RoHS Manual FR

Guide Lgislatif et Technique RoHS Premier Farnell

Guide Pas--Pas (Version 2)

Guide Lgislatif et Technique RoHS Premier FarnellGuide Pas--Pas (Version 2)

SommaireTitre Introduction au RoHS Champ d'application de la Directive Drogations Guide de mise en conformit La mise en conformit en 6 tapes Responsabilits Valeurs de concentration maximales Matire homogne Producteurs / dclarations Analyse Catgories d'quipements devant se mettre en conformit Substances O les trouve-t-on ? Limitation des alternatives Soudage sans plomb Glossaire Equivalents Problmes de fiabilit Equipements et procds Exemples de joints de soudure Rsolution des problmes Environnement Enjeux Situation dans le monde 2 2, 9 2, 10, 11 3-11 3 4 4 4 5, 6 7, 8 9 12-13 12 13 14-20 14 15 16 17, 18 18 19, 20 21 21 21

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Introduction aux exigences de la

DirectiveRoHS2002/95/CERoHSLa Directive sur la Restriction de l'Usage de certaines Substances Dangereuses (RoHS) rglemente l'utilisation de six substances : Le plomb - (Pb) Le mercure - (Hg) Le chrome hexavalent - (Cr(VI)) Le cadmium (Cd) Les ignifuges base de diphnyle polybrom - (PBB) Les ignifuges base d'ther diphnyle polybrom (PBDE)

DrogationsIl existe certaines drogations : Plomb : Dans les soudures point de fusion lev Dans le verre des tubes cathodiques, tubes fluorescents et composants lectroniques Dans les pices lectroniques en cramique Dans certains alliages dans des concentrations limites Dans les soudures pour serveurs, systmes de stockage et quipements d'infrastructure pour rseaux de tlcommunications Mercure : Dans les tubes fluorescents et autres lampes

L'utilisation de ces matires est rglemente dans les quipements entrant dans le champ d'application de la Directive : La Directive s'applique aux quipements lectriques et lectroniques dont le bon fonctionnement dpend d'un courant lectrique ou d'un champ lectromagntique. Sont galement concerns les quipements servant gnrer, transfrer ou mesurer ces courants et ces champs s'inscrivant dans les catgories rpertories en page 9 du prsent guide et dont la tension nominale d'utilisation ne dpasse pas 1000 V (courant alternatif) et 1500 V (courant continu). Le champ d'application englobe huit catgories parmi les dix rpertories dans la Directive sur les Dchets d'Equipements Electriques et Electroniques (DEEE), savoir : 1. Gros appareils mnagers 2. Petits appareils mnagers 3. Equipements informatiques et de tlcommunications 4. Equipements grand public 5. Equipement d'clairage (y compris les ampoules lectriques et le luminaire mnager) 6. Outils lectriques et lectroniques ( l'exception des outils industriels fixes de grandes dimensions) 7. Jouets, quipements de sport et de loisir 8. Distributeurs automatiques La Directive RoHS s'applique aux produits finaux qui entrent dans son champ d'application : autrement dit, aucun des composants, ni aucune des combinaisons de composants associs pour former des sous-ensembles, ne doit contenir l'une des substances rglementes dans des quantits suprieures aux valeurs de concentrations maximales dfinies en page 4.

Cadmium: Placage, sauf dans les applications interdites en vertu de la Directive 91/338/CEE (Directive sur le cadmium) Chrome hexavalent : Systmes de refroidissement l'acier au carbone pour les rfrigrateurs absorption A l'heure de la mise sous presse, la Commission europenne examinait d'autres applications ayant fait l'objet d'une demande de drogation. Les piles et batteries font l'objet d'une rglementation spcifique. Elles n'entrent donc pas dans le cadre de la Directive RoHS. Le gouvernement britannique estime que l'quipement militaire y droge. Il n'existe toutefois aucune drogation spcifique pour les avions : certains quipements utiliss dans un avion tombent sous le coup de la Directive. A noter galement que de nombreuses autres substances sont proscrites en vertu de la Directive concernant les Substances Dangereuses. Parmi celles-ci figurent deux des ignifuges base de PBDE - le penta et l'octa-BDE dont la vente est interdite depuis aot 2004. La plupart des autres ignifuges broms peuvent toutefois tre utiliss sans danger.

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Guide de mise en conformit la Directive RoHS

2005 Premier Farnell plc. Reproduction totale ou partielle autorise condition de mentionner Premier Farnell plc.

Guide de mise en conformit

la Directive RoHSLes pages 3 11 contiennent le Guide Pas--Pas de mise en conformit la Directive RoHS, prpar par Farnell InOne en collaboration avec ERA Technology et publi fin 2004.La Directive RoHS sapplique-t-elle mon produit ?La Directive sapplique tous les quipements lectriques et lectroniques fonctionnant via un champ lectrique ou lectromagntique. Il en va de mme pour lquipement servant gnrer, transfrer et mesurer ces courants et ces champs, sinscrivant dans les catgories rpertories lAnnexe A du prsent guide et dont la tension nominale dutilisation ne dpasse pas 1000 V (courant alternatif) et 1500 V (courant continu).

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Demandez vos fournisseurs si leurs matriaux, pices, composants, etc. contiennent lune des six substances rglementes :

Plomb, cadmium, mercure, chrome hexavalent, ignifuges base de PBB ou PBDE. Les fournisseurs sont tenus de fournir une dclaration, celle-ci pouvant tre prsente sous plusieurs formes diffrentes. Certains fournisseurs publieront ces informations sur leur site Internet.

Jai des doutes sur la prsence dune substance rglemente ?

