2023年3月11日星期六

RoHS 有害物質限用指令的指令規範?我對它的起源更有興趣

RoHS 有害物質限用指令的指令規範?我對它的起源更有興趣-graffiti

記得剛進入電子產業時身上菜味還很重,有天看到有客戶詢問產品的RoHS,對這名詞完全是沒有一點點概念。但詢問同事後,才知道這是歐盟(European Union,EU)對於電子電器類產品的有害物質制定的指令,而且每一個被限用的物質背後都有明確的原因。


RoHS指令的演變

對於歐盟2003年發佈最初的指令到讓大家接受,一切都算是相安無事,但到2015年的時候忽然變出了RoHS 2.0版本,隔幾個月後忽然又出現 RoHS 3.0版本,當不同客戶用不同的版本在問問題,反問他們也得不到答案時,我當時又頭昏了。好在歐盟官網有足夠資訊可以讓我明白,才發現原來早在2011年就有一個RoHS指令的更新:

RoHS 有害物質限用指令的指令規範?我對它的起源更有興趣-RoHS指令說明

當時歐盟2011年的指令,是除了原本 2002年規定要測試的六個項目(鉛、鎘、汞、六價鉻、PBB、PBDE)之外,新增了四個候補測試項目(HBCDD、DEHP、DBP、BBP),沒有強迫,而是依造客戶需求可以選擇的。就是因為沒有強制性,當時這一個新指令沒什麼被受到重視。

到了2015年歐盟委員會授權指令,更新了2011年指令的附件 II,將原先的四個候補測試刪除,新增四個必須測試項目(DEHP、DBP、BBP、DIBP),並且再擴大電子電器的範圍(醫療設備跟監控設備),「強制性」這三個字就讓客戶有了壓力,但因為客戶不理解2015年授權指令是2011年的修正版,因此2015~2017年時不時看到有人一下子說要找RoHS 2.0,一下子又有其他客戶問RoHS 3.0。

到現在(EU) 2015/863指令已經板上釘釘幾年後,我們可以確定的是,RoHS官方上從來就沒有 RoHS 2.0這樣的說法,但肯定的是現在RoHS測試項目有十個(鉛、鎘、汞、六價鉻、PBB、PBDE、DEHP、DBP、BBP、DIBP)。


電子電器類的範圍

上面提到2015年授權指令擴大電子電器類範圍,明定上,RoHS規範的產品範圍是著時代在擴大中沒有錯:

家用電器

洗衣機、吸塵器、冰箱、空調、烤箱、微波爐

影音電子用品

影音播放機、電視、資訊產品、音響、通訊設備、監視控制設備(2015年被包含進入RoHS要求)

電動工具

玩具、休閒與運動設備、自動販賣機、醫療機器(2015年被包含進入RoHS要求)

實際上現在看官網上還有多一句話,「不包含以上電子電器產品的其他產品」,所以只要你家的產品有用到電,都必須遵守歐盟的RoHS指令。但上有政策下有對策,歐盟在公佈任何指令之前都會詢問很多公司,也會因此對於目前有技術限制或是材料限制的產品,給予有年限的豁免條款(Exemption )。這個過於專業,我們就不在這邊多談了。


為什麼要測試這十個項目呢?

對我而言,這十個項目其實歸納成三個類別

鉛、鎘、汞、六價鉻 

金屬類的限用物質

鉛金屬(Lead,化學符號Pb)

因為密度高、延展性高、好塑形、又容易開採,集眾多優點於一身,自古至今都被廣泛應用。在古羅馬時期因為當時鉛礦帶有銀金屬就開始被廣泛使用,到現代還是因為多種元素特性,加上低成本,繼續被使用在建築、彈頭、電池、甚至阻擋輻射。直到20世紀中期以後,世界各地發生的中毒事件,才知道原來鉛在空氣中、在土壤裏、在水中都會對環境或是生物造成致命性的危害,也因此成為RoHS近戰角色。

鎘(Cadmium,化學符號Cd )

最初是從鋅礦裡面被發現,因為其耐腐蝕性特性,長期被使用在當作鋼材的外層鍍層、當成黃色染料、或是用在電池。因為鎘本身很稀有,會造成危害都是因為相關行業製造產生對於空氣、水、或是土壤污染,一次就會造成大範圍的危害,比如早期因為鋅的大量使用,煉鋅廠因此排放含有高濃度鎘的廢水,造成中下游的污染,如1930年日本富山縣的痛痛病事件。輕則腎衰竭、重責呼吸衰竭死亡,擁有範圍攻擊能力也馬上被RoHS納入。

