RoHS問答

1、什么是RoHS指令？
答：歐盟議會(huì)和歐盟理事會(huì)于2003年1月通過了RoHS指令(中文版)，全稱是The Restriction of the use of certain Hazardous substances in Electrical and Electronic Equipment,即在電子電氣設(shè)備中限制使用某些有害物質(zhì)指令，也稱2002/95/EC指令，2005年歐盟又以2005/618/EC決議的形式對(duì)2002/95/EC進(jìn)行了補(bǔ)充，明確規(guī)定了六種有害物質(zhì)的最大限量值。

2、有害物質(zhì)是指哪些？標(biāo)準(zhǔn)是多少？

答：在歐盟最早發(fā)布的RoHS指令中，一共列出六種有害物質(zhì)，包括：鉛Pb、鎘Cd、汞Hg、六價(jià)鉻Cr6+、多溴二苯醚PBDE、多溴聯(lián)苯PBB。其他有害物質(zhì)可能會(huì)隨著科技的發(fā)展而進(jìn)一步補(bǔ)充進(jìn)來。

　　在2005/618/EC中附件1中，對(duì)2002/95/EC質(zhì)量的5.1條款進(jìn)行了補(bǔ)充，限定了鉛、汞、六價(jià)鉻、多溴二苯醚PBDE、多溴聯(lián)苯PBB的質(zhì)量百分比上限為0.1%(1000ppm)，鎘的含量上限為0.01%(100ppm)。

3、什么是綠色產(chǎn)品？

答：一般意義上，把符合歐盟RoHS指令要求的產(chǎn)品稱為綠色產(chǎn)品。在此之前，先有過無鉛產(chǎn)品(Pb-Free)，主要是針對(duì)電子元器件的引腳及焊接工藝而言的。而綠色產(chǎn)品的概念則涵蓋了所有交付最終用戶的產(chǎn)品的每一部分都能夠符合RoHS指令的要求。即產(chǎn)品所使用的零部件， PCBA，外殼，組裝用的緊固件，外包裝等都能夠達(dá)到要求。

4、RoHS指令影響如何？

答：RoHS指令在全球都引起了強(qiáng)烈反響，特別是電子產(chǎn)品制造業(yè)。美日韓等國(guó)家也相繼出臺(tái)了類似指令。中國(guó)于2006年2月28日正式出臺(tái)了《電子信息產(chǎn)品污染防治管理辦法》，將于2007年3月1日起實(shí)施。針對(duì)越來越臨近的RoHS實(shí)施日期，在制造業(yè)內(nèi)引起了產(chǎn)品綠色化熱潮。

　　在制造業(yè)中，從電子產(chǎn)品的原材料采供，零部件制造，產(chǎn)品組裝到成品包裝都受到了該指令的影響。除了目前豁免的部分產(chǎn)品外，其它最終銷售到相關(guān)國(guó)家的產(chǎn)品，產(chǎn)品自身及其包裝都必須符合該指令的要求。

5、IC芯片中，主要的影響產(chǎn)品不符合RoHS要求的因素有哪些？如何防止？

答：這個(gè)要從IC產(chǎn)品的生產(chǎn)過程及使用環(huán)節(jié)兩個(gè)方面。

　　首先是芯片制造過程。一個(gè)集成電路芯片是通過將實(shí)現(xiàn)功能的一個(gè)或多個(gè)硅晶粒用金屬引線連接到作為支撐使用的引線框架上，然后通過樹脂材料密封保護(hù)而形成的。其核心功能部件是硅晶體芯片，又稱為晶粒，除非有特殊用途，正常產(chǎn)品中各種有害物質(zhì)的含量均可滿足該指令的要求。另一個(gè)部件是對(duì)外的引腳，即引線框架。其主要的成分是銅。但是我們看到的封裝完成的IC，在銅引線的外面，覆蓋有一層鍍層。對(duì)于普通產(chǎn)品，使用鉛錫合金，這是鉛的主要來源，而對(duì)于無鉛產(chǎn)品或綠色產(chǎn)品，則大多采用高純錫電鍍，消除了鉛的來源。晶粒通過導(dǎo)電膠或者金屬共經(jīng)粘接到作為支撐作用的引線框架上，然后用金屬絲將晶粒上的焊點(diǎn)與框架上的引腳連接起來，實(shí)現(xiàn)芯片的外部功能。用作粘合晶粒到引線框架基板上的導(dǎo)電膠，其主要組分是環(huán)氧樹脂和銀粉。連接用的鍵合線是高純度的金絲。這兩種材料一方面是用量甚微，另一方面，本身都屬于高純隊(duì)材料。最后一種材料也就是我們所看到的黑色塑膠體，除了環(huán)氧樹脂外，添加有增塑劑和阻燃劑。RoHS指令中所限制的兩種有機(jī)物及可能包含在其中。因此可以看出，只要選用的材料合適，能夠徹底杜絕不符合產(chǎn)品的出現(xiàn)。

