P/N - Harting

Rota RoHS
Implementação Técnica e Logística da Directiva CE
Março de 2005, Página 1
A Directiva europeia RoHS (Directiva CE sobre a Restrição e Utilização de Determinadas Substâncias Perigosas em
Dispositivos Eléctricos e Electrónicos) entrará em vigor a 1 de Julho de 2006.
Esta Directiva CE proíbe a utilização de metais pesados específicos, tais como:
•
Chumbo, mercúrio, cádmio e crómio hexavalente (crómio VI)
e de determinadas substâncias retardadoras de chamas em plásticos, tais como:
•
Bifenilo Polibromado (PBB) e Éter Difenilo Polibromado (PBDE)
A gestão ambiental do Grupo HARTING está certificada segundo a normativa DIN EN ISO 14001, e desde muito
cedo começou a prescindir da utilização de substâncias nocivas para o meio ambiente. Baseando-se nesta postura
ecológica, HARTING fez um princípio corporativo da restrição da utilização de substâncias como PBB e PBDE, ou de
metais pesados como o mercúrio ou o cádmio nos seus produtos.
Em HARTING, a lista de materiais pendentes de proibição resume-se a:
Chumbo
Em proteções superficiais
em conectores electrónicos
e componentes de sistemas
Crómio VI
Em proteções superficiais
de capots e bases robustos de elevada resistência
Caro cliente:
Nas seguintes páginas, gostaríamos de explicar quais são os materiais técnicos alternativos que HARTING utilizará
para substituir o chumbo e o crómio VI. Consideramos que é o nosso dever oferecer-lhe informação extensa e
tecnicamente sustentada sobre as nossas medidas de qualificação.
Se o seu principal interesse reside no aspecto da implementação a nível de logística, recomendamos-lhe que passe
directamente para a secção "Implementação Logística de Directivas CE".
Conteúdos
Introdução de produtos livres de chumbo
• Conectores para tecnologia de soldadura
• Conectores para tecnologia de soldadura por refusão
• Segurança contra whiskers com estanho puro
• Conectores para técnicas de conexão sem soldadura
Especificamente para
técnicos
Introdução de superfícies livres de crómio VI
• Conectores industriais para aplicações EMC (Han® EMV)
• Conectores industriais para maiores requisitos ambientais (Han® M)
Implementação logística da Directiva EC
• Produtos livres de chumbo
• Produtos livres de crómio VI
Especificamente para
compras e gestão de
materiais
Rota RoHS
Implementação Técnica e Logística da Directiva CE
Março de 2005, Página 2
Sumário
Introdução de produtos livres de chumbo
A proibição do chumbo produz definitivamente um impacto muito significativo na indústria electrónica, especialmente
no campo da tecnologia de soldadura. Aparecerão nos processos novos materiais de soldadura (principalmente
SnCu, SnAgCu ou SnCuNi) com temperaturas de processamento significativamente mais altas. Para uma soldadura
por refusão fiável, deve-se contar com temperaturas de processamento entre 240° C e 270° C. Há uma tendência em
aumento que aponta para a utilização de Sn puro no acabamento superficial dos conectores.
HARTING considerou estes temas bastante cedo e, em cooperação com fabricantes de electrólitos, institutos e
clientes, examinou a compatibilidade do Sn puro tanto em processos de soldadura com chumbo como livres de
chumbo.
Estas examinações foram acompanhadas por uma comparação contínua com SnPb e materiais de acabamento de
metais nobres, tais como Au, AuPd ou Pd.
HARTING enfrenta a “era livre de chumbo” com um forte compromisso com a garantia de uma qualidade de produto
provada e de uma fiabilidade a longo prazo. Neste contexto, a meta marcada foi a optimização de processos de
galvanização, e capacidades de soldadura e qualidade à prova de whiskers comparáveis a SnPb, usando os últimos
materiais para revestimento de estanho puro.
HARTING dispensou totalmente a utilização de Sn em técnicas de conexão livres de soldadura, e fornece produtos
com um acabamento superficial alternativo, que têm sido usados desde há vários anos, ou que foram qualificados
seguramente no contexto de testes livres de chumbo.
Nas seguintes páginas, introduziremos os testes de qualificação mais importantes e as resultantes modificações nos
produtos.
Conectores para tecnologia de soldadura
HARTING qualificou um Sn puro baço para esses produtos.
Os conectores foram soldados nas fábricas dos nossos clientes, de acordo com os respectivos parâmetros de
processo já existentes, e foram testados e aprovados. Antes, os conectores foram expostos a calor húmido e seco
numa instalação de testes, de acordo com os testes climáticos habituais para IEC, para simular um período mínimo
de armazenagem de dois anos em diferentes condições climatéricas.