汞(Mercury ,科學符號Hg)

是金屬元素的明星,即便對化學不熟識的人也幾乎聽過這個元素。但它很容易累積在生物體內,又因為本身液態就更容易被皮膚接觸吸收,加熱也會揮發進入呼吸道,因應其接觸時間長短或是濃度,會有肌肉無力、腎衰竭、或是智力下降。如果是含汞化合物也可以變成毀滅式攻擊,如甲基汞造成的水俣病。容易滲入的刺客特性,國際癌症研究機構的三類致癌物,進入RoHS剛剛好。

六價鉻(Cr VI,或是Cr 6+)

是四大角色唯一一個不是純金屬的角色,但因為使用到六價鉻的工廠,或是其工廠排放的廢水廢棄,造成非常高比例的肺癌,六價鉻還沒被RoHS收編之前就是國際癌症研究機構的一類致癌物。六價鉻的故事甚至被拍成電影,你可以去看看由茱莉亞·羅勃茲主演的「永不妥協」,非常好看。明星光環之後直接被RoHS延攬。

PBB、PBDE

聚溴聯苯或稱為多溴聯苯,防燃劑

多溴聯苯(PBB )

廣泛被應用在電子器材的塑膠原材料中,因為電子產品工作時會產生熱能,為了預防過電流或是其他意外導致產品起火,一般而言都會有防燃的要求。像是PBB這樣的溴化阻燃劑因應而生。稍稍研究了一下,目前還沒有非常明確的證據顯示PBB對生物的危害,但幾十年來的研究與意外,還是讓PBB成為國際癌症研究機構的促癌物之一。附帶一提,PBB也有一部老電影「Bitter Harvest」提過1973年的PBB汙染事件,可能也是因為名氣夠大被RoHS納入組織。

多溴二苯醚(PBDEs)

也是被各行各業使用的溴化阻燃劑,比如汽車車殼、電子產品外殼、紡織品等等。但也跟PBB同樣的情況,多數研究都沒有明確指出它對成人的危害,然而因為PBEDs可以堆積於脂肪,所以可以藉由母乳中累積,對於嬰幼兒的神經發展就有明顯負面影響。

在RoHS 2003年明訂出限用PBB與PBDEs之後,這兩種阻燃劑現在被使用的狀況已經逐漸減少,但含溴的阻燃劑,只是其他名稱的化合物,依然被許多公司使用著。

DEHP、DBP、BBP、DIBP

在此先說明,文章中都特別不說明這些縮寫的原名,因為意義性對非學術性的我們實在太低,不過已2015年新增的這四個,都是屬於鄰苯二甲酸酯(PhthalatesPAEs)家族的成員,因此當這四位新成員成為RoHS指令中的四位新角色後,它們也被冠上了4P(4種PAE)這樣的稱呼。

說鄰苯二甲酸酯你可以沒有感覺,它其實就是塑化劑,而且是全世界最有名最常被使用的塑化劑,在全世界你想的到跟想不到的所有產品中被使用著。然而因為鄰苯二甲酸酯跟塑膠結合時,沒有產生共價鍵,因此它非非非非常容易離開塑膠飄到空氣中,或是隨著你吃手扒雞帶著塑膠手套時一起吃到嘴巴裡。以目前的研究,哮喘、乳腺癌、兒少多動症、或是男性精子數量下降…都跟鄰苯二甲酸酯有關。

或是當你知道DEHP會讓男性生殖器官受傷、DBP會干擾人體內分泌系統(DIBP與DBP類似)、BBP可以導致胎兒畸形或是死亡,不只這四個幾年前被RoHS指令限用,現在一些公司有可能會使用的嫌疑、或是被客戶問倒了的,在安排材料測試時,會把鄰苯二甲酸酯家族十幾個有名的成員都一併檢測,如DINP、DEHP、DNOP、DNNP等等,也會有公司很乖的把RoHS 2011年後補但2015年被刪除的六溴環十二烷(HBCDD)也加入測試項目。


檢測RoHS 需要注意的原材料

當你身為客戶,或是你是供應商,需要委託第三方單位測試原材料的RoHS時,我覺得像是有特別功能的金屬膏狀物、有塑膠底座電子元件的這個塑膠原材料、特殊功能的商品比如高壓汞燈。當報告結果確定其原材料確實超過了RoHS限定值,就需要花一點心思去研讀RoHS 的排外條款,有興趣的朋友可以去歐盟官網看看2011/65/EU指令的4(1)條限制附件III和IV。

如果你對於RoHS有什麼新發現,也歡迎跟我說喔!


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