PCB 的 RoHS 合規性：設計師須知
1 分鐘
在印刷電路板（PCB）領域，符合 RoHS 表示該電路板及其元件遵循有害物質限制（RoHS）指令。RoHS 是一套限制電子與電氣設備中常見特定有害物質使用的法規，主要目標是降低製造、使用及廢棄過程對環境的衝擊，並提升健康安全性。想了解 PCB 在 JLPCB 工廠如何製造，請參閱我們的 PCB 製造完整指南。
該指令源自歐盟，限制電機電子設備中使用鉛、鎘、汞等有害物質。對 PCB 設計者而言，遵循 RoHS 標準不僅是許多市場的法律要求，也是對永續發展的倫理承諾。若您銷往歐盟，必須確保 PCB 符合最新 RoHS（有害物質限制）指令，該指令限制了這些物質在電機電子設備中的含量。
- 該指令旨在降低這些有害物質對環境與健康的衝擊與風險。
- 符合 RoHS 的 PCB 組裝對於銷往歐盟市場的電子產品至關重要
若您為歐盟市場開發產品，有責任確保符合最新 RoHS（有害物質限制）指令（RoHS 2、3），該指令限制了這些物質在電機電子設備中的含量。這些要求同樣適用於 PCB 設計者與製造商，必須能夠證明其 PCB 組裝符合 RoHS。
為何 RoHS 合規性如此重要
- 全球市場准入： 歐盟、中國與加州等地區均強制電子產品符合 RoHS。
- 環境永續： 減少有害廢棄物，打造更安全環境並支持回收。
- 消費者安全： 符合 RoHS 的產品對健康風險更低。
PCB 符合 RoHS 的重點
1. 受限物質：
RoHS 限制十種有害材料，包括鉛、六價鉻與特定阻燃劑。對 PCB 而言，須使用無鉛銲料、合規表面處理與環保基材。
2. 材料選擇：
設計者須精挑符合 RoHS 的元件與板材。常見替代方案包括：
- 無鉛銲料合金如 SAC305（錫-銀-銅）。
- 表面處理如 ENIG（化鎳浸金）或 OSP（有機保銲膜）。
為適應無鉛銲料，須調整 PCB 製程與組裝參數，例如回焊曲線、表面處理與組裝細節。
3. 熱管理：
無鉛銲料通常需要更高回焊溫度，因此 PCB 須具更佳耐熱性。設計者應評估板材的 Tg（玻璃轉移溫度）與分解溫度。
4. 元件可得性：
設計者須確保所有用於 PCB 組裝的元件均符合 RoHS。傳統含鉛元件常見，因此須尋找符合 RoHS 的替代料。
5. 可靠性與測試：
無鉛銲料可能較脆，影響組裝可靠性，設計者須納入考量並進行驗證。
6. 供應商協作：
所有合作夥伴須共同理解 RoHS 要求並提供必要文件。
整體而言，RoHS 合規性影響材料選擇、元件可得性到製程等層面。PCB 設計者若在設計階段即主動因應，就能滿足法規、降低環境衝擊，並提升最終產品的可靠性與效能。
RoHS 合規之受限物質：
該指令旨在降低這些物質對環境與健康的衝擊與風險。RoHS 常被稱為「無鉛指令」，但其實它限制以下十種物質：
鉛（Pb）
汞（Hg）
鎘（Cd）
六價鉻（Cr6+）
多溴聯苯（PBB）
多溴二苯醚（PBDE）
鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯（DEHP）
鄰苯二甲酸丁苄酯（BBP）
鄰苯二甲酸二丁酯（DBP）
鄰苯二甲酸二異丁酯（DIBP）
非豁免產品中各物質的最大允許濃度為 0.1% 或 1000 ppm（鎘除外，限值 0.01% 或 100 ppm）以重量計。
限制對象為產品中每項均質材料，意即限值並非針對成品或元件整體重量，而是任何可（理論上）以機械方式分離的單一材料——例如纜線外皮或元件引腳的鍍錫。
在產品於歐盟銷售前，PCB 製造商、進口商與經銷商必須符合 RoHS 法規。PCB 組裝若超過允許限值即無法符合 RoHS。此外，須留存適當文件與可追溯性以證明合規。
