RoHS 3, REACH và PFAS trong Điện tử

Ngành công nghiệp điện tử không còn xa lạ gì với việc tuân thủ các hạn chế và quy định về môi trường. Những quy định này là cần thiết cho sức khỏe của người tiêu dùng cuối, và đó là trách nhiệm của các nhà thiết kế, nhà sản xuất linh kiện, và nhà sản xuất vật liệu để đảm bảo sản phẩm của họ có thể tuân thủ các quy định về môi trường.

Ngày nay, thách thức môi trường lớn mà các công ty bắt đầu giải quyết là sự tồn tại của PFAS trong nhiều sản phẩm, bao gồm cả các bộ phận điện tử và PCB. Những hóa chất "vĩnh cửu" này có rất ít cơ chế phân hủy tự nhiên, và do đó chúng có xu hướng tồn tại khắp môi trường. Trong vài năm qua, ngành công nghiệp cũng phải đối mặt với việc tuân thủ chỉ thị RoHS 3, được ban hành lần đầu vào năm 2019, cũng như REACH, mà vượt ra ngoài các bộ phận điện tử và đề cập đến toàn bộ sản phẩm.

Nếu công ty của bạn đang phát triển một sản phẩm sẽ được bán vào thị trường Mỹ, EU, hoặc các thị trường công nghiệp hóa khác, thì bạn sẽ cần phải thực hiện một số bước để đảm bảo sản phẩm của bạn được sản xuất một cách bền vững. 

Nơi Bạn Sẽ Tìm Thấy Các Chất Bị Hạn Chế

Các thiết bị điện tử được sản xuất và đóng gói sử dụng một loạt các hóa chất, bao gồm các chất được liệt kê trong RoHS 3, REACH, và các quy định hạn chế PFAS. Các khu vực phổ biến nhất nơi có thể tìm thấy các chất bị hạn chế và nguy hiểm bao gồm:

• Vật liệu PCB
• Dây cáp, dây đai cáp và dây dẫn
• Pin
• Thành phần điện tử bị động
• Vật liệu đóng gói (ví dụ, nhựa)

Ví dụ, trong vật liệu PCB, nhựa epoxy được sử dụng trong vật liệu lớp phủ cấp FR4 bao gồm PFAS. Kết quả là, 90% các bảng mạch FR4 sẽ chứa một số lượng PFAS.

Chất bị hạn chế theo RoHS 3

Chỉ thị Hạn chế Sử dụng Các Chất Độc Hại (RoHS) hạn chế sử dụng một số nhóm chất độc hại trong sản phẩm điện và điện tử. Đôi khi đây được gọi là chỉ thị không chì vì chì được bao gồm trong danh sách các chất bị cấm. Chỉ thị của EU này được ban hành lần đầu vào năm 2019 và đã thúc đẩy nỗ lực trên toàn ngành nhằm loại bỏ kim loại nặng và một số hợp chất hữu cơ khỏi sản xuất điện tử. Danh sách các chất bị cấm được đưa ra trong bảng sau.

Giới hạn về các chất này được định nghĩa dựa trên nồng độ của chúng trong tất cả các vật liệu được sử dụng trong một sản phẩm điện tử được sản xuất. Điều này bao gồm tất cả các vật liệu trong các linh kiện, PCBA, vật liệu đóng gói, dây điện và các yếu tố cơ khí.

Chất PFAS bị hạn chế

Các chất polyfluoroalkyl (PFAS) bao gồm một nhóm 4730 hóa chất không tự nhiên xuất hiện trong môi trường. Bởi vì những chất này không tự nhiên xuất hiện, chúng cũng không có bất kỳ cơ chế phân hủy tự nhiên nào, do đó chúng có xu hướng tồn tại một khi được thải vào môi trường. 

Trong các thiết bị điện tử, PFAS được sử dụng trong quá trình sản xuất cho các bộ phận và linh kiện. Ví dụ, một số PFAS được sử dụng trong các lớp phủ cho thiết bị điện tử, bao gồm các lớp phủ chống ẩm vì chúng chống lại nhiều dung môi và chúng không phát ra VOCs. Tuy nhiên, PFAS có thể rò rỉ vào nước ngầm và vào thực phẩm; mỗi thiết bị kết thúc trong bãi rác sẽ rò rỉ nội dung hóa học của nó vào môi trường.

Chất bị hạn chế theo REACH

Chỉ thị REACH cũng áp dụng cho các sản phẩm điện tử, mặc dù những chất này không phải lúc nào cũng được tìm thấy trong các linh kiện hoặc bộ phận lắp ráp. Danh sách các hợp chất bị hạn chế theo REACH bao gồm một nhóm các chất gây rủi ro trực tiếp đến sức khỏe con người:

• Chất gây ung thư
• Chất gây đột biến
• Chất gây rối loạn nội tiết
• Chất gây rối loạn sinh sản
• Chất ô nhiễm hữu cơ

Các chất bị cấm theo REACH có thể được tìm thấy trong các vật liệu được sử dụng để xây dựng vỏ sản phẩm và bao bì sản phẩm (nhựa). Những chất này cũng có thể có mặt trên các bộ phận cơ khí xuất hiện trong một bộ lắp ráp hoặc trong bao bì sản phẩm.

Ai Chịu Trách Nhiệm Tuân Thủ?

Như đã đề cập ở trên, cả nhà thiết kế và nhà sản xuất đều chịu trách nhiệm tuân thủ. Nhà sản xuất chịu trách nhiệm chọn lựa nguyên liệu thô tuân thủ với những chỉ thị này, ví dụ, khi lựa chọn vật liệu hàn và chất tẩy rửa. Nếu một nhà thiết kế có ý định tuân thủ REACH và RoHS, họ cần phải chọn lựa các linh kiện tuân thủ, và họ cần phải chỉ định yêu cầu này trong ghi chú sản xuất của họ.

Cách đơn giản nhất để các nhà thiết kế đáp ứng tuân thủ REACH/RoHS là chú ý trong quá trình lựa chọn linh kiện và tạo ra các yêu cầu sản xuất của họ.

• Sử dụng các linh kiện được đánh dấu rõ ràng là tuân thủ RoHS/REACH trong bảng dữ liệu
• Sử dụng lớp phủ không chì trong quá trình sản xuất PCB (nhúng thiếc, ENIG, v.v.)
• Đảm bảo nhà lắp ráp của bạn cung cấp các tùy chọn lắp ráp tuân thủ RoHS

Để tìm hiểu thêm về nỗ lực bền vững trong ngành liên quan đến quy định RoHS 3, REACH và PFAS, hãy xem podcast gần đây của chúng tôi với Kelly Scanlon, Chuyên gia Chiến lược Bền vững hàng đầu của IPC.

Khi bạn cần tìm và nhập dữ liệu CAD cho các linh kiện tuân thủ RoHS/REACH, hãy chắc chắn bạn sử dụng bộ tính năng thiết kế PCB đầy đủ và các công cụ chuỗi cung ứng tích hợp trong Altium Designer®. Để thực hiện sự hợp tác trong môi trường đa ngành nghề ngày nay, các công ty đổi mới đang sử dụng nền tảng Altium 365™ để dễ dàng chia sẻ dữ liệu thiết kế và đưa dự án vào sản xuất.

Chúng ta mới chỉ khám phá bề mặt của những gì có thể thực hiện với Altium Designer trên Altium 365. Bắt đầu dùng thử miễn phí Altium Designer + Altium 365 ngay hôm nay.