欧盟RoHS和WEEE指令的基本内容.ppt

日期:2005-09-14 Bill Fong,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 Green Initiative 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 Battery Directive 91/157/EEC 包裝指令 Packaging Directive 94/62/EC 不勘使用車輛指令 End Of Live Vehicles Directive 2000/53/CE (ELV) 廢電器電子設備指令 Waste Electrical & Electronic Equipment Directive 2002/96/EC (WEEE) 危害物質限制指令 Restriction of Hazardous Substances Directive 2002/95/EC (RoHS) 經濟能源設計使用產品指令 Eco-design of Energy Using Products Directive 92/42/EEC (EuP) 化學品註册審核及授權指令 Registration Evaluation and Authorization of Chemicals Directives (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 prEN 50419 標凖 實例 電子及電器設備適用定義,法規 (歐盟電子法規),WEEE 2002/96/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。 WEEE 2002/96/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),WEEE 2002/96/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),WEEE 2002/96/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),prEN 50419 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EN 50419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 5 mm (a 3.333 mm) 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 Homogeneous Material,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Heavy Metals 鎘及其化合物 Cadmium and its Compounds 鉛及其化合物 Lead and its Compounds 汞及其化合物 Mercury and its Compounds 六價鉻化合物 Hexavalent Chromium Compounds 多溴有機化合物 Brominated Organic Compounds 多溴聯苯 PBB 多溴二苯醚類 PBDE 多氯聯苯類 PCBs and PCTs Category 多氯化萘類 Polychlorinated Naphthalene Category (PCN) 氯化烷烴 Chlorinated paraffin 滅蟻靈 Mirex (Perchlorodecone) 鹵化阻燃劑 Halogenated Flame Retardants,產品中全面禁用及限用物質清單,其他有害物質及化合物Others Substances & Compounds: 石棉 Asbestos 偶氮化合物 Azo Compounds 破壞臭氧層物質 ODS Substances 甲醛 Formaldehyde 聚氯乙烯 Polyvinyl Chloride 有機錫化合物 Organic Tin Compounds,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 (coloring agents)、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, PbCrO4 and lead stearate 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 300 ppm 漆料、油墨 100 ppm 包裝材料 100 ppm,鉛及其化合物,傳統使用於 焊煬 (solder)、零件接腳 (components leg)、焊點(soldering contacts)及 PCBs 等。 對人類的影響 貧血 (anemia) 及中樞神經失調 (central nervous system disorder) 等。 法規及檢驗方法 EU 2002/95/EC 檢驗方法: Acid digestion 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 1000 ppm .,鉛及其合金,焊錫 SnAg 221 oC SnAgCu 217-218 oC SnAgCuBi 214-220 oC SnAgBi 136-197 oC SnZnBi 193-199 oC 插件脚座電鍍 純錫 鍍鎳金 鍍銀 鍍金 鍍鈀鎳 PCB/BGA Organic Solderability Preservatives (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 (plastic stabilizers)、著色劑(coloring agents)、 色素 (dyes/pigment)、漆料 (paints) 或表面處理 (surface coating) 。 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-Itai disease)、肺氣腫(emphysema) 和腎功能失調 (kidney disorder) 等。 法規及檢驗方法 91/338/EEC 檢驗方法 : EN 1122 or other acid digestion 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) 20 ppm,鎘及其化合物,電鍍或表面處理 鋁離子氣化堆積系统Aluminum Ion Vapor Deposition System (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 (electronic contacts)、電極 (electrodes)、色素 (pigments) 與顯示燈泡 (display lamps) 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 (nervous disorder) 等。 法規及檢驗方法 2002/95/EEC 建議方法 : EPA 3052 or other acid digestion 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(screws anticorrosion) 等。 本禁用限六價鉻，不含三價鉻 (Chromium III) 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 (chrome ulcer (chronic) ， 肺癌 (lung cancer) 與皮膚炎 (auto sensitization dermatitis) 。 法規及檢驗方法 2002/95/EEC 檢驗方法 : EPA 3060 or other acid digestion 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 Chemical Vapor Deposition (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 (flame retardants) 。 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(dioxin category emission after the substances are burned) 。 肝功能失調 (liver disorder) 。 法規及檢驗方法 2002/95/EEC 建議檢驗方法 : GC Mass 我們的標準 10ppm,多溴聯苯類 PBB多溴二苯醚 PBDE,Tetra-bromobisphenol A (TBBP-A) 非鹵化阻燃劑 Zinc Borate (ZnBO3) Antimony Oxide (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260 oC) 。 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、Wave solder 、Hand solder、BGA Rework) 。 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 fine pitch 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, SnCu NiPdAu 插件腳電鍍 Sn SnAg SnAgCu BGA SAC 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260 oC Re-flow 插件 波峰焊260 oC 10 秒 手焊 380420 oC 34 秒 雙波峰焊260 oC 2.83.8 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 0.05 mm ，不會影響到電子產品的性質。 減少鬚晶的方法 4000 小時， 60 oC，相對濕度93%。 室溫23 oC ，空調濕度60% 的情況下4000 小時。 -55 oC 到 +85 oC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/Entek PCB : Organic Solder ability Preservatives 鍍銀：Immersion silver 鍍錫：Immersion tin 鍍鈀鎳金：Electroless palladium/elel nickel/immersion gold 鍍鎳金：Ele nickel/Immersion gold OSP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125140 oC。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