Część II – dyrektywa RoHS

Seminarium „Obowiązki przedsiębiorców w świetle dyrektyw: w sprawie zużytego sprzętu elektrycznego i elektronicznego (WEEE) oraz w sprawie ograniczenia stosowania niektórych substancji niebezpiecznych w sprzęcie elektronicznym (RoHS)”

Seminarium RoHS, Warszawa, 4 listopada 2008 r.

Część II – dyrektywa RoHSCzęść II – dyrektywa RoHS

Janusz SitekJanusz Sitek

22/86Seminarium RoHS, Warszawa, 4 listopada 2008 r.

Dyrektywa RoHS – plan prezentacjiDyrektywa RoHS – plan prezentacji

Aspekty prawne dyrektywy RoHSAspekty prawne dyrektywy RoHS Dyrektywa RoHS: zakres, definicje, wyłączeniaDyrektywa RoHS: zakres, definicje, wyłączenia Ocena zgodności z dyrektywą RoHSOcena zgodności z dyrektywą RoHS Badania na zgodność z RoHSBadania na zgodność z RoHS Dyrektywa RoHS na świecieDyrektywa RoHS na świecie

Wpływ dyrektywy RoHS na proces montażu sprzętu Wpływ dyrektywy RoHS na proces montażu sprzętu elektronicznego – aspekty techniczne elektronicznego – aspekty techniczne Zmiany w procesach montażu sprzętu elektronicznego – inf. ogólneZmiany w procesach montażu sprzętu elektronicznego – inf. ogólne Zmiany w procesie lutowania rozpływowego Zmiany w procesie lutowania rozpływowego Zmiany w procesie lutowania "na fali lutowia"Zmiany w procesie lutowania "na fali lutowia" Zmiany w procesie lutowania ręcznegoZmiany w procesie lutowania ręcznego


Aspekty prawne dyrektywy RoHSAspekty prawne dyrektywy RoHS


Dyrektywa RoHS – akty prawneDyrektywa RoHS – akty prawne

Dyrektywa Nr 2002/95/EC Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 27.01.2003 (RoHS) „on the restriction of the use of certain hazardous substances in electrical and electronic equipment” (o ograniczeniu stosowania niektórych niebezpiecznych substancji w sprzęcie elektrycznym i elektronicznym), ogłoszona w urzędowym dzienniku UE 13.02.2003 i weszła w życie 1 lipca 2006 r.

Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 27 marca 2007 r. „w sprawie szczegółowych wymagań dotyczących ograniczenia wykorzystywania w sprzęcie elektronicznym i elektrycznym niektórych substancji mogących negatywnie oddziaływać na środowisko” Dz.U. Nr 69, Poz. 457, 2007r.

Rozporządzenie Ministra Gospodarki i Pracy z dnia 6 pażdziernika 2004 r. Dz.U. Nr 229, Poz. 2309 i 2310 (Załącznik), 2004r. Zostało anulowane.


W wytwarzanym i wprowadzanym do obrotu sprzęcie elektronicznym i elektrycznym, (wymienionym w 8 grupach sprzętu) oraz w żarówkach i oprawach oświetleniowych przeznaczonych do użytku w gospodarstwach domowych nie mogą być wykorzystywane:

ołów, rtęć, kadm, sześciowartościowy chrom, polibromowane bifenyle (PBB); polibromowane etery difenylowe (PBDE).

Czego dotyczy Dyrektywa RoHSCzego dotyczy Dyrektywa RoHS


Postanowienia dyrektywy dotyczą: sprzętu elektrycznego i elektronicznego oraz żarówek i opraw oświetleniowych przeznaczonych do użytku w gospodarstwach domowych, zaliczonych do grup sprzętu określonych w załączniku do rozporządzenia Ministra Gospodarki (w Polsce) lub zaliczonych do kategorii 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 i 10 wymienionych w załączniku IA do dyrektywy 2002/96/WE (WEEE), w oryginalnej dyrektywie RoHS (2002/95/WE).

Definicja:

Sprzęt elektryczny i elektroniczny — urządzenia, których prawidłowe działanie jest uzależnione od dopływu prądu elektrycznego lub od obecności pól elektromagnetycznych oraz mogące służyć do wytwarzania, przesyłania i pomiaru prądu elektrycznego lub pól elektromagnetycznych i zaprojektowane do użytku przy napięciu elektrycznym nieprzekraczającym 1000 V dla prądu przemiennego oraz 1500 V dla prądu stałego, zaliczone do grup sprzętu określonych w załączniku do rozporządzenia

.

Zakres dyrektywy RoHSZakres dyrektywy RoHS


I. Wielkogabarytowe urządzenia gospodarstwa domowego.

II. Małogabarytowe urządzenia gospodarstwa domowego

III. Sprzęt teleinformatyczny i telekomunikacyjny

IV. Sprzęt powszechnego użytku

V. Sprzęt oświetleniowy

VI. Narzędzia elektryczne i elektroniczne, z wyjątkiem wielkogabarytowych,

stacjonarnych narzędzi przemysłowych)

VII. Zabawki, sprzęt rekreacyjny i sportowy

VIII. Przyrządy medyczne (z wyjątkiem wszystkich wszczepianych i skażonych

produktów)

IX. Przyrządy do nadzoru i kontroli

X. Automaty do wydawania

WEEE

ROHS

ROHS

GRUPY SPRZĘTU ELEKTRYCZNEGO I ELEKTRONICZNEGOGRUPY SPRZĘTU ELEKTRYCZNEGO I ELEKTRONICZNEGO


GRUPY SPRZĘTU ELEKTRYCZNEGO I ELEKTRONICZNEGO – PLGRUPY SPRZĘTU ELEKTRYCZNEGO I ELEKTRONICZNEGO – PL


Kogo dotyczy dyrektywa RoHSKogo dotyczy dyrektywa RoHS

Wprowadzający do obrotu — producent, importer lub inny

podmiot odsprzedający pod własnym znakiem sprzęt elektryczny i

elektroniczny oraz żarówki i oprawy oświetleniowe przeznaczone do

użytku w gospodarstwach domowych bez względu na stosowane

środki sprzedaży, włączając środki porozumiewania się na odległość

zgodnie z ustawą z dnia 2 marca 2000 r. o ochronie niektórych praw

konsumentów oraz o odpowiedzialności za szkodę wyrządzoną przez

produkt niebezpieczny (Dz. U. Nr 22, poz. 271, z późn. zm.4>)


RoHS – def. wprowadzenia do obrotu RoHS – def. wprowadzenia do obrotu

Wprowadzenie do obrotu — udostępnienie nieodpłatnie albo za

opłatą, po raz pierwszy na terytorium państwa członkowskiego Unii

Europejskiej lub państwa członkowskiego Europejskiego Porozumienia

o Wolnym Handlu (EFTA) — strony umowy o Europejskim Obszarze

Gospodarczym, sprzętu elektrycznego i elektronicznego oraz żarówek i

opraw oświetleniowych przeznaczonych do użytku w gospodarstwach

domowych w celu ich używania lub dystrybucji;


Mając na uwadze ograniczone możliwości zastąpienia substancji szkodliwych, z punktu widzenia technologii i postępu naukowo-badawczego przewidziano odstępstwa/zwolnienia od zakazu. Zwolnienie z wymogu zastąpienia powinno zostać dozwo lone w przypadku braku możliwości zastąpienia z nauko wego oraz technicznego punktu widzenia lub, jeśli nega tywny wpływ na środowisko lub zdrowie spowodowanyprzez zamienniki przeważy korzyści zzastąpienia w odniesieniu do zdrowia ludzkiego i środo wiska.

