RoHS指令概述

　　RoHS指令概述

　　限制某种有害物质指令RoHS (Restriction of Hazardous Substances)

　　– 2002/95/EC

　　– 2006 年7 月1 日强制执行

　　• 适用于“投放到市场”的“设备”

　　– 投放到市场意味着可转运和可销售

　　• 进口入欧盟

　　• 转运给经销商或零售商

　　• 转运到仓库并准备分配给客户

　　– 不应该包括工厂内部的转运仓库

　　• 不适用于使用者

　　限制使用的物质

　　• 禁用物质(豁免情况除外):

　　– 铅*

　　– 镉*

　　– 汞*

　　– 六价铬

　　– 多溴联苯(PBB)

　　– 多溴联苯醚(PBDE)

　　* 包含金属和化合物

　　• 设备生产商关注的主要是铅焊料的禁用

　　最大浓度限定值

　　– 在均质物质中，0.1%(净重)的铅、汞、六价铬、多溴联苯、多溴联苯醚，

　　– 在均质物质中，0.01%(净重) 的镉

　　• 均质物质的范例

　　– 电镀锡涂层

　　– 塑胶

　　– 焊料

　　RoHS 指令限制物质在电子电气设备中的主要应用类别

　　1 铅(Pb)：焊料、电池、电缆、电线、塑料件以及组件拋光

　　2 汞(Hg)：开关、电池、液晶显示器、继电器与照明设备

　　3 镉(Cd)：自动贩卖机、电源线、电线与开关触点、颜料、塑料添加剂

　　4 六价铬(Cr VI)：外壳的表面处理

　　5 多溴联苯(PBB)：塑料与印刷电路板阻燃剂

　　6 多溴二苯醚(PBDE)：塑料、橡胶与印刷电路板阻燃剂

　　铅Pb 在电子电气设备中的应用范围

　　1 铅主要应用于焊接行业，在电子封装工业中，使用得最广泛的焊料蔨***簿С煞值?3 锡/37 铅，或

　　者是近共晶成分的60 锡/40 铅

　　2 电池，印刷电路板及相关组件，机械金属的合金元素等

　　3 PVC 等塑料行业的热稳定剂

　　RoHS 指令中铅的免除及特殊规定

　　1 重金属铅使用于辐射或阴极射线管、电子部件和发光管中玻璃保护装备内的铅

　　2 铅使用于映像管(CRT)玻璃、灯泡和荧光管

　　3 重金属铅、镉、汞使用于原子吸收光谱仪中之空心阴极管与其它重金属量测设备

　　4 电子陶瓷产品中的铅(例如：高压电子装置)

　　5 使用于钢材中的铅含量最高为0.3%( 重量)，铝材中含铅量最高为0.4%(重量)，铜中含铅量最

　　高为4%(重量)

　　与铅有关的其他规定

　　1 高温融化的焊料中的铅(即锡铅焊料合金中铅含量超过85%)

　　2 用于服务器、存储器和存储系统的焊料中的铅(豁免准予至2010 年)

　　3 用于交换、信号和传输，以及电信网络管理的网络基础设施设备中焊料中的铅

　　4 手机中的电池、涂料、漆、电线、塑料中的铅含量不可大于10ppm。

　　铅的替代材料

　　1 新型无铅焊料：目前世界各国有报导的无铅焊料已经超过70 种，而日本更已经有含抗氧化剂的无

　　铅焊料进入了工业使用。96.3Sn/3.5Ag 共熔体合金与目前电子工业中使用的锡/铅焊料的物理性质

　　在很多方面很接近。其各项指标都达到或超过了锡/铅焊料。Sn/Ag 焊料被认为是适用于汽车、电子

　　设备的无铅焊料。

　　2 新型无铅塑料热稳定剂：1) 金属皂类热稳定剂; 2)有机锡类热稳定剂：卓越的通用性、安全

　　性和高效热稳定性，一部分无毒品种，可用于食品包装，医药包装等方面; 3)有机锑热稳定剂：用

　　作高分子材料的低毒、无毒、高效热稳定剂;4)稀土稳定剂：新开发的PVC 热稳定剂的一类，具

　　有无毒、价格适中、用量少、热稳定效果好特点;5)有机热稳定剂：作为辅助稳定剂与金属盐稳定

　　剂并用，产生协同效应.

　　镉在电子电气设备中的应用范围

　　1 颜料、油漆：塑胶制品的着色粉、调色剂

　　2 稳定剂：塑胶制品的稳定剂

　　3 釉类、金属的表面涂层：防腐、防锈等功能

　　4 电池：电极添加剂，粉末可在镍-镉(NiCd)电池中用作阴极电极物质

　　5 金属材料：金属镉也可与铁、钢、铝基材料、钛基合金或其它非铁合金，作为在电解沉积、真空沉

　　积或机械式沉积时的涂料

　　6 此外在低熔点硬焊、软焊及其它特殊合金中亦作为一种合金元素

　　RoHS 指令对镉的特殊免除规定

　　1 硒光电池表面之氧化镉

　　2 特定物品中为防腐蚀所使用的钝化金属镉

　　3 重金属铅、镉、汞使用于原子吸光谱仪中之中空阴极管与其它重金属量测设备

　　4 镉电镀，不包括第91/338/EEC 号指令《修改关于限制特定危险物质和配制品销售和使用的禁止

　　的第76/769/EEC 号指令》限制的应用.