　　芯片制造完成后，最終會(huì)通過焊接的方式應(yīng)用到各種不同的印制板上。普通產(chǎn)品在焊接過程中使用的是含鉛的焊錫絲或焊錫膏，而對(duì)于無鉛產(chǎn)品或綠色產(chǎn)品，則需要使用專用的無鉛材料。對(duì)于一個(gè)既有普通產(chǎn)品，又有綠色產(chǎn)品的生產(chǎn)廠商來說，防止制造過程的交叉污染最為重要，所使用的各種物料都必須嚴(yán)格分開，如吸筆，鑷子，電烙鐵，焊絲，焊膏，焊接設(shè)備上的夾具等等。另外為了便于客戶的使用，我們的產(chǎn)品除了在產(chǎn)品型號(hào)本身的標(biāo)示之外，同時(shí)對(duì)于包裝箱，包裝盒，都使用了明顯的標(biāo)示，以提醒用戶注意分開保存和使用。

6、IC產(chǎn)品的RoHS測(cè)試如何進(jìn)行？

答：根據(jù)RoHS指令要求，如何對(duì)整機(jī)產(chǎn)品進(jìn)行科學(xué)合理的拆分歸類，使檢測(cè)費(fèi)用降至最低也是一大學(xué)問，通常主要分為金屬材質(zhì)、塑料材質(zhì)和其它材質(zhì)，金屬材質(zhì)只需要做重金屬檢測(cè)（鉛、汞、鎘、六價(jià)鉻），塑料材質(zhì)需要做規(guī)定的六項(xiàng)（鉛、汞、鎘、六價(jià)鉻、多溴聯(lián)苯、多溴二苯醚），其它材質(zhì)只需做重金屬測(cè)試。

　　IC產(chǎn)品的RoHS檢測(cè)一般有兩種不同的檢測(cè)方式。一種是針對(duì)無鉛管腳的檢驗(yàn)和封裝體的檢驗(yàn)分開進(jìn)行。另一種是將整個(gè)IC作為一個(gè)不可機(jī)械分割的整體進(jìn)行檢測(cè)。前一種檢測(cè)方式一般適用于IC封裝廠商在做無鉛工藝的新工藝導(dǎo)入認(rèn)證或無鉛電鍍材料的工藝驗(yàn)證過程；后者則適合于IC供應(yīng)商或者IC的使用者對(duì)貨品進(jìn)行檢驗(yàn)。

　　由于在RoHS指令中沒有明確的檢驗(yàn)方法要求，一般上述兩個(gè)方法可自行選用。

7、IC產(chǎn)品如何保證產(chǎn)品符合RoHS要求？

答：作為任何產(chǎn)品的質(zhì)量保證，過程保證永遠(yuǎn)是根本的方法。因此對(duì)于IC產(chǎn)品，也是從源頭著手，要求所使用的原料都符合RoHS的要求，這樣才能夠保證產(chǎn)品的符合性。

　　由于產(chǎn)品的制造過程中存在有異常的可能性，因此需要跟供應(yīng)商進(jìn)行合作，周期性的對(duì)來料進(jìn)行檢查，對(duì)原料的生產(chǎn)過程也進(jìn)行控制，才能夠長(zhǎng)期持續(xù)的保證產(chǎn)品的符合性。這一點(diǎn)，我公司已經(jīng)與供應(yīng)商達(dá)成一致，從制造的每個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)控，同時(shí)輔助以周期性的現(xiàn)場(chǎng)審驗(yàn)，產(chǎn)品抽檢等管理措施，以提供可靠的綠色產(chǎn)品。