Utilisez larbre dcisionnel figurant en page 7 de ce guide pour dcider sil y a lieu deffectuer une analyse. La frquence danalyse dpendra de nombreux facteurs, notamment de la relation que vous entretenez avec vos fournisseurs. La frquence danalyse dpend galement de limpact ventuel sur lenvironnement suite lutilisation accidentelle dune substance rglemente. Les autorits attendront de votre part une analyse plus frquente des composants prsents dans les produits vendus en grandes quantits que dans ceux vendus en quantits relativement faibles.

Certains fournisseurs pourront dcider de ne pas modifier leur nomenclature. Il sera donc ncessaire de sparer les composants conformes RoHS des composants non conformes.

Rassemblez les dclarations des fournisseurs et les rsultats danalyse dans un dossier technique

Les autorits doivent pouvoir les consulter en cas de transgression prsume de la directive.

Vos clients pourront ventuellement vous poser des questions sur la conformit RoHS. Vous devrez tre en mesure de produire une dclaration.

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La Directive RoHS :

IntroductionLa Restriction de lUsage de certaines Substances Dangereuses (RoHS) entrera en vigueur le 1er juillet 2006.A compter de cette date, les producteurs de certaines catgories dquipements lectriques et lectroniques ne pourront plus commercialiser de produits renfermant six substances interdites, sauf drogations explicites. Tout ceci est clair Mais quest-ce que les autorits attendent des producteurs ? (iii) importe ou exporte titre professionnel des quipements lectriques et lectroniques dans un Etat membre. Il est donc clair que, dans certaines circonstances, les responsabilits du "producteur" ne seront pas ncessairement assumes par le fabricant du produit.

Quelles sont les valeurs de concentration maximales?A lheure de la mise sous presse, celles-ci navaient pas encore t arrtes. Elles devraient en toute probabilit stablir 0,1 % en poids de plomb, mercure, chrome hexavalent, PBB et PBDE et 0,01 % en poids de cadmium dans les matires homognes.

Quentend-on par produit conforme ?La Directive RoHS touche lquipement qui entre dans son champ dapplication (voir page 2). Aucun des "matriaux homognes" entrant dans la composition dun produit conforme ne doit contenir les six substances rglementes des concentrations suprieures aux "valeurs de concentration maximales".

Quest-ce quune matire homogne ?Source de confusion dans le pass, la dfinition dune matire homogne a t clarifie dans les directives prliminaires publies par la Commission europenne. Une matire homogne est une substance simple comme une matire plastique, par exemple lisolant PVC sur un fil de cuivre isol. Si les composants comme les condensateurs, les transistors ou les botiers de semiconducteurs ne sont pas des "matires" proprement parler, ils sont nanmoins constitus de plusieurs matriaux diffrents. Ainsi, un botier de semiconducteur en contiendra au moins six, comme illustr ci-dessous.

Qui est responsable ?Il est de la responsabilit des producteurs dquipements de faire en sorte que leurs produits ne contiennent pas les six substances rglementes. La Directive ne couvrant pas les composants ou les sous-ensembles, il appartient aux producteurs dquipements de prendre toutes les mesures ncessaires pour veiller ce que tous les composants et matriaux utiliss dans leurs produits ne renferment pas ces substances. Le terme "producteur" dsigne toute personne qui, quelle que soit la technique de vente utilise : (i) fabrique et commercialise des quipements lectriques et lectroniques sous sa propre marque ; (ii) revend, sous sa propre marque, des quipements produits par dautres fournisseurs ; ou

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Matire homogne Exemple de botier semiconducteur



La Directive RoHS :

IntroductionQuelles mesures devront adopter les Producteurs pour satisfaire la rglementation RoHS ?En mettant leurs produits sur le march, les producteurs dclarent effectivement que ceux-ci sont conformes la rglementation RoHS. Il sagit essentiellement dune "auto-dclaration", une pratique utilise pour plusieurs autres directives dans lUnion europenne qui ne ncessite ni lapposition dune marque particulire, ni la mise en oeuvre de contrles par un organisme indpendant. Cela dit, les autorits dans chaque Etat membre exerceront la surveillance du march et procderont linspection de certains produits. Si un produit enfreint la rglementation RoHS, le producteur devra prouver quil a fait preuve de toute la diligence voulue et quil a pris des "mesures raisonnables" pour se conformer la rglementation. Si dautres rglementations font appel ce type de dfense juridique, le concept de "mesures raisonnables" na toutefois pas t clairement dfini. Dans le cadre du processus de mise en conformit, deux voies sont offertes aux producteurs : Obtention auprs des fournisseurs de dclarations de conformit pour les matriaux, composants et autres pices. Analyses slectives. En cas de non-conformit, les autorits examineront les registres du producteur. Ceux-ci prendront la forme dun "dossier technique" qui doit tre conserv pendant une dure dau moins quatre ans. auprs de leurs fournisseurs. A lheure de la mise sous presse, aucun format spcifique na t arrt mais plusieurs sont en cours de dveloppement. Ces dclarations doivent certifier, au minimum, que les matriaux, pices et composants peuvent tre utiliss dans la fabrication dquipements conformes la rglementation RoHS. Cette confirmation doit obligatoirement porter sur les matriaux individuels, et non sur les composants complets (conformment aux exigences lies aux matires homognes, voques en page 4). Certains fabricants de composants tablissent une mme dclaration pour toute une gamme de produits, par exemple pour tous les types de botiers QFP. Ceci est acceptable, dans la mesure o tous les botiers sont composs des mmes matriaux (une dclaration relative une rfrence de composant serait identique pour un autre composant dans la mme gamme de produits) et o tous les matriaux ont la mme composition. Il arrive parfois que des producteurs dquipements aient recourt d'autres sources d'approvisionnement pour certains composants. Il ne devrait pas tre ncessaire dobtenir des dclarations spares pour chaque lot, sauf si le fabricant a modifi son processus de fabrication. Les producteurs d'quipements doivent toutefois savoir que des variations peuvent se produire dun lot lautre.

