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研發工程處RoHS培訓教材整理:吳勝龍、李伍軍講師：李伍軍2006.04.03目 錄一RoHS 與WEEE的出臺背景及目的二RoHS指令管理的产品范围三RoHS(豁免)有害物质說明四欧盟指令对有害物质的限值定义比较五RoHS實施中所遇到的問題六RoHS測試項目的選擇及检测费用與周期七测试部件取样及分解原则八RoHS管理体系建设的内容九RoHS制程說明十無鉛焊接外觀檢驗標准及測試十一.RoHS生產中的防污染管制十二.推動RoHS系統的原則及注意事項一 RoHS 與WEEE的出臺背景及目的1. 什麽是RoHS?“the Restriction of the use of certain hazardous substances in electrical and electronic equipment”（簡稱“RoHS”）电气电子设备中限制使用某些有害物质指令，電子垃圾(WEEE)世界上增長最快的垃圾。美国，每年產生的電子垃圾高達700萬噸至800萬噸保守估计，美国僅廢棄電腦將很快達到3億到6億台，所產生的電子垃圾將是數億噸。欧洲、日本、韓國、印度、中國等亞洲國家也面臨相對問題.電子垃圾含有大量環境有害物質。如印刷電路板上的焊锡和塑料外殼等都是有毒物质。電腦的有害物質更多，製造一台電腦需要700多種化學原料，其中50%以上對人體有害。一台電腦顯示器中僅铅含量平均就達到1公斤多。2.受限物質與應用產品舉例3.六種有害物質極其對人體的影響：鉛（影响中枢神经系统及肾脏系统）镉（因肾病变引发疼痛病，造成肾脏衰竭)汞（影响中枢神经及肾脏系统)六价铬（導致遗传性基因缺陷)PBDE/PBB( 致癌及胎儿畸型)违犯欧盟成员国法令被处罚实例荷兰政府12月4日表示，由于检查中发现SONY生产的第一代Playstation游戏机以及附件所带的缆线内含有过量的镉，不符合荷兰镉管制条例Cadmium Decree1999的规定，他们已针对上述产品发布临时禁销令。在对荷兰提尔堡市一处分销中心检查的过程中，荷兰海关和该国健康检查机构IHM发现的130万台Playstation游戏机及80万件附件（总价值约1.62亿美圆）的缆线内含有过量镉元素。二. RoHS指令管理的产品范围最大工作电压不超过1000V a.c或1500V d.c，通过电流、电磁场、发电机、变压器工作的设备或测量这种电流的设备；包括八大类87个具体的产品目录；仅对于2006年7月1日起投放市场的新产品。包括家用的白炙灯泡和光源。三.RoHS有害物质豁免說明四 指令对有害物质的限值定义比较SONY产品环境有害物质控制表SONY包装材料环境有害物质控制表五RoHS實施中所遇到的問題1 成本的增加：研發、檢測、替代材料的成本增加2 檢測的難題：-檢測標準、檢測設備3 跨國公司轉移壓力：風險、成本的轉嫁4 對供應商的認證5 技術的挑戰6 對員工的培訓六試測項目的選擇及检测费用與周期 一般零件的檢測重點，見投影片的12-13頁說明.检测项目 检测费用（RMB） 检测时间（工作日）铅（Pb） ￥150.00 5镉（Cd） ￥150.00 5汞（Hg） ￥225.00 5六价铬（Cr6+） ￥150.00 5多溴联苯PBB ￥500.00 10多溴二苯醚PBDE ￥500.00 10四项重金属指标 ￥675.00 5六项指标全检 ￥1500.00 10 備注：上述數據為深圳市電子產品質量檢測中心參考數據七. 测试部件取样及分解原则 第一：样品应具代表性； 第二：技术上可行； 第三：如果零部件为各种材料的混合物，应分析各个材料所包含的有害物资；分解原则是用物理方法不能再分为止； 第四：同材质测试，原则上不同材质的部件不混合测试。