Dyrektywa RoHS – Dyrektywa RoHS – wyłączeniawyłączenia


Decyzje Komisji Europejskiej zmieniające dyrektywę RoHS (1 - 4)

W 2005r. i 2006r. Komisja Europejska wydała 7 decyzji zmieniających Dyrektywę 2002/95/WE w celu dostosowania jej przepisów do postępu technicznego i zmian w technologii produkcji sprzętu elektrycznego i elektronicznego, tj:

Decyzję 2005/618/WE z dnia 18 sierpnia 2005r. w odniesieniu do łącznego stężenia ołowiu, rtęci, sześciowartościowego chromu, polibromowego difenylu i polibromowego eteru fenylowego oraz do stężenia kadmu,

Decyzję 2005/717/WE z dnia 13 października 2005r. dotyczącą wyłączeń ołowiu przy zastosowaniu w osłonach i panwiach łożysk oraz wyłączeń dla Deka-BDE w zastosowaniach polimerycznych,

Decyzję 2005/747/WE z dnia 21 października 2005r. dotyczącą wyłączeń dla ołowiu w 8 zastosowaniach oraz dla kadmu i jego związkach,

Decyzję 2006/310/WE z dnia 21 kwietnia 2006r. dotyczącą 8 zastosowań ołowiu i jego związków stanowiących podstawę do wyłączenia z przepisów dyrektywy RoHS


Decyzje Komisji Europejskiej zmieniające Decyzje Komisji Europejskiej zmieniające dyrektywę RoHSdyrektywę RoHS (5 – 7) (5 – 7)

Decyzję 2006/690/WE z dnia 12 października 2006 r. dotyczącą wyłączeń ołowiu związanego w szkle kryształowym w określonych kategoriach sprzętu,

Decyzję 2006/691/WE z dnia 12 października 2006 r. dotyczącą wyłączeń dla ołowiu w 5 zastosowaniach oraz dla tlenku ołowiu w 2 zastosowaniach,

Decyzję 2006/692/WE z dnia 12 października 2006 r. dotyczącą sześciowartościowy chromu w powłokach chroniących przed korozją nie pomalowane metalowe ścianki i łączniki stosowany do ochrony przed korozją i ekranowania zakłóceń elektromagnetycznych w sprzęcie należącym do kategorii trzeciej w dyrektywie 2002/96/WE (sprzęt IT i telekomunikacyjny).


Decyzje Komisji Europejskiej zmieniające Decyzje Komisji Europejskiej zmieniające dyrektywę RoHSdyrektywę RoHS (8) (8)

Decyzja komisji 2008/385/WE z dnia 1 kwietnia 2008 r zmiany dotyczące ołowiu, tlenku ołowiu, kadmu i jego związków.

Dopuszcza się stosowanie: ołowiu w materiałach lutowniczych w bezrtęciowych płaskich lampach

fluorescencyjnych (stosowanych np. w wyświetlaczach ciekłokrystalicznych, oświetleniu projektowym i przemysłowym,

tlenku ołowiu w szkliwie uszczelniającym używanym do montażu okien w rurach wyładowczych laserów argonowych i kryptonowych,

kadmu i jego związku w stopach do elektryczno-mechanicznych połączeń lutowanych przewodów elektrycznych cewek głosowych przetworników, które używane są w głośnikach dużej mocy o poziomie ciśnienia akustycznego wynoszącym co najmniej 100 dB (A).


Dyrektywa RoHS – Dyrektywa RoHS – monitoringmonitoring

Komisja Europejska dokonuje stałego monitorowania

możliwości technologiczno-technicznych realizacji celu

dyrektywy pod katem kolejnych wykluczeń stosowania

niebezpiecznych substancji w SEE. Komisję Europejską

wspomaga Komitet Techniczny (Comittee for the Adaptation to

Scientific and Technical Progress of EC-Legislation on Waste

Directives 2002/95/EC and 2002/96/EC on Electrical and

Electronic Waste - TAC) w zakresie wprowadzania zmian i

poprawek do dyrektywy RoHS wynikających z postępu

technicznego.


RoHS – usunięcie wyłączenia

Wyrok unieważniający punkt 2 załącznika do Decyzji Komisji Wyrok unieważniający punkt 2 załącznika do Decyzji Komisji

2005/717/WE 2005/717/WE z 13 października 2005, tj. dotyczący zwolnienia z 13 października 2005, tj. dotyczący zwolnienia

Deka-BDE spod restrykcji dyrektywy. Z końcem czerwca 2008 r. Deka-BDE spod restrykcji dyrektywy. Z końcem czerwca 2008 r.

substancja ta ponownie jest całkowicie wykluczona z zastosowań substancja ta ponownie jest całkowicie wykluczona z zastosowań

w sprzęcie elektrycznym i elektronicznym (Dz.Urz. WE C 116 z w sprzęcie elektrycznym i elektronicznym (Dz.Urz. WE C 116 z

dnia 9 maja 2008 r.) dnia 9 maja 2008 r.)


Ocena zgodności z dyrektywą RoHS

Drzewo decyzjiWprowadzając sprzęt do obrotu automatycznie deklarowane jest domniemanie zgodności tego sprzętu z dyrektywą RoHS.

Ani dyrektywa RoHS, ani rozporządzenie MG nie reguluje spraw oceny zgodności wyrobu z dyrektywą.

Obowiązek podjęcia decyzji, czy wprowadzany do obrotu sprzęt podlega wymaganiom dyrektywy RoHS, spoczywa wyłącznie na wprowadzającym do obrotu.

Nadzór rynku ma prawo w ramach swoich uprawnień zakwestionować tę decyzję.


Ocena zgodności z dyrektywą RoHS na podstawie dokumentacji Ocena zgodności z dyrektywą RoHS na podstawie dokumentacji

Wykaz typowej dokumentacji przeglądu:

1. Informacja o kontakcie, tj. wskazanie tej komórki w firmie, która zajmuje się wdrażaniem dyrektywy RoHS,

2. Informacja o przedsiębiorstwie (należy podać wielkość przedsiębiorstwa, zakres produkcji i przybliżoną wielkość produkcji),

3. Sposób podejścia do oceny zgodności (należy przedstawić system, który jest wdrożony w przedsiębiorstwie w celu zapewnienia zgodności z dyrektywą RoHS),

4. Przegląd danych systemu jakości (w tych przypadkach, kiedy producent opiera się głównie na informacjach dostawcy) – w to może być włączone oszacowanie ryzyka, kryteria akceptacji, procedury dostawy i inne odpowiednie dokumenty. Przegląd danych sytemu jakości może być kombinacją obu typów dokumentacji: dokumentów bazowych dotyczących procesu i produktu/części.



