电路板的有害物质限制（RoHS）是什么？

电路板的有害物质限制（RoHS）是什么？

随着电子制造业的快速发展，电路板（PCB）的生产和废弃量不断增加。为了减少有害物质对环境和人类健康的影响，欧盟率先推出了RoHS（有害物质限制）标准。本文将详细介绍RoHS标准在电路板制造中的具体要求、限制材料、生产方法以及其带来的多重好处。

电路板上的RoHS是什么？

RoHS（Restriction of Hazardous Substances）或《有害物质限制》是欧盟率先采用的一项合规标准，主要禁止在RoHS PCB和其他电子电气设备的制造和操作中使用重金属汞、铅、镉、六价铬和其他六种化合物。这确保了RoHS PCB在倾倒或运行时不会引起毒性。然而，这些金属仍然用于电气和电子产品，但如果设备中哪怕一个组件的限制材料含量高于允许限值，那么整个设备都将被宣布为不符合RoHS标准。

RoHS禁止的部分材料

这6种材料在RoHS 1清单中受到限制。该清单于2019年在RoHS 3材料清单中进行了修订，其中包含10种限制材料。所有提到的材料均限制在RoHS PCB中使用的组件质量的0.1%（镉除外，为0.01%）。

• 铅：它是元素周期表中最后一种非放射性金属，换句话说，它是最重的非放射性金属。然而，它用于降低合金的熔点。铅的问题在于它会与钙发生化学重组，这意味着如果被人体吸收，它会储存在骨头中。它还可能对处理RoHS PCB的工人造成严重的神经系统损伤。
• 六价铬或六价铬：它是一种重金属，用于使金属触点有光泽且无腐蚀。六价铬是一种严重的致癌物质，因此在RoHS PCB中受到严格管制。
• 汞或Hg：它是一种在室温下保持液态的金属，用于电池和继电器。RoHS PCB中禁止使用的汞会迅速被皮肤吸收，严重损害神经系统。
• 镉：它是一种重金属，以前用于电池和一些特殊焊料。它被认为是一种严重的致癌物质。这就是为什么它在RoHS PCB中受到限制。
• 多溴联苯（PBB）：它是一种阻燃材料，以前用于连接器的塑料和PCB的基板材料。RoHS PCB中禁用的多溴联苯会对神经系统造成严重损害。
• 多溴二苯醚（PBDE）：由于其具有阻燃性能，它被用于PCB材料的层压板中。它会损害神经系统，并被发现会损害甲状腺。这就是为什么RoHS PCB不使用PBDE以确保合规性的原因。

电路板中可能存在的非RoHS材料

RoHS推出后，主要影响的电子产品有两种，分别是电池和PCB。从制造到组装，早期的PCB在电路板制造和组装的每个步骤中都使用RoHS限制材料。受RoHS影响的PCB元件包括：

• 焊接：焊接是RoHS电路板组装的重要组成部分。不符合PCB RoHS标准的焊锡丝和其他焊料主要由铅合金制成。铅焊料价格低廉、熔点低且导电性高，这导致大量生产和使用铅基焊料。
• 助焊剂：用于PCB组装以前使用重金属和卤素材料。但如今RoHS电路板组装严格遵守PCB RoHS合规性。
• 表面处理：表面处理为RoHS电路板上的元件提供了可焊接的插槽。以前，HASL或热风焊料整平最广泛用于使用Pb-Sn合金（铅和锡合金）的表面处理。
• 基材：不符合PCB RoHS标准的PCB基板由多种阻燃材料制成，例如PBB（多溴联苯）。不符合PCB RoHS标准的PCB基板还含有其他卤化物，这使得PCB成为主要污染物。
• 集成电路：许多IC在制造过程中使用铅、镉和汞。例如，英特尔奔腾处理器使用铅将硅片连接到IC封装。以前，IC的引脚会涂上六价铬以避免腐蚀。
• 连接器：许多不符合PCB RoHS标准的PCB上的连接器会使用六价铬来避免腐蚀和失去光泽。

从上面的列表可以看出，几乎旧PCB的每个部分都使用了有毒材料。快速的工业化和自动化要求制造更多的RoHS电路板。要理解RoHS的重要性，必须了解RoHS电路板的生产规模以及现在的生产规模。