HARTING examinou todo o espectro de eventualidades: compatibilidade com o existente processo SnPb
(compatibilidade reversível), compatibilidade com o novo processo livre de chumbo utilizando materiais de soldadura
baseados em SnCu, SnAgCu e SnCuNi, várias superfícies PCB livres de chumbo, diferentes agentes de fluxo activo,
a ampla espectro de velocidades e temperaturas de processamento, e outras configurações de dispositivo e
equipamentos.
Pré-selecção em laboratório
Teste de peso de soldadura: diagrama de
humedecimento de contactos envelhecidos
Inspecção visual de contactos envelhecidos
Determinámos os tempos de humedecimento baseando-nos no teste de peso da soldadura, e depois
inspeccionámos visualmente a superfície humedecida.
Baseando-nos numa selecção de diferentes materiais e diversas configurações do processo de galvanização,
determinámos subsequentemente o material óptimo para o seguinte teste de campo.
Rota RoHS
Implementação Técnica e Logística da Directiva CE
Março de 2005, Página 3
Testes de soldadura em campo
H A R T IN G d u ll tin
Fábrica de soldadura por onda
H A R T IN G S n P b
Secção polida de conexões soldadas em contactos envelhecidos
A superfície de Sn qualificada por HARTING ofereceu resultados convincentes sob todas as condições do teste de
campo. A superfície livre de chumbo foi consequentemente comparada com a convencional de SnPb actualmente
utilizada.
Ao todo, foram inspeccionados mais de 50 000 pontos de soldadura no laboratório acreditado HARTING!
Está a ser preparado um extenso e exaustivo relatório sobre estes testes, que estará disponível em Abril.
Conectores para tecnologia de soldadura por refusão
Como se mencionou anteriormente, deve-se contar com temperaturas entre 240º C e 270º C nos processos de
soldadura por refusão livre de chumbo, dependendo do tipo de processo. A maior parte dos conectores HARTING
capaz de ser processada em soldadura por refusão está fabricada em LCP (Polímero de Cristal Líquido). Este
material de altas performances forma uma base ideal para trabalhar com as futuras gamas de temperaturas.
Actualmente, há vários produtos a serem fabricados com um material formador de altas temperaturas alternativo à
base de PES. As novas condições não permitem uma especificação geral em relação à resistência à deformação
térmica.
O resultado é determinado por numerosos factores, como a forma, tamanho e espessura do conector, o design e o
tamanho do PCB, o número e tamanho de componentes adicionais, o tipo de processo de refusão (fase de vapor ou
convexão), o perfil de temperatura e o tempo de espera.
Neste contexto, uma solução poderia ser a qualificação individual e específica para cada produto nas fábricas de
refusão dos nossos clientes.
Os conectores que não estejam produzidos à base de LCP também podem passar por uma qualificação inicial no
laboratório de testes de HARTING, baseada num perfil de temperatura específico.
HARTING oferece equipamento de teste (gravador de perfil de temperatura Super Mole Gold) para gravar os perfis de
temperatura de placas específicos, quer no local do cliente, quer no sistema de soldadura por convexão no laboratório
de testes HARTING (sistema de Convexão Forçada SEF 548.10), e para subsequentemente discutir soluções de
processamento baseadas nesses resultados.
A imagem mostra uma
placa com sensores de
temperatura e um diagrama
de perfis de temperatura
gravados em diferentes
posições.
Utilização de novos materiais
Além da optimização de processos, HARTING efectua exaustivas séries de testes em novos materiais, estudando a
adaptação de todos os produtos às altas temperaturas a serem esperadas. Dever-se-ão observar determinadas
directrizes de processamento.
Rota RoHS
Implementação Técnica e Logística da Directiva CE
Março de 2005, Página 4
Evitar os whiskers* com Sn puro
HARTING dedicou uma atenção extremamente crítica a este aspecto desde o
princípio.
Nem a ampla gama de assim chamados electrólitos de baixo filamento
disponíveis no Mercado, nem as dinâmicas estratégias de marketing de
vendedores a grande escala no segmento do Sn puro, nos convenceram a
seguir esta tendência emergente sem efectuarmos os nossos próprios testes.
Knoten
Hügel
Faden
Blüte
Säule
Lump
Klumpen
*Os whiskers são filamentos monocristais que podem aparecer em superfícies
galvanizadas. Adoptam várias formas, como montículos, nódulos, árvores e
filamentos. A variante de filamento representa um problema que causa curtocircuitos eléctricos e subsequente falho do dispositivo.