Wykaz typowej dokumentacji zgodności: Ścieżka A(Powinna zawierać typową informację odnoszącą się do wewnętrznego systemu producenta zapewniającego zgodność z dyrektywą RoHS)

1. Definicja celu systemu, jego podstawowych wymagań i specyfikacji. System powinien wykazywać zgodność z dyrektywą RoHS zarówno w ramach przedsiębiorstwa, jak i w ramach łańcucha dostawców,

2. Opis formalnie zdefiniowanego procesu, który wdraża wymagania systemu i jest zintegrowany z wewnętrznym systemem jakości i systemem zarządzania,

3. System dokumentacji technicznej (w wersji papierowej lub elektronicznej) wspomagający proces oraz przedsięwzięte środki do zapewnienia zgodności z wymaganiami systemu wraz z wykazem niezbędnych szkoleń, narzędziami i infrastrukturą,

4. Wyniki wewnętrznego audytu i audytu dostawcy służące do oceny CAS (Systemu Oceny Zgodności) i/lub procesów, tzn. możliwości zapewnienia zgodności przez dostawcę,

5. Zaświadczenie, że system został wdrożony. Do tego zaświadczenia powinny być włączone wyniki oceny zgodności ściśle określonego wyrobu, obejmujące dla tego wyrobu oszacowanie go jako wyrób (włączając w to uzasadnienie wyboru grupy sprzętu objętego dyrektywą RoHS i/lub stosownego wyłączenia z dyrektywy), deklaracje materiałowe, nabywanie, kontrole zapasów i produkcji oraz analizę substancji niebezpiecznych, jeśli to jest niezbędne,

6. Przegląd wewnętrznego systemu danych stosowanego do zarządzania danymi zgodności z dyrektywą RoHS.



Wykaz typowej dokumentacji zgodności: Ścieżka B(Powinna zawierać typową informację odnoszącą się do fizycznych atrybutów produktu/części, które zapewniają zgodność danego produktu z dyrektywą RoHS )

W skład dokumentów, którymi powinien wykazać się producent wchodzą:

7. Gwarancje producenta lub dostawcy/ certyfikaty deklarujące, że substancje zakazane zostały użyte na dopuszczalnym poziomie,

8. Deklaracja materiałowa producenta lub dostawcy dla każdej partii produktu/części (włączając w to przegląd części podlegających sprawdzeniu), uzasadnienie klasyfikacji kategorii sprzętu objętego dyrektywą RoHS, ewentualne użycie wyłączeń z dyrektywy. Te deklaracje materiałowe będą ograniczone do wykazu substancji objętych dyrektywą RoHS, nie jest w tym przypadku wymagana pełna deklaracja materiałowa,

9. Raport z analizy dla materiałów jednorodnych w częściach/komponentach (które mogą być wynikiem wewnętrznego badania przez producentów lub dostawców lub wynikiem badania zewnętrznego),

10. Ci, którzy użyją tylko podejścia B (Małe i Średnie Przedsiębiorstwa) muszą także dostarczyć zaświadczenie, że są wdrożone procedury do wykazania, że deklaracje materiałowe zostały oszacowane jako prawdziwe.



Gotowe wzory deklaracji materiałowych zostały opracowane przez IPC (Institute of Printed Circuits, USA) i są zawarte w normie IPC-1752: Materials Declaration Management (Zarządzanie deklaracjami materiałowymi), w formie dwóch kwestionariuszy w formacie PDF: IPC-1752-1: Questionnaire for Class 1,2,3,4 (Kwestionariusze dla klas deklaracji 1,2,3,4) oraz IPC-1752-2: Questionnaire for Class 1,2,5,6 (Kwestionariusz dla klas deklaracji 1,2,5,6).

Kwestionariusze są dostępne bez opłat na stronie internetowej IPC: www.ipc.org


Badania na zgodność z dyrektywą RoHSBadania na zgodność z dyrektywą RoHS

• Badanie laboratoryjne wyrobu na zgodność z RoHS może być wymagane od producenta sprzętu elektrycznego i elektronicznego tylko w ostateczności, np. przez nadzór rynku.

• Producent powinien sobie odpowiedzieć na pytanie, czy od dostawcy otrzymał rzeczową analizę dokumentującą, że dostarczony materiał/część jest zgodny z dyrektywą RoHS.

• Do producenta należy decyzja, czy opierać się tylko na samej deklaracji zgodności z dyrektywą otrzymanej od dostawcy i ewentualnie, w przypadku nieuczciwego dostawcy, narazić się na ryzyko niezgodności, czy też samemu podejmować działania sprawdzające, np. audyty u dostawcy lub zlecanie badań laboratoryjnych


Badania na zgodność z dyrektywą RoHSBadania na zgodność z dyrektywą RoHS

Proponowane normy przewidują badanie wyrobów elektrycznych i elektronicznych w dwóch etapach: Etap1 – zastosowanie metody nieniszczącej, tzw. „metody

przesiewowej” przy użyciu fluorescencyjnego spektrometru rentgenowskiego z dyspersją energii ED-XRF.

Etap 2 – przygotowanie próbek i ich ocena na jednym z trzech poziomów:

bez demontażu, po prostym demontażu, po całkowitym demontażu.

Badania na zgodność z dyrektywą RoHS powinny być przeprowadzone najlepiej w akredytowanych i/lub notyfikowanych laboratoriach, stosujących znormalizowane procedury badawcze i odpowiednią, wzorcowaną aparaturę badawczą.


Badania na zgodność z dyrektywą RoHS - normyBadania na zgodność z dyrektywą RoHS - normy

Stosowanie norm nie jest obowiązkowe (ale jest mile widziane). Polecane normy regulujące procedury badawcze w dyrektywie

RoHS: IEC 62321 Procedures for the Determination of Levels of

Regulated Substances in Electrotechnical Products; IEC 62430 Environmental Conscious Design for Electrical and

Electronic Products and Systems; IEC 62474 Material Declaration for Electrical and Electronic

Equipment; IEC TS 62476 Guidance for assessing compliance of finished

goods with respect to restriction of use of hazardous substances.


RoHS - nRoHS - nadzór i kontrola adzór i kontrola

WW Polsce: Polsce: RoHS RoHS była była w zakresie kompetencji Inspekcji handlowej – (restrykcje: mandat i/lub wycofanie w zakresie kompetencji Inspekcji handlowej – (restrykcje: mandat i/lub wycofanie

wyrobu z rynku)wyrobu z rynku) Negatywny spór kompetencyjny między Negatywny spór kompetencyjny między Prezesem UrzPrezesem Urzęędu Ochrony Konkurencji i Konsumentów, a du Ochrony Konkurencji i Konsumentów, a

Ministrem Ministrem ŚŚrodowiskarodowiska Decyzją Prezesa Rady Ministrów z czerwca 2008, szczegółowe kwestie związane z wykonaniem Decyzją Prezesa Rady Ministrów z czerwca 2008, szczegółowe kwestie związane z wykonaniem

rozporządzenia implementującego do polskiego porządku prawnego dyrektywę 2002/95/WE rozporządzenia implementującego do polskiego porządku prawnego dyrektywę 2002/95/WE realizował będzie Główny Inspektor Ochrony Środowiska. realizował będzie Główny Inspektor Ochrony Środowiska.


RoHS - nRoHS - nadzór i kontrola adzór i kontrola w Polscew Polsce


RoHS – kontrola zgodności z dyrektywąRoHS – kontrola zgodności z dyrektywą

Propozycja schematu kontroli producenta przez nadzór rynku:

Krok 1. W przypadku przeprowadzania kontroli nadzór rynku może przeprowadzić analizę „przesiewową” dla wyrobów o wysokim ryzyku, które podlegają dyrektywie RoHS, w celu wykrycia naruszenia dyrektywy (stosowane tylko w UE i nieobowiązkowo).

Krok 2. Producent, w czasie określonym przez nadzór rynku, obowiązany jest przedstawić dokumentację techniczną wykazującą, że działa zastosowany przez niego system zgodności (są to dokumenty wymienione w „Wykazie typowej dokumentacji przeglądu”.

Krok 3. Nadzór ryku pyta producenta, czy istnieje dokumentacja procesu bazowego.

Krok 4. Producent dostarcza wówczas dokumenty wymienione w „Wykazie typowej dokumentacji zgodności” Ścieżka A, punkty 1-6.

