ROHS指令及豁免条款解读

李新

欧盟议会和欧盟理事会2003年1月23日第2002/95/EC号关于在电子电气设备中限制使用某些有害物质指令，即ROHS指令。其中：
指令第（4）条
   关于消除镉环境污染的欧洲共同体行动计划，欧洲共同体理事会1988年1月25日决议要求欧盟委员会刻不容缓地制定实施该计划中的特定措施。还必须对人类健康予以保护。因此，应实施一个特别限制镉的使用及加快研究其替代品的整体战略。决议强调在不存在合适的且更安全的选择的情况下应限制镉的使用。
[attachment=141]      欧盟有关于91/338/EEC的指令，专门针对镉作出了规定。主要意见为：PVC产品中的稳定剂不超过100PPM，如电线外皮；特定塑料的着色剂，液体油漆（溶剂和水剂）不超过100PPM；高锌含量液体油漆不超过1000PPM；某些生产设备和机械不能使用电镀镉。
   另外一个指令是94/62/EC包装指令（2004/12/EC为最新修正版），规定了包装物里面Pb+Cd+Hg+Cr(VI)＜100ppm.包装物分为一级包装：在销售点给最终消费者的包装；二级包装：也叫整箱或单位包装，在包装物去除后不会影响到产品的特性；三级包装：也称运输包装，保护运输中的整批产品，不包括集装箱。制造企业主要检测一级包装，有时也需要检测二、三级包装。

指令第（9）条
本指令的实施不应违背共同体在安全和卫生要求方面的立法以及共同体关于废弃物管理的特殊立法，特别是1991年3月18日理事会关于含有某些危险物质
的电池和蓄电池的第91/157/EEC号指令。

解读
91/157/EEC指令及后来的扩展指令98/101/EC、2002/525/EC在法律地位上要高于ROHS指令。如果电池产品进行测试，首先应满足电池指令，然后再满足ROHS指令。电池指令规定电池和蓄电池Hg的含量＜5ppm；纽扣电池的Hg含量如果Hg超过限值，判定电池不合格；如果Pb、Cd、Hg没有超过限值，判定电池合格；如果Pb、Cd超过限值，必须按93/86/EEC指令进行标示后（主要是标明其含量及一个打×的垃圾桶），才判为合格。如果客户要求供应商对电池做ROHS测试，其Pb、Cd、Hg的判定以电池指令为依据，Cr(VI)、PBB、PBDE以ROHS指令为依据。

特别注意：2002／525／EC指令，规定于2006年1月1日起不得出售含镉的汽车电池。欧盟于2006年2月3日发布了98号通报，主要在第4条1b引入了便携电池中镉的含量小于0.002%的新限制（便携电池指a
密封的；b
可携带的；c非工业用电池及蓄电池或汽车用电池及蓄电池。），并准备撤消91/157/EEC指令。今年上半年将会生效，我们密切关注。


指令第（15）条之第2条 范围
在不违反第6条的情况下，本指令应适用于第
2002/96/EC号指令（WEEE）附录ⅠA规定的1、2、3、4、5、6、7和10类电气电子设备，以及家用电灯泡和照明设施。


解读
ROHS指令的产品范围为除WEEE指令附件1A所列8类、9类医疗、监控器械以外的所有DC1500V，AC1000V以下的电子电气产品。以及家用电灯泡和照明设施。ROHS指令第（15）条之第6条说欧盟在2005年2月13日之前，欧盟委员会应对本指令规定的措施进行审查以便在必要时考虑新的科学证据。欧盟委员会特别应在该日期之前提交将第2002／96／EC（WEEE）号指令附件ⅠA所列的第8和第９类的设备纳入本指令范围的建议。
但目前没有关于医疗器械和监控设备的相关说法出台。即医疗和监控产品目前还没有纳入ROHS指令。

欧盟委员会2005年8月18日2005/618/EC指令规定了六种有害物质的限制含量，其中Pb,Cr6+,Hg,PBBS,PBDES的含量为1000PPM，Cd的含量为100PPM。
AOV解读
PPM浓度在ROHS指令测试中，理解为质量比值是合适的，即mg/kg.知名企业的含量要求会有所提高，要求限制的项目也不只六项，请务必注意客户的要求。

IEC62321关于单元的描述为
单元可以认为是电子电气产品中能被普通工具无损分离的最小部分，它包括电子部分如未组装的印刷电路板、电阻、电容、二极管、整流器，电机械部分如连接器、电缆绝缘，或机械部分如螺丝、骨架或壳体（表面经电镀、涂漆或涂料处理）、按键、装饰玻璃、玻璃陶瓷组件等.

