ความสอดคล้อง RoHS ในการผลิต PCB: มาตรฐาน, ความต้องการ, และการดําเนินการ

ในยุคที่มีความรู้สึกต่อสิ่งแวดล้อมทั่วโลกและความกังวลเกี่ยวกับความปลอดภัยของผู้บริโภค ความเชื่อมต่อ RoHS ได้กลายเป็นมุมมุมของการผลิตอิเล็กทรอนิกส์ที่มีความรับผิดชอบการปฏิบัติตามแนวทางการจํากัดสารอันตราย (RoHS) ไม่ใช่แค่ความบังคับทางกฎหมายRoHS จํากัดการใช้วัสดุที่เป็นพิษในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์การปกป้องทั้งสุขภาพมนุษย์และสิ่งแวดล้อมในขณะที่ทําให้การค้าข้ามชายแดนในภูมิภาคเช่นสหภาพยุโรปจีน และแคลิฟอร์เนีย

คู่มือนี้แยกความเป็นไปตาม RoHS สําหรับการผลิต PCB โดยครอบคลุมประวัติศาสตร์ของมัน สารที่จํากัด ความท้าทายในการนําไปใช้ และแนวทางที่ดีที่สุดหรือผู้ซื้อการเข้าใจ RoHS เป็นสิ่งสําคัญในการหลีกเลี่ยงโทษที่แพงและเข้าถึงตลาดโลก

ความสอดคล้องกับ RoHS คืออะไร?
RoHS หมายเลขสั้นของ ภาษีขีดขวางของสารอันตราย เป็นกรอบกฎหมายที่จํากัดการใช้วัสดุที่เป็นพิษในอุปกรณ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ (EEE) เป้าหมายหลักคือ

a.ลดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อมจากขยะอิเล็กทรอนิกส์ (e-waste)
การปกป้องคนงานและผู้บริโภคจากการเผชิญกับสารอันตราย
(c) สะดวกต่อการค้าโลกโดยการปรับปรุงมาตรฐานวัสดุ

ประวัติศาสตร์ สั้น ๆ ของ RoHS
RoHS เริ่มต้นจากสหภาพยุโรป แต่หลังจากนั้นได้รับการรับรอง (มีความแตกต่าง) ทั่วโลก

ในปัจจุบัน มีกฎหมายที่คล้ายกับ RoHS ในกว่า 30 ประเทศ รวมถึงจีน (China RoHS), เกาหลีใต้ และสหรัฐอเมริกา (California's Proposition 65).

ทําไม RoHS สําคัญต่อการผลิต PCB
PCB เป็นส่วนสําคัญของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เกือบทั้งหมด ทําให้มันเป็นจุดสําคัญของการปฏิบัติตาม RoHS

ห้ามขายในสหภาพยุโรป, จีน, และตลาดที่กําหนดอื่น ๆ (แสดง ~ 40% ของความต้องการอิเล็กทรอนิกส์โลก)
ส่งผลให้เกิดอันตรายต่อสุขภาพ: ตัวอย่างเช่น โลหะอาจทําให้เกิดความเสียหายต่อประสาท; แคดมิียมเป็นสารที่ทําให้เกิดมะเร็ง
สกปรกกระแสของขยะอิเล็กทรอนิกส์ เนื่องจากสารพิษหลั่งเข้าไปในดินและน้ําระหว่างการกําจัด

สําหรับผู้ผลิต การปฏิบัติตาม RoHS จะเปิดทางเข้าสู่ตลาดหลัก ลดความรับผิดชอบ และสอดคล้องกับเป้าหมายความยั่งยืนของบริษัท

สารที่มีข้อจํากัดตาม RoHS
RoHS 3 จํากัด 10 สารใน PCBs และองค์ประกอบอิเล็กทรอนิกส์ โดยมีขีดจํากัดปริมาณปริมาณปริมาณปริมาณ (ตามน้ําหนัก):