Formas de whiskers
Qualificação de uma superfície adequada
Os electrólitos de baixo whisker disponíveis no Mercado foram inicialmente seleccionados em função dos testes
climáticos industriais convencionais e do ambiente de teste climático específico de HARTING.
A seguir, optimizámos a tecnologia de galvanização com os fabricantes de electrólitos, e definimos os parâmetros
para ablação de camadas livre de tensão. Além da imprimação de níquel, a eliminação de tensão inerente representa
um factor vital na consecução de um acabamento superficial com baixo nível de whiskers.
Para apoiar os nossos testes, contratámos vários institutos de pesquisa para podermos aproveitar as suas
avançadas tecnologias de medição e análise.
Baseando-nos nos resultados do nosso Departamento de Pesquisa e Desenvolvimento, e em íntima colaboração
com os nossos fornecedores, foi subsequentemente possível definir um processo óptimo.
A nível mundial, existem diversos comités internacionais industriais e de estandardização, como o ZVEI, NEMI,
JEDEC, CALCE, JEITA, IEC etc., que estão a trabalhar actualmente na definição de um teste de whiskers fiável. Os
resultados dos actuais testes de whsikers demonstram que os filamentos com comprimentos < 50 µm evidentes na
completação dos programas de teste podem ser considerados não-críticos.
Depois de ter superado os testes industriais habituais, o material qualificado e coberto por HARTING não mostrou
qualquer marca de whiskers que pudessem ser identificados por microscopia óptica de luz polarizada.
Encontramo-nos assim na posição de oferecer produtos livres de whiskers.
Para não faltar à verdade, deve-se afirmar que a formação de whiskers não pode ser completamente eliminada
nem pela melhor tecnologia actual. No entanto, baseando-nos nas medidas tomadas, podemos excluir qualquer
risco prático, já que o comprimento máximo de 50 µm não é ultrapassado.
Testes de acompanhamento em cooperação com Institutos de Pesquisa
Os materiais nos quais pudemos criar whiskers foram examinados em cooperação com o Instituto Fraunhofer ISiT de
Itzehoe, Alemanha, e com os "Laboratórios Federais Suíços para a Testagem e Pesquisa de Materiais" (EMPA). A
influência de elementos leves com números de carga nuclear < 10 (tipicamente, H2, C, N2, O2) foi examinada
através de Análise EDX (Espectroscopia por Energia Dispersiva de Raios X). Para esta análise, foram extraídas do
material capas ultra-finas de espessuras de aproximadamente 100 nm, para examinar a estrutura do cristal e os
compostos químicos dos objectos dos testes.
Testes nos Laboratórios Federais Suíços para a Testagem e Pesquisa de Materiais (EMPA)
Exposição de lamelas ultra-finas < 100
nm do material espécimen
Testes no Instituto Fraunhofer
Análise da estrutura física e dos
compostos químicos
Determinação do núcleo de subsequente
nucleação de whisker
Rota RoHS
Implementação Técnica e Logística da Directiva CE
Março de 2005, Página 5
Sn
500
400
Sn
300
200
100
keV
0
0
Gravação REM:
Micro filamento, comprimento de aprox. 20 µm
Material qualificado sem o crescimento de
filamentos após testes climatéricos
9.685
Análise do espectro REM
Conectores para técnicas de conexão sem soldadura
Neste contexto, voltaremos novamente ao tema dos whiskers. Apesar de a influência de grande número de diferentes
factores no crescimento dos filamentos não poder ser precisamente definida actualmente, pode-se todavia observar
uma série de normas básicas.
•
Deve-se aplicar debaixo do Sn uma camada bloqueadora de níquel com uma espessura de
aproximadamente 2 µm, para isolar o Sn do substrato de Cu e evitar a síntese de Cu6Sn5. Caso contrário,
esta camada exibirá um crescimento descontrolado e representa um factor provado na propagação do
crescimento de whiskers.
•
Deve-se preferir o estanho baço ao estanho brilhante. Está provado que o excesso de substâncias
formadoras de brilho leva inevitavelmente a tensão mecânica interna na estrutura cristalina que pode ser
aliviada pela formação de whiskers.
•
Qualquer subsequente formação de uma camada galvanizada, especialmente pela aplicação de pressão
tênsil, deverá ser sempre evitada. Forças de formação exteriores levarão inevitavelmente a tensão na
estrutura molecular, e assim aos riscos anteriormente descritos.
Por isso, aconselhamos associações e clientes preocupados com o tema dos filamentos a evitarem qualquer
tipo de formação mecânica posterior.
