Практические аспекты требований RoHS

Введение в действие директивы RoHS в промышленной сфере было принято как свершившийся факт и без особого энтузиазма, поскольку ее выполнение связано с необходимостью изменения устоявшихся производственных процессов, что сопряжено с затратами на проведение необходимых исследовательских разработок и необходимостью введения дополнительной аттестации готовой продукции, подтверждающей соответствие изделий, предлагаемых на европейский рынок, требованиям директивы RoHS.

Эти нововведения требуют дополнительных финансовых и временных затрат. По данным компании Technology Forecasters, в среднем европейский производитель тратит около $2,6 млн, выполняя требования директивы RoHS. Technology Forecasters по заказу Ассоциации бытовой электроники (СЕА) провела анкетирование, в котором приняло участие около 200 фирм. Приблизительно 29% опрошенных компаний заявили, что обанкротились из-за необходимости выполнения требований директивы RoHS. Цены на продукцию выросли на 11,6%, так как компаниям пришлось расширить штат сотрудников на 5–10 человек, чтобы обеспечить выполнение требований директивы.

Компании с товарооборотом от $100 млн до $1 млрд должны тратить порядка $2,9 млн, чтобы их продукция соответствовала требованиям RoHS, а при большем товарообороте — около $6,5 млн.

Однако 25% компаний считают, что директива RoHS будет способствовать развитию бизнеса, 20% полагают, что последует уменьшение номенклатуры продукции, что благотворно повлияет на бизнес, и 15% компаний надеются, что благодаря директиве RoHS они увеличат свою долю на рынке.

В этой ситуации в наиболее невыгодном положении оказываются предприятия малого и среднего бизнеса.

Рост затрат компаний при переходе на выпуск EEE — продукции, соответствующей требованиям RoHS, в существенной степени связан с необходимостью внедрения бессвинцовых технологий пайки, что, в свою очередь, ведет к необходимости рассмотрения и решения множества проблем, связанных с надежностью печатных плат, выбором и использованием новых материалов для ПП, интегральных схем и других компонентов, монтируемых на ПП методом пайки. Все это требует переоснащения сборочных линий и применения различных материалов для покрытия выводов электронных компонентов. Бессвинцовые припои имеют более высокую температуру плавления по сравнению с традиционными. Следовательно, и процесс пайки также проходит при повышенных температурах (например, для сплава олово-серебро-медь типовая величина повышения требуемой температуры составляет 30 °C), что приводит к новым требованиям к используемым материалам печатных плат и компонентов, которые на них монтируются. Повышение температуры создает проблемы использования компонентов, рассчитанных на более низкие температуры.

Бессвинцовые припои обладают повышенной твердостью, что увеличивает вероятность появления трещин вместо пластических деформаций, что типично для припоев, содержащих свинец. Такие трещины могут появляться в результате механических или температурных воздействий на печатные платы, на разных стадиях производственного процесса, а также при эксплуатации готового изделия.

Одной из важных особенностей, влияющих на надежность изделий, произведенных с использованием бессвинцовых припоев, является появление и рост на выводах компонентов тонких «усов», что может приводить к короткому замыканию с близлежащими проводниками. В литературе имеются ссылки на аварии, к которым привели эти тонкие волокна. Но, тем не менее, Р. Ласки считает: «RoHS уже действует не менее 15 месяцев, за это время произведено продукции, соответствующей требованиям RoHS, более чем на $500 млрд. За все время практического использования этой продукции не было отмечено значительного числа аварий, связанных с наличием и ростом «усов». Рост этих волокон может происходить медленно и долго, непредсказуемо. Этот процесс полностью не понят, так что только время может быть единственным действенным тестом по его оценке».

Однако надежность продукции имеет и экономическую сторону. Так, в часах швейцарской компании Swiss Swatch в 2006г. 5% общего числа дефектов вызвано именно оловянными «усами», что обошлось компании в $1 млрд на компенсацию претензий покупателей.

Таким образом, проблемы надежности продукции, изготовленной с применением бессвинцовой пайки, в настоящее время далеки от полного разрешения. Тем не менее, пути назад нет, и в настоящее время в мире производится огромный объем продукции, соответствующей требованиям директивы RoHS.

Следует заметить, что наиболее дальновидные компании, следящие за тенденцией изменения условий, в которых работает современный рынок, начали искать пути исключения из своей продукции вредных веществ до введения директивы RoHS в действие.

В настоящее время на многих корпоративных сайтах можно найти сообщения о том, что электронные приборы компаний имеют «RoHS-статус», что считается важной составляющей репутации фирмы. Например, на сайте компании AMD сообщается: «Несмотря на то, что припои, содержащие свинец, не могут быть полностью исключены из производства, инженеры AMD разработали эффективные технические решения, целью которых было уменьшение содержания свинца в микропроцессорах и чипах для обеспечения выполнения требований RoHS и одновременная минимизация затрат при сохранении функций изделия. При этом нет необходимости менять функциональные, электрические или рабочие спецификации. Предполагается, что стандарты для продукции, отвечающей требованиям RoHS, будут идентичны действующим в настоящее время для интегральных схем».

Компания Motorola сообщила, что ее новая технология бессвинцовой пайки позволяет изготавливать меньшие по размерам, более тонкие и легкие сборочные узлы. Бессвинцовые припои позволяют уменьшить расстояние между выводами на печатных платах. Считается, что без нового припоя создание мобильного телефона Motorola Q phone было бы невозможно.

Разработки новых припоев и технологий пайки позволяют создавать продукцию, соответствующую требованиям директивы RoHS, которая в настоящее время не включена в обязательный перечень, как, например, серверы компании IBM.

Таким образом, несмотря на очевидные проблемы, связанные с выполнением требований директивы RoHS, многие компании заранее начали готовиться к выпуску продукции, соответствующей этим требованиям, и успешно преодолели нетривиальные препятствия на пути к успеху.

Еще статьи об изготовлении печатных плат и особенностях монтажа печатных плат:

Написать ответ

Your email address will not be published. Required fields are marked *