企业备战“RoHS”指令

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  欧盟于2003年2月公布了的RoHS指令。该指令规定自2006年7月1日起,投放市场的八大类新的电子电气设备(除RoHS指令附件所列的豁免条款)中铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯(PBB)以及多溴二苯醚(PBDE)的含量不能超过限定值。指令的条款对于禁用的规定非常清晰,但是对于许多电子工业界的企业来说,由指令衍生出来的问题却有不少。这给许多生产商在应对该指令时带来了困惑和难度。就此问题笔者谈一些看法。
  
  确定自己的产品是否在RoHS指令的产品范围内
  
  首先,生产商应自行判断自己的产品是否属于RoHS指令规定的产品范围内。RoHS指令覆盖了WEEE指令附件Ⅰ中的电子电气产品(除去第八项医疗设备和第九项显示和控制仪器),要求这八大类的电子电气产品,在交流电1000伏或者直流电1500伏以下。根据RoHS指令第六款的内容,欧盟委员会将在2005年重新审视第八项医疗设备和第九项显示和控制仪器,决定是否也将这两大类产品包含在RoHS指令的范围内。对指令的这项修改将在2006年的夏季完成,各成员国都有两年的时间将此修改转化成各国的法律、法规,换句话说,第九项显示和控制仪器将在2008年开始需要符合RoHS指令的要求。
  同样,生产商需要对于RoHS指令明确定义的产品豁免条款有清晰的认识,一旦自己的产品属于豁免范围之列,那么,生产商的产品在销往欧洲的时候,将不受RoHS指令的限制。以下的产品已经明确定义在指令范围之外:
  1. 旨在保护国家安全和军事用途的电子电气设备;
  2. 电流并不是主要动力来源的产品。指令规定了电子电气设备是指依靠电流和电磁场正常工作,当电流被关闭后,设备无法达到其所能实现的功能。举例来说,在暖气系统设备中的电子温度调节装置是属于指令的范围之内,但是对于整个暖气系统设备而言,就应该是在指令规定的产品范围之外;
  3. 电子电气零件并不是用于实现成套设备主要功能的产品,这一点与上一点相似。但在某些情况下,并不是完全相同的。例如音乐贺卡,即使在没有电子电气零件的情况下,该产品仍然能够实现其主要功能,这样的产品就应该在指令规定的范围之外;
  4. 电池。RoHS指令并不适用于电池。这其中也包括永久固定在产品内的电池。在WEEE指令中,电池需要从电子电气产品中拆解出来。欧盟已经在2003年发布了关于如何处置电池的新建议,此建议对于电池制造商提出了更多的规定和要求;
  5. 大型固定的工业设备;
  6. 2006年7月1日前投放市场的维修零件;
  7. 2006年7月1日前投放市场的再使用产品;
  8. 该指令附件Ⅲ规定的豁免条款。
  未来,欧盟委员会还可能会对七种铅在特殊情况下的使用进行豁免,在2005年期间对其进行正式公布。
  需要注意的是,欧洲的技术性协调委员会(简称:TAC)就产品范围的问题仍然在进行积极地讨论,以上的提法可能会随着TAC意见的修改而改变。
  生产商应该根据以上各项对自己的产品进行细致的审定,判断自己的产品是否属于RoHS指令的产品范围,这是应对该指令最基本的一步。而一旦生产商在产品销往欧盟的时候,与欧盟的执法机构就产品是否属于RoHS指令范围内的问题产生了分歧和不一致的意见,生产商应将此问题上交到欧盟各成员国的法院,由法院来仲裁,而不是由各成员国的执法机构来决定。
  
  认清“均质物质”的定义
  
  目前,欧盟委员会已经公布了关于六种有害物质的最大限量:在均质物质中,铅、汞、六价铬、聚溴联苯、多溴二苯醚为0.1%(净重),镉为0.01%(净重) 。在指令公布的初期,许多生产商都对于均质物质的定义产生了困惑,这将直接影响到有害物质在产品和设备中的使用量。后来,欧盟委员会出版了正式的咨询文件,就RoHS指令中“均质物质”的定义作了解释:“均质物质就是用机械方法拆分到不能再拆分的最小单元“。 但是,在电子工业界,对于这个定义产生了多种的理解。针对这样的问题,TAC又对“均质物质”进行了更进一步的解释:“均质”可以理解是“全部是统一均衡的成分”,因此,以“均质物质”举例来说,应该是单独类型的塑料、陶瓷、玻璃、金属、合金、纸张、木版、树脂和涂层。“机械地拆分方法”应理解为材料被机械用以下的方法分离开来:旋开螺丝、切割、压碎、碾磨、研磨。
  按照上述的定义来说,当一种塑料的保护层是由一种材料组成,并且在其上面(或者里面)没有贴附其他任何一种材料。在这种情况下,该塑料保护层就能被理解为RoHS指令下的“均质物质”。
  另一个例子是,用于包裹电缆中金属电线的非金属绝缘材料就应该被理解成是非均质物质,因为机械的拆分方法还能够将其分离出多种材料。在这种情况下,被分离出的多种材料才能够被理解为RoHS指令下的“均质物质”。TAC给出的最后一个例子是半导体的封装,因为其内部包含了六种的“均质物质”:塑胶模具材料、焊接框架中的锡电镀层、焊接框架合金。
  关于六种有害物质的
  检测标准
  
