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無鉛(Lead-free或Pb-free)的由來
2007/2/1 12:02:07    產通學院,365PR NET

早在1991-1993年間,美國參議院就提出了“Reid Bill”,要求將電子焊料中鉛含量控制在0.1%以下,但當時因為遭到美國工業(yè)界的強烈反對而夭折。1991年起,NEMI、NCMS、NIST、DIT、NPL、PCIF、ITRI、JIEP等組織相繼開展無鉛焊料的專題研究,耗資超過2000萬美元,目前仍在繼續(xù)。

1998年,日本修訂家用電子產品再生法,驅使企業(yè)界開發(fā)無鉛電子產品;1998年10月,第一款批量生產的無鉛電子產品問世,它就是Panasonic公司的MiniDisc MJ30。

2000年1月,NEMI向工業(yè)界推薦標準化無鉛焊料,Sn-3.9Ag-0.6Cu用于回流焊,Sn-0.7Cu或Sn-3.5Ag用于波峰焊。

2000年6月,美國IPC Lead-Free Roadmap第4版發(fā)表,建議美國企業(yè)界于2001年推出無鉛化電子產品,2004年實現(xiàn)全面無鉛化;2000年8月,日本JEITA Lead-Free Roadmap 1.3版發(fā)表,建議日本企業(yè)界于2003年實現(xiàn)標準化無鉛電子組裝。

2002年1月,歐盟Lead-Free Roadmap1.0版發(fā)表,根據(jù)問卷調查結果向業(yè)界提供關于無鉛化的重要統(tǒng)計資料。

2003年2月13日,歐洲議會與歐盟部長會議組織,正式批準“關于報廢電子電氣設備指令(歐盟第2002/96/EC號指令,簡稱WEEE)”,以及“關于在電子電氣設備中限制使用某些有害物質指令(歐盟第2002/95/EC號指令,簡稱RoHS)”的官方指令生效,強制要求自2006年7月1日起,在歐洲市場上銷售的電子產品必須為無鉛的電子產品。

2003年3月,中國信息產業(yè)部擬定了《電子信息產品生產污染防治管理辦法》,提議自2006年7月1日起投放市場的國家重點監(jiān)管目錄內的電子信息產品不能含有Pb。


WEEE及RoHS立法

WEEE指令的目的在于提高報廢電子電氣產品的回收及再循環(huán)率,從而降低最終處理的電子廢料的數(shù)量,以此減少對環(huán)境的污染,提高對自然資源的利用率。同時,歐盟有關專家還認為,WEEE指令的實施將迫使電子電氣設備生產商加快環(huán)保綠色產品的研究、設計和產業(yè)化生產。根據(jù)WEEE指令,自2005年8月13日起,歐盟市場上流通的電子電氣設備的生產商必須在法律意義上承擔起支付自己報廢產品回收費用的責任。歐盟各成員國有義務制定自己的電子電氣產品回收計劃,并建立相關配套回收設施,以方便電子電氣產品的最終用戶能夠方便并且免費處理報廢設備。
 
RoHS指令的目的非常明確,那就是在歐盟市場上禁止含有某些有害物質的產品出售及使用。根據(jù)該法案,自2006年7月1日起,所有在歐盟市場上出售的電子電氣設備必須禁止使用鉛、水銀、鎘、六價鉻等重金屬,以及聚溴二苯醚(PBDE)和聚溴聯(lián)苯(PBB)等阻燃劑。

WEEE及RoHS立法要求將所有需要電力驅動的設備都納入控制范圍。按產品領域來分,這兩指令主要涵蓋以下10項消費及工業(yè)用電子電氣設備領域:
· 8226——大型家用電器,包括冰箱、洗衣機、微波爐、空調。
· 8226——小型家用電器,包括吸塵器、烤面包機、咖啡壺。
· 8226——IT及信息產品,包括個人電腦、打印機、移動電話。
· 8226——家用電子消費產品,包括收音機、電視機、錄像機。
· 8226——照明設備。
· 8226——電子電氣工具,包括鋸、電鉆、縫紉機。
· 8226——玩具、休閑及運動產品,包括電動玩具車、電子游戲機。
· 8226——醫(yī)療設備,包括心臟儀、滲析儀。
· 8226——監(jiān)控設備,包括煙霧探測器、熱控裝置。
· 8226——自動售貨機。

