RoHS 3, REACH und PFAS in der Elektronik

Die Elektronikindustrie ist es gewohnt, Umweltauflagen und -vorschriften einzuhalten. Diese Vorschriften sind notwendig für die Gesundheit der Endnutzer, und es ist die Verantwortung der Designer, Komponentenhersteller und Materialhersteller sicherzustellen, dass ihre Produkte den Umweltvorschriften entsprechen können.

Heute ist die große Umweltherausforderung, der sich Unternehmen zu stellen beginnen, die Persistenz von PFAS in vielen Produkten, einschließlich elektronischer Baugruppen und PCBs. Diese „Ewigkeitschemikalien“ haben sehr wenige natürliche Abbaumechanismen, weshalb sie in der Umwelt beständig bleiben. In den letzten Jahren musste die Branche auch die Einhaltung der RoHS 3-Richtlinie, die ursprünglich 2019 veröffentlicht wurde, sowie REACH, das über elektronische Baugruppen hinausgeht und ganze Produkte betrifft, adressieren.

Wenn Ihr Unternehmen ein Produkt entwickelt, das in den USA, der EU oder einem anderen industrialisierten Markt verkauft werden soll, dann müssen Sie einige Schritte unternehmen, um sicherzustellen, dass Ihr Produkt nachhaltig produziert wird. 

Wo Sie eingeschränkte Substanzen finden

Elektronische Geräte werden unter Verwendung einer breiten Palette von Chemikalien hergestellt und verpackt, einschließlich Substanzen, die in RoHS 3, REACH und Vorschriften zur Begrenzung von PFAS aufgeführt sind. Die häufigsten Bereiche, in denen eingeschränkte und gefährliche Substanzen gefunden werden können, umfassen:

• PCB-Materialien
• Kabel und Kabelbäume
• Batterien
• Passive elektronische Komponenten
• Verpackungsmaterialien (z.B. Kunststoffe)

Beispielsweise enthalten die in FR4-Grad-Laminatmaterialien verwendeten Epoxidharze PFAS. Infolgedessen enthalten 90% der FR4-Leiterplatten einen gewissen Anteil an PFAS.

RoHS 3 Beschränkte Stoffe

Die Richtlinie zur Beschränkung gefährlicher Stoffe (RoHS) schränkt die Verwendung bestimmter Gruppen gefährlicher Stoffe in elektrischen und elektronischen Produkten ein. Dies wird manchmal als die bleifreie Richtlinie bezeichnet, da Blei in der Liste der verbotenen Stoffe enthalten ist. Diese EU-Richtlinie wurde ursprünglich im Jahr 2019 erlassen und hat zu einer branchenweiten Anstrengung geführt, Schwermetalle und bestimmte organische Verbindungen aus der Elektronikproduktion zu eliminieren. Die Liste der verbotenen Stoffe ist in der folgenden Tabelle angegeben.

Grenzwerte für diese Stoffe werden in Bezug auf ihre Konzentrationen in allen Materialien, die in einem hergestellten elektronischen Produkt verwendet werden, definiert. Dies schließt alle Materialien in den Komponenten, PCBA, Verpackungsmaterialien, Verkabelungen und mechanischen Elementen ein.

PFAS-Beschränkte Substanzen

Polyfluoralkylsubstanzen (PFAS) umfassen eine Gruppe von 4730 Chemikalien, die in der Umwelt nicht natürlich vorkommen. Da diese Substanzen nicht natürlich auftreten, haben sie auch keine natürlichen Abbauwege, daher neigen sie dazu, einmal freigesetzt, in der Umwelt zu verbleiben. 

In elektronischen Geräten werden PFAS im Herstellungsprozess für Baugruppen und Komponenten verwendet. Zum Beispiel werden bestimmte PFAS in Beschichtungen für elektronische Geräte verwendet, einschließlich Feuchtigkeitssperren, weil sie gegen viele Lösungsmittel resistent sind und keine VOCs ausgasen. Allerdings können PFAS in das Grundwasser und in Lebensmittel auslaugen; jedes Gerät, das auf einer Mülldeponie landet, wird seinen chemischen Inhalt in die Umwelt freisetzen.

REACH-Beschränkte Substanzen

Die REACH-Verordnung gilt auch für elektronische Produkte, obwohl diese Stoffe nicht immer in Komponenten oder Baugruppen zu finden sind. Die Liste der REACH-beschränkten Verbindungen umfasst eine Gruppe von Substanzen, die direkte Risiken für die menschliche Gesundheit darstellen:

• Krebserregende Stoffe
• Mutagene Stoffe
• Endokrine Disruptoren
• Reproduktionstoxische Stoffe
• Organische Schadstoffe

Unter REACH verbotene Substanzen können in Materialien gefunden werden, die zum Bau von Produktgehäusen und Produktverpackungen (Kunststoffe) verwendet werden. Diese Substanzen können auch auf mechanischen Teilen, die in einer Baugruppe erscheinen oder in der Produktverpackung vorhanden sind, vorkommen.

Wer ist für die Einhaltung verantwortlich?

Wie oben erwähnt, sind sowohl Designer als auch Hersteller für die Einhaltung verantwortlich. Hersteller sind verantwortlich für die Auswahl von Rohmaterialien, die mit diesen Richtlinien konform sind, zum Beispiel bei der Auswahl von Lötmaterialien und Reinigungsmitteln. Wenn ein Designer die Einhaltung von REACH und RoHS beabsichtigt, muss er kompatible Komponenten auswählen und diese Anforderung in seinen Fertigungsnotizen spezifizieren.

Der einfachste Weg für Designer, die Einhaltung von REACH/RoHS zu erreichen, besteht darin, während der Komponentenauswahl und der Erstellung ihrer Fertigungsanforderungen aufmerksam zu sein.

• Verwenden Sie Komponenten, die in Datenblättern ausdrücklich als RoHS/REACH-konform gekennzeichnet sind
• Verwenden Sie eine bleifreie Beschichtung in der PCB-Herstellung (Immersion Zinn, ENIG usw.)
• Stellen Sie sicher, dass Ihr Montagebetrieb RoHS-konforme Montageoptionen anbietet

Um mehr über die Nachhaltigkeitsbemühungen der Industrie im Zusammenhang mit RoHS 3, REACH und PFAS-Regelungen zu erfahren, hören Sie sich unseren kürzlichen Podcast mit Kelly Scanlon an, dem leitenden Nachhaltigkeitsstrategen der IPC.

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