PCB行业的环境合规标准是什么?

Oliver J. Freeman, FRSA
|  已创建:October 2, 2023  |  已更新:July 1, 2024

在我们错综复杂的技术世界中,电子产品的快速发展不仅是一个流行词——它是一项必要。在这个快速发展的时代,印刷电路板(PCB)行业作为技术进步的关键,越来越面临着满足严格的环境和安全标准的挑战。在这些标准中,RoHS、REACH 和 PFAS作为一些最具影响力的标准脱颖而出,每个标准都针对与有害物质的可消费性和环境足迹相关的特定问题。

虽然理解和遵守这些规定是必要的,但这是一项复杂的任务,PCB行业作为幕后的勤奋团队,不断地处理这些指令,确保它不仅生产创新的,而且还生产对消费者环境友好的产品。

RoHS:限制使用某些有害物质指令:不仅仅是一项指令

欧盟RoHS指令限制在电气和电子产品中使用某些有害材料。每一种投放在欧洲市场上的产品都必须遵守这一指令,承诺创造不会伤害我们星球的创新技术。RoHS旨在确保消费者和环境安全,其影响深远,确保我们的设备被精心制造。

RoHS在我们的日常生活中

那些我们依赖的便利小工具?它们都在RoHS的严格监视下;该标准确保我们的电子奇迹,从我们的咖啡机到夜灯,不含有害材料。每个组件,即使是最微小的半导体,都必须遵守,确保我们对设备的信任不受动摇。

除了非常特殊应用的例外,该指令确保我们使用的设备不超过以下十种有害物质的最大规定水平(0.1%):

  1. 铅 (Pb)
  2. 汞 (Hg)
  3. 镉 (Cd)
  4. 六价铬 (Cr6+)
  5. 多溴联苯 (PBB)
  6. 多溴二苯醚 (PBDE)
  7. 邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯 (DEHP)
  8. 邻苯二甲酸丁苄酯 (BBP)
  9. 邻苯二甲酸二丁酯 (DBP)
  10. 邻苯二甲酸二异丁酯 (DIBP)

RoHS最初从一开始就限制了前六种物质,而在称为RoHS 3的更新中增加了四种邻苯二甲酸酯(DEHP、BBP、DBP和DIBP),该更新于2019年7月生效。

值得注意的是,虽然这些物质受到限制,但在任何电子组件中的任何均质材料中,每种物质都有特定的最大允许浓度值。还有一些基于没有合适替代品可用的应用的特定豁免。

 

 

2023年的RoHS:展望未来

2023年初,欧洲委员会提议将两种物质添加到不断增长的清单中:四溴双酚A(TBBPA)和中链氯化石蜡(MCCPs)。潜在的批准日期目前尚不明确。

变化的潮流:豁免到期和续签

随着2023年的进展,特别是在RoHS第8类(医疗设备和器材)中的几项豁免将告别,它们的时间已经到了尽头。

与此同时,一些豁免正为可能的第二轮做准备。这些包括常用的6(a)-I、6(b)-I和7(a)等。然而,少数可能会以更紧凑的范围返回,表明该指令的性质在不断发展。

新条目和调整:附件更新

附件IV,保护医疗设备和监测仪器,已迎来新成员。豁免48允许在特定的超导电缆及其连接中使用铅,而豁免27扩大了其包含某些MRI设备的范围。这两个豁免将一直有效到2027年6月30日,为行业提供了创新和适应的明确时间表。

另一方面,附件III引入了一个豁免,9(a)-III,专门针对特定的空间和水加热热泵。这个豁免,设定持续到2026年12月31日,强调了RoHS旨在技术需求和环境安全之间寻求平衡的目标。

即将到来的提案:未来在召唤

还有两个重大提案,豁免49和41a,也在地平线上。前者可能为某些流变仪从汞限制中提供短暂的喘息空间,而后者考虑允许特定传感器暂时免受铅限制。这两个提案反映了RoHS的动态性质,不断评估当前技术需求与环境安全的总体目标之间的平衡。