Krok 5. Nadzór rynku sprawdza, czy dostatecznie jest udokumentowany proces zarządzania w działającym łańcuchu dostaw. Jeśli dojdzie do przekonania, że ten proces nie jest dostatecznie udokumentowany, wówczas prosi producenta o dodatkowe dokumenty.

Krok 6. Producent dostarcza dokumenty wymienione w „Wykazie typowej dokumentacji zgodności”, Ścieżka B, punkty 7-10.

Krok 7. Nadzór rynku sprawdza, czy jest dostatecznie udokumentowane, że wszystkie materiały jednorodne są zgodne z dyrektywą RoHS. Jeśli nie, to stosuje się procedurę podanąw kroku 8.

Krok 8. Producent dostarcza dodatkową dokumentację określoną przez nadzór rynku.


RoHS – kontrola zgodności z dyrektywąRoHS – kontrola zgodności z dyrektywą

Propozycja schematu kontroli producenta przez nadzór rynku:

Krok 9. Nadzór rynku powtórnie sprawdza, na podstawie dodatkowych dokumentów, czy wszystkie materiały jednorodne są zgodne z dyrektywą RoHS. Jeśli wynik jest nadal negatywny, to stosuje procedurę podaną w kroku 10.

Krok 10. Nadzór rynku pobiera próbki wyrobu lub części do badania na zgodności z RoHS. Wynik pozytywny badań, tzn. stwierdzenie zgodności z dyrektywą RoHS kończy działanie nadzoru rynku. W przypadku negatywnego wyniku, czyli stwierdzenia obecności substancji niebezpiecznych w wyrobie na niedozwolonym poziomie, nadzór rynku podejmuje kolejne kroki w kierunku zapewnienia przestrzegania dyrektywy RoHS:

Krok 11. Nadzór rynku informuje o zaistniałej sytuacji producenta i podejmuje decyzjęo podjęciu środków zaradczych, w celu doprowadzenia wyrobu do zgodności z dyrektywą RoHS.

Krok 12. Producent wprowadza środki zaradcze i dostarcza dokumentację procesu zaradczego w czasie wyznaczonym przez nadzór rynku

Krok 13. Nadzór rynku sprawdza dostarczone dokumenty i ocenia czy zostały podjęte pełne działania zaradcze. Jeśli udokumentowanie jest wystarczające, działanie nadzoru rynku jest zakończone. Jeśli nie, nadzór rynku podejmuje działanie prawne.

Krok 14. Przeprowadza się odpowiednie działanie prawne np.: wycofanie wyrobu z rynku.Producent musi się liczyć z możliwością podjęcia przez nadzór rynku decyzji o działaniach prawnych, bez podjęcia środków zaradczych.


RoHS na ŚwiecieRoHS na Świecie


EU RoHS, a EU RoHS, a “Chi“Chińskańska RoHS” RoHS”

“Chińska RoHS” EU RoHS

Ukierunkowana na produkty wykorzystywane przez przemysł

Ukierunkowana na produkty wykorzystywane przez osoby prywatne

Obejmuje infraksturę sieciową Infrastruktura sieci aktualnie jeszcze wyłączona

Nadzór/ urządzenia kontrolne aktualnie nie objęte

Urządzenia nadzoru I kontroli aktualnie jeszcze wyłączone

Urzadzenia medyczne obejmuje Urzadzenia medyczne aktualnie jeszcze wyłączone

Urządzenia powszechnego użytku częściowo obejmuje

Urządzenia powszechnego użytku obejmuje

Podzespoły, płytki drukowane obejmuje bezpośrednio

Podzespoły, płytki drukowane nie obejmuje bezpośrednio

Baterie obejmuje Baterie reguluje BattV

Radia samochodowe obejmuje Radia samochodowe reguluje ELV

Opakowania obejmuje Opakowania reguluje VerpackV

Sprzęt radarowy obejmuje Sprzęt radarowy nie obejmuje


““ChiChińskańska RoHS” RoHS” - wdrażanie- wdrażanie

Wdrażanie w 2 etapach:

Start 1 Marzec, 2007

1 etap: Ujawnienie zawartości substancji niebezpiecznych przez

oznakowanie wyrobów nalepkami z taką informacją

2 etap: Zabronione będzie stosowanie zabronionych substancji,

bez wyjątku, w produktach zawartych w katalogu tzw. Produktów kluczowych (Key Product Catalogue). (kiedy ?)

Implementacja i dostosowywanie do postępu naukowo-technicznego poprzez:

Katalog produktów kluczowych

Chińskie normy przemysłowe


““ChiChińskańska RoHS” RoHS” - - oznaczaniaoznaczania

Oznaczanie według normy SJ/T11364-2006

Rodzaj i miejsce niebezpiecznych substancji

„Bezpieczny okres“ (EFUP) i data produkcji

Materiały opakowań oznaczone zgodne z GB 18455-2001

Informacja o możliwości odzysku

Produkt EIP, nie zawiera niebezpiecznych substancji, do

recyklingu, nie powinien być przypadkowo wyrzucony

Produkt EIP, zawiera pewne niebezpieczne substancje, może być bezpiecznie użytkowany przez okres wyrażony cyfrą, po którym należy go

niezwłocznie oddać do recyklingu

Opakowanie papierowe z pofałdowanej tektury do

recyklingu lub powtórnego użycia


““ChiChińskańska RoHS” RoHS” –– limity limity

Limity niebezpiecznych substancji zgodnie z normą chińską SJ/T11363-2006 :

Dozwolone są max. stężenia:0,1 % wag. dla Pb, Hg, CrVI, PBB, PBDE, jak również 0,01 % wag. dla Cd, ale są różnie wyliczane:

• dla materiałów jednorodnych: 0,1 lub 0,01 % wag. (Cd) w odniesieniu do materiału jednorodnego (EIP-A)

• dla powłok: „nie dodane celowo” (EIP-B)

• dla podzespołów < 4 mm3: 0,1 lub 0,01 % wag (Cd) w odniesieniu do całego podzespołu (EIP-C)


Metody badań na zgodność z RoHS

China RoHS Metody badań zgodnie z chińską

normą SJ/T11365-2006: Zakres, aparatura / wyposażenie,

odczynniki, przygotowanie próbki, procedura testowania

Metody badania wstępnego z użyciem Rentgenowskiej spektroskopii fluorescencyjnej

Metody badań PBBs i PBDE Metody badań Pb, Cd i Hg w EIPs Określanie CrVI w EIPs metodą

kulometryczną Annex: Metody przygotowania próbek

do badań substancji niebezpiecznych

EU RoHS Metody badań zalecane zgodnie z

IEC 62321 (nie obowiązkowe!)

Procedury określania poziomów substancji kontrolowanych w produktach elektro-technicznych (IEC/TC 111/WG3)

Przewidywana data publikacji: 2008-12

Nie jasno określona procedura próbkowania, tylko odniesienie do “Praktycznego przewodnika badań produktów elektronicznych”


Przyszłość dyrektywy RoHS

Komisja UE, co cztery lata, będzie dokonywała przeglądu każdego wyłączonego załącznikiem sprzętu, w celu rozważenia usunięcia materiałów lub komponentów sprzętu elektrycznego i elektronicznego objętego załącznikiem, jednak pod pewnymi warunkami:

Pierwszym warunkiem będzie unikanie stosowania substancji niebezpiecznych wymienionych już w dyrektywie,

drugim warunkiem będzie możliwość wykonania takiego sprzętu z technicznego i naukowego punktu widzenia,

zmiana nie będzie mogła negatywnie wpływać zarówno na środowisko, jak i na zdrowie konsumenta.


