无卤素法规对电子行业的影响及应对策略

杭州辛达狼焊接科技有限公司

 

 

随着全球对环境保护的要求越来越高，人们对卤素问题的关注也日益增加，根据IEC61249-2-21的要求，对于无卤素制造线路板规定了所用的电子焊接材料、树脂以及增强性能的材料中卤素的最高含量，无卤素成为继2006年7月1日ROHS指令实施以来电子行业的又一次绿色革命。

为适应当前环保趋势，电子、电器和钎料领域诸多厂家投入了大量技术力量进行无卤素电子化工产品的科学研究，力争推出高品质的无卤素无铅助焊剂系列产品。日本和欧洲的OEM厂商兴起的环境友好运动，以经从无铅转到无卤素。PowerIntegrations公司在推出LinkSwitch-II系列AC-DC开关功率转换IC时，特别强调该系列的所有器件均为无卤素产品，并提供符合RoHs指令的封装，因为这类产品的最终客户如Apple、Nokia、Samsung和LG等，对绿色环保的要求越来越高。

 

 

“卤素”是希腊语，原意是盐碱地的意思，卤素或者卤族元素包括氟、氯、溴、碘和砹五种化学元素。

在电子业领域，人们仅对溴和氯最感兴趣。

 

 

含溴、氯化合物的电子废料、塑胶产品中含有鹵素类阻燃剂、PVC，当这些产品废弃燃烧时，易产有害物质戴奧辛和酸性气体(HCl)，经由生物累积，危害环境和人体健康，联合国国际环境规划已将其列入持久性有机污染物。

卤化物广泛存在于印刷电路板、焊接掩膜、模塑化合物、连接器，以及其他常见的电子产品中。如印刷电路板的阻燃剂中有含卤材料，其中PBB和PBDE的毒性是人们最为关心的。含有卤素的电路板和电子产品在不完全燃烧的情况下会产生许多副产品，包括二恶英(dioxin)和呋喃类化合物(furan-likecompound)，以及酸性或腐蚀性气体，这些对环境及人的健康具有潜在危害。目前大部分电力及通信电缆均含有卤素，这种线缆在燃烧时就会散发出有毒雾状化学物质。一旦发生火灾，线缆燃烧产生的酸性气体将损伤人们的鼻子、嘴和喉咙，烟雾还容易使人迷失方向，难以逃离火灾现场。因此欧盟的RoHS条例禁止在印刷电路板中使用PBB和PBDE这两种含卤材料。现在有人企图在电子器件中限制使用所有的含卤材料。他们认为，焚烧电子器件时，溴化材料会生成剧毒的二恶英。他们要求禁止使用的含卤材料超出了RoHS最初只限制PBB和PBDE的规定。

 

 

　　无卤素可能会成为继2006年7月1日RoHS（有害物质限制）指令实施以来电子行业的又一次绿色革命。和卤化物的危害相比，RoHS指令限制使用的六种有害物质（铅Pb、镉Cd、汞Hg、六价铬CR6+四种重金属和多溴二苯醚PBDE、多溴联苯PBB两种阻燃剂）的危害更是触目惊心。

　　其中，铅会对神经系统直接造成伤害；镉会对骨骼、肾脏、呼吸系统造成伤害；汞会对中枢神经和肾脏系统造成伤害；六价铬会造成遗传性基因缺陷；多溴二苯醚PBDE和多溴联苯是强烈的致癌性和致畸性物质。

　　从无铅、RoHS到无卤素，再到挪威要求禁止使用18种有害物质的PoHS指令，对材料越来越严格的环保要求不但能显著减少电子产品对环境的污染，还能有效保障我们的健康。

 

消除卤素的市场推动因素:

(1)对环境和健康的担心

(2)某些溴化阻燃剂确实有毒(多溴联苯、多溴二苯醚)

(3)许多溴化阻燃剂与已知有毒的多氯联苯结构相似

(4)刺激了对所有溴化阻燃剂的防范心理

(5)产品寿命终止燃烧处理产生的毒副产品

(6)卤素的不完全燃烧产生二恶英

(7)废弃电器常温燃烧在全球范围内盛行

(8)环境组织强烈反对溴化阻燃剂

(9)在环境组织的推动下，OEM正在寻求无卤素解决方案

并将这一要求推及整个供应链。

(10)各大主要OEM公告消除溴化物

苹果：2008年底消除聚氯乙烯和溴化阻燃剂

DELL：2009年消除溴化阻燃剂

HP：2009年消除聚氯乙烯和溴化阻燃剂

 

含氯的碳水化合物燃烧期间会形成少量的二恶英和呋喃

根据消防数据，意外火灾产生的呋喃和二恶英水平对人身健康的影响不大。

 

 