REACH:所有化学品的安全网

除了RoHS,欧盟还实施了注册、评估、授权和限制化学品标准,也被称为“REACH”。这个标准的覆盖范围更广,几乎包括在欧洲经济区(EEA)内销售的所有产品。它规定了某些化学品的使用,目前有224种受限制的物质。如果您在EEA内每年制造、分销或进口超过一吨的物质,尤其是对于特别关注物质(SVHCs),REACH的雷达将会锁定您。不遵守REACH规定,作为一项法规,可能会导致欧洲委员会级别的严厉处罚,包括罚款甚至监禁。关键是,每个案例都是根据其自身的优点进行评估的,通常没有尽职调查防御的余地。

下面,我列出了REACH的一些基本方面:

基本目标:

  • 保护人类健康和环境:REACH强调识别和管理与化学品相关的风险,确保关注的物质得到适当控制。
  • 推广替代测试方法:该法规力求通过鼓励替代的非动物测试方法,减少对动物的测试数量。
  • 激发创新:通过规定危险化学品的使用,REACH旨在激发开发更安全替代品的灵感,并推动欧洲化学工业的创新。

“无数据,无市场”原则:
REACH的一个基石是其“无数据,无市场”原则,强调制造商和进口商负责了解和管理与他们的物质相关的风险。这意味着,如果一家公司没有数据证明化学品的安全使用,它就不能在EEA内销售。

共享责任:
虽然制造商和进口商必须提供数据以证明他们的化学品是安全的,但下游用户(如工业用户和配方者)也有责任。他们必须确保他们安全地使用这些化学品,并向供应商提供有关特定用途的反馈。

注册:
在欧洲市场上市之前,化学物质必须向欧洲化学品管理局(ECHA)注册。这个过程涉及提交一个包含物质的性质、用途和分类信息的档案,以及关于安全使用的指导。

评估:
ECHA评估档案以确保它们符合法规并识别与物质相关的任何潜在风险。这种评估可能会导致公司进一步的数据请求。

授权与限制:
极高关注物质(SVHCs)可能会被添加到授权清单中。一旦某物质被列入此清单,除非特定用途获得授权,否则自某一特定日期起不得使用。另一方面,如果某物质对健康或环境构成重大风险,其使用可以针对所有或特定应用被限制。

透明度和公众参与:
欧洲化学品管理局(ECHA)维护一个公开可访问的数据库,提供有关注册物质的信息。这种透明度确保专业人士和消费者可以就他们使用或遇到的化学品做出明智的决策。

持续审查和适应:
限制物质和SVHCs的清单并非静态的。随着新的科学信息的出现,它会不断更新,确保法规能够适应新出现的风险。

从表面上看,我想你可以说REACH不仅仅是一个监管框架;它是一项不断发展的承诺,旨在保护环境和公众健康免受化学品潜在危害的影响,同时促进化学工业的创新和竞争力。

PFAS:无形但无处不在的伴侣

PFAS,或全氟和多氟烷基物质,是一组自1940年代以来已被商业使用的人造化学品。这些化学品因其具有排斥油和水的能力而独特,这导致它们在从不粘锅和防水衣物到食品包装的一系列产品中被广泛使用。

尽管PFAS化学品因其广泛的受欢迎度和实用性而闻名,但由于它们的持久性,它们被称为‘永恒化学品’。它们不容易在环境或人体内分解。这种持久性有一个缺点;随着时间的推移,它们可以积累,导致潜在的不良健康影响。

PFAS在电子产品中

事实上,印刷电路板制造和半导体制造过程长期以来一直使用PFAS;它们卓越的绝缘属性,加上对热和化学反应的抵抗力,有助于确保电子产品的长寿命,防止它们容易磨损——使它们几乎无价。

然而,就像材料世界中的任何有影响力的参与者一样,PFAS带来了一系列挑战。它们的强项——耐用性——也是它们的致命弱点。作为不可生物降解的物质,一旦它们进入环境,就会留在那里,随着时间的积累;这种积累可能导致水源、土壤乃至我们呼吸的空气的污染。

