RoHS (Restriction of Hazardous Substances = Obmedzenie nebezpečných látok) a REACH (Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals = Registrácia, hodnotenie, autorizácia a obmedzovanie chemikálií) tvoria základný kameň európskej environmentálnej zhody pre elektronické inžinierstvo. Hoci sú funkčne odlišné, obe smernice majú spoločný cieľ: ochranu ľudského zdravia a životného prostredia prísnou reguláciou používania toxických chemikálií v procese výroby hardvéru.
Splnenie požiadaviek týchto smerníc nie je otázkou hardvérového testovania osciloskopom v laboratóriu; ide výlučne o disciplínu manažmentu dodávateľského reťazca a správy kusovníkov materiálov (BOM - Bill of Materials).
RoHS: Smernica 2011/65/EÚ
Smernica RoHS obmedzuje používanie určitých nebezpečných materiálov pri výrobe rôznych typov elektrických a elektronických zariadení. Na rozdiel od niektorých iných smerníc sa súlad s RoHS prenáša globálne; vlastné verzie RoHS zatiaľ existujú napríklad v Číne, Kalifornii, na Taiwane a v Kórei. Stala sa z nej skutočná globálna inžinierska požiadavka.
Obmedzované látky
Podľa dodatku RoHS 3 (Smernica 2015/863) existuje momentálne desať obmedzovaných substancií. Maximálne povolené koncentrácie vo voľných (nevýnimkových) produktoch sú zvyčajne 0,1 % alebo 1000 ppm (častíc na milión), pre kadmium je to avšak iba 0,01 % (100 ppm), a to merané z hmotnosti homogénneho materiálu. Týmito látkami sú:
- Olovo (Pb): Najvýznamnejšie historické obmedzenie, ktoré v priemysle Surface-Mount Technology (SMT) celosvetovo spustilo bezolovnatú revolúciu s preferenciou voči zmiešaným bezolovnatým tavivám a spájkám SAC (Cín-Striebro-Meď).
- Ortuť (Hg)
- Kadmium (Cd)
- Šesťmocný chróm (Cr6+)
- Polybromované bifenyly (PBB) (Spomaľovače horenia)
- Polybromované difenylétery (PBDE) (Spomaľovače horenia)
- Bis(2-etylhexyl)ftalát (DEHP) (Zmäkčovadlo/plastifikátor)
- Butylbenzylftalát (BBP) (Zmäkčovadlo/plastifikátor)
- Dibutylftalát (DBP) (Zmäkčovadlo/plastifikátor)
- Diizobutylftalát (DIBP) (Zmäkčovadlo/plastifikátor)
Inžinierske dopady Smernice RoHS
Princíp homogénneho materiálu:0,1 % hladina limitu koncentrácie olova sa nemeria k celej doske plošných spojov (PCB). RoHS platí osobitne pre každú súčiastku resp. mechanicky oddeliteľnú vnútornú látku zložitejších komponentov (napríklad plastové púzdro IC čipu, pokovovanie jeho kontaktných konektorov a lepidlo samotného jadra integrovaného obvodu v ňom sú všetky hodnotené individuálne posudzovaním zloženia prvkov).Reflow profily spájkovania:Bezolovnaté pásmo teplôt topenia bezolovnatých (RoHS certifikovaných) spájok v strojoch pece pretavenia (“reflow oven”) potrebuje vyvíjanie oveľa vyšších teplôt nad obvykle ~245°C až po 260°C. Historicky používané olovnaté pásma sa zahrievali okolo ~215°C. Teplotné špecifikácie štruktúr PCB, spolu s hodnotením citlivosti súčiastok na úroveň vlhkosti (tzv. “Moisture Sensitivity Level” - MSL), tak treba dôsledne sledovať, inak existuje extrémne riziko termálneho zničenia vnútorných elementov.Výnimky (Exemptions):Úplne kritické prostredia s obmedzovaním omylov pri chybových procesoch, akými sú kozmické komponenty, letecký priemysel či lekárske implantáty s dohodnutou platnosťou často dodnes presadzujú špecifické výnimky na pridávanie oloveného spájkovania (Annex Exemptions), aby sa dlhodobo nedotýkali kritické štruktúry bez preklepov chybného obvodu pre tzv. spájkovacie fúzy (tin whiskers). Olovo spoľahlivo pôsobilo voči vzniku týchto fyziky-elektro skratov vodivých štruktúr zo znečistenia z kryštalizačného napätia prítomného v čistom cíne.
Nariadenie REACH: (ES) č. 1907/2006
Kým RoHS sa špecificky orientuje iba na obmedzenie desiatich zložiek presne vybraných substancií do elektrotechniky, nariadenie REACH sa dotýka úplne všetkých výrobkov prítomných vo voľnom pohybe tovarov Európskej únie (kam spadajú šatstvo aj bežný chemický spotrebný tovar). Obsahuje prístupy správy týkajúce sa stoviek toxínov. Zaťaženie spočíva výlučne na spoločnostiach a firmách preukázať dôkazy posudkov na environmentálnu bezpečnosť.
Kľúčové pojmy REACH pre hardvér
Pre výrobcov elektroniky sa súlad s REACH sústreďuje výlučne na Výrobky (Articles) — predmety s osobitným tvarom, povrchom alebo dizajnom (napr. zostava PCB) — a na SVHC látky (Substances of Very High Concern).
- Kandidátsky zoznam SVHC: Európska agentúra pre chemikálie (ECHA) spravuje neustále rastúci zoznam SVHC látok (karcinogény, mutagény, reprodukčne toxické látky). Zoznam sa aktualizuje každých šesť mesiacov — na rozdiel od statického RoHS.
- Prah 0,1 %: Ak akýkoľvek komponent vo vašom produkte obsahuje SVHC látku v koncentrácii nad 0,1 % hmotnostných (w/w), vznikajú vám právne povinnosti.
- Databáza SCIP: Ak sú SVHC látky prítomné nad 0,1 %, výrobcovia alebo dovozcovia musia produkt zaregistrovať v EU databáze SCIP (Substances of Concern In articles as such or in complex objects). To zabezpečuje, že operátori odpadového hospodárstva majú dáta pre recykláciu na konci životnosti.