  目前,对于RoHS指令中规定的有害物质检测标准尚未制定。根据以往制定CN和CEN标准的时间来看,制定一项合理和适当的标准需花费至少两年的时间。因此,到2006年7月1日,六种有害物质被禁用时,这项符合性的标准都不太可能被制定出来。
  回顾以往的自我符合性声明指令,例如包装指令[Packaging Directive (94/62/EC)],在1994年正式实施,直到1999年,欧盟才针对该指令推出了第一本指南,旨在帮助公司正确建立自己的自我评价过程,到2000年,针对该指令的一系列标准才被制定出来。
  包装指令和RoHS指令有部分相似之处:(1)都是非CE标志的指令;(2)都明确规定了被禁用的物质。
  显然,对于电子电气生产商们而言,这段对于指南和标准的等待时间实在是太长了。因为他们需要尽可能快地知道他们的产品是否符合指令的要求。因此,很多人结合了现行的标准,制定了很好的分析方法去评价材料、元器件和产品。
  现阶段,一部分欧洲的标准和美国的标准可以直接应用在产品符合性测试当中,而这些标准也应当可以作为制定新标准的基础。在我们的调研中,部分的厂商已经开始将自己的产品送到国内的检测机构中进行有害物质的检测。国内的许多检测机构都已经配套了相应齐全的设备,来进行六种有害物质的检测。但需要指出的是,目前,国内许多厂商(包括检测机构)在对 产品的有害物质检测中, 显得比较茫然,这是因为大多数人不知道该把产品拆成什么程度和分离出怎样的部件。所以,厂商(包括检测机构)在进行有害物质的检测前,应充分考虑到“均质物质”的定义,对自己的产品中所含的均质物质有比较清晰的认识。
  
  生产商应对自己产品的材料和元器件进行重新评估
  
  生产商要确定产品中有害物质的存在形式和存在量,可通过追溯上游供应商的原材料,从供应链中收集产品中各物质的含量等级数据来实现,但仍需要做大量的工作,来控制和规范在大量元器件里的材料。最重要的是,这些元器件材料是否显而易见,并不容易通过测试找出来。与大多数其他产品指令不同的是,通过一至两个标准的测试去验证产品是否符合RoHS指令是几乎不可能的。RoHS指令仅仅限制了整机设备的制造商,把责任通通交由整机设备的制造商来承担,而对于上游产品的供应商来说,则没有相应的法律要求去限制他们必须制造符合RoHS指令的产品。可是,上游产品材料、元器件的制造商、供应商和供应链的其他相关方都应该提供合适的材料和元器件给他们的客户,也就是整机设备的制造商。这一点,可以要求上游产品制造商提交产品的符合性声明。但是,对于电气设备的制造商来说,需要判断对于材料的符合性声明是否可靠。在这个问题上,可以根据以下两项标准做出一个非正式的判断:
  1. 被委派做材料测试的检测机构和实验室的名声和信誉;
  2. 是否对于一小部分材料进行常规的随机抽样检查。通常,符合性声明被认为是可靠的,制造商也应该相信报告的准确程度,虽然这并不是百分百的完全保证。
  如果测试的报告并不符合这两项标准,例如制造商是从一个毫无经验的供应商那里取得材料或者零部件的,那么就需要非常谨慎地去进行一些测试以确保从供应商那里得到的测试报告是可靠的。而如果材料的供应商并没有提供任何的测试报告或者制造商对于报告的可靠性有所怀疑,那么也应该对设备的某些关键部分做进一步测试。大多数情况下,对于每一部件中全部六种有害物质进行测试是不必要的。对于设备关键部分的测试,可参照表1来进行。
  