　　5 手机中的镉含量不得大于5ppm

　　镉的替代

　　镉主要存在于开关、弹簧、连接器、外壳、PCB、保险丝、颜料和涂料、半导体光电感应器等。低压

　　电器领域中镉的替代可用银氧化锡氧化铟(AgSnO2In2O3)来代替银氧化镉(AgCdO)。

　　汞在电子电气行业中的应用

　　1 目前我们生活中所接触到的普通干电池中均含有汞等有害重金属

　　2 汞还经常存在于颜料及荧光灯材料中

　　3 测量及控制仪器、光源及电器设备、牙医设备、氯生产设备(汞合金电解流程)

　　汞在RoHS 指令中的免除特殊规定

　　1 小型荧光灯汞含量不得超过5 毫克/每支灯泡

　　2 直式荧光灯汞含量不得超过10 毫克/每支灯泡

　　3 一般用途的直管日光灯，盐磷酸盐10 毫克，正常寿命时间的三磷酸盐5 毫克长寿命时间的三磷酸

　　盐8 毫克

　　4 未特别提及的其它照明灯中的汞含量

　　5 重金属汞于实验室设备内

　　6 重金属铅、镉、汞使用于原子吸收光谱仪中之中空阴极管与其它重金属量测设备

　　7 手机中的汞含量不得大于2ppm

　　无汞材料的替代

　　1 对碱锰电池的无汞化通常采用的方法

　　1)电极添加剂：在电极的活性材料中，加入金属氧化物或氢氧化物;2)电解质添加剂：加入氧化锌

　　可以减慢锌电极自溶蚀的速度，抑制氢气的析出; 3)集电体的表面处理：在集电体表面电镀一层金

　　属铟;还可选用价格低廉的锌、锡镀层来代替价格较高的铟镀层而不会降低电池的性能

　　2 颜料及荧光灯中的汞

　　呈鲜红、鲜黄等颜色的颜料一般要添加如铅、镉、汞、六价铬等重金属。使用如三聚磷酸铝、磷酸锌、

　　云母氧化铁等防锈颜料，替代传统有毒的红丹、铬黄等铅铬系防锈颜料

　　3 英国卜内门化学公司，即ICI 世界集团是全球第一间做到所有油漆产品中不添加铅和汞的油漆公司

　　铬在工业中的应用

　　1 金属铬及其化合物是冶金、金属加工、电镀、油漆颜料等行业常用的基本原料。

　　2 六价铬常在电化学工业中作为铬酸。还用于色素中的着色剂(亦即铬酸铅)及冷却水循环系统中，如

　　吸热泵、工业用冷冻库及冰箱热交换器中的防腐蚀剂(重铬酸钠)。

　　3 镀锌层上最常见的附加防护措施是铬酸盐钝化处理，由于铬酸盐钝化成本低廉，使用简单，而且钝

　　化后所得膜层耐蚀性极好，可满足多种要求，因而在航空、电子和其它工业部门得到了广泛的应用，

　　一直受到人们重视而沿用至今。

　　六价铬的危害

　　1 微量三价的铬是人体必需的，三价铬是蛋白质的基础，为动物代谢的必要元素，而六价铬则被公认

　　为致癌的有害物质。

　　2 六价铬为吞入性毒物、吸入性极毒物，吸入可能致癌，皮肤接触可能导致敏感;更可能造成遗传性

　　基因缺陷，对环境有持久危险性。

　　3 但以上这些是六价铬的特性，铬金属、三价或四价铬并不具有这些毒性。

　　RoHS 指令中铬的特殊免除规定

　　吸收式冷藏柜冷却系统使用六价铬防腐蚀剂

　　铬的替代材料

　　1 在寻找铬酸盐替代物，人们从无机物方面做了大量的研究工作，利用钼酸盐、钨酸盐、稀土盐、锆

　　酸盐等，但总的来看效果均不好。

　　2 人们把目光逐渐转向了有机物，这一工作起步较晚，报道也不多，但很有前途。有报导提出采用含

　　有丙稀酸树脂、钼酸盐/磷酸盐的钝化液替代有毒的铬酸盐钝化液对热镀锌层进行钝化，得到了耐蚀

　　性良好的钝化膜。并且该钝化液无毒，且处理工艺简单，成本较低廉。

　　PBB、PBDE 的应用

　　主要添加于电器及电子塑料中作为阻燃剂。

　　常被使用的有十溴二苯醚DBDE、八溴二苯醚OBDE 等。

　　目前国内生产的溴系阻燃剂品种主要有十溴二苯醚、四溴双酚A、三(2，3-二溴丙基)异氰脲酸酯、

　　四溴双酚A 双(2，3-二溴丙基)醚、六溴环十二烷、溴化石蜡等。

　　PBB、PBDE 的危害

　　1986 年瑞士和德国科学家在研究多溴二苯醚(PBDPO)含溴阻燃剂塑料时发现，在燃烧及高温(510

　　-630 度)热分解时，产生剧毒、致癌的溴化二苯二恶英、呋喃( PBDD 和PBDF )，这一问题称

