RoHS 3, REACH i PFAS w elektronice

Branża elektroniczna nie jest obca zgodności z ograniczeniami i regulacjami środowiskowymi. Te regulacje są niezbędne dla zdrowia użytkowników końcowych, a odpowiedzialność za zapewnienie zgodności produktów z przepisami środowiskowymi spoczywa na projektantach, producentach komponentów i producentach materiałów.

Obecnie głównym wyzwaniem środowiskowym, z którym firmy zaczynają się mierzyć, jest trwałość PFAS w wielu produktach, w tym w montażach elektronicznych i PCB. Te "chemikalia wieczne" mają bardzo mało naturalnych mechanizmów degradacji, dlatego mają tendencję do utrzymywania się w środowisku. Przez ostatnie kilka lat branża musiała również zajmować się zgodnością z dyrektywą RoHS 3, pierwotnie wydaną w 2019 roku, jak również z REACH, który obejmuje nie tylko montaże elektroniczne, ale całe produkty.

Jeśli Twoja firma rozwija produkt, który będzie sprzedawany w USA, UE lub innym uprzemysłowionym rynku, musisz podjąć pewne kroki, aby zapewnić zrównoważoną produkcję Twojego produktu. 

Gdzie znajdziesz ograniczone substancje

Urządzenia elektroniczne są produkowane i pakowane przy użyciu szerokiej gamy chemikaliów, w tym substancji wymienionych w RoHS 3, REACH oraz regulacji ograniczających PFAS. Najczęstsze obszary, w których można znaleźć ograniczone i niebezpieczne substancje, to:

• Materiały PCB
• Okablowanie, wiązki kablowe i przewody
• Baterie
• Pasywne komponenty elektroniczne
• Materiały opakowaniowe (np. tworzywa sztuczne)

Na przykład, w materiałach PCB, żywice epoksydowe używane w laminatach klasy FR4 zawierają PFAS. W rezultacie, 90% płyt obwodów drukowanych FR4 będzie zawierać pewną ilość PFAS.

Substancje ograniczone przez RoHS 3

Dyrektywa w sprawie ograniczenia stosowania niektórych niebezpiecznych substancji (RoHS) ogranicza użycie pewnych grup niebezpiecznych substancji w produktach elektrycznych i elektronicznych. Czasami jest to określane jako dyrektywa bez ołowiu, ponieważ ołów znajduje się na liście zakazanych substancji. Ta dyrektywa UE została pierwotnie uchwalona w 2019 roku i spowodowała branżowe wysiłki na rzecz eliminacji metali ciężkich i niektórych związków organicznych z produkcji elektroniki. Lista zakazanych substancji jest podana w poniższej tabeli.

Ograniczenia dotyczące tych substancji są określone w odniesieniu do ich stężeń we wszystkich materiałach używanych w wyprodukowanym produkcie elektronicznym. Obejmuje to wszystkie materiały w komponentach, PCBA, materiałach opakowaniowych, okablowaniu i elementach mechanicznych.

Substancje ograniczone PFAS

Substancje polifluoroalkilowe (PFAS) stanowią grupę 4730 chemikaliów, które nie występują naturalnie w środowisku. Ponieważ te substancje nie występują naturalnie, nie mają również naturalnych mechanizmów degradacji, dlatego tendencja jest taka, że utrzymują się one w środowisku po uwolnieniu.

W urządzeniach elektronicznych PFAS są używane w procesie produkcyjnym zespołów i komponentów. Na przykład, niektóre PFAS są używane w powłokach dla urządzeń elektronicznych, w tym powłokach barierowych przed wilgocią, ponieważ są odporne na wiele rozpuszczalników i nie wydzielają lotnych związków organicznych (VOCs). Jednak PFAS mogą przenikać do wód gruntowych i do żywności; każde urządzenie, które trafia na wysypisko, będzie uwalniać swoją zawartość chemiczną do środowiska.

Substancje ograniczone REACH

Dyrektywa REACH dotyczy również produktów elektronicznych, chociaż te substancje nie zawsze znajdują się w komponentach czy zespołach. Lista związków ograniczonych przez REACH zawiera grupę substancji, które stanowią bezpośrednie zagrożenie dla zdrowia człowieka:

• Substancje rakotwórcze
• Substancje mutagenne
• Substancje zakłócające działanie układu hormonalnego
• Substancje zakłócające funkcje rozrodcze
• Organiczne zanieczyszczenia

Substancje zabronione przez REACH mogą znajdować się w materiałach używanych do budowy obudów produktów i opakowań produktów (plastiki). Te substancje mogą być również obecne na częściach mechanicznych, które pojawiają się w zespole lub w opakowaniu produktu.

Kto jest odpowiedzialny za zgodność?

Jak wspomniano powyżej, odpowiedzialność za zgodność ponoszą zarówno projektanci, jak i producenci. Producenci są odpowiedzialni za wybór surowców zgodnych z tymi dyrektywami, na przykład przy wyborze materiałów lutowniczych i środków czyszczących. Jeśli projektant zamierza przestrzegać wymogów REACH i RoHS, musi wybrać komponenty zgodne z wymogami i musi określić ten wymóg w swoich notatkach produkcyjnych.

Najprostszym sposobem dla projektantów na spełnienie wymogów zgodności REACH/RoHS jest zwrócenie uwagi podczas wyboru komponentów i tworzenia wymagań produkcyjnych.

• Wykorzystuj komponenty wyraźnie oznaczone jako zgodne z RoHS/REACH w kartach katalogowych
• Stosuj bezołowiowe powłoki w produkcji PCB (zanurzeniowe cynowanie, ENIG itp.)
• Upewnij się, że Twój montażysta oferuje opcje montażu zgodne z RoHS

Aby dowiedzieć się więcej o wysiłkach branży na rzecz zrównoważonego rozwoju związanych z regulacjami RoHS 3, REACH i PFAS, zapoznaj się z naszym ostatnim podcastem z Kelly Scanlon, głównym strategiem ds. zrównoważonego rozwoju w IPC.

Zawsze, gdy potrzebujesz znaleźć i zaimportować dane CAD dla komponentów zgodnych z RoHS/REACH, upewnij się, że korzystasz z kompletnego zestawu funkcji projektowania PCB i zintegrowanych narzędzi łańcucha dostaw w Altium Designer®. Aby w dzisiejszym środowisku wielodyscyplinarnym wdrażać współpracę, innowacyjne firmy korzystają z platformy Altium 365™ , aby łatwo udostępniać dane projektowe i wprowadzać projekty do produkcji.

Dopiero zaczynamy odkrywać możliwości, jakie daje Altium Designer na Altium 365. Zacznij swoją darmową próbę Altium Designer + Altium 365 już dziś.