀氧化錫氧化銦(AgSnO2In2O3)來代替銀氧化鎘(AgCdO)。

　　汞在電子電氣行業(yè)中的應(yīng)用

　　1 目前我們生活中所接觸到的普通干電池中均含有汞等有害重金屬

　　2 汞還經(jīng)常存在于顏料及熒光燈材料中

　　3 測量及控制儀器、光源及電器設(shè)備、牙醫(yī)設(shè)備、氯生產(chǎn)設(shè)備(汞合金電解流程)

　　汞在RoHS 指令中的免除特殊規(guī)定

　　1 小型熒光燈汞含量不得超過5 毫克/每支燈泡

　　2 直式熒光燈汞含量不得超過10 毫克/每支燈泡

　　3 一般用途的直管日光燈，鹽磷酸鹽10 毫克，正常壽命時間的三磷酸鹽5 毫克長壽命時間的三磷酸

　　鹽8 毫克

　　4 未特別提及的其它照明燈中的汞含量

　　5 重金屬汞于實驗室設(shè)備內(nèi)

　　6 重金屬鉛、鎘、汞使用于原子吸收光譜儀中之中空陰極管與其它重金屬量測設(shè)備

　　7 手機(jī)中的汞含量不得大于2ppm

　　無汞材料的替代

　　1 對堿錳電池的無汞化通常采用的方法

　　1)電極添加劑：在電極的活性材料中，加入金屬氧化物或氫氧化物;2)電解質(zhì)添加劑：加入氧化鋅

　　可以減慢鋅電極自溶蝕的速度，抑制氫氣的析出; 3)集電體的表面處理：在集電體表面電鍍一層金

　　屬銦;還可選用價格低廉的鋅、錫鍍層來代替價格較高的銦鍍層而不會降低電池的性能

　　2 顏料及熒光燈中的汞

　　呈鮮紅、鮮黃等顏色的顏料一般要添加如鉛、鎘、汞、六價鉻等重金屬。使用如三聚磷酸鋁、磷酸鋅、

　　云母氧化鐵等防銹顏料，替代傳統(tǒng)有毒的紅丹、鉻黃等鉛鉻系防銹顏料

　　3 英國卜內(nèi)門化學(xué)公司，即ICI 世界集團(tuán)是全球第一間做到所有油漆產(chǎn)品中不添加鉛和汞的油漆公司

　　鉻在工業(yè)中的應(yīng)用

　　1 金屬鉻及其化合物是冶金、金屬加工、電鍍、油漆顏料等行業(yè)常用的基本原料。

　　2 六價鉻常在電化學(xué)工業(yè)中作為鉻酸。還用于色素中的著色劑(亦即鉻酸鉛)及冷卻水循環(huán)系統(tǒng)中，如

　　吸熱泵、工業(yè)用冷凍庫及冰箱熱交換器中的防腐蝕劑(重鉻酸鈉)。

　　3 鍍鋅層上最常見的附加防護(hù)措施是鉻酸鹽鈍化處理，由于鉻酸鹽鈍化成本低廉，使用簡單，而且鈍

　　化后所得膜層耐蝕性極好，可滿足多種要求，因而在航空、電子和其它工業(yè)部門得到了廣泛的應(yīng)用，

　　一直受到人們重視而沿用至今。

　　六價鉻的危害

　　1 微量三價的鉻是人體必需的，三價鉻是蛋白質(zhì)的基礎(chǔ)，為動物代謝的必要元素，而六價鉻則被公認(rèn)