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Dclarations de conformitLes producteurs d'quipements devront obtenir les dclarations ou certificats de conformit des matriaux appropris



Dclaration des matires

Pour mise en conformit RoHSLa prsence ou labsence des six substances rglementes est contrle tout au long de la chane dapprovisionnement. A titre dexemple, un fabricant dordinateurs portables se procurera les dclarations ncessaires pour tous les composants individuels ainsi que les sous-ensembles, et en plus effectuera une analyse slective. Les dclarations sur les matires peuvent tre tablies sur papier ou sous forme lectronique.

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Lanalyse slective

quand faut-il leffectuer ?Il peut tre prudent pour un producteur, dans certains cas, deffectuer une analyse en vue dtablir la prsence ou non dune substance rglemente. Les raisons peuvent tre nombreuses, mais la dcision reste la discrtion du producteur dquipement. La socit ERA Technology a mis au point un arbre dcisionnel dans le but daider les producteurs valuer la ncessit dune analyse. Cet arbre est incorpor dans les directives gouvernementales prliminaires concernant la rglementation RoHS au Royaume-Uni. En voici une version modifie :

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*Certaines matires prsentent un risque relativement lev de contenir une substance rglemente. A titre dexemple, le PVC provenant dExtrme-Orient renferme souvent du plomb et du cadmium, substances que lon retrouve parfois dans dautres types de matires plastiques. Par ailleurs, un producteur d'quipements doit tre conscient que des variations importantes peuvent ventuellement apparatre dun lot lautre.



Lanalyse slective

quand faut-il leffectuer ?La dcision quant la ncessit deffectuer une analyse dpendra, dans une large mesure, des relations avec le fournisseur. Les produits provenant dun fournisseur rput dont la fiabilit ne fait plus de doute seront analyss moins souvent que ceux provenant de nouveaux fournisseurs "inconnus". Il peut mme arriver, dans certains cas, quun producteur nait jamais effectuer danalyse. La procdure conseille pour lanalyse priodique des composants et des matires passe par une approche en deux tapes. Un producteur devra, dans tous les cas, veiller ce que lanalyste possde les comptences requises dans le domaine des composants lectroniques.

Etape 1 Dpistage systmatique.La premire tape consiste utiliser une technique de dpistage, comme lanalyse par rayons X dispersion d'nergie (EDXRF) dont le degr de prcision permet de dterminer : la prsence de Pb, Cd, Cr, Hg ou de Br, ou la prsence de Pb, Cd, Cr, Hg ou Br des concentrations "significatives". Cette technique ne donne que des valeurs approximatives, moins que la machine nait fait lobjet dun pr-talonnage appropri. En labsence d'talon, une analyse par une autre technique peut savrer ncessaire si le rsultat est proche de la concentration maximale. La limite de dtection pour le plomb dans ltain est denviron 0,03 % dans des conditions danalyse optimales. Il existe deux types de matriel danalyse EDXRF. Les instruments portatifs sont rapides et simples demploi mais pas aussi prcis que les machines de laboratoire. Ces deux types ont leurs limites, que lanalyste doit parfaitement comprendre. Dautres mthodes de dpistage systmatique sont galement disponibles.

Comment analyser et que faut-il analyser ?Il est videmment inutile, et trop onreux, danalyser chaque matire. Seules les matires risquant de contenir une substance rglemente doivent faire lobjet dun contrle. Ainsi, dans le cas d'un botier de semiconducteur illustr en page 4, seule la connexion tame est susceptible de contenir une substance rglemente, soit sous forme dimpuret, soit parce quun alliage tain/plomb a t utilis au lieu de ltain seul. Les connecteurs peuvent ventuellement renfermer des substances rglementes, tant dans les pices plastiques (plomb, cadmium ou PBDE) que dans les parties tames par lectrolyse.

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Etape 2 Analyse plus prciseSavrera ncessaire dans les circonstances suivantes : Prsence de Pb, Cd ou de Hg identifie des concentrations "limites". La mthode danalyse utilise dpendra de la matire dtecter. Dtection de Cr. Dtection de Br. Dans ces circonstances, il serait prudent de faire analyser les matires suspectes par un laboratoire danalyse professionnel.