八.RoHS管理体系建设的内容（一）.供应商管理与绿色供应链供应商的认可内容基本可分为文件审核与现场评审，主要包括：1. 公司的背景材料2. 资质证明3. 产品中有害物质测试鉴定报告4. 管理体系5. 检测手段与能力6. 人员技术能力与环境条件7. 物料管理8. 制程控制能力由于有害物质的来源有可追溯性，供应商对其供应商的管理、进料管理以及制程控制应该是认可审核的重点；设备制造商负责对从原材料、元器件、部件直到组件的供应商的管理；（二）.推动供应商配合，介入前一级供应商的审核；（三）.保持供应商之间的适当竞争；（四）.确保认可事项的稳定性、物料品质的一致性，供应商的任何物料的变化、工艺的调整都应该 及时通知下游客户，以便决定是否需要重新审核。供应链管理是整个体系的重点之中的重点（五）.物料管理: 严格的验收程序1.明显的唯一性标识2.风险级别标识3.全新的物料编码4.物料信息数据库系统5.用量极少物料管理（六）.过程污染管控: 生产过程可能的有害物质污染有充分的评估与控制 1.生产设备工具的污染； 2.运输过程的污染； 3.包装的污染 4.过渡时期，物料过程污 5.认识不足可能的污染（七）.供应商自我声明的审核: 1.物料（材料与部品）的基本结构与材料组成； 2.数据的来源。如果是检测报告，请注意检查原件，现在业界流传着很多假报告，如果是来自 第三方实验室的报告，可以电话或网络查询其真伪。同时注意报告中测试方法、使用仪器、 拆分制样方法、检测日期、以及测试的批号与样品描述跟要认可的产品是否相符。 3.有害物质的存在情况，包括含量与存在的部位； 4.供应商的信息，最好有代理人的签名或单位的签章； 5.无法判断或数据可疑，必要时抽样检测验证。(八).测试管理: 1.测试与否的风险评估 2.测试方法 3.测试策略 4.测试程序以及测试项目 5.检测计划（应该包括：物料分类、测试周期、测试项目、供应商测试、自己测试、委托第三 方测试）（九）.不符合项的纠正措施与溯源体系: 1.唯一性标识 2.状态标识 3.流程记录 4.良好的稽查机制 5.测试分析手段的使用（十）.设计与设计修改评审: 1.绿色（无有害物质材料的使用）设计 2.替代材料使用后的实现工艺设计 3.满足WEEE要求的设计 4.质量与可靠性设计（十一）.信息传递与培训: 1.供应商的物料信息，有害物质含量信息以及更重要的客户要求信息都必须准确无误的在产品 流程上传递。信息必须准确的汇总后传递到物料控制环节、测试实验室以及设计人员。 2.加强培训，管理的采购人员、检测人员、设计人员与生产技术人员都对有害物质的性能与用 途有充分的认识，对指令的要求有很好的理解，九. RoHS制程說明（一）.實際上公司要提供色產品只是在解決件事情1. 產品有毒有害物質能超過標准2. 產品品質要等于或好于含鉛產品其中第一項基本上由原材本身決定加上制程中防止與含有害物質材混合而增加隔措施同時使用無鉛合進生產即可解決而第二項則由整個生產工藝決定包括為生產所選擇的原材合助焊劑設備能及最佳化制程等等其深入解程與否將是成敗的關鍵所在。要減少各技朮因素影響產品可靠性則需要深入解產品構成的原材合及制程設定三方面制約因素及防止措施。 而原材及合本身的特性是我們電子組裝業所能控制的我們唯一能控制的僅僅是我們的制程。 因此我們需要挑選符合我們制程的原材及合用最佳化制程生產出最佳可靠性產品。接下就是如何挑選材及制程最佳化問題 產品是由各同原材組合構成合是接各原材的載體制程設定則是使合發揮最佳效果的基准三者共同制約著產品可靠性缺一可。（二）.當選定的無鉛合為SnAgCu合時此無鉛合性能況將對材及制程的挑戰自于以下處1. 