RoHS (Restriction of Hazardous Substances) — это директива Европейского союза (2002/95/EC), которая ограничивает использование определённых опасных веществ в электрическом и электронном оборудовании (Electrical and Electronic Equipment, EEE). Её основной целью является снижение негативного воздействия электронных отходов на здоровье человека и окружающую среду. Для производителей печатных плат и электроники соблюдение требований RoHS является обязательным условием для выхода на рынок ЕС. Аналогичные по духу нормативные акты были приняты и в других странах (например, China RoHS).
Регулируемые вещества и предельные концентрации
Изначальная директива RoHS 1 (2002/95/EC) запрещала шесть веществ, а её обновлённая версия RoHS 2 (2011/65/EU) и поправка RoHS 3 (2015/863) расширили список до десяти. Предельно допустимая концентрация для каждого вещества в любом однородном материале составляет 0.1% (1000 ppm), за исключением кадмия, для которого лимит — 0.01% (100 ppm). Запрещённые вещества включают:
-
Свинец (Pb)
-
Ртуть (Hg)
-
Кадмий (Cd)
-
Шестивалентный хром (Cr(VI))
-
Полибромированные дифенилы (PBB)
-
Полибромированные дифениловые эфиры (PBDE)
-
Бис(2-этилгексил)фталат (DEHP)
-
Бензилбутилфталат (BBP)
-
Дибутилфталат (DBP)
-
Диизобутилфталат (DIBP)
Влияние на производство печатных плат и компоненты
Для печатной платы соответствие RoHS контролируется по двум основным направлениям:
-
Базовый материал (base material). Эпоксидные смолы, отвердители и добавки в ламинатах (laminate) и препрегах (prepreg) не должны содержать запрещённых бромированных антипиренов (PBB, PBDE). Широко распространились материалы, соответствующие стандарту UL 94V-0, но не использующие галоидированные соединения.
-
Поверхность (surface finish) и паяльные материалы. Наибольшие изменения коснулись технологии пайки. Традиционный припой на основе олова и свинца (SnPb) был заменён на бессвинцовые припои (lead-free solder), наиболее распространённым из которых является сплав олова, серебра и меди SAC305 (Sn96.5Ag3.0Cu0.5). Это повлекло за собой переход на бессвинцовые поверхностные покрытия (например, иммерсионное олово, иммерсионное серебро, ENIG) и потребовало повышения термостойкости базовых материалов (использование FR-4 High Tg) из-за более высокой температуры оплавления (peak reflow temperature ~245-260°C против ~220°C для SnPb).
Обеспечение соответствия в контрактном производстве
Для контрактного производителя (EMS) соблюдение RoHS — это комплексная задача, охватывающая всю цепочку поставок и производства. Она включает:
-
Ведение утверждённого перечня материалов (Approved Vendor List, AVL). Работа только с поставщиками, предоставляющими паспорта материалов (Material Safety Data Sheet, MSDS) и декларации о соответствии RoHS.
-
Входящий контроль и аудит поставщиков. Проверка сертификатов соответствия, а также выборочный лабораторный анализ (например, с помощью рентгенофлуоресцентного спектрометра, XRF) на содержание запрещённых веществ.
-
Сегрегация производственных линий. Во избежание перекрёстного загрязнения процессы для RoHS-совместимой и несовместимой (например, для военных или аэрокосмических заказов) продукции должны быть физически разделены.
-
Маркировка и документирование. Готовая продукция должна иметь соответствующую маркировку, а вся техническая документация — подтверждать соответствие.
Источники: Текст директив Европейского союза 2011/65/EU (RoHS 2) и 2015/863/EU (RoHS 3), стандарты IPC/JEDEC J-STD-709 (обозначение бессвинцовых и других материалов), IEC 62321 (методы испытаний на наличие регулируемых веществ), отраслевые руководства по переходу на бессвинцовые технологии.