Usunięcie wyłączeń – nieautomatyczneUsunięcie wyłączeń – nieautomatyczne

Przed dokonaniem zmian w załączniku do Dyrektywy, Komisja zasięgnie opinii producentów sprzętu elektrycznego i elektronicznego, podmiotów zajmujących się recyklingiem, przetwarzaniem odpadów, a także organizacji środowiskowych oraz stowarzyszeń pracowniczych i konsumenckich.

Należy, zatem bacznie śledzić wszelkie proponowane zmiany w przepisach dotyczących Dyrektywy RoHS, które również polski prawodawca będzie wprowadzał do wydanych w tym zakresie przepisów.

Na zamiany w RoHS można mieć wpływ, bezpośrednio lub przez Na zamiany w RoHS można mieć wpływ, bezpośrednio lub przez izby gospodarcze np. KIGEiT lub instytuty badawcze np. ITR.izby gospodarcze np. KIGEiT lub instytuty badawcze np. ITR.


INFORMACJE DODATKOWE o RoHSINFORMACJE DODATKOWE o RoHS

Informacje w Polsce: Ministerstwo Gospodarki – www.mg.gov.pl Główny Inspektorat Ochrony Środowiska – www.gios.gov.pl

Ministerstwo Gospodarki: Plac Trzech Krzyży 3/5, 00-507 Warszawa

Aktualnie osobą odpowiedzialną za RoHS w Ministerstwie Gospodarki jest Marek Kubel:tel: 0226935843, e-mail: [email protected]

Aktualne informacje i przewodniki po angielsku:Aktualne informacje i przewodniki po angielsku:

http://europa.eu.int/comm/environment/waste/weee_index.htmhttp://europa.eu.int/comm/environment/waste/weee_index.htm

Treści aktów prawnych w różnych językach: http://eur-lex.europa.eu/


Wpływ dyrektywy RoHS na proces Wpływ dyrektywy RoHS na proces montażu sprzętu elektronicznegomontażu sprzętu elektronicznego

– – aspekty techniczne aspekty techniczne


Substancje zakazane – miejsca występowania (przykłady)Substancje zakazane – miejsca występowania (przykłady)

SubstancSubstancjaja Gdzie jest używanaGdzie jest używana

Ołów Lutowie, powłoki zabezpieczające, pigmenty farb, stabilizatory PCV

Kadm Lutowia specjalne, półprzewodniki, kontakty, stabilizatory PCV, pigmenty, emulsja.

Rtęć Lampy fluorescencyjne, czujniki, przekaźniki

VI-cio wartościowy chrom

Powłoki antykorozyjne

PBB Uniepalniacze w pewnych plastikach (produkowane w Chinach)

PBDE Uniepalniacze w pewnych plastikach - niektóre produkty.


Projektowanie wyrobuProjektowanie wyrobu

Logistyka i zapasyLogistyka i zapasy

Materiały do montażu:Materiały do montażu: Stopy lutowniczeStopy lutownicze

Płytki obwodów drukowanychPłytki obwodów drukowanych

Podzespoły elektronicznePodzespoły elektroniczne

Procesy montażuProcesy montażu Lutowanie rozpływoweLutowanie rozpływowe

Lutowanie na faliLutowanie na fali

Lutowanie ręczneLutowanie ręczne

Procesy kontroliProcesy kontroli

Montaż sprzętu elektronicznego - wpływ RoHSMontaż sprzętu elektronicznego - wpływ RoHS

RoHS wpływa na:


RoHS i WEEE, a projektowanie wyrobówRoHS i WEEE, a projektowanie wyrobów

Projektowanie wyrobów pod kątem możliwościProjektowanie wyrobów pod kątem możliwości:: naprawynaprawy modernizacjimodernizacji recyklingurecyklingu

Projektowanie pod kątem recyklinguProjektowanie pod kątem recyklingu: : Łatwość demontażuŁatwość demontażu Łatwość odzysku czystych frakcji materiałów Łatwość odzysku czystych frakcji materiałów ((np. żelazo i miedź np. żelazo i miedź

powinny być łatwe do oddzieleniapowinny być łatwe do oddzielenia) ) Łatwość usuwania części, które powinny być składowane oddzielnieŁatwość usuwania części, które powinny być składowane oddzielnie Używanie najmniej rodzajów materiałów jak to możliweUżywanie najmniej rodzajów materiałów jak to możliwe Oznaczanie materiałów/polimerów w celu prawidłowego ich Oznaczanie materiałów/polimerów w celu prawidłowego ich

sortowaniasortowania


RoHS, a logistyka i zapasyRoHS, a logistyka i zapasy

Wymogi prawne: Czy twój produkt jest zgodny z RoHS? Sprawdź tekst dyrektywy. Skontaktuj się z dostawcami i zapytaj czy ich materiały, części, podzespoły, etc. zawierają zabronione związki:

Pb, Hg, Cr(VI), Cd, PBB, PBDE. Czy istnieje jakieś podejrzenie co do obecności substancji zabronionych w niektórych częściach wyrobu? Przechowuj deklaracje materiałowe dostawców i wyniki własnych analiz w dokumentacji technicznej wyrobów

Organy kontroli poproszą o nie w przypadku podejrzenia niezgodności z RoHS Twoi klienci mogą poprosić cię o deklarację zgodności z RoHS i spodziewają się otrzymać ją od ciebie.

Problem identyfikacji podzespołów. (Niektórzy dostawcy zmienili oznaczenia podzespołów; konieczne jest rozdzielenie numerów partii podzespołów zgodnych z RoHS i niezgodnych).

Zapasy magazynowe. Materiały bezołowiowe mają na ogół krótszy termin przydatności do użycia.

Zmiany w organizacji produkcji. (Obieg materiałów, problem urządzeń, oznaczeń półproduktów itp..)


a)

RoHS, a stopy lutowniczeRoHS, a stopy lutownicze


RoHS, a wytwarzanie obwodów drukowanychRoHS, a wytwarzanie obwodów drukowanych

Problemy:Problemy:- - wymagana wyższa wytrzymałość cieplna podłoża,

- materiał podłoża zgodny z wymaganiami RoHS wykluczającymi stosowanie niektórych halogenków,

- lutowność powłoki lutowanej i jej zależność od temperatury lutowania, czystości powierzchni, odporności powłoki na narażenia cieplne i działania wilgoci, czasu magazynowania,

- wytrzymałość na odkształcenia, tworzenie się pęcherzy, pękanie połączeń miedzianych w otworach, delaminację, zmianę barwy płytki.


RoHS, a podzespoły elektroniczneRoHS, a podzespoły elektroniczne

Problemy:Problemy:

─ musi wzrosnąć stabilność temperaturowa

• wyższa odporność termiczna • okno procesu lutowania jest mniejsze

─ zmiana pokrycia wyprowadzeń

• dostępność kwalifikowanych rozwiązań alternatywnych • potencjalne niebezpieczeństwo wystąpienia wiskersów

─ kompatybilność podzespołów ze „starym i nowym” procesem lutowania

• zmiana podzespołów także dla wyrobów, które podlegają wyłączeniu

─ brak spójnego systemu oznaczania


SMT – w technologii bezołowiowejSMT – w technologii bezołowiowej

Porównanie materiałów z dwóch technologii lutowania

MateriałMateriałTechnologia Technologia tradycyjna tradycyjna

(SnPb)(SnPb)Technologia bezołowiowaTechnologia bezołowiowa

Stop lutowniczyStop lutowniczy SnPbSnPb

SnAgCu, SnAg, SnCu, SnBi, SnAgCu, SnAg, SnCu, SnBi, SnZn, SnAgBi, SnAgCuBi, SnZn, SnAgBi, SnAgCuBi, SnAgCuBiSb, SnAgIn, SnAgCuBiSb, SnAgIn, SnAgInBiSnAgInBi

