不仅仅是铅的问题
参观展览会或者在杂志上的文章中,可以看到,人人都说自己的电路板是无铅设计的。问题是焊点。传统的焊点是锡铅焊点。最近几年,人们作了大量的工作,在保持电路性能和电路板使用寿命的情况下,用锡银铜(SAC)焊料取代了锡铅焊料。然而,设计师们在去除铅方面取得成功,却忽略了电路板设计中另一个同样重要的问题。电路板的大部分增强材料都含有溴化阻燃剂(PBB 和PBDE)。因此,即便电路板无铅,但因为含有PBB 和PBDE,可能仍然是不合格的。
图1黄色区域是美国正在审议RoHS法例的州。
测试的是材料,不是电路
印刷电路板设计师们熟悉使用电子测试方法检验电路的完整性。然而,RoHS测试全都是关于材料。结果是大多数电子元件制造商都没有配备能够检测材料、发现禁用物质的必要的设备。只有可靠的材料测试实验室才能做这种检测。如果电路测试通过了,但是不能通过材料测试,于是电路板不合格,对供应商没有什么用。
X射线只能做表面检测
台式和手持X射线荧光光谱仪 (XRF)设备的制造商到处宣传,他们的系统可以用非破坏性测试,来觳獬鱿抻梦镏省K淙籜RF能够担负起RoHS有害物质检测的重要角色,但是,它的主要作用只是作为一个筛检工具,鉴别有害物质是否明显高于RoHS法例的限制。XRF可以迅速鉴别一些地方是否存在特殊物质,但是,它不能提供物质含量的精确信息。
在XRF系统给出数值的精确性很重要的情况下,我们必须谨慎。使用XRF系统时,测量误差常常达到±30%甚至高达±50%。这么大的误差,部分是由于穿透的深度、光束大小、光谱干扰、交叉干扰、缺乏可比的标准、均匀的表面面积不够大。需要作精确的测定时必须改变测试方法(图2)。表1列出了评估限制物质含量可以使用的几种测试方法。
图2在使用过程中,ICP质谱仪上的动态反应单元减少了内在的干扰。这就消除了误判,并能够检测出含量极低的元素。
测试结果的含义是什么?
RoHS条例限制使用下列有害物质:铅、镉、六价铬、汞、多溴联苯(PBD)和多溴二苯醚(PBDE)。各种各样的元件里都含有这些物质。例如,用铅来降低焊料熔点,提高可加工性。铅还可以用作缆线中乙烯基绝缘材料的热稳定剂,镉也有同样作用。六价铬通常用于防腐蚀的可复原镀覆。铬也常常用作颜料着色剂,而溴化物一般是用作电子器材复合阻燃剂。
XRF这样的筛检技术不能评定是否真正符合RoHS条例。能够正确判断出铬和溴含量高于极限值,并不代表产品不符合RoHS条例。但是,我们应该了解这些物质的构成,并且,借助经验丰富的分析技术作出正确的评估。
RoHS条例还包含了许多豁免,包括允许玻璃制品含铅、铜合金中可含有高达4%的铅,钢铁和十溴化物阻燃剂中可以含有高达0.35%的铅。了解这些豁免并确定和它们相关的材料,对于确定产品是否真正达到RoHS的要求,十分重要。这些问题了解不清楚,可能导致许多不必要的开支。