8、RoHS檢驗(yàn)報(bào)告的有效期如何？

答：就檢驗(yàn)報(bào)告本身來說，檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)只是對(duì)供應(yīng)商所提供的樣品中，供應(yīng)商所要求分析的項(xiàng)目的結(jié)果負(fù)責(zé)。檢驗(yàn)報(bào)告本身不對(duì)未檢驗(yàn)的產(chǎn)品作任何保證。因此檢驗(yàn)報(bào)告對(duì)于所檢驗(yàn)的樣本的檢驗(yàn)項(xiàng)目是長(zhǎng)期真實(shí)有效的，不存在有效期的問題。

　　如果客戶要通過樣品的抽樣檢驗(yàn)獲取對(duì)所使用的產(chǎn)品的信心，就需要對(duì)供應(yīng)商進(jìn)行綜合考察，評(píng)估其生產(chǎn)制造能力是否足以提供質(zhì)量穩(wěn)定的產(chǎn)品。如果供應(yīng)商缺乏這個(gè)能力，則需要增大樣本量和檢驗(yàn)頻度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品問題。

9、IC綠色產(chǎn)品相對(duì)于普通產(chǎn)品，在使用上有何不同？

答：IC 綠色產(chǎn)品對(duì)生產(chǎn)工藝的最大影響是無鉛電鍍所帶來的，對(duì)于目前大部分廠商所使用的高純錫(Matt Sn)，其影響是回流焊過程的峰值溫度和持續(xù)時(shí)間的增加，導(dǎo)致塑封IC在回流焊過程中，可能因?yàn)榫植扛邷爻霈F(xiàn)塑封膠體破裂的問題，也可能導(dǎo)致內(nèi)部焊接絲因膠體劇烈膨脹而斷裂。這樣會(huì)導(dǎo)致焊接的不良率提升。如果回流焊的溫度曲線設(shè)置不合適，也會(huì)帶來焊接不良的問題。這一點(diǎn)對(duì)于QFN及BGA一類的封裝形式，問題更加明顯。因此使用者一定要對(duì)此類產(chǎn)品的焊接工藝(不同的焊膏組分的溫度時(shí)間設(shè)置)進(jìn)行仔細(xì)調(diào)節(jié)，以確保焊接的質(zhì)量和效率。

10、IC綠色產(chǎn)品的可靠性如何評(píng)估？

答：IC產(chǎn)品在綠色化的過程中，也帶來了一些可靠性方面的問題。對(duì)于塑封IC產(chǎn)品來說，主要是IC的潮濕敏感度等級(jí)發(fā)生變化，其影響是引腳的無鉛工藝所帶來的。首先是產(chǎn)品在焊接過程中的高溫所帶來的熱問題，IC各個(gè)組成部分的熱膨脹不匹配，在回流焊過程中所導(dǎo)致的機(jī)械損傷，表現(xiàn)在塑封體和內(nèi)部引線的牢固程度等。第二個(gè)問題是無鉛焊點(diǎn)的長(zhǎng)期使用中比普通含鉛焊點(diǎn)更容易遭到環(huán)境中水汽等的腐蝕；第三點(diǎn)是針對(duì)細(xì)間距多引腳的封裝，高純錫的鍍層在電化學(xué)作用下，會(huì)改變金屬晶體的排布方式，生成錫須。這種錫須可能會(huì)導(dǎo)致引線間的短路，從而導(dǎo)致設(shè)備的損壞。

　　針對(duì)以上的問題，對(duì)綠色產(chǎn)品在可靠性評(píng)估過程中，除了常規(guī)產(chǎn)品的可靠性驗(yàn)證項(xiàng)目外，會(huì)增加對(duì)錫引腳及錫焊點(diǎn)的評(píng)估，如錫須生長(zhǎng)試驗(yàn)或焊點(diǎn)推力拉力試驗(yàn)。與此同時(shí)，正常產(chǎn)品的環(huán)境試驗(yàn)中預(yù)處理部分，原有的回流焊處理溫度曲線也相應(yīng)的由有鉛曲線改變?yōu)闊o鉛焊接曲線，這一點(diǎn)可以參考JEDEC JSTD-020B的數(shù)據(jù)。對(duì)于無鉛焊點(diǎn)表面的檢查，也可以參考 IPC-A-610D中的描述。