Powłoki na polach Powłoki na polach lutowniczychlutowniczych

SnPb, SnPb, Ni/Au, OSPNi/Au, OSP

SnAgCu, SnCu/Ni, SnAgCu, SnCu/Ni, SnCu/Co, Ni/P/Au, Sn SnCu/Co, Ni/P/Au, Sn (imm.), Ag(imm.), Ag (imm.), OSP (imm.), OSP

Powłoki na Powłoki na wyprowadzeniach wyprowadzeniach

elementówelementówSnPb, Ni/PdSnPb, Ni/Pd

Sn, SnCu, SnBi, Ni/Pd, Sn, SnCu, SnBi, Ni/Pd, Ni/Pd/AuNi/Pd/Au


Materiały bezołowiowe – powłoki płytek drukowanych Materiały bezołowiowe – powłoki płytek drukowanych


a)

Technologia bezołowiowa – główne problemyTechnologia bezołowiowa – główne problemy

Problem pustek (ang. voids)w połączeniach lutowanych

Problemy związane z wyższym napięciem powierzchniowym stopu lutowniczego

Problem włosowych kryształów Sn (ang. whiskers)

b) a) b)

Problem złej zwilżalności powłok pd: a) Sn imm., b) Ni/Au


Peter Biocca, Global SMT&Packaging, 9, 2004

RoHS, a ocena połączeń lutowanychRoHS, a ocena połączeń lutowanych

Inspekcja wizualna połączeń:• Szkolenie załogi• Przekalibrowanie AOI• Zmiana ustawień urządzeń X-Ray


Technologia bezołowiowa - wymagaTechnologia bezołowiowa - wymaga

Analizy materiałowej całego procesu produkcyjnego wyrobu i wprowadzenia zamienników substancji szkodliwych objętych dyrektywą RoHS na etapie projektowania i produkcji

Oceny posiadanego parku maszynowego pod kątem możliwości jego wykorzystania do pracy z nowymi materiałami

Optymalizacji poszczególnych operacji technologicznych, głównie procesów lutowania

Organizacji logistyki związanej z wprowadzaniem nowych materiałów do procesu produkcyjnego i wymaganiami prawnymi nakładanymi przez dyrektywę RoHS.


RoHS, a proces lutowania rozpływowegoRoHS, a proces lutowania rozpływowego

Nadruk pastyna pola lutownicze

Lutowanie rozpływowe (powstanie połączeń)

Osadzanie elementówna pola lutownicze z pastą


Bezołowiowe lutowanie rozpływowe

Wynik bezołowiowego lutowania rozpływowego jest ściśle powiązany z:

• rodzajem i stopniem skomplikowania lutowanego pakietu: pd jednostronne, dwustronne, dwustronne-wielowarstwowe, niestandardowa grubość laminatów, duże rozmiary jednoczesna obecność zróżnicowanych podzespołów na pd duża gęstość upakowania podzespołów, mały raster

• użytymi materiałami bezołowiowymi: rodzaj i jakość powłok ochronnych pd (Sn, Ag, Ni/Au, OSP, SnCu-HASL) rodzaj podzespołów oraz rodzaj i jakość metalizacji wyprowadzeń (Sn, Ni/Pd, Ni/Pd/Au,

Ag/Pd) jakość i właściwości past lutowniczych (rodzaj stopu, reologia, aktywność topnika)

• możliwościami pieca do lutowania: sposób przenoszenia ciepła (konwekcja, podczerwień) ilość stref grzejnych równomierność rozprowadzania ciepła - T na pd możliwość lutowania w atmosferze azotu


Lutowanie rozpływowe - nadruk pasty

Kluczowym problemem jest wybór pasty lutowniczej o odpowiedniej wielkości ziaren właściwej tiksotropii i kleistości oraz aktywności topnika

Proces nadruku past bezołowiowych wymaga szczególnej uwagi.

Praktyka produkcyjna pokazuje, że przyczyną zdecydowanej większości defektów występujących w procesie montażu jest zły nadruk pasty lutowniczej ( >65%).

Stosowane dotychczas sitodrukarki i metalowe szablony mogą być wykorzystywane do nadruku bezołowiowych past lutowniczych.

Parametry nadruku pasty nie różnią się zasadniczo od stosowanych dla past SnPb


Wnioski z praktyki:

Proces nadruku pasty i właściwe osadzanie na niej podzespołów są operacjami krytycznymi, w technologii bezołowiowej, odpowiadającymi za większość defektów montażowych.

Brak symetrii w położeniu podzespołu na poszczególnych polach skutkuje najczęściej powstaniem defektu lutowania

Aktywna pasta (Topnik typu ROL1) umożliwiła znaczną korekcję wad druku, lecz nie jest to korekcja pełna.

Nadrukowana pasta bezołowiowa na ogół nie rozpływa się na większy obszar niż jest nadrukowana (Rozmiar okien szablonu powinien być równy rozmiarowi pól lutowniczych).

Montaż SMT – nadruk pasty i osadzanie podzespołówMontaż SMT – nadruk pasty i osadzanie podzespołów


Granica wytrzymałości termicznej większości podzespołów SMD

Okno technologiczne lutowania rozpływowego Okno technologiczne lutowania rozpływowego

Stop - SnPb Stop - SnAgCu

Zakresy temperatur lutowania rozpływowego dla technologii SnPb i technologii bezołowiowej


W procesie lutowania rozpływowego należy brać przede wszystkim pod uwagę czynniki związane z projektem płytki oraz czynniki związane z warunkami lutowania.

Czynniki związane z projektem płytki obejmują:

grubość płytki/liczbę warstw;

wymiary płytki w osiach x, y; i ogólną wielkość zabudowanej płytki;

złożoność podzespołów;

granice wytrzymałości cieplnej podzespołów i płytek.

dopuszczalną różnicę temperatury (T) na podzespole;

dopuszczalną różnicę temperatury (T) w poprzek płytki zabudowanej podzespołami.

DDobór profilu lutowania rozpływowegoobór profilu lutowania rozpływowego – w – w praktycepraktyce


W przypadku lutowania prostych zespołów jednostronnych bez trudnych technologicznie podzespołów nie widać znaczącej różnicy we wpływie rodzaju pokrycia pd, rodzaju profilu lutowania, temperatury w piku (w zakresie od 235 do 250°C) i czasu lutowania (w zakresie 35 – 60 s), na kształt i jakość powstających połączeń lutowanych.

Lutowanie zespołów jednostronnychLutowanie zespołów jednostronnych


Problem wpływu nadmiernego narażenia cieplnego podczas pierwszego lutowania pd na jakość połączeń po drugim lutowaniu jest szczególnie widoczny, gdy napotkamy złą serię płytek drukowanych.

Lutowanie rozpływowe zespołów dwustronnychLutowanie rozpływowe zespołów dwustronnych

UWAGA: Jakość poszczególnych serii materiałów bezołowiowych, szczególnie pd, jest niepowtarzalna i wymaga kontroli przed procesem lutowania.

a) b)

Problem złej zwilżalności powłok pd: a) Sn imm., b) Ni/Au


Bezołowiowe lutowanie rozpływowe - podsumowanieBezołowiowe lutowanie rozpływowe - podsumowanie

Wnioski z badań: Wynik bezołowiowego lutowania rozpływowego jest ściśle powiązany z rodzajem i stopniem skomplikowania lutowanego zespołu elektronicznego, użytymi materiałami oraz możliwościami pieca do lutowania.