Guide RoHS

Annexe AListe des catgories d'quipements devant se conformer la rglementation RoHSLa liste des produits figurant dans chaque catgorie nest donne qu titre indicatif, et ne se veut pas exhaustive. 1. Gros appareils mnagers Tels que : gros appareils de rfrigration ; rfrigrateurs ; conglateurs ; autres gros appareils utiliss pour la rfrigration, la conservation et le stockage des aliments ; machines laver ; sche-linge ; lave-vaisselle ; cuisinires ; plaques lectriques ; chauffe-plats ; fours micro-ondes ; autres gros appareils utiliss pour la cuisson et la prparation des aliments ; appareils de chauffage lectriques ; radiateurs lectriques ; autres gros appareils pour chauffer les pices, les lits, les siges ; ventilateurs lectriques ; appareils de climatisation ; autres quipements de ventilation, daspiration et de climatisation. 2. Petits appareils mnagers Tels que : aspirateurs ; machines brosser les tapis ; autres appareils de nettoyage ; appareils de couture, de tricotage, de tissage et autre traitement des textiles ; fers et autres appareils de repassage, dessorage et autre entretien des vtements ; grille-pain ; friteuses ; moulins caf, cafetires et quipements douverture ou de fermeture hermtique de rcipients ou de paquets ; couteaux lectriques ; appareils pour la coupe des cheveux, le schage des cheveux, le brossage des dents, le rasage, le massage et autres appareils pour les soins du corps ; horloges, montres et quipements servant mesurer, indiquer ou enregistrer le temps ; balances. 3. Equipements informatiques et de tlcommunications Tels que : traitement centralis de linformation ; systmes mainframe ; mini-ordinateurs ; dispositifs dimpression ; informatique personnelle ; ordinateurs personnels, y compris lunit centrale de traitement, la souris et le clavier; ordinateurs portables, y compris lunit centrale de traitement, la souris et le clavier ; ordinateurs bloc-notes ; ardoises lectroniques ; imprimantes ; photocopieuses ; machines crire lectriques et lectroniques ; calculatrices de poche et de bureau ; autres produits et quipements de saisie, de mmorisation, de traitement, de prsentation ou de communication dinformations par des moyens lectroniques ; terminaux ; tlcopieurs ; tlex ; tlphones ; tlphones publics ; tlphones sans fil ; tlphones portables ; systmes rpondeurs ; autres produits ou quipements de transmission du son, des images ou dautres informations par tlcommunications 4. Equipements grand public Tels que : postes de radio, postes de tlvision ; camscopes ; magntoscopes ; enregistreurs Hi-Fi ; amplificateurs ; instruments de musique ; autres produits ou quipements servant enregistrer ou reproduire le son ou les images, notamment les signaux ou autres technologies de distribution du son et de limage autrement que par tlcommunications. 5. Equipements dclairage (y compris les ampoules lectriques et le luminaire mnager) Tels que : luminaires pour lampes fluorescentes ; lampes fluorescentes droites ; lampes fluorescentes compactes ; lampes dcharge haute intensit, notamment lampes sodium haute pression et lampes iodures mtalliques ; lampes sodium basse pression ; autres quipements dclairage servant diffuser ou rgler la lumire. 6. Outils lectriques et lectroniques ( lexception des outils industriels fixes de grandes dimensions) Tels que : perceuses ; scies ; machines coudre ; quipements de tournage, de fraisage, de ponage, de meulage, de sciage, de coupe, de cisaillement, de forage, de perage, de poinonnage, de pliage, de cintrage ou de traitement similaire du bois, du mtal ou dautres matriaux ; outils de rivetage, de clouage, ou de vissage ou de retrait de rivets, de clous, de vis ou usage similaire ; outils de soudage, de brasage ou usage similaire ; quipements de pulvrisation, denduction, de dispersion ou de traitement similaire de substances liquides ou gazeuses par dautres moyens ; outils de tonte ou pour dautres activits de jardinage. 7. Jouets, quipements de sport et de loisir Tels que : trains lectriques ou circuits de voitures de course; consoles de jeu vido de poche ; jeux vido ; ordinateurs pour le vlo, la plonge, la course pied, laviron, etc. ; quipements de sport comportant des composants lectriques ou lectroniques ; machines sous. 8. Distributeurs automatiques Tels que : distributeurs automatiques de boissons chaudes ; distributeurs automatiques de bouteilles ou de canettes chaudes ou froides ; distributeurs automatiques de produits solides ; distributeurs automatiques dargent ; tous les appareils de distribution automatique de tous types de produits.

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Guide RoHS

Annexe BDrogationsLa rglementation RoHS naffecte pas : les outils industriels fixes de grandes dimensions ( savoir, machine ou systme comprenant une combinaison dquipements, de systmes ou de produits, chacun fabriqu et destin tre utilis uniquement dans des applications industrielles fixes). les pices dtaches pour la rparation de tout Equipement Electrique et Electrique (EEE) mis sur le march avant le 1er juillet 2006, ainsi que les composants de rechange qui augmentent la capacit et/ou mettent niveau tout EEE mis sur le march avant le 1er juillet 2006. le remploi de tout EEE mis sur le march avant le 1er juillet 2006. les applications spcifiques du mercure, du plomb, du cadmium et du chrome hexavalent prcdemment cits. Applications du plomb, du mercure, du cadmium et du chrome hexavalent exemptes de la Directive RoHS. 1. Le mercure dans les lampes fluorescentes compactes, hauteur de 5 mg par lampe. 2 Le mercure dans les tubes fluorescents usage gnral, hauteur de : 10 mg dhalophosphate 5 mg de triphosphate dure de vie normale 8 mg de triphosphate longue dure de vie. 3. Le mercure dans les tubes fluorescents usage spcialis. 4. Le mercure dans dautres lampes ne figurant pas explicitement dans cette Annexe. 5. Le plomb dans le verre des tubes cathodiques, des composants lectriques et des tubes fluorescents. 6. Le plomb en tant que composant dalliage dans lacier contenant jusqu 0,35 % en poids de plomb, dans laluminium contenant jusqu 0,4 % en poids de plomb, et dans un alliage de cuivre contenant jusqu 4 % en poids de plomb. 7. Le plomb dans certaines soudures temprature de fusion leve (autrement dit, les alliages de soudure tain-plomb contenant plus de 85 % de plomb). 8. Le plomb dans les soudures pour serveurs, systmes de stockage (drogation accorde jusquen 2010). 9. Le plomb dans les soudures destines lquipement dinfrastructure rseau pour la commutation, la gnration de signaux et la transmission ainsi que la gestion de rseau pour les tlcommunications. 10. Le plomb dans les pices lectroniques en cramique (par ex. les dispositifs pizolectriques). 11. Le placage au cadmium, sauf dans les applications interdites en vertu de la Directive 91/338/EEC (1) modifiant la Directive 76/769/EEC (2) relative aux restrictions sur la commercialisation et lusage de certaines substances et prparations dangereuses. 12. Le chrome hexavalent en tant quagent anti-corrosif du systme de refroidissement dans les rfrigrateurs absorption. A noter - La Commission examinera de faon plus approfondie les applications relatives : au dca-BDE, au mercure dans les tubes fluorescents usage spcialis, au plomb dans les soudures pour les serveurs, systmes de stockage, lquipement dinfrastructure rseau pour la commutation, la gnration de signaux, la transmission ainsi que la gestion de rseau pour les tlcommunications (en vue darrter une date limite pour cette drogation), et aux ampoules, titre prioritaire, afin dtablir au plus vite sil convient dy apporter des modifications.

