歐盟于2003年2月公布了的RoHS指令。該指令規定自2006年7月1日起,投放市場的八大類新的電子電氣設備(除RoHS指令附件所列的豁免條款)中鉛、汞、鎘、六價鉻、多溴聯苯(PBB)以及多溴二苯醚(PBDE)的含量不能超過限定值。指令的條款對于禁用的規定非常清晰,但是對于許多電子工業界的企業來說,由指令衍生出來的問題卻有不少。這給許多生產商在應對該指令時帶來了困惑和難度。就此問題筆者談一些看法。
確定自己的產品是否在RoHS指令的產品范圍內
首先,生產商應自行判斷自己的產品是否屬于RoHS指令規定的產品范圍內。RoHS指令覆蓋了WEEE指令附件Ⅰ中的電子電氣產品(除去第八項醫療設備和第九項顯示和控制儀器),要求這八大類的電子電氣產品,在交流電1000伏或者直流電1500伏以下。根據RoHS指令第六款的內容,歐盟委員會將在2005年重新審視第八項醫療設備和第九項顯示和控制儀器,決定是否也將這兩大類產品包含在RoHS指令的范圍內。對指令的這項修改將在2006年的夏季完成,各成員國都有兩年的時間將此修改轉化成各國的法律、法規,換句話說,第九項顯示和控制儀器將在2008年開始需要符合RoHS指令的要求。
同樣,生產商需要對于RoHS指令明確定義的產品豁免條款有清晰的認識,一旦自己的產品屬于豁免范圍之列,那么,生產商的產品在銷往歐洲的時候,將不受RoHS指令的限制。以下的產品已經明確定義在指令范圍之外:
1. 旨在保護國家安全和軍事用途的電子電氣設備;
2. 電流并不是主要動力來源的產品。指令規定了電子電氣設備是指依靠電流和電磁場正常工作,當電流被關閉后,設備無法達到其所能實現的功能。舉例來說,在暖氣系統設備中的電子溫度調節裝置是屬于指令的范圍之內,但是對于整個暖氣系統設備而言,就應該是在指令規定的產品范圍之外;
3. 電子電氣零件并不是用于實現成套設備主要功能的產品,這一點與上一點相似。但在某些情況下,并不是完全相同的。例如音樂賀卡,即使在沒有電子電氣零件的情況下,該產品仍然能夠實現其主要功能,這樣的產品就應該在指令規定的范圍之外;
4. 電池。RoHS指令并不適用于電池。這其中也包括永久固定在產品內的電池。在WEEE指令中,電池需要從電子電氣產品中拆解出來。歐盟已經在2003年發布了關于如何處置電池的新建議,此建議對于電池制造商提出了更多的規定和要求;
5. 大型固定的工業設備;
6. 2006年7月1日前投放市場的維修零件;
7. 2006年7月1日前投放市場的再使用產品;
8. 該指令附件Ⅲ規定的豁免條款。
未來,歐盟委員會還可能會對七種鉛在特殊情況下的使用進行豁免,在2005年期間對其進行正式公布。
需要注意的是,歐洲的技術性協調委員會(簡稱:TAC)就產品范圍的問題仍然在進行積極地討論,以上的提法可能會隨著TAC意見的修改而改變。
生產商應該根據以上各項對自己的產品進行細致的審定,判斷自己的產品是否屬于RoHS指令的產品范圍,這是應對該指令最基本的一步。而一旦生產商在產品銷往歐盟的時候,與歐盟的執法機構就產品是否屬于RoHS指令范圍內的問題產生了分歧和不一致的意見,生產商應將此問題上交到歐盟各成員國的法院,由法院來仲裁,而不是由各成員國的執法機構來決定。
認清“均質物質”的定義
目前,歐盟委員會已經公布了關于六種有害物質的最大限量:在均質物質中,鉛、汞、六價鉻、聚溴聯苯、多溴二苯醚為0.1%(凈重),鎘為0.01%(凈重) 。在指令公布的初期,許多生產商都對于均質物質的定義產生了困惑,這將直接影響到有害物質在產品和設備中的使用量。后來,歐盟委員會出版了正式的咨詢文件,就RoHS指令中“均質物質”的定義作了解釋:“均質物質就是用機械方法拆分到不能再拆分的最小單元“。 但是,在電子工業界,對于這個定義產生了多種的理解。針對這樣的問題,TAC又對“均質物質”進行了更進一步的解釋:“均質”可以理解是“全部是統一均衡的成分”,因此,以“均質物質”舉例來說,應該是單獨類型的塑料、陶瓷、玻璃、金屬、合金、紙張、木版、樹脂和涂層。“機械地拆分方法”應理解為材料被機械用以下的方法分離開來:旋開螺絲、切割、壓碎、碾磨、研磨。