需求耐高溫的原材因錫/銀/銅合熔點高為獲得好的焊接品質必需提高制程焊接溫勢必要求原材能承受高的溫2. 需求精准的制程錫/銀/銅合浸潤較差溫低時焊接強夠溫高時原材承受溫可調空間為狹窄挑戰自于從窄的溫范圍內設定精准的制程克服浸潤差的問題。（三）.環保件選擇最主要考慮以下二點1. 件的有害物質含件的各部分有毒有害物質含需符合公司相關規定以符合無鉛產品規格要求目前除部分IC保險絲及顯像管的內部可含適鉛外（因業界還無法生產內部含鉛的 材）其余件的有毒有害物質含均須在管制范圍內。件的選擇注意環保材必須與含鉛材作區分隔必須有一別方式以進庫存管2. 件的耐溫性：Wave soldering的件耐溫性必須要達到260， 10秒至少能焊接三次的基本要求目前有部分件存在邊緣耐溫性問題如貼片鋁電解電容微型薄膜電容等。處方式a. 凡過Reflow或Wave soldering的件必須滿上述要求b. 能滿足要求的件使用替代品c. 促進供應商發展新技朮以提供可耐高溫及多次焊接的件。（四）.PCB選擇的考慮1. 板材必須耐高溫：無鉛制程溫較含鉛制程溫高要求PCB能經高溫而致使基板彎曲變形目前FR1板材能用于無鉛制程生產其Tg點約90CEM1及FR4可用于無鉛制程生產 Tg點130.業界還有種無鉛疊層板CEM3及FR5將計划用于未的無鉛產品生產.PCB的選擇：基板價格比:FR1:CEM1:FR4=1:1.3:2.8（五）-制程最佳化：關鍵的二部分1. SMT2. Wave soldering: 換適合無鉛工藝生產的焊錫：a. 用於63/37製程的波焊已無法使用於無鉛製程因無鉛錫棒熔點提升34錫槽的加熱功須提高預熱區長須增加以滿足焊接熱補償及溫升b. 無鉛焊材高比的錫成分在長期高溫下對錫槽壁產生侵蝕作用，須選用防止侵蝕的錫槽壁如“鈦合”等材質以延長錫槽的壽命c. 波焊出口加裝急速卻系統增加卻速避免因卻緩慢而使焊點出現錫現象。3. Manual soldering：使用適合無鉛焊接的鐵a. 選擇功大回溫快有足夠熱補償的鐵因無鉛焊錫絲熔點高帶走熱快焊接時產生焊b. 選用耐侵蝕含重屬的鐵頭因無鉛焊錫絲的高錫含腐蝕鐵頭低鐵頭使用壽命。材及制程最佳化設定完成之后產出的無鉛產品將涉及焊接檢測包括外觀及可靠性判定規范。業界已經証實無鉛焊接在外觀上與含鉛焊接有明顯光澤差外機械強及抗疲性都比含鉛焊接好而無鉛焊所特有的浸潤差則由制程最佳化解決。（十）.無鉛焊接外觀檢驗標准及測試因目前業界未正式發無鉛產品外觀檢驗標准現仍以IPC-A-610C 為檢驗基准業界已經証實無鉛焊接在外觀上與含鉛焊接有明顯光澤差外機械強及抗疲性都比含鉛焊接好而無鉛焊所特有的浸潤差則由制程最佳化解決。因此為確保有鉛焊接與無鉛焊接的性能可比性即無鉛焊接效果在么況下品質等于或好于有鉛產品其外觀檢驗標准將被重新定義并需輔助相應的可靠性測試結果。目前業界提供的含鉛及無鉛焊接外觀差如下1. SnPb焊接點表面光焊錫平地伸展到pad邊緣2. SAC焊接點表面呈顆焊錫能平整伸展至pad邊緣可靠性測試：目的：確保無鉛產品品質等于或優于含鉛產品必要的試驗a. 振動試驗(Vibration Test)b. 熱循環測試(Thermal Shock Test)c. 相片試驗(Cross-Section Test)d. IC件腳的試驗(Pull Test)e. 電阻電容的推試驗(Shear Test)f. 跌試驗(Drop Test)上述測試以驗証無鉛焊接浸潤機械強及抗疲性（十一）.RoHS生產中的防污染管制（一）.當發生鉛污染時的影響環保件PCB中混有有鉛件PCB時將會導致a. 件PCB本身含有毒有害物質卻在件PCB包裝上標無鉛Markb. 含有毒有害物質的件PCB過錫時污染錫內合并導致多過錫板被污染c. 