IEC62321关于测试方法和测试仪器的规定
IEC62321关于样品的均质材料的定义采用欧盟技术顾问委员会（TAC）的描述：
不能被机械分离成不同材料的材料。”后来有定义为：术语“均质”是指“统一的整体组成”。单独型式的“均质材料”的例子是：塑料，陶瓷，玻璃，金属，合金，纸，板，树脂，涂层。术语“机械分离”是指原则上用机械手段如拧、割、压、磨等能将样品分离。
IEC62321关于实验室报告的规定是：
需要用一个报告来总结实验室所进行的测试工作。报告要精确、清楚、明了地陈述测试结果和其它相关的信息。每一个报告至少需要包括以下一些信息：
a) 姓名，地址，和相关分析实验室的地理位置
b) 收到样品的日期和进行测试的日期
c) 唯一识别报告的方式（如序列号）及每一页码和报告的总体页数
d) 样品的描述和鉴定，包括获得样品的途径。
e) 该IEC标准的参考，测试程序（包括消解方法）和测试仪器。
f) 测试极限和报告极限。
g) 测试结果用mg/kg表示。
h) 质量保证和质量控制试验结果，包括空白试验和所用到的参考物。
i) 任何该标准中没有指出的但能影响测量结果的细节，任何偏离规定程序的偏差
IEC62321规定了机械制样程序，其中的描述是减小样品的大小的过程中保证不能够引入或者污染了含有所需分析的元素的最终样品也不能够影响到样品使得需分析的元素减少（比如由于受热挥发）。实验室必须能够通过实验证明机械样品制备过程并没有使所需分析元素的检测结果直接增加也不会导致这些元素的减少。实验室还必须通过实验证明清洗机械样品制备的设备可以防止前面的样品中所需分析元素对后面样品的影响。
只要能够保证样品颗粒的尺寸符合要求且没有污染或者影响到所需分析的元素，也可以选择其它的机械样品制备方法。

IEC62321规定了第一种测试方法为XRF光谱筛选法。其可以粗略测铅、镉、汞、铬、总溴。其方法误差较大，只能定性或半定量，而且不能测六价铬和多溴联苯（醚）。

解读:XRF的测试对象也必须是均质材料,XRF对一个电子产品的测试也必须是将产品进行拆分后对均质材料的测试测聚合物里面的铅采用EPA3050B、EPA3052作消解处理，聚合物里面的镉采用EN1122、EPA3052作消解处理，用ICP-OES进行测定，符合IEC62321第12部分之规定。
对汞的测定是采用EPA3052方法前处理，用CVAA作测定，符合IEC62321第11部分之规定。对镀层的六价铬的测定采用ISO3613及IEC62321第9部分规定进行，俗称“水煮法”萃取，用紫外分光光度计测定。AOV对聚合物中的PBB、PBDE的测试采用EPA3540C进行前处理，用GC/MS测定，符合IEC62321第7部分。

豁免研究
到目前为止，欧盟共发布了三次豁免指令，分别是2002/95/EC、2005/717/EC、2005/747/EC。综合三个指令，到目前为止已经确定的豁免项：
１．小型日光灯中的汞含量不得超过5毫克/灯；
２．一般用途的直管日光灯中的汞含量不得超过： -- 盐磷酸盐 10毫克 -- 正常的三磷酸盐 5毫克
-- 长效的三磷酸盐 8毫克
３．特殊用途的直管日光灯中的汞含量；
４．本附录中未特别提及的其它照明灯中的汞含量；
５．阴极射线管、电子部件和发光管的玻璃内的铅含量；
６．钢合金中的铅含量达0.35%、铝合金中铅含量达0.4%，铜合金中的铅含量达4%；
７．?在高熔点型焊料中的铅（如：铅含量为85%或更高的铅基合金）；
用于电信开关、信号、传输以及网终管理的服务器、存贮和存贮捕
获系统、网络基础设备中的铅，陶瓷电子零件中的铅（例如，压电子设备）。’；
８．除了对指令76/769/EEC关于限制行销和使用有害物质及制备的修订
指令91/338/EEC中的禁令，在电气触头和镉镀层中的镉其及化合物。
９．在吸收式电冰箱中作为碳钢冷却系统防腐剂的六价铬。
9a.聚合物中十溴二苯醚；
9b.青铜轴承及外壳中的铅；
10．根据在第7（2）条中提及的程序，欧盟委员会应评价以下方面的应用： --
特殊用途的直管日光灯中的汞； -- 灯泡。
11.针式连接系统中的铅。
12.作为传热模件C-环的涂层材料的铅。
13. 光学和过滤玻璃中的铅和镉。
14. 含铅重量大于80%且小于85%，用于联合微处理器引脚和封装的含两种以上元素的焊料中的铅。
15. 用于集成电路倒装芯片封装中联接半导体模块和载波器的铅料中的铅