按照上述的定義來說,當一種塑料的保護層是由一種材料組成,并且在其上面(或者里面)沒有貼附其他任何一種材料。在這種情況下,該塑料保護層就能被理解為RoHS指令下的“均質物質”。
另一個例子是,用于包裹電纜中金屬電線的非金屬絕緣材料就應該被理解成是非均質物質,因為機械的拆分方法還能夠將其分離出多種材料。在這種情況下,被分離出的多種材料才能夠被理解為RoHS指令下的“均質物質”。TAC給出的最后一個例子是半導體的封裝,因為其內部包含了六種的“均質物質”:塑膠模具材料、焊接框架中的錫電鍍層、焊接框架合金。
關于六種有害物質的
檢測標準
目前,對于RoHS指令中規定的有害物質檢測標準尚未制定。根據以往制定CN和CEN標準的時間來看,制定一項合理和適當的標準需花費至少兩年的時間。因此,到2006年7月1日,六種有害物質被禁用時,這項符合性的標準都不太可能被制定出來。
回顧以往的自我符合性聲明指令,例如包裝指令[Packaging Directive (94/62/EC)],在1994年正式實施,直到1999年,歐盟才針對該指令推出了第一本指南,旨在幫助公司正確建立自己的自我評價過程,到2000年,針對該指令的一系列標準才被制定出來。
包裝指令和RoHS指令有部分相似之處:(1)都是非CE標志的指令;(2)都明確規定了被禁用的物質。
顯然,對于電子電氣生產商們而言,這段對于指南和標準的等待時間實在是太長了。因為他們需要盡可能快地知道他們的產品是否符合指令的要求。因此,很多人結合了現行的標準,制定了很好的分析方法去評價材料、元器件和產品。
現階段,一部分歐洲的標準和美國的標準可以直接應用在產品符合性測試當中,而這些標準也應當可以作為制定新標準的基礎。在我們的調研中,部分的廠商已經開始將自己的產品送到國內的檢測機構中進行有害物質的檢測。國內的許多檢測機構都已經配套了相應齊全的設備,來進行六種有害物質的檢測。但需要指出的是,目前,國內許多廠商(包括檢測機構)在對 產品的有害物質檢測中, 顯得比較茫然,這是因為大多數人不知道該把產品拆成什么程度和分離出怎樣的部件。所以,廠商(包括檢測機構)在進行有害物質的檢測前,應充分考慮到“均質物質”的定義,對自己的產品中所含的均質物質有比較清晰的認識。
生產商應對自己產品的材料和元器件進行重新評估
生產商要確定產品中有害物質的存在形式和存在量,可通過追溯上游供應商的原材料,從供應鏈中收集產品中各物質的含量等級數據來實現,但仍需要做大量的工作,來控制和規范在大量元器件里的材料。最重要的是,這些元器件材料是否顯而易見,并不容易通過測試找出來。與大多數其他產品指令不同的是,通過一至兩個標準的測試去驗證產品是否符合RoHS指令是幾乎不可能的。RoHS指令僅僅限制了整機設備的制造商,把責任通通交由整機設備的制造商來承擔,而對于上游產品的供應商來說,則沒有相應的法律要求去限制他們必須制造符合RoHS指令的產品。可是,上游產品材料、元器件的制造商、供應商和供應鏈的其他相關方都應該提供合適的材料和元器件給他們的客戶,也就是整機設備的制造商。這一點,可以要求上游產品制造商提交產品的符合性聲明。但是,對于電氣設備的制造商來說,需要判斷對于材料的符合性聲明是否可靠。在這個問題上,可以根據以下兩項標準做出一個非正式的判斷:
1. 被委派做材料測試的檢測機構和實驗室的名聲和信譽;
2. 是否對于一小部分材料進行常規的隨機抽樣檢查。通常,符合性聲明被認為是可靠的,制造商也應該相信報告的準確程度,雖然這并不是百分百的完全保證。
如果測試的報告并不符合這兩項標準,例如制造商是從一個毫無經驗的供應商那里取得材料或者零部件的,那么就需要非常謹慎地去進行一些測試以確保從供應商那里得到的測試報告是可靠的。而如果材料的供應商并沒有提供任何的測試報告或者制造商對于報告的可靠性有所懷疑,那么也應該對設備的某些關鍵部分做進一步測試。大多數情況下,對于每一部件中全部六種有害物質進行測試是不必要的。對于設備關鍵部分的測試,可參照表1來進行。