　　为Dioxin(戴奥辛)问题。或当废弃的电机电子物品塑料中的PBB、PBDE 在未受控制的燃烧过程

　　中(温度低于1200 度)可能产生溴化二苯二恶英/呋喃(PBDD/F)，此二者均属于强烈致癌性及致畸

　　胎性物质。这些物质可能造成影响严重且范围广泛的空气、河流水体等生态环境污染。

　　PBB、PBDE 的免除特殊规定

　　手机中大于10 克的塑料其所含的氯系或溴系耐燃剂不得大于0.05%(500ppm)。

　　PBB、PBDE 的替代材料

　　非卤阻燃剂主要有有机磷系和磷-氨系、锑系、铝-镁系、硼系。

　　1 锑系阻燃剂是最重要的一类无机阻燃剂。三氧化二锑用量最大几乎是所有卤系阻燃剂不可缺少的替

　　代剂

　　2 铝系阻燃剂主要为氢氧化铝。氢氧化铝资源丰富，价格便宜，具无毒、不挥发、不析出、不产生腐

　　蚀性气体、发烟量低等优点，蔨***?适谐∩舷?牧孔畲螅??矣猛咀罟愕淖枞技痢?br />3 氢氧化镁阻燃剂的开发晚于氢氧化铝，具有无毒、无烟、无腐蚀性、安全价廉的优点，而且开始释

　　放结晶水的温度高于氢氧化铝，对于某些需要在较高温度下加工的塑料制品而言，氢氧化镁更为合适。

　　4 国外研制无卤阻燃电缆料较为先进的公司有美国碳联公司，英国的林德斯、威廉姆斯公司，意大利

　　德潘德那塑料等公司。

　　5 十溴二苯乙烷是九十年代美国Albemarle 公司开发的一类新型溴系阻燃剂，具有含溴量高、阻燃

　　性好、毒性低、热和光稳定性优异的特点。由于其分子中没有醚键，因此燃烧时不会产生二恶英，即

　　产生Dioxin 问题，是一种替代PBDE 的优良阻燃剂。国内于八十年代末期开始着手对低烟无卤阻燃

　　料电缆进行研制，但其材料主要依赖进口，且价格昂贵，因此阻碍了低烟无卤阻燃料电缆在国内的推

　　广应用。

　　均质物质的理解

　　均质(同质)物质(材料)，由材料制成的不能进一步被机械分拆的单元，机械力分开，如旋开，切

　　断，挤压，研磨和磨蚀等方法。根据欧盟委员会相关解释性文件，所谓均质材料是“一种不能被机械

　　拆分成不同材料的材料”(a material that can not be mechanically disjointed into different

　　materials)。

　　均质物质，化学组成成分均衡、相同、其物理性能、化学性质相同的物质。如均匀的金属、合金、塑

　　料、树脂、陶瓷、玻璃、纸、木板、电镀和涂层。

　　均质材料的实例

　　均质是指用机械方法不能再分的单一元件。比如，表面没有涂覆，或者里外没有附着其他任何材料的

　　塑料壳，就是一种适用最大浓度限值规定的均质材料。反之，外表涂覆非金属绝缘材料的电缆，就不

　　是一种均质材料，因为通过机械处理它可被拆分成不同材料，由金属导线和非金属绝缘材料组成的。

　　在采用最大浓度限值时，其每一单独成分都必须满足规定要求，而不是电缆作为一个整体符合要求就

　　可以了。

　　例如，半导体封装(电路)可能包含许多不同的均质材料，包括塑模材料，引线框上的镀锡涂层，喷

　　有漆层的塑料外壳含有塑料、涂层两种均质物质。引线框合金及金焊线，因此，塑模、漆层合金及金

　　焊线都是不同的均质物质。

　　RoHS 检验拆分基本原则

　　­ 按照均质物质进行拆分，这样才能保证在检测过程的一致性和检验结果的可比性

　　­ 首先将各链接部件机械工具进行物理机械拆分

　　­ 分成金属(包括合金)、非金属部分

　　­ 非金属拆分为塑料( 包括橡胶、塑胶及金属塑料复合材料)玻璃、陶瓷等

　　RoHS 检验测试基本原则

　　­ 金属、合金一般仅需测试铅、镉、汞、六价铬四种金属

　　­ 玻璃、陶瓷一般仅需测试铅、镉、汞、六价铬四种金属

　　­ 非金属拆分为塑料( 包括橡胶、塑胶及金属塑料复合材料)一般需要测试铅、镉、汞、六价铬四

　　种金属及PBB、PBDE 两种阻燃剂(除非确定不含铅、镉、汞、六价铬、阻燃剂，可不测试)。

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