La RoHS (Restriction of Hazardous Substances) e il REACH (Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals) costituiscono il fondamento della conformità ambientale europea per l’ingegneria elettronica. Pur essendo funzionalmente distinte, entrambe le direttive condividono un obiettivo comune: tutelare la salute umana e l’ambiente regolando rigorosamente l’uso di sostanze chimiche tossiche nella produzione hardware.
La conformità a queste direttive non è un’attività di test; è esclusivamente una disciplina di gestione della catena di approvvigionamento e della distinta base (BOM, Bill of Materials).
RoHS: Direttiva 2011/65/UE
La direttiva RoHS limita l’uso di specifici materiali pericolosi nella fabbricazione di vari tipi di apparecchiature elettriche ed elettroniche. A differenza di alcune direttive, l’ambito della RoHS è in espansione geografica; oggi esistono versioni della RoHS in Cina, California, Taiwan e Corea, rendendola un riferimento ingegneristico richiesto a livello globale.
Le sostanze soggette a restrizione
A partire dalla modifica RoHS 3 (Direttiva 2015/863), le sostanze soggette a restrizione sono dieci. Le concentrazioni massime consentite nei prodotti non esentati sono tipicamente lo 0,1% o 1000 ppm (ad eccezione del Cadmio, limitato allo 0,01% o 100 ppm) in peso di un materiale omogeneo:
- Piombo (Pb): la restrizione storicamente più significativa, che ha guidato la transizione globale dalle leghe saldanti SnPb (stagno-piombo) ai profili di saldatura senza piombo SnAgCu (stagno-argento-rame, o “SAC”) nella produzione SMT.
- Mercurio (Hg)
- Cadmio (Cd)
- Cromo esavalente (Cr6+)
- Polibromobifenili (PBB) (ritardanti di fiamma)
- Polibromodifenileteri (PBDE) (ritardanti di fiamma)
- Bis(2-etilesil) ftalato (DEHP) (plastificante)
- Butilbenzil ftalato (BBP) (plastificante)
- Dibutil ftalato (DBP) (plastificante)
- Diisobutil ftalato (DIBP) (plastificante)
Implicazioni ingegneristiche della RoHS
Homogeneous Material Rule:il limite dello 0,1% non si applica all’intero assemblaggio del PCB. Si applica a ogni sostanza separabile meccanicamente. Ad esempio, l’involucro plastico di un IC, la placcatura dei suoi pin e l’adesivo di fissaggio del die all’interno dell’IC sono valutati singolarmente.Reflow Profiles:le leghe saldanti senza piombo (RoHS) richiedono temperature di reflow più elevate (es. picco ~245°C–260°C) rispetto alla tradizionale saldatura stagno-piombo (~215°C). La progettazione termica del PCB e il livello di sensibilità all’umidità (MSL) di tutti i componenti devono essere gestiti rigorosamente per prevenire fenomeni di popcorning o delaminazione durante l’assemblaggio.Exemptions:alcuni settori ad alta affidabilità (aerospaziale, difesa, alcuni impianti medicali) possono invocare specifiche esenzioni di Allegato che consentono la saldatura al piombo per prevenire problemi come i tin whisker (strutture cristalline conduttive che crescono sulle superfici di stagno puro e causano cortocircuiti).
REACH: Regolamento (CE) n. 1907/2006
Mentre la RoHS è specifica per l’elettronica e riguarda dieci composti, il REACH si applica a tutti i prodotti (compresi abbigliamento, mobili e le sostanze chimiche stesse) e gestisce migliaia di sostanze. Pone l’onere della prova sulle aziende, che devono dimostrare la sicurezza delle sostanze che utilizzano.
Concetti chiave del REACH per l’hardware
Per i produttori di elettronica, la conformità al REACH ruota interamente attorno agli Articoli (oggetti a cui sono conferiti una forma, una superficie o un disegno particolari, come un assemblaggio PCB) e alle SVHC (Substances of Very High Concern, sostanze estremamente preoccupanti).
- Elenco di sostanze candidate SVHC: l’Agenzia europea per le sostanze chimiche (ECHA) mantiene un elenco in costante crescita di SVHC (cancerogene, mutagene, tossiche per la riproduzione). Questo elenco viene aggiornato ogni sei mesi (a differenza della RoHS, che è statica).
- La soglia dello 0,1%: se un componente del prodotto contiene una SVHC in una concentrazione superiore allo 0,1% in peso su peso (p/p), sussistono obblighi legali.
- Banca dati SCIP: se sono presenti SVHC in concentrazione >0,1%, i produttori o gli importatori devono registrare il prodotto nella banca dati SCIP (Substances of Concern In articles as such or in complex objects (Products)) dell’UE. Ciò garantisce che gli operatori della gestione dei rifiuti dispongano dei dati per il riciclo a fine vita.
Riferimenti ufficiali
- Direttiva 2011/65/UE (RoHS) — Testo integrale — EUR-Lex, Gazzetta ufficiale dell’Unione europea
- Direttiva delegata 2015/863 (RoHS 3) — Modifica sugli ftalati — EUR-Lex (aggiunge 4 ftalati all’elenco delle sostanze soggette a restrizione)
- Regolamento (CE) n. 1907/2006 (REACH) — Testo integrale — EUR-Lex, Gazzetta ufficiale dell’Unione europea
- Elenco di sostanze candidate SVHC — Sostanze estremamente preoccupanti — Agenzia europea per le sostanze chimiche (ECHA), aggiornato ogni 6 mesi