Parametry procesów lutowania oraz materiały wpływające na ich wynik należy dobierać uwzględniając wszystkie operacje termiczne, jakim będzie poddany lutowany zespół elektroniczny w całym cyklu jego wytwarzania.

Wszelkie materiały bezołowiowe (powłoki obwodów drukowanych, podzespoły, pasty itp.) są mniej odporne na działanie czasu i warunków przechowywania oraz są dużo czulsze, niż stosowane dotychczas materiały, na wszelkie niedoskonałości procesu ich wytwarzania i wymagają ciągłej kontroli.

Używanie materiałów o niesprawdzonej jakości i pochodzeniu, stwarza ryzyko problemów montażowych wielokrotnie poważniejszych niż miałoby to miejsce w technologii Sn-Pb.


Wnioski z badań cd.:

• W przypadku lutowania rozpływowego zespołów o małej gęsiości upakowania, do których wytwarzania zastosowano płytki drukowane i podzespoły z powłokami o dobrej lutowności, pastę lutowniczą najnowszej generacji oraz piec konwekcyjny z minimum 5 strefami grzewczymi i małym T, nie powinny wystąpić problemy z bezołowiowym lutowaniem rozpływowym w powietrzu.

• W celu zmniejszenia ryzyka defektów lutowniczych możemy użyć pasty o bardziej aktywnym topniku (ROL1), zwracając uwagę na jej właściwości korozyjne.

• W przypadku lutowania rozpływowego zespołów złożonych i trudnych technologicznie, każdy element wpływający na wynik lutowania jest krytyczny. Należy zwracać szczególną uwagę na rodzaj i stan używanych materiałów, projekt płytki drukowanej, dokładność nadruku pasty lutowniczej oraz poprawność osadzenia podzespołów. Konieczna jest dedykowana dla danego pakietu optymalizacja profilu temperaturowo-czasowego lutowania.

Bezołowiowe lutowanie rozpływowe - podsumowanieBezołowiowe lutowanie rozpływowe - podsumowanie


RoHS, a proces lutowania "na fali lutowia"RoHS, a proces lutowania "na fali lutowia"


RoHS, a proces lutowania "na fali lutowia"RoHS, a proces lutowania "na fali lutowia"

możliwościami agregatu do lutowania: maksymalna temperatura pracy konstrukcja elementów kształtujących falę lutowia do lutowania stopami Pb-free wydajność stref podgrzewania oraz sposób przenoszenia ciepła (konwekcja, podczerwień) możliwość lutowania w atmosferze azotu zabezpieczenie elementów maszyny przed korozyjnymi własnościami stopów Pb-free

Wynik bezołowiowego lutowania na fali jest powiązany z:

użytymi materiałami lutowniczymi: jakość i właściwości stopu do lutowania własności i rodzaj topników lutowniczych (alkoholowe (VOC) i wodne (VOC-free)) rodzaj i jakość powłok ochronnych pd (Sn, Ag, Ni/Au, OSP, SnCu-HASL) rodzaj podzespołów oraz rodzaj metalizacji wyprowadzeń (Sn, Ni/Pd, Ni/Pd/Au, Ag/Pd) wzajemną kompatybilnością materiałów

innymi parametrami: rodzaj płytki drukowanej (jednostronna, dwustronna), projekt płytki drukowanej (np. dostosowany do lutowania na fali, uwz.: efekty cieniowania

podzespołów, „złodzieje lutu”, marginesy dla transporterów palcowych, większe napięcie stopów Pb-free itp.)

gęstość upakowania podzespołów, mały raster historia narażeń termicznych lutowanej pd przed lutowaniem na fali


Stopy bezołowiowe do lutowana na fali lutowia


Lutowanie na fali lutowia – uwagi

Czynniki decydujące o prawidłowym przebiegu procesu: właściwa selekcja topnika o wyższej odporności cieplnej ze względu na podwyższone temperatury w strefie podgrzewania i lutowania;

temperatura stopionego lutu zależy od rodzaju stopu bezołowiowego; zwykle jest wyższa o 10-15 °C w porównaniu ze stopem SnPb;

czas kontaktu płytki ze stopionym lutem zależy od zdolności stopu do zwilżania powierzchni lutowanych; zwykle jest dłuższy o 0,5 - 1,0 s w porównaniu ze stopem SnPb;

zespoły na grubych wielowarstwowych podłożach mogą wymagać dodatkowej strefy grzania od góry;

ze względu na wyższą temperaturę należy spodziewać się większej podatności płytek na odkształcenia. W konsekwencji wymagane będzie wprowadzenie odpowiednich elementów usztywniających i uchwytów.


Lutowanie na fali lutowia – uwagi

Należy zwrócić uwagę na: nadmierne formowanie się żużla na powierzchni lutu bezołowiowego kompatybilność materiałów konstrukcyjnych urządzenia do lutowania ze stopem bezołowiowym; stopy o dużej zawartości cyny są znacznie bardziej agresywne w wysokiej temperaturze. Cyna rozpuszcza żelazo ze stali tworząc związki międzymetaliczne FeSn2. monitorowanie składu stopu;


Stopy do lutowanie na fali – problem zanieczyszczeń

Problem zanieczyszczeń stopu miedzią:

• Wysokocynowe bezołowiowe stopy lutownicze szybciej rozpuszczają miedź niż stopy niskocynowe (SnPb).

• Dla SnAg3,5 dopuszczalna koncentracja miedzi nie powinna przekraczać 0,3% (Wymiana stopu).

• Dla SAC wypłukiwanie miedzi jest wolniejsze: Prawie ustaje > 1% Cu w stopie SAC (pogorszenie

zwilżalności, tworzenie się mostków – konieczna regeneracja stopu)

Konieczne również usunięcie związku międzymetalicznego Cu6Sn5, zbierającego się na dnie wanny. (Ciężar właściwy Cu6Sn5 wynosi 8,28 g/cm3, podczas gdy ciężar właściwy stopów SAC jest mniejszy – 7,39 g/cm3)

• Duża koncentracja miedzi w lutowiu powoduje tworzenie się igłowych dendrytów, które mogą uszkodzić pompy


Stopy do lutowanie na fali – problem zanieczyszczeń

Problem zanieczyszczeń stopu ołowiem:

Stopy bezołowiowe są bardzo czułe

na zanieczyszczenie ołowiem

1. Niezgodność produkcji z RoHS

2. Problem podnoszenia się lutowiny

3. Możliwość powstania niskotopliwych faz

wewnątrz połączeń lutowanych

1% Pb 1% Pb powoduje spadek temperatury topnienia powstałej fazy opowoduje spadek temperatury topnienia powstałej fazy o 40-50°C 40-50°C Sn/Cu0.7: 227°C Sn/Cu0.7: 227°C 183°C183°C Sn/Ag3.5: 221°CSn/Ag3.5: 221°C 179°C179°C Sn/Bi57: 138°C Sn/Bi57: 138°C 96°C 96°C

Powłoki ochronne pd i metalizacja wyprowadzeń podzespołów musi być bezołowiowaPowłoki ochronne pd i metalizacja wyprowadzeń podzespołów musi być bezołowiowa


Stopy do lutowanie na fali – problem zanieczyszczeń Pb

Efekt zanieczyszczenia ołowiem > 0.5%

Kupowany stop zawiera już w sobie Pb w granicach dopuszczalnych. Jest mały zapas na wypadek przypadkowego zanieczyszczenia Pb.