根据各种产业标准，可接受的卤素含量：溴为900ppm，氯为900ppm，卤素的总含量最多为1500ppm。

 

无卤素要求规范：

 

IPC低卤素电子标准工作组4-33A & JEDEC JC14委员会：所有PCB基材必须满足IPC-4101B标准中定义的低卤素溴和氯的要求。目前RoHS II正在修订中。

对于许多不同来源的卤素，以及低水平卤素含量对环境的最低限度影响，大多数机构采用国际电化学委员会（InternationalElectrochemicalCommission，IEC）所规定的含量水平，作为其最终装配产品的要求。

 

 

表面上是环保需求。2003年世界自然基金会（WWF）通过其在英国的生物监测普查，认为 “每个人的血液都被阻燃剂污染了”。

帝国学院的Alan Boobis教授和John Henry教授说这个在电子器件中禁止使用含卤材料的运动“没有道理、歇斯底里、耸人听闻”，他们指出，“你找到了阻燃剂的痕迹，这是因为你的家中就有阻燃剂。阻燃剂大幅度地减少了火灾死亡人数，正是这些化学制品为人类的进步作出贡献。

不当地焚烧任何东西都可能产生有害气体，即使禁止BFR，哪怕这些BFR确实有害，也不会减少环境中的二恶英。专家们发现，废弃的BFR并没有增加氯化二恶英或者溴化二恶英以及（或者）氯化/溴化二恶英的总排放量。测定二恶英排放量的结果表明，焚烧效率和废气处理系统的作业条件十分重要，会造成二恶英的排放水平高于含溴物质的排放水平。

无卤素运动的实质是制造技术壁垒；其对社会的影响主要反应在对企业的技术含量提出更高的要求，然而对表面意义上的环保质量提高影响甚小。

但是，人们对环保的意识日益提高，任何有违环保的行为都易遭到全世界的唾弃，尤其是近几十年来发展中国家牺牲环境来提高经济增长速度，对环境的破坏已引起当地人民的极度愤怒。

因而无卤化运动抓住并利用这一有力形势，给无卤化扣上一顶环保的大帽子，掩盖了其实现技术竞争的真实战略企图。

发达国家正是看准了中国制造业的软肋：产品普遍为中低档，技术以模仿和抄袭为主，尚未掌握高端产品的制备技术；且中国的企业普遍急功近利，不喜欢脚踏实地一步一步的积累研发实力，而总寄希望一夜暴富，走捷径。

 

 

一块印刷电路板上平均含有1％－2％的TBBPA（四溴二酚－A）。常用的助焊剂溶剂最多包含1wt％溴活化剂。这些含溴活化剂材料对焊接工艺的可焊性和稳定性起很大作用。助焊剂中少了这些含溴活化剂可能会在某些方面影响它的性能，例如润湿性。通常情况下，可焊性、稳定性、可靠性这三个要求是相互矛盾的，必须在三者之间取得平衡。例如，要在不良表面上焊出一个好焊点，需要使用更多的活化剂，这会缩短助焊剂的保质期。而活化剂含量高，在室温下会和焊膏中的粉末发生反应，导致焊膏粘度增大，使焊膏无法印刷。活化剂含量高还会使表面绝缘电阻下降，引发电气故障。BFR是解决这个难题的最好办法。由于溴化物是共价键，室温下不发生活化反应，只在高温下起这个作用。如果在助焊剂中去掉BFR材料，就必须使用传统的常规化学活化材料，而这些活化材料没有BFR的那些优点。

分析一下目前焊膏中BFR的实际含量，人们就会感到奇怪，为什么把这些材料列入法例禁止之列。假定焊膏中按重量计算金属占90％，一旦把金属加入焊膏，溴化材料的含量就下降到0.1％。一块标准的印刷电路板大约使用0.5克焊膏，这就是说电路板上只有0.05克助焊剂，考虑到只有50％的助焊剂在再流焊过程中蒸发，则电路板上留下的助溶剂残留物是0.25克（其中最多只有1％是溴化物）。

也许，要求禁止在助焊剂和焊膏中使用所有含溴材料是错误的，其对环境改善的意义微不足道。

 

 

为了证明电路板用的材料中不含卤素，制造商必须进行焚烧测试，然后用离子色谱法测定有没有卤族元素。燃烧时溴化活化剂材料分解，在这些材料中，溴化物中的原子在室温下以共价健结合成溴化物分子

 

测试方法：

（1）prEN 14582 Characterication of waste – Halogen and sulfur content – Oxygen combustion in closed systems and determination method

method A (Calorimetric bomb method)

method B (Schoniger flask combustion method)