　　為致癌的有害物質(zhì)。

　　2 六價鉻為吞入性毒物、吸入性極毒物，吸入可能致癌，皮膚接觸可能導(dǎo)致敏感;更可能造成遺傳性

　　基因缺陷，對環(huán)境有持久危險性。

　　3 但以上這些是六價鉻的特性，鉻金屬、三價或四價鉻并不具有這些毒性。

　　RoHS 指令中鉻的特殊免除規(guī)定

　　吸收式冷藏柜冷卻系統(tǒng)使用六價鉻防腐蝕劑

　　鉻的替代材料

　　1 在尋找鉻酸鹽替代物，人們從無機(jī)物方面做了大量的研究工作，利用鉬酸鹽、鎢酸鹽、稀土鹽、鋯

　　酸鹽等，但總的來看效果均不好。

　　2 人們把目光逐漸轉(zhuǎn)向了有機(jī)物，這一工作起步較晚，報道也不多，但很有前途。有報導(dǎo)提出采用含

　　有丙稀酸樹脂、鉬酸鹽/磷酸鹽的鈍化液替代有毒的鉻酸鹽鈍化液對熱鍍鋅層進(jìn)行鈍化，得到了耐蝕

　　性良好的鈍化膜。并且該鈍化液無毒，且處理工藝簡單，成本較低廉。

　　PBB、PBDE 的應(yīng)用

　　主要添加于電器及電子塑料中作為阻燃劑。

　　常被使用的有十溴二苯醚DBDE、八溴二苯醚OBDE 等。

　　目前國內(nèi)生產(chǎn)的溴系阻燃劑品種主要有十溴二苯醚、四溴雙酚A、三(2，3-二溴丙基)異氰脲酸酯、

　　四溴雙酚A 雙(2，3-二溴丙基)醚、六溴環(huán)十二烷、溴化石蠟等。

　　PBB、PBDE 的危害

　　1986 年瑞士和德國科學(xué)家在研究多溴二苯醚(PBDPO)含溴阻燃劑塑料時發(fā)現(xiàn)，在燃燒及高溫(510

　　-630 度)熱分解時，產(chǎn)生劇毒、致癌的溴化二苯二惡英、呋喃( PBDD 和PBDF )，這一問題稱

　　為Dioxin(戴奧辛)問題。或當(dāng)廢棄的電機(jī)電子物品塑料中的PBB、PBDE 在未受控制的燃燒過程

　　中(溫度低于1200 度)可能產(chǎn)生溴化二苯二惡英/呋喃(PBDD/F)，此二者均屬于強(qiáng)烈致癌性及致畸

　　胎性物質(zhì)。這些物質(zhì)可能造成影響嚴(yán)重且范圍廣泛的空氣、河流水體等生態(tài)環(huán)境污染。

　　PBB、PBDE 的免除特殊規(guī)定

　　手機(jī)中大于10 克的塑料其所含的氯系或溴系耐燃劑不得大于0.05%(500ppm)。

　　PBB、PBDE 的替代材料

　　非鹵阻燃劑主要有有機(jī)磷系和磷-氨系、銻系、鋁-鎂系、硼系。

　　1 銻系阻燃劑是最重要的一類無機(jī)阻燃劑。三氧化二銻用量最大幾乎是所有鹵系阻燃劑不可缺少的替

　　代劑

　　2 鋁系阻燃劑主要為氫氧化鋁。氫氧化鋁資源豐富，價格便宜，具無毒、不揮發(fā)、不析出、不產(chǎn)生腐

　　蝕性氣體、發(fā)煙量低等優(yōu)點，蔨***�歼m諧∩舷�耗量桩岓，而且用途最广的讟杭剂�?br />3 氫氧化鎂阻燃劑的開發(fā)晚于氫氧化鋁，具有無毒、無煙、無腐蝕性、安全價廉的優(yōu)點，而且開始釋

　　放結(jié)晶水的溫度高于氫氧化鋁，對于某些需要在較高溫度下加工的塑料制品而言，氫氧化鎂更為合適。

　　4 國外研制無鹵阻燃電纜料較為先進(jìn)的公司有美國碳聯(lián)公司，英國的林德斯、威廉姆斯公司，意大利

　　德潘德那塑料等公司。

　　5 十溴二苯乙烷是九十年代美國Albemarle 公司開發(fā)的一類新型溴系阻燃劑，具有含溴量高、阻燃

　　性好、毒性低、熱和光穩(wěn)定性優(yōu)異的特點。由于其分子中沒有醚鍵，因此燃燒時不會產(chǎn)生二惡英，即

　　產(chǎn)生Dioxin 問題，是一種替代PBDE 的優(yōu)良阻燃劑。國內(nèi)于八十年代末期開始著手對低煙無鹵阻燃

　　料電纜進(jìn)行研制，但其材料主要依賴進(jìn)口，且價格昂貴，因此阻礙了低煙無鹵阻燃料電纜在國內(nèi)的推

　　廣應(yīng)用。

　　均質(zhì)物質(zhì)的理解

　　均質(zhì)(同質(zhì))物質(zhì)(材料)，由材料制成的不能進(jìn)一步被機(jī)械分拆的單元，機(jī)械力分開，如旋開，切

　　斷，擠壓，研磨和磨蝕等方法。根據(jù)歐盟委員會相關(guān)解釋性文件，所謂均質(zhì)材料是“一種不能被機(jī)械

　　拆分成不同材料的材料”(a material that can not be mechanically disjointed into different

　　materials)。

　　均質(zhì)物質(zhì)，化學(xué)組成成分均衡、相同、其物理性能、化學(xué)性質(zhì)相同的物質(zhì)。如均勻的金屬、合金、塑

　　料、樹脂、陶瓷、玻璃、紙、木板、電鍍和涂層。

　　均質(zhì)材料的實例

　　均質(zhì)是指用機(jī)械方法不能再分的單一元件。比如，表面沒有涂覆，或者里外沒有附著其他任何材料的

　　塑料殼，就是一種適用最大濃度限值規(guī)定的均質(zhì)材料。反之，外表涂覆非金屬絕緣材料的電纜，就不

　　是一種均質(zhì)材料，因為通過機(jī)械處理它可被拆分成不同材料，由金屬導(dǎo)線和非金屬絕緣材料組成的。

　　在采用最大濃度限值時，其每一單獨成分都必須滿足規(guī)定要求，而不是電纜作為一個整體符合要求就

　　可以了。

　　例如，半導(dǎo)體封裝(電路)可能包含許多不同的均質(zhì)材料，包括塑模材料，引線框上的鍍錫涂層，噴

　　有漆層的塑料外殼含有塑料、涂層兩種均質(zhì)物質(zhì)。引線框合金及金焊線，因此，塑模、漆層合金及金

　　焊線都是不同的均質(zhì)物質(zhì)。

　　RoHS 檢驗拆分基本原則

　　­ 按照均質(zhì)物質(zhì)進(jìn)行拆分，這樣才能保證在檢測過程的一致性和檢驗結(jié)果的可比性

　　­ 首先將各鏈接部件機(jī)械工具進(jìn)行物理機(jī)械拆分

　　­ 分成金屬(包括合金)、非金屬部分

　　­ 非金屬拆分為塑料( 包括橡膠、塑膠及金屬塑料復(fù)合材料)玻璃、陶瓷等

　　RoHS 檢驗測試基本原則

　　­ 金屬、合金一般僅需測試鉛、鎘、汞、六價鉻四種金屬

　　­ 玻璃、陶瓷一般僅需測試鉛、鎘、汞、六價鉻四種金屬

　　­ 非金屬拆分為塑料( 包括橡膠、塑膠及金屬塑料復(fù)合材料)一般需要測試鉛、鎘、汞、六價鉻四

　　種金屬及PBB、PBDE 兩種阻燃劑(除非確定不含鉛、鎘、汞、六價鉻、阻燃劑，可不測試)。

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