  生产商要做好自我符合性声明的准备
  
  目前,从指令转换成各成员国国内的法律、法规的最新进展来看,各国都普遍倾向于生产商的自我符合性声明制度。虽然RoHS指令不是新方法指令的一种,不要求生产商在产品内加贴“CE”标志。在2006年的7月1日后,生产商将产品销往欧洲,做了投放产品在欧洲市场的举措,就表明了该产品是符合RoHS指令的要求的。为了能够及时跟踪和掌握投放到市场的产品,各国的执法机构需要对产品的生产商和制造的产品有详细地了解,也会进行不定期的市场监督和抽查。因此,生产商应从材料供应商那里获得保证,表明所供应的材料、元器件或者设备内并不含有有害物质,并将这些产品的记录保存完好,以便将来相关检查机构进行抽查。尤为重要的是,生产商应对自己在符合RoHS指令所做的工作尽可能地记录下来,并整理成文件资料。一旦生产商投放到市场的产品所含有的有害物质对环境和人体健康有影响时,只要生产商能够提出证明,他们已经采取了相应的步骤,促使自己的产品符合指令的要求,那么他们的产品就可以应当被允许继续在市场销售。
  
  生产商应尽快成熟和完善
  产品的无铅化工艺
  
  铅作为焊料被广泛地使用在PCB板上和阴极射线管、灯泡的玻璃上。实际上,根据众多专家和厂商的意见,在应对RoHS指令的工作中,最困难和挑战性最大的工作就是实现产品的无铅化。在现阶段,产品的无铅化已经不再是“神话”。对于大多数的铅焊料而言,锡-银-铜的合金是目前最佳的替代品。锡-银-铋的合金、锡、铜的焊料在波动焊接中也得到了迅速的发展。尽管有了许多替代品,但是价格和成本的上涨,也大大制约了这些替代品有效地发展和应用。需要指出的是,现有无铅焊料具有更高的熔点属性,这就给PCB板的制造、装配和测试带来新的难题。因此,无铅焊料和组成的元器件之间的兼容性成了必须考虑的重要因素。对于一系列的元器件,例如电容器、连接器等,都不能忍受过高的温度,但恰恰对于无铅焊料而言,要使它熔化,必须加热到更高的温度。这些给电子电气设备里的许多元器件带来了压力,因此需要将众多的元器件根据耐热性进行重新的评定和分类,但这往往需要耗费大量的时间且非常昂贵。
  一些发达国家对于产品的无铅化工艺的研究在20世纪就已经开始了,并且有许多无铅的替代品都得到了广泛的应用。这在一些知名的跨国企业中尤为明显。我国电子电气企业由于一直没有相关的法规来约束,企业对于产品无铅化工艺研究的积极性一直不高,这就造成了在我国,产品的无铅化一直处于较低的水平。如今面对RoHS指令明确提出的禁用铅材料的要求,我国的电子电气企业应尽早开展产品的无铅化研究。根据国外一些大公司的经验,要真正实现产品的无铅化生产,需要1~2年的时间来实现。这对于目前产品无铅化工艺水平仍然较落后的国内企业来说,是非常紧迫的。
  建立企业的应对日程表
  
  我国的电子电气生产商在符合RoHS指令的工作中,应该按照以下的流程表建立起本企业的应对工作日程表:
  1.建立产品的符合性计划表。
  a.分析产品中的材料表,确定材料的来源和供应商
  b.对产品的材料和元器件进行评估,确定可能存在有害物质的部分
  c.与材料供应商商讨,提供产品材料的符合性声明
  d.从供应链中收集产品中各物质的含量等级数据
  e.识别产品中的均质材料
  f.分析供应链数据
  g.识别产品中不符合的部分
  h.对供应商详细说明可允许的极限
  i.从供应商处取得材料的符合性声明
  2.进行RoHS的符合性测试。
  a.制定测试的方针政策
  b.撰写测试计划
  c.确定测试的检测机构
  d.与检测机构签定协议
  3.针对RoHS指令要求,重新审视产品设计部分,由研发部门进行改变产品设计的研究,以满足指令要求。
  a.找出可能的替代品或替代的供应商
  b.评价产品设计的其他改变,以满足其他法规的需要
  4.编辑产品符合性文件。
  a.制作产品符合性的文件档案
  b.为将来遇到的审查提供产品符合性的报告
  笔者认为,只要在政府、生产企业、消费者和相关顾问研究机构的共同努力下,我们一定能够在符合RoHS指令的工作中交出满意的答卷。
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