豁免第3条：特殊用途的直管日光灯中的汞。
关于灯具的豁免项有4条，第1、2条就是指日常的日光灯，对整支灯管的汞含量进行了限制。豁免第10条指出应该对特殊用途的直管日光灯中的汞和灯泡进行评价。
所谓特殊用途，可以理解为用在测试仪器、扫描仪、复印机、大型LCD、消毒灯等产品中。
对某些应用场合的直式荧光灯来说，没有等价的替代品，因为所有的替代品都会在某个方面或某些方面略有不同。
大多数的替代灯具（包括有灯丝的灯具）功率都比较低，因此使用它们作为水银灯的替代品会导致全球变暖。
大多数氙灯的寿命比较短（新的灯除外），在某些应用场合的发热太严重，体积比较大并且价格是目前的7倍。
有灯丝的灯泡，作为某些发光体的光源用于家用和商业的普通照明。它们也广泛用于电气设备中，例如在手电筒中（工具）、灯光开关中、用电设备中的指示器、IT和其它类型的设备等。它们的泡体一般比较大，如图4所示，而灯头却很小（微型），它们和设备的连接方式有很多种，比如通过表面装配工艺焊接到PCB上。
灯泡外面的泡体是用无铅玻璃制作的，里面的玻璃管是含钡的玻璃，外面的接触部分是高熔化温度焊锡（铅＞85%）。如果使用无铅焊锡，灯泡运行时会产生大量热量。

豁免第5条：阴极射线管、电子部件和发光管的玻璃内的铅。
大部分的玻璃不含铅，但在阴极射线管、电子部件和发光管的玻璃内的铅目前不可避免。特别应该注意一些用玻璃封装的电子元器件，电子部件中使用一种含铅粘结剂，是将玻璃料和其它物质粘合的不可替代材料。再就是显示器、荧光管等。

豁免第6条，钢合金中的铅含量达0.35%、铝合金中铅含量达0.4%，铜合金中的铅含量达4%。豁免第9b,
青铜轴承及外壳中的铅.
铜合金（含铸造铜、磷青铜）具有可加工性及一定的刚度，用作插头、壳体、轴承等。纯铜的杂质主要是氧，也叫作有氧铜，一般作导线用。

豁免第7条
?在高熔点型焊料中的铅（如：铅含量为85%或更高的铅基合金）；
用于电信开关、信号、传输以及网终管理的服务器、存贮和存贮捕获系统、网络基础设备中的铅，
-陶瓷电子零件中的铅（例如，压电子设备）。

有些应用必须使用高温熔化焊锡，里面的铅豁免。
服务器，存储器和存储阵列系统用于整流、发送信号、输电以及电信网络管理的网络基础设施，用于维修、更新和再利用的备件等。
这种被豁免的铅只是焊锡中的铅，而不是其它材料中的铅，也不是其它五种被限制使用的物质。“服务器”一词目前用来指代所有的大型计算系统，它包括微型系统和数字化接口系统以及主框架计算机和超级计算机等。这些设备主要用在大部分的商业、政府部门、医院和很多其它的机构中。这些系统通常要能够连续运行至少10年以上，有的还可能要工作30年。网络基础设施也很重视正常的使用寿命。

远程通信（例如公共电话网络）依靠的是一个没有故障可靠工作的网络。显然，如果无铅焊锡的替代品会导致服务器或网络过早地出现故障，那么这将会威胁到消费者的安全。由于这些设施PCB板较大，结构复杂，采用无铅焊锡可能导致设施的可靠性下降及损坏元器件。目前已经有无铅焊接的此类设备，但运行时间只有几年，对长期的可靠性无法判断。