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Drogations possiblesA lheure de la mise sous presse, la Commission europenne examinait le statut de deux des drogations mentionnes plus haut ainsi que des ampoules, tudiait la possibilit de sept nouveaux cas susceptibles dexemption et se penchait sur une clarification des drogations existantes. Les sept nouveaux cas susceptibles dexemption sont : Le plomb utilis dans les systmes de connexion VHDM (Very High Density Medium) broches dformables Le plomb en tant que matire denrobage pour la conduction thermique Le plomb et le cadmium dans le verre optique et filtrant Le plomb dans les metteurs-rcepteurs optiques pour les applications industrielles Le plomb dans les soudures comprenant plus de deux lments, assurant la connexion entre les broches et le botier du microprocesseur et dont la teneur en plomb de lalliage tain-plomb est suprieure 85 % (drogation envisage jusquen 2010)



Le plomb dans les soudures permettant dtablir une connexion lectrique viable lintrieur de certains botiers circuits intgrs (Flip Chips) (drogation envisage jusquen 2010) Le plomb dans les bagues et paliers en alliage plombbronze. La drogation existante en cours dexamen en vue dune clarification et dune prorogation possibles concerne le plomb dans certaines soudures point de fusion lev (autrement dit, les alliages de soudure tain-plomb contenant plus de 85 % de plomb). Elle pourrait tre modifie comme suit : Le plomb dans certaines soudures temprature de fusion leve (autrement dit, les alliages de soudure tain-plomb contenant plus de 85 % de plomb), et toute soudure temprature de fusion infrieure devant tre associe une soudure temprature de fusion leve pour tablir une connexion lectrique viable. La Commission examine aussi actuellement le statut du dca-BDE qui, pour le moment, entre dans le champ dapplication de la Directive. Une tude ralise pour le compte de la Commission a rcemment conclu que lvaluation des risques poss par lusage du dca-BDE devait prendre fin sans imposer aucune restriction, quelle que soit lapplication considre. Cette tude a par ailleurs conclu que les questions concernant limpact du dca-BDE sur lenvironnement en Europe devaient tre rsolues par le lancement dun programme de contrle et de suivi, accompagn dun programme volontaire de rduction des missions industrielles en association avec les industries europennes utilisant le dca-BDE. La Commission tudie actuellement comment interprter ces conclusions dans le cadre de la Directive RoHS.

Remarque importante :Les informations contenues dans ce guide sont de nature gnrale et ne s'adressent aucune personne ou entit en particulier. Si nous nous efforons de prsenter des informations exactes et actualises, aucune garantie nest donne quant leur exactitude la date de leur rception, ni quant leur exactitude future. Aucune mesure ne doit tre prise sur la foi de ces informations sans lavis pralable dun professionnel et sans examen approfondi de la situation.

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Les substances rglementes

- o se trouvent-elles ?SubstancePlomb

ApplicationSoldersSoudures Revtement des pattes de composants Peintures utilises comme pigments et agents desschants PVC utilis comme stabilisant Piles et batteries (sortant du champ d'application de la Directive RoHS) Revtements dposs par lectrolyse Soudures spciales (par ex. dans certains types de fusibles) Contacts lectriques, relais, commutateurs Stabilisant PVC Pigments base de plastique, verre et cramique Certaines matires base de verre et de cramique

Cadmium

Mercure

Lampes Capteurs Relais

Chrome hexavalent PBB et PBDE

Revtements passivs sur mtaux Dans les peintures anticorrosion Ignifuges dans les matires plastiques

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Un potentiomtre peut renfermer du cadmium

Plomb dans une soudure ou le revtement d'un contact

Une ampoule, du verre ou une soudure peut contenir du plomb Un connecteur plastique ou l'isolant d'un cble peuvent contenir du plomb ou du cadmium Condensateur MLCC : le plomb prsent dans la cramique est exempt, mais pas le plomb sur les pattes

Botiers plastiques, PBB, PBDE, cadmium et plomb

Condensateur lectrolytique ; plomb dans le revtement des pattes et dans le capot en plastique si PVC Cadmium ou plomb dans les matires plastiques et plomb dans les revtements dposs par lectrolyse



Limitation des

alternativesMatire ou composantSoudure tain/plomb

SubstitutSoudures sans plomb

Limites du substitutToutes diffrentes de la soudure tain/plomb - voir chapitre suivant Convient aux basses tensions, usure plus rapide aux tensions leves La plupart sont moins efficaces en tant qu'agents anticorrosion sur les mtaux nus Seul le mercure assure un contact sans rebondissement et sa dure de vie est bien plus grande Risque de whiskers d'tain, diffrentes caractristiques de mouillage Caractristiques ventuellement diffrentes. Conformit obligatoire avec la rglementation anti-incendie

Contacts oxyde d'argent/cadmium

Oxyde d'argent/tain

Passivation au chromate

Divers

Commutateurs au mercure

Contacts or

Bornes revtues d'tain/plomb par lectrolyse Ignifuges PBDE

iTn, alliages d'tain

Autres ignifuges

A noter : Certaines de ces applications pourront faire l'objet d'une demande de drogation de la part des fabricants. Les substituts pourront parfois s'avrer plus onreux.