หมายเหตุ: มีข้อยกเว้นสําหรับการใช้งานบางอย่าง (เช่น โลหะในเครื่องเชื่อมอุณหภูมิสูงสําหรับ PCB สากลบิน) แต่สิ่งเหล่านี้ถูกกําหนดอย่างเข้มงวดและต้องการเอกสาร

วิธีที่ความสอดคล้องกับ RoHS มีผลกระทบต่อการผลิต PCB
การบรรลุความสอดคล้องกับ RoHS ต้องการการเปลี่ยนแปลงวัสดุ, กระบวนการและการควบคุมคุณภาพตลอดวงจรชีวิต PCB:
1การเลือกวัสดุ
สะพาย: สะพายพื้นฐานหูปูนแบบดั้งเดิม (63% Sn/37% Pb) ได้ถูกเปลี่ยนเป็นทางเลือกที่ไม่มีหูปูน เช่น SAC305 (96.5% Sn, 3% Ag, 0.5% Cu) ที่ละลายที่ 217 °C (เทียบกับ 183 °C สําหรับสะพายที่มีหูปูน)
การเคลือบ: การเคลือบโครเมียม Hexavalent ได้ถูกเปลี่ยนด้วยโครเมียม trivalent, เงินดําน้ํา, หรือ ENIG (โลหะทองดําน้ํานิเคิลไร้ไฟฟ้า)
สับสราตและพลาสติก: ยาเกษียณไฟในสับสราตและกระเป๋า PCB ต้องหลีกเลี่ยง PBBs / PBDEs; พลาสติกที่ไม่มี phthalate ใช้สําหรับเครื่องเชื่อมและสายไฟ
องค์ประกอบ: รีสิสเตอร์, คอนเดสเตอร์ และ IC ต้องเป็น RoHS-Compliant เพราะแม้แต่องค์ประกอบหนึ่งที่ไม่เป็นไปตามความต้องการจะทําให้ PCB ทั้งหมดไม่เป็นไปตามความต้องการ

2. กระบวนการผลิต
การผสมผสานแบบถอยหลัง: การผสมผสานแบบไร้鉛ต้องการอุณหภูมิการผสมผสานแบบถอยหลังที่สูงกว่า (240-260 °C) ทําให้จําเป็นต้องปรับปรุงเตาอบและการจัดการด้วยความร้อนเพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหายของ PCB
สารทําความสะอาด: สารละลายที่มีสารอันตราย (ตัวอย่างเช่น สารทําความสะอาดที่ใช้โครเมียม) จะถูกเปลี่ยนด้วยสารสํารองที่ใช้น้ําหรือแอลกอฮอล์
การจัดการขยะ: ขยะที่มีสารที่ถูกจํากัด (เช่น ขยะผสมผสมที่มีหมู) ต้องการการกําจัดที่เชี่ยวชาญเพื่อป้องกันการปนเปื้อนสภาพแวดล้อม

3. เอกสารและการติดตาม
ประกาศวัสดุ: ผู้จัดจําหน่ายต้องให้เอกสารประกาศความสอดคล้อง (DoC) ที่รับรองว่าวัสดุ (ธ อร์สิน, ทองแดง, สายผสม) ตอบตามขีดจํากัด RoHS
บันทึกการทดสอบ: PCBs ต้องผ่านการทดสอบระยะเวลา (ตัวอย่างเช่น, X-ray fluorescence (XRF) หรือการวิเคราะห์ห้องปฏิบัติการ) เพื่อตรวจสอบระดับสาร
สายคลังสินค้า: ลงบันทึกการติดตามสามารถติดตามวัสดุจากผู้จําหน่ายวัสดุแท้ไปยัง PCBs ที่เสร็จสิ้น ทําให้สามารถเรียกคืนไว หากระบุองค์ประกอบที่ไม่สอดคล้อง

ข้อดีของการปฏิบัติตาม RoHS
ขณะที่ความสอดคล้องต้องการการลงทุน ผลประโยชน์ในระยะยาวมากกว่าต้นทุน
1การเข้าถึงตลาด
PCBs ที่มีความสอดคล้องสามารถถูกขายในสหภาพยุโรป, จีน, และภูมิภาคที่ถูกกําหนดอื่น ๆ, ตัวแทนเงินล้านในรายได้ที่เป็นไปได้.ตลาดอิเล็กทรอนิกส์ของ EU เท่านั้นมีมูลค่า 350 พันล้านยูโรต่อปี.