行业态度的变化

随着全球对环境问题意识的增长,电子行业与PFAS的关系正在受到审查。越来越多的研究表明,PFAS暴露相关的潜在健康风险,包括发育问题、癌症和干扰身体的自然激素。

这种新发现的知识正在催化一个转变。在PCB和更广泛的电子领域中,许多人现在都在质疑使用PFAS的长期可行性和伦理性。人们正在寻找替代品,并且越来越重视开发既能保持性能又能承担生态责任的产品。

PLM集成 ─ 幕后的不起眼英雄

因此,公司正逐步向可持续和环境意识型的生产转变,受到包括上述在内的众多国际法规的影响,以及关键利益相关者的期望。不合规将导致重大的财务后果,而导航复杂的环境法规网络需要最先进的软件解决方案。这就是PLM系统发挥作用的地方:

  1. 数据的中央存储库:PLM技术作为所有产品相关信息的集中枢纽,创建了一个生态系统,供应链数据从SCM、ERP和MES等系统可以被集成并无缝访问。这种对产品和供应链信息的整体方法允许设计工程师直接从PLM获取供应商数据,而无需在多个系统之间切换。
  2. RoHS合规性的早期识别:对于像RoHS这样的法规,了解电气和电子产品的精确材料组成至关重要。通过使用PLM系统,组件分类可以在设计阶段早期进行,从一开始就标记出潜在的合规性问题。这种主动的方法使工程师能够做出明智的设计决策,避免了周期后期昂贵的重新设计的需要。
  3. 实时供应商洞察:将PLM与在线供应商、分销商和内容提供商系统集成,确保工程师拥有最新的组件和合规性数据。这样的集成意味着工程师可以即时访问关键细节,如产品可用性、产品变更通知和合规性状态。这种早期检测机制有助于及时解决供应商问题并减少相关风险。
  4. 质量管理与问题跟踪:具有闭环质量管理系统的强大PLM系统捕获潜在的非合规问题,并直接链接到产品记录。这一功能使制造商能够生成关于各种产品线和供应商的不符合性报告,准确指出供应链挑战。
  5. 自动化数据管理与可见性:随着监管环境不断演变,PLM可以通过自动化数据管理过程充当防止非合规处罚的盾牌。它增强了供应链可见性,并使制造商能够中央跟踪、存储和报告相关数据。此外,该系统为制造商提供了适应新监管变化的敏捷性,提供了必要的数据管理工具和洞察力。
  6. 通过软件解决方案简化合规性:制造业合规性的未来取决于先进的软件解决方案。为了确保合规,公司必须拥有准确、自动化和可访问的供应链信息和数据分类。PLM解决方案通过提供一个用于共享信息、自动化数据管理和维护关键产品数据的中央存储库的统一平台,迈出了重要一步。

随着绿色制造运动的势头增强和监管环境变得日益复杂,PLM集成浮现为公司的关键工具。它不仅简化了合规过程,还提供了竞争优势,确保企业能够高效、经济地导航复杂的环境法规迷宫。

别忘了……在每个小玩意闪亮的外表背后,是一片充满奉献、责任和承诺的世界。通过理解和尊重像RoHS、REACH和PFAS这样的指令,以及得到PLM系统的坚定支持,电子元件行业不仅仅是一个制造商;它是我们地球未来的守护者。
 

关于作者

关于作者

Oliver J. Freeman, FRSA, former Editor-in-Chief of Supply Chain Digital magazine, is an author and editor who contributes content to leading publications and elite universities—including the University of Oxford and Massachusetts Institute of Technology—and ghostwrites thought leadership for well-known industry leaders in the supply chain space. Oliver focuses primarily on the intersection between supply chain management, sustainable norms and values, technological enhancement, and the evolution of Industry 4.0 and its impact on globally interconnected value chains, with a particular interest in the implication of technology supply shortages.

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