產品使用有鉛材而制程設置為無鉛生產部分有鉛件PCB可能因無法承受無鉛制程溫設置而危及產品及可靠性。（二）.無鉛生產需求1. 所有材必須符合LS-301標准并以號區分2. 使用無鉛專用生產設備（治工具加工設備錫等）3. 生產無鉛產品的同時其線體需專注于無鉛生產4. 無鉛材半成品及成品需完全隔區分5. 有鉛生產線轉無鉛生產線前須確認以上符合要求6. 同一線體當有鉛生產轉無鉛生產前需作清潔并記確認（十二）.推動ROHS系統的原則及注意事項 （一）.推動ROHS系統的原則 1.不進有毒有害物質 2.不做有毒有害物質 3.不交有毒有害物質（二）.ROHS執行要求注意事項 1.了解客戶要求。 2.ROHS系統執行的每個動作都必須要有書面的記錄支持 3.ROHS系統的相關記錄都必須保存供Audit查閱 4.ROHS相關材料在工廠各個環節的使用隔離廢棄都必須提供可看見的標識和說明 5.必須調查有無用過含Cd等材料及危害物質使用到什麼地方什麼時候何時準備停用並報告客戶 6.ROHS各相關文件記錄必須使用一覽表作相應管制 7.申請G/P認證時必須說明認證的生產工廠及產品類型。 8.ROHS執行人員須有能力判定檢驗項目人員以學化學為主高分子專業為佳（三）.新廠商的導入 需求評估(一般是PRO發佈環境調查表要求需求導入的廠商填寫並回復) 環境調查表必須包含以下內容： (1) ISO 9000, QS 9000ISO 14000系統取得狀況(已計劃無) (2)有毒有害物質的使用狀況是否作管制(特別是A-04-029-X3C0600中要求的如Cd) (3)是否有意願配合ROHS相關要求若有必要時能否在規定期間提供相關證明文件（四）.評鑒 程序文件中有ROHS環保相關要求， 現場有執行ROHS相關動作，如果通過評鑒採購要求簽回有關產品中環境物質的保證書。(五).零件認可(送樣承認） (1)PAS承認書上必須有ROHS方面的要求 a:注明符合A-04-029-X3C0600技朮標准 b:必須包含以下附件 1保證書(零件認可用) 2環境管理物質不使用証明書ICP測試結果或MSDS報告及材料成份表 3變更確認書(品保責任人的變更生產場地原材料工藝等的變更其中場地 材料和工藝的變更需要重新送樣以及提供保證書環境物質一覽 表ICP測試結果MSDS成份表等) (2)若廠商自己有設計圖面上清楚標識8大類18種有毒有害物質含量限制狀況(參考如下)4.採購-採購確實確認購買的材料不含有毒有害物質 (1) 推動供應商建立ROHS系統並配合XX公司進度。提供保證書ICP測試報告ROHS資料一覽表等證明資料 (2) 要求廠商遵守A-04-029-X3C0600技術標準。(PRO提供給廠商經DCC發行) (3) P/O單據上要有ROHS要求 (4) PRO要建立廠商G/P清單並經DCC受控發行。5. IQC進料 (1)進料檢驗要有ROHS要求的文件規定 (2)檢驗規範或PIPCTF中要加入ROHS判定項目 要求供應商每月5號前向XX公司IQC提供上個月的交貨清單。第一次量產送報告若無變更之後送一覽表 (3)檢驗項目要求(除了常規檢測還包括) a.數量嚴格確認 b.ICP/MSDS Report。某些產品因為含有危害物質的機會很大所以應充分進行確認 如運動部份的零件上使用的油脂類潤滑劑 樹脂材料的阻燃劑 以觸電的電氣性潤滑為目的的特殊金屬類 皮帶按鍵等橡膠類添加劑 彩色代碼等的標示塗料 c.ICP等測試報告是不是被認可的實驗室提供的 d.用哪一種ICP設備測試(ICP-AESICP-OESAASICP-MS) e.鉛,汞,鎘,六價鉻等環境物質的判定是否在允許的濃度 f.包材的認定 g.量產是否提供不使用環境物質證明書(4)設備 a.校驗 b.是否ROHS專用 c.