RoHS (Restriction of Hazardous Substances) und REACH (Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals) bilden die Grundlage der europäischen Umweltkonformität für die Elektronikentwicklung. Obwohl sie funktionell unterschiedlich sind, verfolgen beide Richtlinien ein gemeinsames Ziel: den Schutz der menschlichen Gesundheit und der Umwelt durch die strikte Regulierung der Verwendung giftiger Chemikalien bei der Herstellung von Hardware.
Die Einhaltung dieser Richtlinien ist keine Prüfaufgabe, sondern ausschließlich eine Disziplin des Lieferketten- und Stücklistenmanagements (BOM).
RoHS: Richtlinie 2011/65/EU
Die RoHS-Richtlinie beschränkt die Verwendung bestimmter gefährlicher Stoffe bei der Herstellung verschiedener Arten von Elektro- und Elektronikgeräten. Im Gegensatz zu einigen anderen Richtlinien weitet sich die RoHS-Konformität geografisch aus; Versionen von RoHS gibt es mittlerweile in China, Kalifornien, Taiwan und Korea, was sie zu einer weltweit geforderten technischen Grundlage macht.
Die beschränkten Stoffe
Seit der RoHS-3-Änderung (Richtlinie 2015/863) gibt es zehn beschränkte Stoffe. Die maximal zulässigen Konzentrationen in nicht ausgenommenen Produkten betragen typischerweise 0,1 % oder 1000 ppm (außer für Cadmium, das auf 0,01 % oder 100 ppm beschränkt ist), bezogen auf das Gewicht eines homogenen Werkstoffs:
- Blei (Pb): Die historisch bedeutendste Beschränkung, die den weltweiten Übergang von SnPb- (Zinn-Blei) zu bleifreien SnAgCu-Lötprofilen (Zinn-Silber-Kupfer oder „SAC“) in der SMT-Fertigung vorangetrieben hat.
- Quecksilber (Hg)
- Cadmium (Cd)
- Sechswertiges Chrom (Cr6+)
- Polybromierte Biphenyle (PBB) (Flammschutzmittel)
- Polybromierte Diphenylether (PBDE) (Flammschutzmittel)
- Bis(2-ethylhexyl)phthalat (DEHP) (Weichmacher)
- Butylbenzylphthalat (BBP) (Weichmacher)
- Dibutylphthalat (DBP) (Weichmacher)
- Diisobutylphthalat (DIBP) (Weichmacher)
Technische Auswirkungen von RoHS
Regel für homogene Werkstoffe:Der Grenzwert von 0,1 % gilt nicht für die gesamte Leiterplattenbaugruppe. Er gilt für jeden mechanisch trennbaren Stoff. Beispielsweise werden das Kunststoffgehäuse eines IC, die Beschichtung seiner Anschlüsse und der Die-Attach-Klebstoff innerhalb des IC jeweils einzeln bewertet.Reflow-Profile:Bleifreie (RoHS-konforme) Lote erfordern höhere Reflow-Temperaturen (z. B. Spitzenwerte von ca. 245 °C bis 260 °C) im Vergleich zu herkömmlichem Zinn-Blei-Lot (ca. 215 °C). Das thermische Design der Leiterplatte und der Moisture Sensitivity Level (MSL) aller Bauteile müssen strikt kontrolliert werden, um Popcorning oder Delamination während der Bestückung zu verhindern.Ausnahmen:Bestimmte Sektoren mit hohen Zuverlässigkeitsanforderungen (Luft- und Raumfahrt, Verteidigung, einige medizinische Implantate) können spezifische Ausnahmen gemäß Anhang in Anspruch nehmen, die bleihaltiges Lot erlauben, um Probleme wie Zinn-Whisker (leitfähige kristalline Strukturen, die auf reinen Zinnoberflächen wachsen und Kurzschlüsse verursachen) zu vermeiden.
REACH: Verordnung (EG) Nr. 1907/2006
Während RoHS spezifisch für die Elektronik ist und auf zehn Verbindungen abzielt, gilt REACH für alle Produkte (einschließlich Kleidung, Möbel und Chemikalien selbst) und regelt Tausende von Stoffen. Die Verordnung legt die Beweislast auf die Unternehmen, die nachweisen müssen, dass die von ihnen verwendeten Stoffe sicher sind.
Wichtige REACH-Konzepte für Hardware
Für Elektronikhersteller konzentriert sich die REACH-Konformität vollständig auf Erzeugnisse (Gegenstände, die eine spezielle Form, Oberfläche oder Gestalt erhalten, wie z. B. eine Leiterplattenbaugruppe) und SVHCs (Substances of Very High Concern – besonders besorgniserregende Stoffe).
- SVHC-Kandidatenliste: Die Europäische Chemikalienagentur (ECHA) führt eine ständig wachsende Liste von SVHCs (krebserregende, erbgutverändernde, fortpflanzungsgefährdende Stoffe). Diese Liste wird alle sechs Monate aktualisiert (im Gegensatz zu RoHS, die statisch ist).
- Der Schwellenwert von 0,1 %: Wenn ein Bauteil in Ihrem Produkt einen SVHC in einer Konzentration von mehr als 0,1 % Massenanteil (w/w) enthält, haben Sie rechtliche Verpflichtungen.
- SCIP-Datenbank: Wenn SVHCs mit >0,1 % vorhanden sind, müssen Hersteller oder Importeure das Produkt in der SCIP-Datenbank der EU (Substances of Concern In articles as such or in complex objects (Products)) registrieren. Dies stellt sicher, dass Abfallentsorger über Daten für das Recycling am Ende der Lebensdauer verfügen.
Offizielle Referenzen
- Richtlinie 2011/65/EU (RoHS) – Volltext – EUR-Lex, Amtsblatt der Europäischen Union
- Delegierte Richtlinie 2015/863 (RoHS 3) – Phthalat-Änderung – EUR-Lex (fügt der Liste der beschränkten Stoffe 4 Phthalate hinzu)
- Verordnung (EG) Nr. 1907/2006 (REACH) – Volltext – EUR-Lex, Amtsblatt der Europäischen Union
- SVHC-Kandidatenliste – Besonders besorgniserregende Stoffe – Europäische Chemikalienagentur (ECHA), wird alle 6 Monate aktualisiert