2007年3月1日,《電子信息產品污染控制管理辦法》(以下簡稱《管理辦法》)正式實施,其宗旨是為了控制和減少電子信息產品廢棄后對環境造成的污染,促進生產和銷售低污染電子信息產品,保護環境和人體健康,同時也積極應對歐盟的RoHS指令。
其中手機企業已經積極地收集相關信息,并提前1-3年開始產品無鉛化設計及生產的研究和嘗試。
手機產品中可能含有《管理辦法》中限制的有毒有害物質如下表所列:有害物替代研究進展參差不齊
為了滿足《管理辦法》和歐盟的RoHS指令,手機制造商及其上游原材料供應商積極開發了有毒有害物質的替代品。根據用途劃分主要介紹如下相關部件和材料: 焊接材料:
在手機制造領域,滿足《管理辦法》的主要難題來自于無鉛焊料的研發,即替換傳統的錫鉛共晶合金。無鉛焊料本身已經不是新技術了,當前的難題是尋求替換品來代替年使用量超過數萬噸的錫鉛合金傳統焊錫。
替換焊料的基本要求是: ——全球儲量要能滿足市場需求,某些元素因為儲量很少只能作為添加劑而不能作為合金的主要成分; ——無毒性;
——能被加工成生產所需的所有形式,比如某些元素的增加會導致材料變脆而不能拉拔成絲狀;
——替代合金也可以循環利用,如果合金中包含了3~4種元素,將使再循環工藝復雜并增加成本;
——還有能獲得相近的熔點溫度,與現有的PCB材料在金屬學上兼容,合適的膨脹系數,良好的潤濕性和合理的成本等等要求。
目前已經有超過100種的無鉛焊料專利,但是在性能和價格上滿足市場需求的僅為幾種(如下表)。 電池:
選用不含鎘的可充電電池,比如鎳氫電池、液態鋰離子電池和聚合物鋰離子電池。近幾年開始,因為對電池大容量和小體積的要求,在手機設計上鎳系可充電電池已經被高容量和環保的鋰離子電池全面取代。
同樣的,手機后備紐扣式電池也已經由傳統的汞電池切換到了鋰系合金可充電電池上,主要的后備電池類型有二氧化錳鋰電池/鈮鋰電池等可充電電池,這些后備電池具有循環壽命好,可焊接溫度高,放電平臺穩定等優點。
阻燃劑: 手機屬于手持式產品,對阻燃等的安全要求也是比較嚴格的,其阻燃性重點要求在PCB板、手機機殼材料、充電器殼體和線纜等部件上。
溴化物阻燃劑是目前阻燃性能效果、價格合適的添加劑。但是在研究人員發現它的有毒性后,各個國家開始禁止使用這類阻燃添加劑。
在塑料阻燃劑的替換物的尋找和研發中,芳香族磺酸鹽是使用廣的,它同樣具有用量少、有效性高、無毒等優點,但是成本上較溴化物要高出不少。同時,這種塑料材料如果改性不好的話會發生水解,導致塑料材料性能下降,阻燃性能下降。目前手機廠家在選用塑料材料時會直接選用含有芳香族磺酸鹽阻燃劑的原廠配料進行注塑。
另一類阻燃劑是硅系塑料,它的成本更高,而且只對某些特定的材料有效。所以其適用性并不如芳香族磺酸鹽廣泛,目前僅有少數國家在采用這種阻燃劑。但是它有一個顯著的優點就是,硅系塑料能生產出透明的結構件,而芳香族磺酸鹽塑料是無法達到這個效果的。
著色劑:
通常手機在機殼和噴涂兩個地方會用到顏色材料。鉻黃是一種顏色添加劑,替換這種含有六價鉻的方法主要就是避免選用這種添加劑。在手機制造過程中,機殼一般不會選用黃色來作為基色,主流都是黑色灰色和白色。而機殼外面的噴漆一般都選用有機顏料,比如對二氨基聯苯黃、酞青藍、酞青綠、萘酚紅等等,都不含有無機的六價鉻。滿足《管理辦法》有四大難點
焊接工藝更改
鉛在焊料中主要起降低熔點的作用。如含鉛錫膏(Sn63%,Pb37%或是Sn62%,Pb36%,Ag2%)的熔點一般低于190℃-200℃,而無鉛錫膏手機(Sn
95.5%,Ag 3.0%,Cu
0.5%)的熔點可高達220℃左右。由有鉛轉換為無鉛狀態后,所用無鉛焊料的熔點比有鉛焊料上升了30℃左右,致使生產中的回流焊和手工焊接的溫度也比原來上升了30℃左右。
而正是這30℃溫度的變化,導致手機無鉛化過程中的工藝上的難題:回流焊工藝改變和元器件耐高溫極限。
溫度升高,導致回流焊設備的溫度上限要提高,不能達到溫度要求的設備需要重新購置,使企業增加生產成本。其次,溫度升高也導致設備配件的損耗加劇,設備配件的使用壽命縮短,也增加了部分成本。
由于既要考慮無鉛錫膏熔點高的特點,又要考慮電子元器件所能承受的高溫極限,所以對回流焊溫度曲線的設定就成為一個難題:溫度過低,會導致錫膏不能完全浸潤和熔化,影響焊接質量;溫度過高,則會導致元器件表面龜裂,變形甚至失效。
物料切換,標識識別
在有鉛產品向無鉛產品切換的過程中,難以避免地會出現一段有鉛物料和無鉛物料共存的時期。如何做好物料切換、做好標識和識別,消耗有鉛庫存就成為另外一個難題。
此時產品可分為三大類:
類:原先已經設計并投放市場的有鉛產品,可以選擇按《管理辦法》要求標識環保使用期限,繼續以有鉛產品投放市場;或是在2007年3月1日《管理辦法》正式實施后,將停止生產,結束其產品生命周期;
第二類:新設計的無鉛產品,不含鉛等有害物質,完全按照無鉛工藝生產,可按《管理辦法》要求標識不含有害物質標志。
第三類:處于有鉛向無鉛轉換的中間狀態的產品,這類產品前期可能是有鉛產品,后期經重新設計后,轉為無鉛產品;也可能是有鉛物料和無鉛物料混合使用。主要是處于過渡期的產品,企業用于探索和研究無鉛設計和無鉛制造工藝。
手機滿足《管理辦法》有四大難點
更新時間: 2007-03-14 10:17:01來源: 粵嵌教育瀏覽量:323