守望绿色(5)

Gary Nevison，派睿电子RoHS工作组资深顾

欧盟 – RoHS 指令　

　　限制使用某些危险物质的指令（欧盟RoHS 指令2002/95/EC），已于2006年7月1日起生效。这对涉及欧盟RoHS范围内的欧盟WEEE指令中8类产品的设计工程师已经产生了影响。目前，欧盟RoHS正在接受审核，其范围可能会扩大，以涵盖医疗设备以及监控和控制器具。这一指令的更改已经影响了超出其范围的电子行业中的各个领域，汽车、甚至航空领域都出现了消除欧盟RoHS物质的趋势。

　　欧盟RoHS最重大的影响是限制焊料内含有铅。这已经导致电气设备设计的变化，主要是因为没有锡铅焊料的无铅式“混入”替代品。无铅焊料的使用本身不要求更改设计，但欧盟RoHS要求对设计进行更改，原因有多种，例如：许多元器件已经废弃，尤其是年限较长的微处理器和存储芯片；使用无铅焊料要求更高的回流温度，可能损害许多种类的元器件，尤其是较大的电解电容器和一些连接器。可能要使用通孔元件或手工焊接方法，以最大限度降低热损伤，但有时完全重新设计也在所难免。

　　更高温度导致对元器件和绝缘板的损害，最好能尽量降低这一损害。板布局可以提供帮助，并避免同时焊接极大的元器件和小的热敏感元器件。更高Tg绝缘板可帮助避免在更高焊接温度时的变形和脱层问题。无铅可焊镀层一般是纯锡，但也可使用锡铋和锡铜。所有这些材料都容易受到可能导致短路的锡须所带来的影响。尽管锡须引起的故障很少出现，但依然有许多已经公布的方法用来最大限度降低这一风险，其中一个最广泛采用的策略由iNEMI提出。设计可帮助实现风险最小化，尽量不要使用定制的镀锡器件，同时也应避免细密器件端接。由于缺乏实验证明的数据，无铅焊接电子器件的长期可靠性无法确定――因为无铅焊料太新了。有研究指出，当焊点遇到较高张力时，无铅焊料比锡铅焊料更容易受到热疲劳的影响。在低张力的情况下，无铅焊料似乎表现更优秀。设备的设计可最大限度降低焊点的张力，例如，通过避免使用大型芯片元件、无铅陶瓷器件和带有合金42铅框的J引脚IC。带有灵活“鸥翼型”端接的器件和小型芯片电阻器等可以带来的风险较低。

　　欧盟RoHS也对其他材料产生着影响。EMC性能要求面板之间有良好的传导性，传统上是基于六价铬的钝化涂层而实现。虽然有替代品，但可能不足以满足在更苛刻环境中使用的设备的要求，可能需要能够保证EMC性能的替代设计。

　　设计工程师不能仅考虑计划使用的器件的技术性能，而且还需要保证这些器件符合欧盟RoHS等规范，并能够承受回流温度。欧盟RoHS物质可能用在意想不到的地方。黄牌立顿红茶可能含有作为色素的六价铬，而且器件上的墨水可能含有作为干燥剂的铅。然而，仅凭对遵从法规的供应商的信心还不够，供应商的可靠性必须首先得到保证。如果有疑问，则需要进一步的检查。像派睿电子这样的供应商已经制订了全面的措施，用于保证如果声称某个部件符合欧盟RoHS要求，则一定会符合要求，但并非所有供应商都有这种严格的程序。

对设计工程师的影响：

　　• 必须避免欧盟RoHS物质；
　　• 无铅焊料温度更高，因此，需要考虑元器件的最高温度及其对欧盟RoHS指令的遵从；
　　• PCB设计不需要做出显著的更改，但如果一个器件不能符合欧盟RoHS指令要求，则需要重新设计；
　　• 现在，利用符合欧盟RoHS规范的器件可以更容易地设计新产品，即使这些产品不属于欧盟RoHS的范围。要考虑设计如何影响长期可靠性的问题。

欧盟-RoHS的审核

　　欧盟目前正在复核欧盟RoHS指令。这项检查将涵盖所有方面，包括范围 – 是否应包含第8类别和第9类别？是否应增加更多危险物质？现有的所有豁免条款都要被复核，而且定义和执行条件也要检验。第8类别和第9类别很可能也要包含进来（2012年），而且对欧盟WEEE指令范围的更改也可能影响欧盟RoHS。我们很难看到如何限制其它物质。许多剧毒化学品都用在了生产工艺中（溶剂、密封器件等），但大部分在最终成品中并不含有这些物质。最终成品中含有的少数毒性物质（例如砷和铍）之所以使用，是因为其所在领域中尚无替代品。然而，需要一个全面的研究才能确定是否要将这些物质加入进来。希望尚不明确的许多领域（固定装置、上市产品、备件等）都能得到澄清。

对选择符合欧盟RoHS指令元器件的一些小提示

　　在现阶段，中国的工程师们需要特别留意那些满足欧盟RoHS“豁免条款”的产品，因为这并不意味着它们就能符合现行的中国RoHS标准。举例来说，基于对含铅陶瓷和玻璃所做出的豁免，很多被动元器件（如电阻）都是符合指令的，而这些都将需要符合中国RoHS的橙色标识及详细的物料清单等等。正如上述例子所说，中国的条款不仅要求贴有绿色标识的欧盟RoHS协从，且还需有橙色的标识，就算有欧盟的豁免也不能例外。