RoHS 合规与无铅制程管控

是什么

RoHS（Restriction of Hazardous Substances，欧盟《限制有害物质指令》）限制电子电气产品中特定有害物质的含量。最初限制 6 种：铅、镉、汞、六价铬、多溴联苯（PBB）、多溴二苯醚（PBDE）；后续修订（RoHS 3 / 2015/863/EU）又加入 4 种邻苯二甲酸酯（DEHP、BBP、DBP、DIBP），限制项增至 10 种。

几个必须分清的概念：

概念	含义	常见误解
均质材料	不能再机械分离的最小材料单元（如一个镀层、一种塑料）	按整机总重量算比例 → 错
限值	按均质材料重量百分比判定	"整块板没超标就行" → 错
豁免（exemption）	特定应用允许含受限物质	以为所有产品都自动适用
谁负责判定适用性	产品是否受限、是否享受豁免，由产品所有者/客户决定	代工厂自己拍板 → 越权

另一条常被混在一起的是 WEEE（废弃电子电气设备指令）：它规定的是生产者对废弃产品回收处理的责任，责任主体通常是拥有产品品牌的原始设备制造商，而不是代工制造方。

"无铅"这个说法并不严谨

行业内习惯用"无铅（Lead Free）"代指 RoHS 合规，但严格说：RoHS 限的是 10 种物质，铅只是历史上用得最广、影响最大的一种。客户说"要无铅"，实际含义往往是"要符合 RoHS"——落地时要落到完整的物质清单，而不是只盯着铅。

合金与工艺

锡料

无铅焊料主流是 SAC 系（锡-银-铜）：

工艺	常见合金	说明
回流焊	SAC305（Sn96.5/Ag3.0/Cu0.5）、SAC405	银含量略高，润湿与强度更好
波峰焊	SAC305	需匹配助焊剂与预热
返修	与主焊料一致或经客户批准	混用会改变焊点成分与熔点

温度窗口

无铅合金熔点比锡铅高约 30–40 ℃，回流峰值、波峰焊锡温、返修温度都要重新验证：

回流曲线：峰值温度与液相以上时间（TAL）要兼顾润湿与元件耐热；
波峰焊：锡温、预热、接触时间影响透锡与热应力；
返修：局部加热更容易超温，必须有返修曲线与温度监控。

PCB 材料

参数	含义	无铅影响
Tg（玻璃化转变温度）	超过 Tg 后树脂软化、热膨胀系数急升	无铅工艺要求更高 Tg
Td（分解温度）	树脂开始分解失效	决定能承受的最高温
表面处理	OSP、ENIG、沉银、沉锡、HASL	与保存期、可焊性、成本强相关

混合工艺：最容易出事的地方

"混合"指有铅与无铅混用，分两种兼容性：

向前兼容：含铅元器件用无铅焊料、在无铅温度下焊接，不产生质量/可靠性问题（BGA 除外）；
向后兼容：无铅元器件用有铅焊料、在有铅温度下焊接，同样要求无问题（BGA 除外）。

风险点：

BGA 与细间距器件对混装最敏感，通常需要客户签署**质量豁免（waiver）**才能生产；
波峰焊锡缸污染：若 R5（含铅豁免）的通孔件走无铅波峰焊，会污染整个锡缸——正确做法是单独设计工艺（如手工焊）；
工具与物料交叉污染：有铅/无铅的烙铁头、锡丝、返修台、周转容器应隔离并标识。

结论：能不混就不混；必须混时，先评估器件耐温、焊点可靠性，再拿客户书面批准。

外观判定：别用锡铅的眼光看 SAC

无铅焊点外观与锡铅明显不同，属于正常现象，不是缺陷：

表面粗糙、暗淡，不如锡铅光亮；
焊盘与引脚润湿不如锡铅充分；
自纠偏能力较弱（元件偏移后回流中拉回的能力差）；
焊点表面常见条纹状肌理。

如果检验标准不区分合金体系，就会把合格的无铅焊点判成不良，造成大量无谓返修。

标识与追溯

无铅/RoHS 产品在料号、标签、包装上要有明确标识，与含铅产品区分；
物料主数据维护 RoHS 状态（含豁免项），变更要走工程更改；
供应商材料声明（如材料数据系统 MDS）要与实际进货批次一致；
客诉与审核时常查：声明、实物、记录三者是否对得上。

落地要点

建 RoHS 物料清单：BOM 每一颗料的合规状态、豁免条款、声明有效期。
进料检验看声明与标识，必要时抽测（XRF 筛查铅/镉/汞/铬）。
有铅/无铅物理隔离：产线、工具、容器、返修台分区并标识。
混装工艺先批准：客户 waiver + 可靠性评估 + 工艺参数验证。
检验标准区分合金：外观标准里写清 SAC 焊点的可接受形态。
变更管理联动：换料、换供应商、换表面处理都会影响合规，必须重新确认。

常见坑

按整机算含量：RoHS 按均质材料判定，"总量没超"没有意义。
以为有 SGS 报告就一劳永逸：报告对应的是特定料号与批次，换料就失效。
无铅产线混用含铅工具：锡缸、烙铁头交叉污染。
把无铅焊点的粗糙当不良：误判、返修、二次损伤。
BGA 混装不签豁免：可靠性风险无人担责。
豁免条款过期未复核：豁免是有期限的，过期即违规。

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