（2）IEC 61189-2 测试方法，用于电子材料、PCB板以及互联结构件和组装件

part 2 TEST 2C12 测试方法用于互联结构件

（3）JPCA-ES-01-2003

无卤素材料的测试方法

（4）IPC TM-650 (Number 2.3.41)

用于基体材料中卤素总含量的测试方法

 

卤素含量测试方法比较：

 

 

无卤化运动对于我们中国企业来说，只有挑战，没有机遇，因为我们是被动者，是规则的被迫遵守者。

我们一定要从无铅化、无卤化这一系列接踵而至的环保运动中吸取教训，引起我们的警觉。我们成功应对了无铅化，结果不久就出现了无卤化。如果无卤化我们也应对过去了，那么很快就会出现下一个我们意想不到的新运动。因为运动的实质就是“遏制”，而为了实现这一目的的手段是多种多样的，为了需要，随时可以找出一个冠冕堂皇的理由。欧美之所以敢这样做，就是看准了中国企业普遍存在的“研发缺位”这一软肋，打你，却让你毫无反击之力，要么被打倒，要么被迫地遮挡。

我们该真正解决问题，而不是被动的“兵来将挡，水来土掩”，这样做永远无法解决运动背后的实质性问题。而应该正视我们自身的实质性痛处和短处，从根本做起，脚踏实地筑起我们的技术根基，从而在自主研发水平和产品技术水平上超过欧美，切断其发起各式绿色“运动”所依赖的根基。反过来，我们可根据自身发展需求，“以其治人之道，反治其身”，来提高竞争能力。

 

 

助焊剂—杭州辛达狼焊接科技有限公司http://xindalang.com

名称	型号	规格	特性
不锈钢无铅锡焊助焊剂/无铅助焊剂	BXG-101	1L/瓶 25L/桶	不锈钢无铅锡焊专用助焊剂，配合无铅焊料使用具有极佳的焊接性能，其焊接质量不逊色于锡铅焊料的焊接效果。
	http://www.xindalang.com/products/product/11.html
不锈钢锡焊助焊剂普通型	BXG-103	1L/瓶 25L/桶	对不锈钢锡铅钎料焊接性具有极佳的焊接性能，具有快速清除不锈钢金属氧化层，上锡速度快且均匀，焊点饱满、光亮、牢固
	http://www.xindalang.com/products/product/13.html
铝锡焊助焊剂	L201	1L/瓶 25L/桶	对铝、铝合金，尤其对含Mg铝合金具有极佳的焊接性能
	http://www.xindalang.com/products/product/20.html
Al/Cu锡焊专用高效助焊剂	L203	1L/瓶 25L/桶	对铝铜异种材料的无铅锡焊和有铅锡焊具有极佳的润湿普在哪性能，焊点光亮、牢固；钎焊温度范围：220℃-350℃
	http://www.xindalang.com/Products/product/21.html
高效铝铜钎焊液体助焊剂	L203-1	1L/瓶 25L/桶	对铝、铜异种材料钎焊具有极佳的焊接性能，焊点光亮、牢固，推荐最佳钎焊温度：375℃~400℃
	http://www.xindalang.com/products/product/14.html
无铅烙铁头镀锡专用特效助焊剂	BXG-106	1L/瓶 25L/桶	无铅烙铁头镀锡专用助焊剂，上锡性极好，且上锡均匀，镀锡面光亮；上锡后，镀锡层与镀镍（或镀铬）层界面边处无黒渍、暗灰色等异色。
	http://www.xindalang.com/products/product/22.html

 

杭州辛达狼焊接科技有限公司是一家专业研发、生产和销售低、中、高温钎焊用助焊剂的科技型企业。产品主要有不锈钢无铅助焊剂，普通型不锈钢锡焊助焊剂，无铅烙铁头专用高效助焊剂，低温液体铝助焊剂，铝/铜异种材料钎焊助焊剂，铜合金用中温膏状助焊剂，中温膏状铝助焊剂和焊膏等系列产品，广泛应用于电子、电器、制冷和汽车等领域。

     公司建有助焊剂研发中心，拥有2名博士和多名助焊剂专家，并与哈尔滨工业大学在助焊剂领域建立了密切的科研合作。

 