按照WEEE及ROHs指令,2005年8月13日歐盟各成員國的報廢電子電氣產品回收體系、處理及成本支付系統(tǒng)必須開始運轉,該兩指令必須開始作為各成員國法律生效;2006年7月1日,含有ROHs指令禁止使用的重金屬及以及聚溴二苯醚(PBDE)和聚溴聯(lián)苯(PBB)等阻燃劑的電子電氣產品將被阻擋在歐盟市場之外。當然,這兩個指令還是帶有妥協(xié)色彩,愛爾蘭和希臘兩國可以在WEEE及ROHs指令規(guī)定生效期限的兩年后執(zhí)行上述兩指令。


無鉛的定義

數(shù)十年來,鉛已經廣泛用于電子制造業(yè):與錫結合時,鉛形成了用于將電子元件附著在電路板上的焊料;電纜、連接器以及底板也使用鉛;涂料、標簽、油墨、軸承以及其它部件也使用它。按照RoHS的定義,無鉛是指鉛含量小于原材料重量的千分之一,但是也有例外存在。因為RoHS也考慮到了鉛基代替工藝還無法提供時的例外情況,例如功率器件上的高含鉛量(>85%)軟焊料晶片黏著。在此情況下,產品依然稱為無鉛產品,而它本質上是符合RoHS指令的。

就制造環(huán)節(jié)看,傳統(tǒng)的Sn/Pb焊料是造成電子設備中總含鉛量的主要因素,目前為止國際上尚沒有通用的無鉛(Lead-free,或 Pb-free)標準,可借鑒的一些規(guī)定有:管道焊接用焊料及助焊劑中鉛含量應低于0.2wt%(美國),0.1wt%(歐洲);國際標準組織(ISO)提案:電子裝聯(lián)用焊料合金中鉛含量應低于0.1wt%,F(xiàn)在,市場上已有許多無鉛焊料合金,美國和歐洲最通用的合金成份是95.6Sn/3.7Ag/0.7Cu。處理這些焊料合金與處理標準Sn/Pb焊料相比較并無多大差別,其中的印刷和貼裝工藝是相同的,主要差別在于回流焊工藝,也即大多數(shù)無鉛焊料必須采用較高的液相溫度。Sn/Ag/Cu合金一般要求的峰值溫度比Sn/Pb焊料高大約30℃,初步研究表明其回流焊工藝窗口比標準Sn/Pb合金要嚴格得多。但從無鉛組裝的可靠性可以看出,它完全比得上Sn/Pb焊料。


中國的無鉛法律

由于歐盟“兩指指令”實際上是一個非常典型的“綠色環(huán)保壁壘”。為此,中國與歐盟接軌的《電子信息產品污染防治管理辦法》已經于2004年年初由信息產業(yè)部制定,并將于2005年年初正式實施。

《電子信息產品污染防治管理辦法》從產品設計、生產制造、產品說明、產品包裝等各個環(huán)節(jié)就電子信息產品污染防治都作了詳細規(guī)定。所有規(guī)定不僅適用于國內企業(yè)和個人,也適用于進口電子信息產品的生產者和進口者。為了提供明確的參考依據(jù),信息產業(yè)部將組織制訂電子信息產品污染防治的行業(yè)標準。同時,信息產業(yè)部將與商務部、質檢總局、環(huán)保總局、工商總局協(xié)商,編制電子信息產品污染的重點防治目錄。該目錄將包括電子信息產品類目和電子信息產品污染類目。

《電子信息產品污染防治管理辦法》要求,自2006年7月1日起,列入電子信息產品污染重點防治目錄的電子信息產品中不得含有鉛、汞、鎘、六價鉻、聚合溴化聯(lián)苯(PBB)、聚合溴化聯(lián)苯乙醚(PBDE)及其它有毒有害物質;對于含有的有毒有害物質不能完全替代的,其有毒有害物質含量不得超過電子信息產品污染防治國家標準的有關規(guī)定。2006年7月1日以后被列入電子信息產品污染重點防治目錄的電子信息產品中不得含有有毒有害物質的期限,由信息產業(yè)部、商務部、質檢總局、環(huán)?偩、工商總局發(fā)布目錄時一并發(fā)布。

《電子信息產品污染防治管理辦法》所指的電子信息產品包括電子雷達產品、電子通信產品、廣播電視產品、計算機產品、家用電子產品、電子測量儀器產品、電子專用產品、電子元器件產品、電子應用產品、電子材料產品。頒布實施這一辦法主要是為了加強電子信息產品市場監(jiān)管,規(guī)范電子信息產品市場秩序,從源頭上減少電子信息產品廢棄后對環(huán)境的污染,積極應對歐盟兩個指令,擴大電子信息產品出口。

該辦法正式實施后將對電子信息產業(yè)的發(fā)展產生重要的影響,對確保電子信息產業(yè)持續(xù)健康發(fā)展具有重要意義。

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