2ชื่อเสียงของแบรนด์
ผู้บริโภคและธุรกิจให้ความสําคัญต่อความยั่งยืนมากขึ้น การปฏิบัติตาม RoHS แสดงถึงความมุ่งมั่นต่อความปลอดภัยและสิ่งแวดล้อม เสริมความไว้วางใจในแบรนด์การสํารวจปี 2023 พบว่า 68% ของผู้ซื้อ B2B ชอบผู้จําหน่ายที่ปฏิบัติตาม RoHS.

3. ความรับผิดชอบลด
การไม่ปฏิบัติตามสามารถส่งผลให้เกิดปรับ (สูงสุด 100,000 ยูโรในสหภาพยุโรป) การยึดสินค้า และการฟ้องคดี ในปี 2022 ผู้ผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์รายใหญ่จ่าย 2 ยูโร3 ล้านบาทในค่าปรับสําหรับการขาย PCB ที่ไม่ตรงกับกฎหมายในเยอรมนี.

4การดูแลสิ่งแวดล้อม
RoHS ลดพิษของขยะอิเล็กทรอนิกส์ ตัวอย่างเช่น สายผสมไร้หมูกําจัดหมูประมาณ 10,000 ตันจากที่เก็บขยะต่อปี ตามรายงานสิ่งแวดล้อมของสหภาพยุโรป

ความท้าทายของการปฏิบัติตาม RoHS
ถึงแม้ว่าจะมีข้อดีก็ตาม การปฏิบัติตาม RoHS ยังมีอุปสรรคต่อผู้ผลิต PCB:
1ค่าใช้จ่ายสูงขึ้น
a.วัสดุ: ผสมผสมที่ไม่มีหมูมีราคาสูงกว่าผสมผสมที่มีหมู 20~30%; การเคลือบ ENIG ราคาแพงกว่าโครเมียมหกประสิทธิภาพ 50%
b.การปรับปรุงอุปกรณ์: เตาอบระบายกลับและเครื่องมือการตรวจสอบสําหรับกระบวนการที่ไม่มีหมูสามารถมีค่าใช้จ่าย $ 50,000 $ 200000.
c.การทดสอบ: การทดสอบห้องปฏิบัติการของผู้บริหารที่สามสําหรับสาร 10 ชิ้น ค่า 100$ 300$ ต่อชุด PCB

ผู้ผลิต PCB ขนาดเล็กและขนาดกลางอาจต้องเสียค่าใช้จ่ายในการปฏิบัติตามต้นฉบับ 100,000-500,000 ดอลลาร์

2ปัญหาทางเทคนิค
a.ความน่าเชื่อถือของสับผ่า: สับผ่าไร้หมูเปราะบางกว่าสับผ่าที่มีหมู, ต้องการการควบคุมกระบวนการที่เข้มข้นกว่าเพื่อหลีกเลี่ยงความผิดพลาดของสับผ่าในแอปพลิเคชั่นที่กระตุ้นการสั่นสะเทือน (เช่น PCB ของรถยนต์)
b.ความเครียดทางความร้อน: อุณหภูมิการไหลกลับที่สูงกว่าสามารถทําลายองค์ประกอบที่มีความรู้สึกต่อความร้อน (เช่น เครื่องประกอบไฟฟ้า) หากไม่จัดการอย่างรอบคอบ

3ความซับซ้อนของห่วงโซ่จําหน่าย
การประกันความสอดคล้องต้องตรวจสอบผู้จัดจําหน่ายหลายร้อยราย (ผู้ผลิตสับ, ผู้ผลิตแผ่นทองแดง, ผู้ผลิตส่วนประกอบ)แพสต์ผสมผสมผสมที่ไม่ตรงกันได้เพียงชุดเดียว สามารถทําให้การผลิต PCB ทั้งหมดไร้ผลประโยชน์.