技术资料地址

序号	资料名称	链接地址
1	不锈钢无铅锡焊助焊剂	http://www.xindalang.com/technicalData/Article/30.html
2	助焊剂的功能及分类	http://www.xindalang.com/technicalData/Article/31.html
3	助焊剂的功能及选择	http://www.xindalang.com/technicalData/Article/32.html
4	无卤素法规对电子行业的影响及应对策略	http://www.xindalang.com/technicalData/Article/33.html
5	焊料成分、性能分析（1）	http://www.xindalang.com/technicalData/Article/34.html
6	焊料成分性能分析-锡铅焊料（2）	http://www.xindalang.com/technicalData/Article/37.html
7	焊锡技术	http://www.xindalang.com/technicalData/Article/38.html
8	吴林教授谈现代焊接技术	http://www.xindalang.com/technicalData/Article/39.html
9	焊料成分性能分析-无铅焊料（3）	http://www.xindalang.com/technicalData/Article/40.html
10	助焊剂的分类、型号及特点	http://www.xindalang.com/technicalData/Article/43.html
11	从2008年第十三届北京·埃森焊接展看焊接技术发展之动向	http://www.xindalang.com/technicalData/Article/46.html
12	从2009年三大焊接展会看国内外焊接技术的发展趋势	http://www.xindalang.com/technicalData/Article/47.html
13	钎焊材料成分、性能分析-无铅焊料（4）	http://www.xindalang.com/technicalData/Article/48.html
14	锡焊原理及技术	http://www.xindalang.com/technicalData/Article/49.html
15	焊接原理及分类	http://www.xindalang.com/technicalData/Article/50.html
16	硬件焊接技术	http://www.xindalang.com/technicalData/Article/51.html
17	微连接技术	http://www.xindalang.com/technicalData/Article/52.html
18	软钎料及助焊剂	http://www.xindalang.com/technicalData/Article/53.html
19	钎焊材料成分性能分析-铜基钎料（5）	http://www.xindalang.com/technicalData/Article/54.html
20	钎焊材料成分性能分析-银基钎料（6）	http://www.xindalang.com/technicalData/Article/55.html
21	助焊剂应用常见问题与相应解决对策	http://www.xindalang.com/technicalData/Article/56.html
22	焊接技术在机床行业的发展	http://www.xindalang.com/technicalData/Article/58.html
23	药芯铝焊丝的制造技术	http://www.xindalang.com/technicalData/Article/59.html
24	无铅焊接工艺的五个步骤	http://www.xindalang.com/technicalData/Article/62.html
25	SMT中的焊膏印刷实用技术	http://www.xindalang.com/technicalData/Article/63.html
26	如何正确使用电烙铁	http://www.xindalang.com/technicalData/Article/64.html
27	助焊剂关键技术问答	http://www.xindalang.com/technicalData/Article/65.html
28	焊膏配方机理和使用	http://www.xindalang.com/technicalData/Article/66.html
29	助焊剂必备知识	http://www.xindalang.com/technicalData/Article/67.html
30	电烙铁的选用、使用技巧及常见问题解决	http://www.xindalang.com/technicalData/Article/68.html
31	无铅封装技术问答	http://www.xindalang.com/technicalData/Article/69.html
32	无铅回流焊-助焊剂	http://www.xindalang.com/technicalData/Article/70.html
33	焊膏的正确使用	http://www.xindalang.com/technicalData/Article/71.html
34	SMT工艺质量检查	http://www.xindalang.com/technicalData/Article/72.html
35	氮气回流焊中的助焊剂管理与冷却	http://www.xindalang.com/technicalData/Article/74.html
36	波峰焊着火原因	http://www.xindalang.com/technicalData/Article/75.html
37	无铅烙铁头的保养及使用	http://www.xindalang.com/technicalData/Article/77.html
38	烙铁头不上锡的原因	http://www.xindalang.com/technicalData/Article/78.html
39	焊接科学与技术新进展国际论坛(FAWST)	http://www.xindalang.com/news/Article/41.html
40	中国轨道交通焊接技术论坛（2010年 11月19-20日）	http://www.xindalang.com/news/Article/42.html
41	第24届中国焊接博览会（2010-10-28至2010-10-30）	http://www.xindalang.com/news/Article/44.html
42	2010义乌国际焊接展览会（2010年11月18-20日）	http://www.xindalang.com/news/Article/45.html
43	我国焊接辅助设备和器具制造业蓬勃发展	http://www.xindalang.com/news/Article/57.html
44	“焊接”碳原子的艺术--2010年诺贝尔化学奖得主	http://www.xindalang.com/news/Article/60.html
45	2010年国际机器人焊接及焊接智能化和自动化议	http://www.xindalang.com/news/Article/61.html
46	第二届上海国际堆焊技术及设备展览会暨研讨会	http://www.xindalang.com/news/Article/73.html
47	沪杭高铁采用高端先进焊接技术	http://www.xindalang.com/news/Article/76.html
48	我国塑料助剂无害化进程将加快脚步	http://www.xindalang.com/news/Article/79.html
49	目前国外焊接技术创新最新情况	http://www.xindalang.com/news/Article/80.html
50	免洗助焊剂与焊锡膏	http://www.xindalang.com/technicalData/Article/81.html
51	锡膏助焊剂的主要种类	http://www.xindalang.com/technicalData/Article/82.html