治(工)具夾具的ROHS相關認定(5)人員資格：受過ROHS培訓有能力判定檢驗項目(6)ROHS相關報告記錄涉及核准要用印章核准(7)有ROHS要求的記錄(如ICP報告MSDS)要與其它記錄分開管理要有環境物質一覽表(8)有ROHS要求的物料要作區分標識。 ROHS or G/P標識要醒目。NG的要用桔紅色標籤標識向其他ROHS印章用“綠色RoHS RoHS (9)不良品的區域劃分不良品的劃分要把ROHS不良與其它不良材料分開來放*公司所有材料包括輔助材料必須經過IQC管制6.(1)ROHS物料區域與非ROHS物料區域劃分標識清楚;ROHS相關不良品要封閉管理有門禁制度 (2)ROHS物料的收發記錄清楚向前可追溯到是那個批次對應哪個ICP/MSDS ReportP/O號碼向後可追溯到哪個工單什麼機種每次收發料的數量。 (3)ROHS不良品處理公司不能自作主張進行處理要委託外部有資格的環境單位處理並保留相關証據。 (如票據照片等) 7.製造 (1)領料(數量來源去向加工到哪個工單的記錄) (2) ROHS物料的標識區分區域存放標識 (3)設備治(工)具夾具的認定(可以通過成品反過來認定設備及相關工具) (4) SOP有無ROHS的要求 (5)輔材管理(清單ICP/MSDS報告) (6)維修品及所使用材料的來源去向。 (7)Reuse&Recycle材料的管控 (Recycle材料的添加材料的管理) (8)ROHS不良品處理是否與物料分開處理 (9)異常處理制程上發現ROHS不良連續3批均需處理8.OQC:送驗單與IQC進料管控相類似 (1)一覽表中要在IQC進料一覽表的基礎上加上輔材 (2)程序文件上要作ROHS規定要求 (3)設備治(工)具的認定 (4)人員資格認定9.設計工程變更:設計工程變更包括ROHS相關事宜的變更。 其它(參考零件承認變更確認書)10.異常處理 (1)地點 IQC發現異常-隔離標識退給廠商 IPQC OQC 清倉清線時效限制 MRT Customer(2)發現ROHS異常必須報告環境代表并知會公司最高負責人 (3)如果ROHS異常影響到客戶(交期品質等)必須即刻向報告客戶 (4) ROHS異常品必須放在封閉區域必須有門禁管理 (5)生產ROHS材料的設備,治(工)具,夾具在發生ROHS異常后必須重新認定。 (6)發現ROHS異常追查原因并采取防止再次发生的措施。对策向类似品横向展开出貨途中客戶還沒有接到產品時發現ROHS不良要讓客戶幫助隔離。11.培訓 (1)新進廠員工須經過ROHS相關知識培訓合格後方可上崗並保持書面的考核記錄 (2)OJT崗位訓練:培訓計划簽到表教材講師資格認定考核記錄等12.文件管理 (1)區分管理:有ROHS要求與無ROHS要求的文件或記錄要區分放置并做明顯標識 (2)ROHS相關文件記錄至少保存3年 (3)現場使用文件保持最新版本13.追溯系統 P/O IQC W/H Process OQC Customer P/O No. IQC Inp.No.+ICP No. 料卡 W/O No. OQC Inp No.(即與客戶Link的No.) (1)編號的唯一性 (2)每批材料的來源數量和去向要記錄清楚包括重工用的物料來源以及可能被替換下來的材料的去向 (3)材料的相關記錄與實際的運作狀況嚴密一致 (4)W/O工單號應該與IQC檢查號碼聯繫起來14.客戶稽核ROHS系統幾點經驗記錄.ROHS稽核注意事項1.要求廠商提供幾個資料a)工廠流程圖(品管系統圖)b)提供ROHS手冊(ISO14001手冊)c)根據b)手冊提供相關程序文件(程序文件最好以流程圖方式簡報)d)ROHS系統手冊程序文件按照簡報順序依次擺放整齊重點部份可以用熒光筆等方式標注清楚