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Soudure sans

plombGlossaireQue sont les Whiskers d'tain ? Les whiskers d'tain sont des filaments monocristallins conducteurs qui se forment partir de surfaces en tain pur dpourvues de plomb. Que sont les dendrites ? Les dendrites sont des motifs en forme de sapin ou de flocon de neige qui se propagent le long d'une surface (plan x-y) plutt que d'en sortir, comme les whiskers d'tain. Le mcanisme de formation des dendrites est bien connu et ncessite un certain type d'humidit capable de dissoudre le mtal (par ex. l'tain) pour donner une solution d'ions mtalliques qui sont ensuite redistribus par lectromigration en prsence d'un champ lectromagntique. Que signifie SIR ? Surface Insulation Resistance ou Rsistance d'isolement de surface La migration de mtal entre des conducteurs isols sur un systme assembl peut crer des courts-circuits lectriques. Ceux-ci se produisent lorsque des conducteurs, normalement spars, sont relis par des dendrites formes par des ions mtalliques redposs. Qu'est-ce que la raction popcorn ? Les composants mouls peuvent emmagasiner de l'humidit lors d'une exposition une forte chaleur. Au dessus de 100C, cette humidit se dilate, se transforme en gaz et tente de s'chapper du composant. Lorsque cela n'est pas possible, le composant tendance se casser ou clater. Qu'est-ce que le mouillage ? C'est l'aptitude d'un liquide s'taler sur une surface plutt qu' rester compact. Le mouillage se produit lorsque la plage de connexion ou le conducteur possde une nergie superficielle suprieure celle de la soudure, et forme en surface une couche de soudure d'paisseur molculaire. Comme le chauffage de la soudure accrot son nergie superficielle, plus la soudure est froide, meilleur sera le mouillage. Qu'est-ce que l'effet "Tomb-stoning"? Il s'agit du soulvement d'une extrmit, voire du redressement total, d'un composant sans plomb par rapport la pte braser. Ce phnomne est d un dsquilibre des forces de mouillage lors d'un soudage par refusion.Couple gauche Couple droite

Premiers stades du phnomne d la force de dsquilibre cre par les diffrences de temprature

Qu'est-ce que le ptrissage ( kneading ) ? Il s'agit du procd de mlange de la poudre braser et du flux souder formant la pte braser. Qu'est-ce que l'encrassement ( drossing ) ? Il dsigne la formation d'oxydes et d'autres lments contaminants sur la soudure fondue.

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Remplacement de la

soudure standardEn dpit de recherches approfondies, il n'existe pas d'quivalent parfait de la soudure tain/plomb standard. Tous les alliages sans plomb sont diffrents.

Composition de l'alliage Point de fusion en C CommentairesSoudure tain/plomb eutectique 183 Bon mouillage et faible temprature de fusion

Sn0.7Cu

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Applications de soudure la vague (appeles 99C), temprature de fusion leve et moins bon mouillage que SnAg Soudure temprature leve, moins bon mouillage que SnAgCu

Sn3.5Ag

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Sn3.5Ag0.7Cu (et variantes)

217

Alliage sans plomb le plus courant. Teneurs varies en argent et en cuivre. Temprature de fusion suprieure de 34C celle de l'tain/plomb. Moins bon mouillage.

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Alliages SnAgBi (certains avec Cu)

Env. 210-215

Meilleures proprits mouillantes que le SnAgCu mais ne doit pas tre utilis avec le plomb. Surtout utilis comme pte braser, mais a t utilis en soudure la vague, notamment au Japon. Pas disponible en fil.

Sn9Zn Sn8Zn3Bi

198 Env. 191

Ncessite un flux spcial. Sensible la corrosion. Utilis par plusieurs fabricants japonais avec des composants sensibles la chaleur. Utilisation dlicate. Alliage dur et cassant faible point de fusion.

58Bi42Sn

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Problmes de fiabilit

avec les soudures sans plombLes problmes de fiabilit ne peuvent tre vits que si l'on comprend bien les diffrences entre les alliages sans plomb et tain/plomb : Temprature de fusion plus leve La temprature de soudure des alliages sans plomb est suprieure de 30 40C celle des alliages au plomb. Ceci peut occasionner toute une srie de dfauts, notamment : Fatigue thermique des joints de soudure - encore mal connue, recherches en cours Whiskers d'tain issus de l'tamage par lectrolyse des bornes - encore mal connus, recherches en cours Dcollement des cartes imprimes multicouches Endommagement des trous mtalliss - notamment les trous troits dans les stratifis plus pais Dformation des cartes imprimes - endommagement ventuel des composants, coupures de circuits, dfaut d'alignement Botiers de circuits intgrs plus sensibles l'effet popcorn . Le niveau de sensibilit l'humidit IPC/JEDEC-020B des composants soudure sans plomb peut tre de 1 ou 2, voire moins. Endommagement des composants sensibles la chaleur. Bien vrifier la limite suprieure de temprature sur la fiche technique du fabricant. Mouillage Pour la plupart des soudures sans plomb, il est moins bon que celui de la soudure l'tain/plomb. Le comportement des revtements l'tain est diffrent de celui d'un revtement tain/plomb, mme avec une soudure l'tain/plomb Important de bien choisir le flux Avec les alliages sans plomb, il est encore plus important que les pattes des composants et les surfaces soudables soient propres et dpourvues d'oxydes Utiliser le bon profil de tempratures. Une augmentation trop lente de la temprature suite une mauvaise rgulation ou un manque de puissance conduira l'oxydation des surfaces et un mouillage difficile. Prendre garde une lvation trop rapide de la temprature : le choc thermique risque d'endommager certains composants et circuitsimprims La tension superficielle des soudures sans plomb est suprieure celles des soudures tain/plomb. Ceci limite l'talement de la soudure et accrot le risque d'un effet "Tomb-stoning".

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Exemple de leffet "Tomb-stoning" On pourra viter l'effet "Tomb-stoning" en alignant le composant perpendiculairement la direction du transporteur et en utilisant une pte conservant une consistance pteuse sur un plus grand intervalle de tempratures (pour assurer ainsi que toutes les surfaces prsentent une bonne aptitude au soudage).