生產商要做好自我符合性聲明的準備
目前,從指令轉換成各成員國國內的法律、法規的最新進展來看,各國都普遍傾向于生產商的自我符合性聲明制度。雖然RoHS指令不是新方法指令的一種,不要求生產商在產品內加貼“CE”標志。在2006年的7月1日后,生產商將產品銷往歐洲,做了投放產品在歐洲市場的舉措,就表明了該產品是符合RoHS指令的要求的。為了能夠及時跟蹤和掌握投放到市場的產品,各國的執法機構需要對產品的生產商和制造的產品有詳細地了解,也會進行不定期的市場監督和抽查。因此,生產商應從材料供應商那里獲得保證,表明所供應的材料、元器件或者設備內并不含有有害物質,并將這些產品的記錄保存完好,以便將來相關檢查機構進行抽查。尤為重要的是,生產商應對自己在符合RoHS指令所做的工作盡可能地記錄下來,并整理成文件資料。一旦生產商投放到市場的產品所含有的有害物質對環境和人體健康有影響時,只要生產商能夠提出證明,他們已經采取了相應的步驟,促使自己的產品符合指令的要求,那么他們的產品就可以應當被允許繼續在市場銷售。
生產商應盡快成熟和完善
產品的無鉛化工藝
鉛作為焊料被廣泛地使用在PCB板上和陰極射線管、燈泡的玻璃上。實際上,根據眾多專家和廠商的意見,在應對RoHS指令的工作中,最困難和挑戰性最大的工作就是實現產品的無鉛化。在現階段,產品的無鉛化已經不再是“神話”。對于大多數的鉛焊料而言,錫-銀-銅的合金是目前最佳的替代品。錫-銀-鉍的合金、錫、銅的焊料在波動焊接中也得到了迅速的發展。盡管有了許多替代品,但是價格和成本的上漲,也大大制約了這些替代品有效地發展和應用。需要指出的是,現有無鉛焊料具有更高的熔點屬性,這就給PCB板的制造、裝配和測試帶來新的難題。因此,無鉛焊料和組成的元器件之間的兼容性成了必須考慮的重要因素。對于一系列的元器件,例如電容器、連接器等,都不能忍受過高的溫度,但恰恰對于無鉛焊料而言,要使它熔化,必須加熱到更高的溫度。這些給電子電氣設備里的許多元器件帶來了壓力,因此需要將眾多的元器件根據耐熱性進行重新的評定和分類,但這往往需要耗費大量的時間且非常昂貴。
一些發達國家對于產品的無鉛化工藝的研究在20世紀就已經開始了,并且有許多無鉛的替代品都得到了廣泛的應用。這在一些知名的跨國企業中尤為明顯。我國電子電氣企業由于一直沒有相關的法規來約束,企業對于產品無鉛化工藝研究的積極性一直不高,這就造成了在我國,產品的無鉛化一直處于較低的水平。如今面對RoHS指令明確提出的禁用鉛材料的要求,我國的電子電氣企業應盡早開展產品的無鉛化研究。根據國外一些大公司的經驗,要真正實現產品的無鉛化生產,需要1~2年的時間來實現。這對于目前產品無鉛化工藝水平仍然較落后的國內企業來說,是非常緊迫的。
建立企業的應對日程表
我國的電子電氣生產商在符合RoHS指令的工作中,應該按照以下的流程表建立起本企業的應對工作日程表:
1.建立產品的符合性計劃表。
a.分析產品中的材料表,確定材料的來源和供應商
b.對產品的材料和元器件進行評估,確定可能存在有害物質的部分
c.與材料供應商商討,提供產品材料的符合性聲明
d.從供應鏈中收集產品中各物質的含量等級數據
e.識別產品中的均質材料
f.分析供應鏈數據
g.識別產品中不符合的部分
h.對供應商詳細說明可允許的極限
i.從供應商處取得材料的符合性聲明
2.進行RoHS的符合性測試。
a.制定測試的方針政策
b.撰寫測試計劃
c.確定測試的檢測機構
d.與檢測機構簽定協議
3.針對RoHS指令要求,重新審視產品設計部分,由研發部門進行改變產品設計的研究,以滿足指令要求。
a.找出可能的替代品或替代的供應商
b.評價產品設計的其他改變,以滿足其他法規的需要
4.編輯產品符合性文件。
a.制作產品符合性的文件檔案
b.為將來遇到的審查提供產品符合性的報告
筆者認為,只要在政府、生產企業、消費者和相關顧問研究機構的共同努力下,我們一定能夠在符合RoHS指令的工作中交出滿意的答卷。