如何制作符合RoHS标准的PCB？

如果您设计的产品要在欧洲销售，甚至要销售给非欧洲政府组织，则PCB必须符合RoHS标准，即使没有要求RoHS，您也应该为了环境而努力遵守RoHS。要提出RoHS PCB板投诉，应确保以下事项：

• 选择RoHS IC：首先，要选择好IC。即使RoHS PCB板上的一个IC不符合RoHS标准，所有保持RoHS合规性的努力都将付诸东流。RoHS PCB板上的所有IC和组件都必须符合RoHS标准，这可以通过组件制造商的数据表来确认。甚至必须检查Berg Strips等连接器的数据表是否符合RoHS标准。建议保留合规性记录（例如数据表）。
• 选择RoHS PCB材料：选择RoHS PCB板基板或电介质材料时，请确保其符合RoHS标准。虽然RoHS PCB板制造商提供的大多数材料都符合RoHS标准，但最好还是确保符合RoHS标准。
• 表面处理符合RoHS标准：表面处理是许多人犯错的部分。表面处理有很多种类型，如HASL（热风焊料整平）和ENIG（化学镀镍浸金、浸锡和硬金），其中HASL是最便宜的，也是唯一违反RoHS的表面处理。现在许多制造商都提到HASL而不是铅HASL，这会导致混淆。符合RoHS标准的HASL将被称为无铅HASL。
• 使用无铅焊料：对于焊接，需要使用无铅焊料以符合RoHS规定。无铅焊料比铅焊料稍贵一些，熔点也更高。
• 符合RoHS标准的PCB制造工艺：与供应商确认他们的RoHS PCB板制造或生产是否符合RoHS标准非常重要。
• 整个供应链均符合RoHS规定：在制造RoHS PCB板后，保留整个供应链的所有文件和合规证明非常重要。

现在，符合RoHS标准的制造品很容易获得，而且在制造符合RoHS标准的PCB的供应商中也很常见。但是，仍然必须对符合RoHS标准的PCB的制造和组装所涉及的所有步骤保持警惕。即使您无法证明RoHS PCB板的哪怕一小部分符合标准，整个PCB也会因环保原因被拒绝，尤其是在欧洲市场。

使用符合RoHS标准的PCB的好处

• 环境责任：符合RoHS标准的PCB可确保在部署或倾倒时毒性最小。它有助于保护土壤和水等自然资源，从而有助于维护环境和生态系统。RoHS不仅确保更安全的倾倒，而且还使通过RoHS PCB组装的PCB可回收利用。
• 安全与健康：RoHS禁止的材料毒性极大，对健康有害。长期接触此类材料会导致癌症、神经损伤和其他长期健康问题，这些问题通常无法治愈。汞、铅和镉是重金属中毒的罪魁祸首。RoHS PCB组装可降低这些健康风险。
• 面向未来：像RoHS这样的标准只会越来越严格，要求也越来越广泛。遵守这些标准比将来遇到麻烦要好得多。一开始可能会花费更多，但肯定比重新设计RoHS PCB组件要便宜。
• 市场准入：在欧盟销售任何电子产品都必须符合RoHS标准。甚至一些国家的政府机构也在招标中要求符合RoHS标准。要申请此类招标，PCB必须符合RoHS标准。
• 品牌声誉：所有产品均符合RoHS规定，可增强品牌的信任度和信心。许多大型组织和最终消费者更喜欢环保安全的产品，而不是潜在的健康危害。符合RoHS规定的PCB组件可确保健康和环境。
• 营销：符合RoHS要求的产品可以作为无铅安全产品进行营销，从而吸引消费者和企业。在营销材料中说明符合RoHS要求的PCB组件的作用也可以增强产品对有环保意识的买家的吸引力。

尽管PCB符合RoHS规定并非所有行业都必须遵守，但与不符合RoHS规定相比，它仍然更受青睐。需要注意的一点是，虽然PCB可能符合RoHS规定，但它不能作为环保产品销售。如果PCB符合RoHS规定，请务必添加无铅符号和RoHS符号，并使用顶部或底部覆盖层来表示PCB符合RoHS规定。