วิธีการบรรลุความสอดคล้อง RoHS ในการผลิต PCB
แนวทางที่มีโครงสร้างลดต้นทุนให้น้อยที่สุด และรับประกันความเป็นไปตามในระยะยาว
1. ดําเนินการตรวจสอบการปฏิบัติตาม
a. แผนที่โซ่การจําหน่ายของคุณเพื่อระบุวัสดุที่มีความเสี่ยงสูง (เช่น สายผสม, สารเคมีการเคลือบ)
b.รีวิวกระบวนการปัจจุบัน (โปรไฟล์การไหลกลับ, สารทําความสะอาด) สําหรับขั้นตอนที่ไม่ตรงกัน
c.คํานวณช่องว่างระหว่างแนวปฏิบัติปัจจุบันและความต้องการ RoHS

2แหล่งที่มา วัสดุที่สอดคล้อง RoHS
a. พาร์ทเนอร์กับซัพพลายเออร์ที่ได้รับการรับรองตาม IEC 61249-2-21 (มาตรฐานสําหรับวัสดุ PCB ที่สอดคล้องกับ RoHS)
ต้องการให้ผู้จําหน่ายให้บริการ:
ใบข้อมูลความปลอดภัยของวัสดุ (MSDS)
ประกาศความสอดคล้อง (DoC)
รายงานการทดสอบจากห้องปฏิบัติการที่ได้รับการรับรอง (เช่น ISO 17025-certified)

3. ปรับปรุงกระบวนการและอุปกรณ์
a. อุปกรณ์เตาอบระบายกลับเพื่อจัดการโปรไฟล์ผสมที่ไร้鉛 (อุณหภูมิที่สูงขึ้น, ระยะเวลาการพักยาว)
b.ลงทุนในเครื่องวิเคราะห์ XRF สําหรับการคัดกรองวัสดุภายใน (ลดความพึ่งพาในการทดสอบจากฝ่ายที่สาม)
c.ฝึกพนักงานเกี่ยวกับเทคนิคการผสมแบบไม่มี鉛 เพื่อหลีกเลี่ยงความบกพร่อง เช่น การผสมแบบเย็น

4. ใช้ระบบเอกสาร
a.ใช้โปรแกรม (เช่น SAP, GreenData) เพื่อติดตามการรับรองวัสดุและผลการทดสอบ
b.รักษา ผูกพันความสอดคล้อง
DOC ของผู้จําหน่าย
รายงานการทดสอบภายในและจากฝ่ายที่สาม
บันทึกการรับรองกระบวนการ
c.ดําเนินการตรวจสอบภายในประจําปี เพื่อระบุช่องว่าง

5พาร์ทเนอร์กับผู้ผลิตที่มีประสบการณ์
การทํางานกับผู้ผลิต PCB ที่เชี่ยวชาญในความเป็นมาของ RoHS (เช่น LT CIRCUIT) ลดความเสี่ยง

a.ตรวจสอบเชือกซัพพลายก่อน
b. ใช้กระบวนการที่ผ่านการรับรองที่ไม่มีหมู
c. ให้เอกสารติดตามได้สําหรับทุกชุด

อนาคตของการปฏิบัติตาม RoHS
กฎหมาย RoHS จะมีการพัฒนาต่อไป โดยมีแนวโน้มหลักสามอย่าง

1รายการสารที่ขยายออกไป: การนําเสนอการเพิ่ม (เช่น โครเมต鉛) จะบังคับให้ผู้ผลิตประเมินวัสดุใหม่
2การปรับปรุงความสอดคล้องทั่วโลก: ความพยายามในการปรับกฎหมายของสหภาพยุโรป จีน และสหรัฐอเมริกาให้ตรงกัน จะทําให้การปฏิบัติตามง่ายขึ้นสําหรับบริษัทนานาชาติ
3การบังคับใช้ที่เข้มข้น: การตรวจสอบและปรับค่าธรรมเนียมที่เพิ่มขึ้นจะทําให้การไม่ปฏิบัติตามมีความเสี่ยงมากกว่าเดิม