Efekt zanieczyszczenia ołowiem > 0.5%


Etapy procesu lutowania na fali:

• Topnikowanie (jak w technologii SnPb; nowe urządzenia – topnikowanie selektywne)

• Podgrzanie wstępne (dostosowane do nowych topników i temperatur aktywacji)

• Lutowanie (wyższe temperatury, większe napięcie międzyfazowe stopów, korozyjne właściwości stopów Pb-free)

Bezołowiowe lutowanie na fali - urządzenia

Electrovert VectraERSA ETZ 250


Urządzenia do lutowania na fali – wanna lutownicza

Stopu bezołowiowe mają większe napięcie międzyfazowe o około 20 % - różne w zależności od stopu i topnika.

-Konieczne zmiany konstrukcyjne agregatów lutowniczych:

- Zmiany w konstrukcji elementów formujących falę

- Obniżenie odległości między falami

- mniejszy kąt nachylenia transportera (3 +/- 1°)

-Zabezpieczenie antykorozyjne elementów stykających się z lutem

Przykład efektu korozji Przykład efektu korozji wanny lutowniczejwanny lutowniczej


Przykład automatycznego wysuwania wanny

Możliwość pracy w technologii Pb-free i SnPb.

Lutowanie na fali – łączenie technologii Sn-Pb i Pb-free


Bezołowiowe lutowanie na fali – wpływ azotu

Do bezołowiowego lutowania na fali wskazana jest instalacja azotowa, w odróżnieniu od bezołowiowego lutowania rozpływowego. Umożliwia uzyskanie dobrych wyników lutowania nawet przy mniej aktywnym topniku


Zalety azotu w bezołowiowym lutowaniu na fali:

Redukcja zużycia spoiwa

Możliwość lutowania w niższych temperaturach

Redukcja zużycia topnika

Stabilne warunki lutowania

Szersze okno procesu lutowania

Lutowania na fali - azot


• Do bezołowiowego lutowania na fali są rekomendowane topniki VOC-free, ze względów ekologicznych, bezpieczeństwa, jak i cech technologicznych. (Problem z odparowaniem rozpuszczalnika w mniejszych agregatach).

•Tylko aktywne topniki alkoholowe działają w powietrzu; (połączenia błyszczące, pojedyncze zwarcia - konieczna optymalizacja profilu i parametrów lutowania dla danego pakietu).

• Topniki wodne mają szersze okno technologiczne w strefie podgrzewania (90 – 150°C) w stosunku do topników alkoholowych (90 – 110°C); połączenia bardziej matowe, brak zwarć, łatwiejsza optymalizacja profilu i parametrów lutowania.

Topnik wodny (VOC-free)Topnik alkoholowy (VOC)

Bezołowiowe lutowanie na fali – aktywność topników


Podsumowanie bezołowiowego lutowania na fali lutowiaPodsumowanie bezołowiowego lutowania na fali lutowia

• Prowadzenie procesu lutowania na fali z zastosowaniem stopu SAC możliwe jest już od 260°C.

• Stop SnAg3,5 ma optimum w 270°C

• Dla stopu SnCu0,7 konieczne jest podniesienie temperatury o co najmniej 10°C. Mimo tego wyniki są zdecydowanie gorsze.

• Do bezołowiowego lutowania na fali wymagane są aktywniejsze topniki wodne i alkoholowe oraz rekomendowana jest atmosfera azotu.

• Bardzo ważnym zagadnieniem w bezołowiowym lutowaniu na fali jest prawidłowy projekt płytki drukowanej - dostosowanie projektu do technologii lutowania (odpowiedni kierunek ułożenia elementów).


RoHS, a proces lutowania ręcznegoRoHS, a proces lutowania ręcznego


RoHS, a proces lutowania ręcznegoRoHS, a proces lutowania ręcznego

Nowe stopy lutownicze Nowe stopy lutownicze Urządzenia do wyższych temperaturUrządzenia do wyższych temperatur Szybsze zużycie grotów lutowniczychSzybsze zużycie grotów lutowniczych Kompatybilność materiałów podczas napraw i Kompatybilność materiałów podczas napraw i

poprawekpoprawek Szkolenie lutowaczySzkolenie lutowaczy


Bezołowiowe lutowanie ręczne – stopy lutowniczeBezołowiowe lutowanie ręczne – stopy lutownicze

S-Sn96Ag4 (Sn96,5Ag3,5)


Bezołowiowe lutowanie ręczne – korozja grotówBezołowiowe lutowanie ręczne – korozja grotów


Czujnik mierzący temperaturę grota w pobliży połączenia lutowanego

(150 W element grzewczy)

Nowy grot o lepszym transferze ciepła i dłuższej żywotności

380° C380° C380° C380° C

Przykład: ERSA i-Tool.Temperatura grota lutownicy

Okno bezołowiowego lutowania

Każde połączenie lutowane jest wykonane prawie w tej samej temperaturze!

Lutowanie ręczne - urządzeniaLutowanie ręczne - urządzenia


Lutowanie ręczne - zaleceniaLutowanie ręczne - zalecenia

Problem:W trakcie lutowania stopem bezołowiowym powierzchnia grotu robi się czarna i lutowanie staje się coraz trudniejsze, a czasami niemożliwe.

Zalecenia: Wyłączać stacje lutownicze, gdy nie są przez dłuższy czas używane, Stosować minimalne temperatury lutowania (360°C lub mniej) Do czyszczenia zalecane są „czyściki” z drutu nasączonego topnikiem zamiast

gąbki nasączonej wodą Do regeneracji grota można użyć pasty zawierającej cynę, (usuwa tlenki i

przywraca zwilżalność) lub specjalistycznych szczotkarek do grotów.


Przed przystąpieniem do ręcznej naprawy PD należy koniecznie zidentyfikować materiały użyte do wykonania połączeń lutowanych.

Producenci PD powinni umieszczać odpowiednie informacje, by ułatwić identyfikację materiałów.

Do naprawy połączeń lutowanych stopami SnAg3,9Cu0,6, SnCu0,7 i SnAg3,5 należy stosować stop SnAg3,5. Druty wykonane z tego stopu są od bardzo dawna stosowane w warunkach przemysłowych i są najbardziej uniwersalne, w przypadku trudności z identyfikacją materiałów.

Połączenia wykonane stopem SnAg3,5 mają niezawodność zbliżoną do połączeń wykonanych stopem Sn63Pb37.

Lutowanie ręczne - naprawyLutowanie ręczne - naprawy


PodsumowaniePodsumowanie

W handlu są dostępne liczne bezołowiowe stopy lutownicze (brak zamiennika o zbliżonych właściwościach do SnPb).

W chwili obecnej dominuje pogląd, że stopy z rodziny SAC najlepiej nadają się do zastąpienia spoiw SnPb, zwłaszcza w procesie lutowania rozpływowego. Inne stopy brane pod uwagę to: SnCu0.7, SnAg3,5 i w mniejszym stopniu SnAgBi.

Dostępne są w handlu również PD z powłokami dostosowanymi do technologii bezołowiowych, jak również odpowiednie elementy elektroniczne (z pewnymi wyjątkami).

Dostępne są topniki dostosowane do technologii bezołowiowych.

Ocena skutków wprowadzenia technologii bezołowiowych będzie możliwa dopiero po zebraniu i ocenie informacji dotyczących niezawodności nowych produktów elektronicznych.

Dotychczasowe oceny sprowadzają się do stwierdzenia, że lutowanie bezołowiowe jest technicznie możliwe, lecz stwarza pewne problemy.


DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ !!!

Janusz SitekJanusz [email protected]@itr.org.pl

Instytut Tele- i Radiotechnicznywww.itr.org.pl

Część II – dyrektywa RoHS

Documents

Transcript of Część II – dyrektywa RoHS