陶瓷电子零件中的铅（例如，压电子设备）。
此条豁免令人费解。如果是压电产品，因为是用有机铅盐烧结的，含铅不可避免，用作蜂鸣器、电感器、变压器、磁性铁氧体等，这样的豁免可以理解。但是，一般的非压电陶瓷产品如陶瓷电阻、电容等，就显得很模糊了，是豁免的吗？AOV的测试，也没有发现有这样的产品含铅量很高（超标）。
豁免第8条
除了对指令76/769/EEC关于限制行销和使用有害物质及制备的修订指令91/338/EEC中的禁令，在电气触头和镉镀层中的镉其及化合物。
主要是对电气触头的镉镀层进行豁免，但91/338/EEC规定的一些特别的设备不得豁免。
豁免第9条 在吸收式电冰箱中作为碳钢冷却系统防腐剂的六价铬。
9a.聚合物中十溴二苯醚；
9b.青铜轴承及外壳中的铅；
应注意聚合物中十溴二苯醚，虽然欧洲豁免了，但大部分知名企业还是限制使用。
豁免第11条
针式连接系统中的铅。很多电气设备上使用针式压嵌式连接器，管脚带有锡/铅合金涂层，起润滑作用便于插拔和插入后具有良好的电气连接。
豁免第12项 作为传热模件C-环的涂层材料的铅。
此项豁免是IBM专项。只用于IBM的Z系列超级计算机中，与我们大家无关。

豁免第13项 光学和滤光玻璃中的铅和镉。
大多数的光学玻璃和光学滤波器不需要铅或镉。现在几乎全部的照相机镜头使用的都是无铅镜头。但是，仍然有少量的特殊的应用场合是不能使用无铅或无镉替代品的。这些替代品适合于大多数的情况，不过在一小部分特定的应用场合，没有一种替代品符合所有的特性要求。下面列举的是一些使用含铅的光学玻璃的应用场合：

放映机上面的含铅玻璃不能使用替代品
某些特定种类的镜头，例如救生设备和某些专业照相机上的镜头
某些梯度折射镜头
微型的平板印刷设备
某些高品质的打印机
目前不在RoHS指令范围内的其它的一些应用场合，也就是：医疗器具和监控仪器。
因为添加了各种材料，所以光学滤光镜是“有颜色的”。这些材料必需具备热稳定性，因为它们是玻璃的组成部分。使用铅和镉可以得到特别的颜色。这些滤光镜的产量相对比较小，但是它们的应用场合很广泛，大多被用在医疗设备、监控仪器和军事设备中。RoHS指令所涉及的应用场合的实例如下：
飞机跑道的指示灯
使用红外线的安全照相机的灯光
专业照相机的滤光镜
电视摄像机
条形码读出器
放映机
日常所使用的玻璃，都是没有被豁免的

豁免第14条
含铅重量大于80%且小于85%，用于联合微处理器引脚和封装的含两种以上元素的焊料中的铅。这项豁免请求是微处理器的制造商AMD提出来的，它使用了一种含铅量低于85％的合金。这些IC的管脚多达939个，如果一个管脚弯曲了或坏掉了，那么整个组件就作废了。插槽固定在计算机的母板上，PCB的废弃也会导致它们的损坏

豁免第15条
用于集成电路倒装芯片封装中联接半导体模块和载体的铅料中的铅
现在每块硅芯片的电气连接大约有成百条甚至上千条，硅芯片的最大边长为25mm。芯片和载体间的焊接点叫做“第一级”内部连接。载体和印刷电路板间还有另外一个焊接层，称为“第二级”内部连接。

但是,不要以为豁免就是免费的,因为有WEEE指令的存在,所有的豁免都是有代价的.如用在大型LCD电视机中作为背光源使用的日光灯,目前的回收费用为10美圆,很多厂家都在寻求用LED来做背光源.


大部分豁免都是有害物质超标严重,需要专门的回收处理,因此回收成本很高.

补充一个关于豁免的说明:

1.欧盟的豁免条款在不断更新的过程之中,请及时查阅欧盟官方媒体相关资料.  

2.所有豁免在一定期限内有效并非长期有效.这取决一些大型企业或科研机构的替代材料研发的情况,一旦相关替代材料的研发取得了突破性进展,该豁免将极有可能取消.

来源：STC 李昊鹏