HARTING tem consistentemente cumprido este requisito, evitando a entrega de tecnologias sem soldadura
com estanho puro. As típicas técnicas de conexão sem soldadura como o crimping, press-in, wire-wrap ou
IDC levam a deformação do material específica para cada utilizador, submetendo-o assim a uma gama
indefinida de tensão mecânica.
O acabamento superficial adequado para cada técnica de conexão
Níquel para conexões press-in
HARTING utiliza actualmente Ni para o acabamento de 80% dos conectores
press-in. Ni foi introduzido com êxito no princípio dos anos 90 em OEMs e
CEMs a grande escala no segmento de telecomunicações, e em aplicações
industriais e aeroespaciais.
Ni
Técnica Press-in
Ni
Técnica Wire-wrap
Níquel para as técnicas de crimping e deslocação do isolante
Ni / Au
Técnica Deslocação do
Isolante
Ni
Técnica Crimping
Os requerimentos das técnicas de crimping e deslocação do isolante podem
ser comparados aos da técnica press-in. Várias séries de testes provaram
que a fiabilidade dos contactos com acabamentos de Ni aguenta a
comparação com terminais estanhados previamente utilizados.
Rota RoHS
Implementação Técnica e Logística da Directiva CE
Março de 2005, Página 6
Introdução de superfícies livres de crómio VI
No processo de conformação com a Directiva RoHS em relação a conectores industriais, HARTING efectuará
alterações nos seguintes produtos:
Conectores industriais para aplicações EMC (Han® EMC)
Mantendo sempre as suas características de primeira classe a nível de propriedades de defesa e protecção contra
influências ambientais, as caixas serão no futuro fabricadas de uma liga de alumínio de alta qualidade. Utilizada em
várias aplicações, incluindo as áreas debaixo do pavimento de automóveis de luxo, esta liga temperada tem provado
que possui o potencial de performance suficiente para aplicações de conexão. As superfícies das caixas são
marteladas para oferecerem uma protecção contra a corrosão comparável, o que provoca que a anterior cor
"dourada/castanha" tenha dado lugar a uma aparência de “prata brilhante”. Esta alteração afecta os tipos de conector
Han EMC/B e Han EMC/HP.
Conectores industriais para requerimentos ambientais agressivos (Han® M)
Os conectores industriais da gama de produto Han® M foram criados para serem utilizados em atmosferas hostis e
em condições ambientais agressivas. A protecção aumentada contra a corrosão, que até agora consistia numa liga
standard mais um revestimento cromatado adicional, passará no futuro a ser efectuada por uma liga de alumínio
resistente à corrosão. Continuaremos a utilizar um revestimento em pó de alta qualidade para o acabamento
superficial.
Rota RoHS
Implementação Técnica e Logística da Directiva CE
Março de 2005, Página 7
Estado da conversão para produtos conformes com a directiva RoHS
Muitos produtos são já livres de chumbo, independentemente da iniciativa da CE.
A partir de 1 de Maio, a informação sobre o estado actual da conversão estará disponível no catálogo on-line de HARTING,
"HARKIS®", que se encontra em www.harkis.harting.com.
Não hesite em contactar o nosso Serviço de Atenção ao Cliente para qualquer informação sobre o estado da conversão.
Entre 1 de Maio de 2005 e 1 de Julho de 2005, HARTING espera converter todas as linhas de produto em variantes livres
de chumbo e de crómio VI.
Apesar de, a partir de então, HARTING produzir apenas produtos livres de chumbo e de crómio VI, conformes com a RoHS,
os armazéns poderão ainda ter em seu poder alguns produtos que contenham chumbo ou crómio VI. Por isso, poderão darse algumas entregas de encomendas mistas.
A nossa rede mundial de Gestão da Cadeia de Fornecimento fará o seu melhor para minimizar o impacto deste período
transitório.
Os produtos em stock serão consequentemente enviados segundo o princípio First in/ First out.
Acreditamos poder entregar todos os produtos A e B, ou seja 90% da produção, a saírem dos nossos armazéns
conformes com a directiva RoHS, em Julho/Agosto de 2005.
O nosso objectivo é, em Janeiro de 2006, efectuarmos todas as entregas a nível mundial apenas com artigos livres e
chumbo e conformes com a directiva RoHS.
Logística
Manteremos os números dos artigos, já que não esperamos quaisquer modificações pelos nossos clientes graças à
compatibilidade com os processos existentes.