RoHS 1/2/3 修訂版本：
RoHS 1（指令 2002/95/EC）：
RoHS 1 最早於歐盟發布，2006 年 7 月 1 日生效，各成員國須立法執行。RoHS 1 限制六種有害材料：
鎘（Cd）
鉛（Pb）、汞（Hg）
六價鉻（Cr VI）
多溴聯苯（PBB）
多溴二苯醚（PBDE）。
RoHS 2（新增以下材料及其最大允許濃度）：
鎘（Cd）：<100 ppm
鉛（Pb）：<1000 ppm
汞（Hg）：<1000 ppm
六價鉻：（Cr VI）<1000 ppm
多溴聯苯（PBB）：<1000 ppm
多溴二苯醚（PBDE）：<1000 ppm
RoHS 3（新增鄰苯二甲酸酯類）：
鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯（DEHP）：<1000 ppm
鄰苯二甲酸丁苄酯（BBP）：<1000 ppm
鄰苯二甲酸二丁酯（DBP）：<1000 ppm
鄰苯二甲酸二異丁酯（DIBP）：<1000 ppm
RoHS 合規測試
除了自主管理與申報，可攜式 RoHS 分析儀（又稱 X 射線螢光或 XRF 金屬分析儀）亦用於篩選與驗證受限金屬。隨著 RoHS 3 實施與四種鄰苯二甲酸酯加入，需採用溶劑萃取進行不同測試以確認這些化合物含量。
RoHS 板材的識別與重要性
作為 RoHS 合規 PCB 製造商，必須準確識別符合這些標準的 PCB 與材料。製造商應提供完整文件，包括 RoHS 合格證書與清晰標籤，以向客戶保證合規。
符合 RoHS 的 PCB 對環境與作業員安全至關重要，可避免有害化學物質危害掩埋場生態或在製造過程中產生風險。確實遵循可確保 PCB 材料符合健康與安全法規，保護環境與生產人員。
針對符合 RoHS 的電路板，每批出貨均將附上 RoHS 合格證書，且所有相關項目的包裝均標示 RoHS/無鉛符號。
PCB 製造的 RoHS 要求
印刷電路板製造與組裝明確落在 RoHS 2 範疇內，因 PCB 幾乎是所有電子設備的核心元件。這對 PCB 材料採購、製造、組裝與測試流程產生重大影響，須符合規定。以下為 PCB 製造在 RoHS 下的關鍵要求：
- 材料： 基材如 FR-4 須避免含受限溴化阻燃劑，而陶瓷等替代基材須不含鄰苯二甲酸酯。
- 銲料： 使用無鉛合金（如錫-銀-銅）；助銲劑亦須合規。
- 電鍍： 避免六價鉻與鎘；選用 ENIG 或 OSP 等表面處理。
- 元件： 確保引腳無鉛並符合受限物質限值。
- 文件： 裸板與組裝後 PCB 均須有 RoHS 標籤與標示。
遵循這些準則可確保 PCB 製造不使用 RoHS 2 標準所限制的任何有害物質。
PCB 設計者的挑戰
- 成本影響：無鉛材料與製程可能更昂貴。
- 相容性問題：舊元件可能不符 RoHS 標準，需重新設計。
- 耐用度疑慮：無鉛銲點可能更易受機械應力影響。
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結論
RoHS 是過去二十年間對電子產業影響最深遠的環保法規之一。其對有害物質的限制，從根本上改變了 PCB 製造的材料、元件與製程。
在 JLCPCB，我們最常見且廣受歡迎的印刷電路板採用熱風整平（HASL）無鉛銲料電鍍；製程、元件與次元件供應鏈、組裝與包裝流程均定期稽核與檢驗，確保符合 RoHS。隨著產業邁向永續，RoHS 原則將持續在負責任材料使用、促進人類健康與保護環境方面扮演關鍵角色。
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