Composants : Tempratures maximales Condensateur lectrolytique l'aluminium - temp. max. selon la taille 240C -250C Condensateur au tantale - divers types Condensateur MLCC - taux de monte plus important Condensateur film Relais mont en surface Oscillateur quartz Connecteur - selon le type de plastique utilis LED - pourra fonctionner mais intensit lumineuse affecte Dispositifs botiers BGA et CSP Autres circuits intgrs 220C -260C 240C -260C 230C -300C 226C -245C 235C -245C 220C -245C 240C -280C 220C -240C 245C -260C



Equipements

et procdsSoudure manuelle Procdure relativement simple permettant des essais pralables avec des chantillons de fil. Les composants masse thermique importante posent le plus de difficult. Grand choix de fils sans plomb base de SnCu, SnAgCu et SnAg. Alliages au bismuth peu rpandus du fait de leur nature cassante et de la difficult d'obtenir un fil (fabrication la demande possible mais coteuse). Ncessite une temprature lgrement plus leve de la pointe du fer souder. Les soudures et flux plus agressifs rduisent la dure de vie de la pointe - une lvation de 10C pourrait rduire de moiti la dure de vie de la pointe. Prchauffage et mouillage plus longs sauf si une temprature trs leve est utilise (ceci occasionnera toutefois une baisse de la productivit). Les fers souder plus anciens ne permettent pas un bon rglage de la temprature - possibilit de surchauffe (cycle de temprature tendu). Les fers souder plus rcents offrent un rglage bien meilleur de la temprature. Des pointes de fer souder sans plomb sont en cours de dveloppement. Bien souvent, une temprature excessive est utilise avec un alliage SnPb pour acclrer le mouillage dans ces cas, les soudeurs pourront ventuellement utiliser la mme temprature avec un fil sans plomb. Pour dterminer la temprature optimale de la pointe : dmarrer 350C, rduire la temprature jusqu' obtenir une soudure de mauvaise qualit et augmenter alors la temprature de 10C (ou l'augmenter jusqu' obtenir une soudure de bonne qualit). Soudure la vague Les soudures sans plomb peuvent endommager les pices en acier - demander conseil auprs du fabricant de la machine. Ncessite une temprature plus leve. Choix d'un flux adquat. Le passage sur la vague peut endommager certains composants. Plus grand risque d'encrassement - tudier la possibilit d'utiliser de l'azote sur la vague . Vrifier au dpart la composition du bain, notamment si des composants pattes tain/plomb sont utiliss. Montage en surface Chauffage par convection force ncessaire pour assurer une meilleure rgulation de la temprature. Minimiser les pics de temprature en assurant une bonne rgulation et en prvoyant un grand nombre de zones de chauffage. Allonger ventuellement les fours et rduire la cadence de production pour obtenir de bons rsultats. Un taux de refroidissement mnag est conseill du fait du risque de fissure du revtement de certains composants en cas de refroidissement trop rapide. Un refroidissement trop rapide peut endommager certains composants cassants tels que les condensateurs MLCC. L'utilisation de l'azote est conseille mais pas obligatoire. Choisir la pte la mieux adapte en effectuant des tests comparatifs avec des circuits-imprims ralistes. Tester chaque pte sur 8 heures. Cette opration peut tre ralise avec 12 circuits-imprims : Imprimer 4 cartes (sans ptrissage), puis mettre les composants en place et mesurer l'adhsivit sur 2 de ces cartes. 1 circuit-imprim attend 1 heure avant refusion 1 circuit-imprim attend 3 heures avant refusion Attendre 6 heures puis mettre les composants en place, mesurer l'adhsivit, puis refusion. Rpter avec 4 autres cartes aprs 1 heure. Rpter les tests. Rpter avec 4 autres cartes aprs 1 heure. Rpter les tests.

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Revtements des circuits-imprims Les revtements classiques tain/plomb de nivelage l'air chaud (HASL) sont proscrits. Equivalents possibles :

Revtement circuits-imprimsHASL sans plomb Nickel/or (ENIG)

LimitesNouvel quipement ncessaire, cuisson pralable des cartes Bonne protection et soudabilit jusqu' 1 an, mais option la plus coteuse Option conomique, protection jusqu' 6 mois, s'endommage trs facilement Bon compromis mais se ternit (sulfures) Bon compromis mais se dgrade dans un milieu chaud ou humide

Agent de soudabilit organique Immersion bain d'argent Immersion bain d'tain

Inspection L'aspect des soudures sans plomb tant diffrent de celui des soudures tain/plomb, les soudeurs devront ventuellement suivre une formation pour leur permettre de bien valuer la qualit d'une soudure. Les critres figurant dans la norme IPC 610C s'appliquent galement la soudure sans plomb, mme si, l'origine, ils concernaient l'alliage tain/plomb.

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Exemple de soudure tain/plomb

Exemple de soudure tain/argent/cuivre



Retouches

et rparationsLes pices de rechange utilises pour la rparation des quipements mis sur le march avant le 1er juillet 2006 n'entrent pas dans le champ d'application de la Directive RoHS. Ces pices peuvent donc contenir en toute lgalit les six substances rglementes. Par dduction, toutes les pices de rechange utilises pour les rparations d'quipements et mises sur le march aprs cette date ne peuvent pas contenir de substances rglementes. Les mmes types d'outils de retouche utiliss pour l'alliage tain/plomb peuvent tre utiliss pour les soudures sans plomb. Il est toutefois conseill d'viter de Rsolution des problmes mlanger les alliages : dans la mesure du possible, on veillera donc effectuer les rparations avec la soudure d'origine. Certains mlanges produisent des rsultats trs peu fiables, notamment le plomb et le bismuth. La temprature devant tre plus leve, les composants sensibles la chaleur ainsi que le circuit-imprim (notamment les trous mtalliss longs et troits) risquent davantage d'tre endommags. Des flux plus agressifs peuvent s'avrer ncessaires. Ils pourront toutefois entraner des problmes lis la SIR, la corrosion et aux dendrites.