Todos os produtos conformes com a directiva RoHS (os novos conectores de soldadura de Sn puro, ou as caixas EMV
livres de crómio VI, por exemplo), serão fornecidos através do mesmo número de encomenda que as variantes anteriores.
Será possível diferenciar um stock misto, ou os produtos novos ou velhos, através de dois critérios:
Estado de Revisão
O ‘estado de revisão’ será imprimido no rótulo identificativo / código de barras para fins de rastreabilidade e
diferenciação. HARTING armazenará todos os produtos no seu depósito separadamente de acordo com o seu ‘estado
de revisão’.
Símbolo RoHS
O símbolo RoHS será incluído nos rótulos dos produtos conformes com a normativa. (O comité legislativo da UE
responsável por este tema ainda não chegou a uma decisão definitiva sobre o design deste símbolo.)
Símbolo RoHS
Revisão
Revisão
Símbolo Livre de
Chumbo
Símbolo RoHS
Conclusão
A maior preocupação de HARTING consiste na manutenção da fiabilidade provada dos seus produtos.
Consequentemente, efectuámos extensos e intensos esforços para nos prepararmos para a entrada dos nossos
produtos na era de conformidade com a RoHS.
Extensivos testes de campo nas instalações dos nossos clientes foram um aspecto fundamental.
Os nossos processos instalados e os nossos materiais extensivamente testados oferecem agora uma rápida e
ininterrupta conversão de todos os nossos produtos para as versões livres de chumbo.
As aplicações e processos de produção existentes dos nossos clientes não desempenham qualquer papel neste
contexto.
Todos os nossos produtos são compatíveis com as suas versões posteriores e anteriores.
Rota RoHS
Implementação Técnica e Logística da Directiva CE
Março de 2005, Página 8
O Parlamento Europeu está a actuar para a protecção e melhoria da qualidade do meio ambiente, para a protecção da
saúde humana e para a utilização prudente e racional dos recursos naturais. Os passos dados nesse sentido incluem duas
grandes directivas:
A RoHS (Restrição do uso de determinadas Substâncias Perigosas) – Directiva 2002/95/EG
A WEEE (Resíduos de Equipamento Eléctrico e Electrónico) – Directiva 2002/95/EG
A directiva RoHS entrará em vigor a 1 de Julho de 2006. Esta directiva contém a proibição e redução de
determinados materiais em determinados produtos, como por exemplo metais pesados, como o chumbo, o mercúrio
e o cádmio, ou plásticos retardadores das chamas, como o Bifenilo Polibromado (PBB). A efectividade da segunda
directiva dar-se-á a 13 de Agosto de 2005. A WEEE debruça-se sobre a recolha e reciclagem de dispositivos
eléctricos e electrónicos. O objectivo de reciclagem é de 4 kg por cidadão por ano. A WEEE espera alcançar a sua
meta antes de 31 de Dezembro de 2006. Para a reciclagem será necessário declarar os materiais contidos nos
produtos.
Resumo da Regulação Europeia
RoHS
(Entrada em vigor: 1 de Jullho de 2006)
Proibição / Redução
Determinados materiais em determinados
produtos
a) Metais pesados
Chumbo
Mercúrio
Cádmio
Crómio Hexavalente (Crómio VI)
b) Retardadores de Chamas em plásticos
Bifelino Polibromado ( PBB )
Éter Difenilo Polibromado (PBDE)
WEEE
(Entrada em vigor: 13 de Agosto de 1005)
Recolha e Reciclagem
Dispositivos Eléctricos e Electrónicos
Objectivo de reciclagem:
4 kg por cidadão por ano.
Data de concretização:
Final de 2006
Para a reciclagem é necessário declarar os
materiais contidos num produto.
Categorias de equipamento eléctrico e electrónico abrangido por estas directivas
RoHS
WEEE
Grandes electrodomésticos
Pequenos electrodomésticos
Dispositivos IT e de Telecomunicações (não equipamento de infraestrutura)
Dispositivos de entretenimento (TV, ...)
Equipamento de iluminação
Ferramentas eléctricas e electrónicas (excepto grandes ferramentas industriais estacionárias)
Brinquedos e dispositivos desportivos e de lazer
Presentemente não incluídos na RoHS
Dispositivos médicos
Presentemente não incluídos na RoHS
Instrumentos de monitorização e controlo
Dispensadores automáticos
Uma lista mais detalhada das categorias pode ser encontrada no anexo IB da Directiva 2002/96/EG datada de 27 de
Janeiro de 2003.
A gestão ambiental do Grupo HARTING está certificada de acordo com a normativa DIN EN ISO 14001
e apoia totalmente esta proposta ecológica.