FAQ
Q: ความแตกต่างระหว่าง RoHS ของ EU และ RoHS ของจีนคืออะไร?
ตอบ: ทั้งคู่จํากัดสารที่คล้ายกัน แต่ RoHS ของจีนต้องการการติดป้ายและการทดสอบเพิ่มเติมสําหรับสินค้าบางรายการ (เช่น PC, โทรศัพท์มือถือ)ประเทศจีนยังมีกฎการยกเว้นที่แตกต่างกัน สําหรับหมึกในเครื่องเชื่อม.

คําถาม: ผสมผสมผิวที่มีผีอาจใช้ใน PCB ที่เป็นไปตาม RoHS ได้หรือไม่?
A: มีการยกเว้นจํากัดสําหรับการใช้งานที่มีความน่าเชื่อถือสูง (เช่น การบินอวกาศ, การปลูกฝังทางการแพทย์) ที่เครื่องเชื่อมที่ไม่มีหมูอาจล้มเหลว. การยกเว้นเหล่านี้ต้องได้รับการอนุมัติอย่างเป็นทางการและถูกกําหนดอย่างเข้มงวด.

Q: PCBs ควรทดสอบความสอดคล้องกับ RoHS บ่อยแค่ไหน?
A: ความถี่ของการทดสอบขึ้นอยู่กับความเสี่ยง: PCB ที่มีปริมาณมากและมีความเสี่ยงสูง (เช่น อิเล็กทรอนิกส์เด็ก) ควรทดสอบทุกไตรมาส; ชุดที่มีความเสี่ยงต่ําสามารถทดสอบรายปีการคัดกรอง XRF ภายในโรงงานสามารถเสริมการทดสอบห้องปฏิบัติการได้.

ถาม: การปฏิบัติตาม RoHS จําเป็นสําหรับ PCB ที่ขายในสหรัฐอเมริกาหรือไม่
ตอบ: ไม่มี RoHS ของสหรัฐฯ แต่ข้อเสนอ 65 ของแคลิฟอร์เนียต้องการคําเตือนสําหรับผลิตภัณฑ์ที่มีสาร RoHS บางชนิด บริษัทสหรัฐฯหลายแห่งปฏิบัติตามด้วยจิตอาสาเพื่อเข้าถึงตลาดโลก

Q: ผมตรวจสอบการปฏิบัติตาม RoHS ของผู้จําหน่ายได้อย่างไร?
A: ขอประกาศความสอดคล้อง (DoC) ที่ใช้ได้ รายงานการทดสอบจากห้องปฏิบัติการที่ได้รับการรับรอง และบันทึกการติดตามของวัสดุแท้ISO 14001) ยังยืนยันความมุ่งมั่นในการปฏิบัติตาม.

สรุป
การปฏิบัติตาม RoHS ไม่ได้เป็นทางเลือกสําหรับผู้ผลิต PCB อีกต่อไป มันเป็นความจําเป็นของธุรกิจ โดยการจํากัดสารพิษ RoHS ปกป้องสุขภาพ สิ่งแวดล้อม และการเข้าถึงตลาดขณะที่การบรรลุความสอดคล้องต้องการการลงทุนก่อนในวัสดุ, อุปกรณ์และการฝึกอบรม, ผลประโยชน์ในระยะยาว การเข้าถึงตลาด, ความรับผิดชอบลดลง, และชื่อเสียงเพิ่มขึ้น

ในขณะที่กฎหมายพัฒนา การร่วมมือกับผู้จําหน่ายที่มีประสบการณ์ และอยู่ข้างหน้าการอัพเดทสารสารRoHS ไม่เพียงแค่เกี่ยวกับการปฏิบัติตามกฎหมาย มันเกี่ยวกับการสร้างยั่งยืนสินค้าที่สามารถแข่งขันได้ในระดับโลก