N Dfaut1 Mauvais mouillage

Causei. Flux mal adapt ii. Surfaces oxydes ou contamines iii. Mauvaise rgulation de la temprature

Solutioni. Changer de flux ii. Veiller ce que les surfaces soient propres et dpourvues d'oxydes - ne pas utiliser de pices au-del de leur date limite d'utilisation Assurer la rotation des stocks de composants et circuits-imprims iii. Utiliser un quipement offrant une meilleure rgulation de la temprature

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Absence de mouillage

Pice pas suffisamment chaude Puissance de chauffage insuffisante, la pice ne peut pas atteindre suffisamment rapidement la temprature de fusion de la soudure

Utiliser un quipement offrant une meilleure rgulation de la temprature et une puissance suffisante

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Dcollement du Prsence d'humidit dans le circuit-imprim stratifi et mauvais profil de temprature

Augmenter la dure de prchauffage/la temprature pour scher la carte avant la refusion

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Dformation du Temprature de refusion excessive Rduire la temprature de refusion circuit-imprim Utiliser un stratifi Tg leve Modifier le procd pour liminer les contraintes lors de la refusion

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Effet popcorn Prsence d'humidit dans le dans les circuits botier intgrs Trou mtallis fissur Contraintes dans le cuivre du fait du coeff. de dilatation thermique lev du stratifi Les dfauts de perage accroissent les risques de fissures

Vrifier le niveau de sensibilit l'humidit du composant pour les procds sans plomb. Entreposage ventuel dans un environnement sec ou cuisson ventuellement avant utilisation Revoir le procd : stratifi plus mince, trou de plus grand diamtre, cuivre plus pais, stratifi faible coeff. de dilatation selon l'axe z. Remplacer plus souvent les forets.

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Retouche

et rparationRsolution des problmes

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DfautComposants endommags

Cause

Solution

Dpassement de la temprature Utiliser si possible d'autres composants maximale Revoir le procd pour viter d'utiliser des composants sensibles la chaleur Utiliser une temprature de refusion plus faible (nouvel quipement, au besoin)

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Courts-circuits sur le circuitimprim (pontage)

La tension superficielle des soudures sans plomb est suprieure celle de la soudure au plomb

Utiliser un couteau air chaud aprs la refusion Prolonger la dure au-dessus de la temprature de fusion de la soudure Changer de flux

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Billes de soudure trop nombreuses

Mauvais profil de refusion de la soudure, mauvais flux

Modifier le profil, utiliser un flux plus actif

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Prsence de Gaz pig, issu des revtements Augmenter le temps de prchauffage et prolonger la dure bulles dans les ou du flux au-dessus de la temprature de fusion de la soudure joints de soudure Les joints se cassent facilement aprs la refusion Formation d'une couche intermtallique paisse et cassante Rduire la temprature maximale et la dure au-dessus de la temprature de fusion de la soudure Utiliser une couche d'arrt au nickel sous le revtement soudable i. Utiliser des revtements peu sensibles aux whiskers ii. Utiliser un flux moins actif ou nettoyer les rsidus de flux

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Courts-circuits i. Formation de whiskers d'tain aprs une certaine priode d'utilisation ii. Dendrites

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Circuit ouvert i. Joints de soudures soumis d la fatigue de fortes contraintes thermique ii. Mauvais mouillage de la soudure

i. Revoir le procd en vue de minimiser les contraintes ii. Amliorer le mouillage - voir 1.



EnvironnementEnjeux La Directive RoHS a pour principal but d'viter que des matires dangereuses ne se retrouvent dans les dcharges. L'Union europenne a dcid de rglementer, titre prventif, l'utilisation de six substances classes comme nuisibles ou toxiques. Pour les quipementiers, le passage aux matires de remplacement n'aura qu'un impact limit. Par exemple, les procds de soudure ncessitent l'installation de systmes d'aspiration des fumes, ceci afin d'vacuer les vapeurs de flux. La composition chimique des flux sans plomb tant similaire celles des soudures tain/plomb, cette exigence reste valable. Les produits chimiques entrant dans la composition des revtements base de chrome hexavalent tant toxiques et cancrignes, l'utilisation de substituts bien moins dangereux ne pourra qu'tre bnfique. A noter toutefois qu'il n'existe actuellement aucune preuve que les revtements minces labors base de chrome hexavalent posent un risque quelconque pour la sant dans le cadre d'une utilisation normale. Situation dans le monde Europe : Entre en vigueur de la Directive RoHS le 1er juillet 2006. Japon : aucune interdiction du plomb pour le moment, mme si de nombreux fabricants ont dj adopt la technologie sans plomb du fait de l'introduction de la lgislation lie au recyclage. Une interdiction totale des soudures au plomb est prvue. Chine : projet de lgislation similaire, mais pas identique, la Directive RoHS europenne. Date d'entre en vigueur prvue : 1er juillet 2006. Etats-Unis : projets de lgislation en Californie et dans d'autres Etats. 15 Etats disposent de lois en vigueur, ou sur le point de l'tre, concernant la reprise de produits (lgislation similaire la Directive DEEE). 5 Etats exigent que les fabricants fournissent une notification pralable de la teneur en mercure, et 5 autres exigent un tiquetage spcifique. Le reste du monde suivra probablement l'exemple.

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Remarque importante :Les informations contenues dans ce guide sont de nature gnrale et ne s'adressent aucune personne ou entit en particulier. Si nous nous efforons de prsenter des informations exactes et actualises, aucune garantie n'est donne quant leur exactitude la date de leur rception ni quant leur exactitude future. Aucune mesure ne doit tre prise sur la foi de ces informations sans l'avis pralable d'un professionnel et sans examen approfondi de la situation. Version 2 - 2005.



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