了解均质材料及其在 RoHS 合规性中的作用

什么是RoHS？

RoHS，在欧盟正式称为第2011/65/EU号指令（及其修订版，RoHS 3——第(EU)号指令第2015/863号指令），限制在电子电气设备（EEE）中使用某些有害物质。设计人员的目标是降低电子废弃物带来的环境和健康风险。他们通过限制有毒物质的存在来实现这一目标。

限制物质包括：

• 铅（Pb）
• 汞（Hg）
• 镉（Cd）
• 六价铬（Cr⁶⁺）
• 多溴联苯（PBB）
• 多溴二苯醚（PBDE）
• 四种邻苯二甲酸酯（DEHP、BBP、DBP、DIBP）

每种物质在均质材料中都有一个最大浓度值，通常为：

• 所有物质均为 0.1% (1000 ppm)，但有一种物质除外
• 镉含量为 0.01% (100 ppm)

它给我们带来了均质材料这个关键概念。

什么是均质材料？

欧盟委员会将其定义为

整体 成分 均匀 的 材料 , 不能 机械 地 分解 成 不同 的 材料.

简单来说，它是一种单一材料，且完全一致。此外，我们无法通过拧开、研磨或切割等机械手段将其组件分离。

均质材料的示例：

• 带有 PVC 绝缘层的铜线：铜是一种均质材料；PVC 绝缘层是另一种。
• 用颜料染色的塑料外壳：塑料和颜料一起形成一种材料，因为我们无法用机械方法将它们分离。
• 焊点由锡铅合金制成，即使合金含有多种元素，它也是一种均质材料。

非均质材料的示例：

• 电路板 (PCB) 整体而言并非均质的。它包含多层结构和多种材料，例如玻璃纤维、铜线、阻焊层和元器件。
• 像智能手机这样的复杂电子设备由数百种均质材料组成，必须在材料层面进行评估以符合 RoHS 规定。

为什么均质材料在 RoHS 中很重要

RoHS 阈值适用于均质材料，而非组件或产品。这一区别对于合规性评估至关重要。

举个例子：一个塑料连接器的铅含量为0.08%（重量）。如果将此铅含量与整个连接器的总重量进行比较，它看起来可能符合要求。但是，如果铅集中在一个小的焊点或镀层中，其在该特定均质材料中的浓度可能会超过0.1%的限值。

因此， RoHS合规性不仅仅关乎产品是否含有有害物质。相反，我们必须确定该产品中是否有任何均质材料超过了允许的浓度阈值。

对制造商和供应商的影响

1. 详细材料分析：制造商必须在均质材料层面分析其产品。这通常需要按照IEC 63000标准进行实验室测试或从供应商处收集详细的材料成分数据。
2. 物料清单 (BOM) 审查：完整的扁平化 BOM 应包含产品所用所有材料的信息，直至电镀层和涂层。在 RoHS 方面，每一层都至关重要。
3. 供应链协作：供应商必须公开材料成分并提供声明（如材料声明或合规证书），明确说明每种均质材料是否符合 RoHS 标准。
4. 测试和采样：如果化学家进行测试，他们必须专注于单个均质材料。例如，他们经常使用X射线荧光（XRF）分析来筛查焊料、塑料和金属部件中的限用重金属。其他实验室仪器，例如气相色谱-质谱联用仪（GC-MS），可以检测邻苯二甲酸酯。
5. 豁免的使用：RoHS为某些应用提供了豁免（例如特定类型陶瓷或金属合金中的铅）。这些豁免也以均质材料级别进行评估，并设有有效期，需要持续监控。

常见的合规挑战

• 小部件，重大风险：微小的部件，例如连接器插针上的镀层，即使只占整个产品的很小一部分，也可能含有超出限值的受限物质。
• 缺乏供应商数据：有时，尤其是在较长或全球供应链中，供应商可能无法提供完全透明的信息。这给原始设备制造商带来了确保合规性的负担。
• 标准不断演变：RoHS 会定期更新，包括限制物质和豁免清单的变更。企业必须保持警惕，并相应地更新其合规计划。

关于 RoHS 均质材料的最终思考

均质材料是RoHS的基石。其明确的定义确保了危险物质不会被稀释或隐藏在组件或设备中。对于制造商和进口商而言，理解和应用均质材料不仅仅是技术层面的问题，更是证明其合规性并避免违规处罚的基础。

均质材料层面的 RoHS 合规性也符合更广泛的环境和可持续发展目标，有助于防止有毒物质进入垃圾填埋场和回收流。

简而言之，如果您想确保符合 RoHS 规定，那就从小事做起——真的要从小事做起。仔细检查每一层、每一层涂层和每根电线。因为在环境法规方面，每一种均质材料都至关重要。