由于 RoHS 指令和 REACH 等法規，許多地區長期以來一直禁止使用鉛或需要額外的文書工作。豁免仍然有效，但即將到期或即將到期。與其假設豁免將被延長，不如現在就尋求面向未來的替代方案。
第一個無鉛組件已經上市。Würth Elektronik ICS是該領域的領導者之一，它是基于 PCB 的系統解決方案和大電流傳輸組件的供應商和制造商。這些主要用于汽車行業，但也用于其他工業部門，例如可再生能源。
對于這些目標市場，一個明確的要求是“線對板”和“板對板”等連接提供最大的耐用性和抗振性。憑借其 Powerelements，該公司開發了用于印刷電路板上高達 1,000 A 的大電流連接的觸點，由于它們使用的壓接技術，這些觸點具有出色的機械和電氣性能。與焊接技術相比，由于引腳和 PCB 之間的接觸電阻較低，它們在高電流下表現出出色的熱性能。
加工黃銅
長期以來，含鉛加工黃銅 (CuZn39Pb3) 是Würth Elektronik ICS在其 Powerelements 生產中的首選材料。使用鉛作為大約 3% 的微量成分可確保良好的斷屑和易于潤滑。這減少了摩擦，從而減少了加工過程中產生的熱量。
根據 RoHS 指令附件 III 中的豁免 6c 條款，仍允許使用質量含量高達 4% 的銅合金。
然而，與其他豁免一樣，這種豁免正在逐漸減少。在指定的過渡期結束時，材料中鉛含量超過 0.1% 限制的電氣和電子設備可能不再在歐洲銷售。
正如預期的那樣，歐盟委員會收到了許多再次延長豁免的請求。因此，一些制造商指望另一個擴展。然而，這種策略有其風險。如果鉛禁令成為永久性的，原始設備制造商可能很快就會面臨必須以巨大的成本和費用重新設計其電子組件的挑戰。
未來情景
電子行業一個典型的產品大約需要三年的時間來開發，生命周期大約是七年。但是，如果 RoHS 指令的豁免 6c 沒有延長到過渡期之后會發生什么?延長延期對制造商有什么好處?
場景 1：假設 RoHS 指令的豁免 6c 不再延長。如果發生這種情況，日落階段將開始，包括 12 到 18 個月的過渡期。最遲到 2022 年底或 2022 年年中，新生產的含鉛電氣和電子設備將不再銷售。對于沒有應急措施來應對這種可能性的制造商來說，這可能是毀滅性的。
情景2：豁免再延長三到四年。從今天的角度來看，制造商仍有足夠的時間轉向無鉛產品并獲得無鉛認證。仍然使用含鉛成分的產品必須在周期中期停止銷售。
自 2002 年首次發布 RoHS 指令以來，鉛在均質材料中的使用量被限制在最多 0.1%(重量)。18 年來，銅合金的豁免一再延長。Würth Elektronik ICS 的專家認為，進一步延長超過五年的可能性不大，因此建議制造商現在考慮轉向無鉛替代品。作為一項規則，每個新產品都應使用無鉛元件。
有替代品
遲早，豁免 6c 將不再有效。鑒于此，Würth Elektronik ICS很早就開始探索用于 Powerelements 的無鉛替代品，并與知名的初級材料制造商密切合作。研究并測試了不同的無鉛材料的機械和電氣性能。例如，進行了測試以確定硅、錳、鐵、鎳、磷和銦對機械和電氣性能的影響。
決定使用 Wieland-Werke AG 的無鉛黃銅。該材料是新型 Wieland ecoline 合金系列的一部分，是與來自不同行業的多家公司合作進行的長期深入研究和開發項目的成果。這些合金滿足關于機械加工性和成型性的嚴格要求，以及管理各個應用領域的個別法規。Würth Elektronik ICS現在使用 Wieland 的幾種無鉛材料來生產其新的、可持續的無鉛LF Powerelements產品線。
選擇合適的材料后，Powerelements 無鉛生產線開發過程中最重要的里程碑是加工工藝的優化。為此，必須優化切割幾何形狀和速度等生產參數并選擇必要的工具——所有這些都必須考慮到成本。
在開始批量生產之前，對無鉛材料進行了機械加工(壓接和焊接)和可用性測試，特別是組裝接觸元件的機械和電氣性能。除其他外，該資格包括對壓入力、拉出力、可焊性、扭矩和降額的調查，以及環境測試、顯微照片測試和振動測試。
可以開始轉向無鉛
在“讓它成為無鉛”計劃開始時，Würth Elektronik ICS 分析了作為新標準產品線一部分的無鉛大電流觸點解決方案的初始應用。由此產生了一系列組件變體，例如單件和兩件式動力元件、可插拔動力元件和用于 SMT 組裝的動力元件，旨在以最佳方式滿足市場需求。
該標準產品組合現在正在逐步擴展，可在Würth Elektronik ICS?Powerelements 在線商店購買，您還可以在其中找到有關無鉛產品的技術數據或索取免費樣品。如果客戶有任何特殊要求，制造商還為他們提供量身定制的無鉛解決方案。
背景：鉛的監管指南
? RoHS(有害物質限制)：歐盟 RoHS 指令 2011/65/EU 的目的是限制在電氣和電子設備中使用某些有害物質，以盡量減少這些物質進入環境。RoHS 可作為全球相關區域法規的指南。作為一種受 RoHS 指令限制的物質，鉛在均質材料中的最大允許濃度為 0.1%(重量)。“鉛含量不超過 4% 的銅合金”在豁免 6c 中是允許的。該豁免于 2021 年 7 月 21 日正式到期。但是，最終決定的過程被推遲到 2022 年。
? REACH(化學品的注冊、評估、授權和限制)：EC 1907/2006 規范化學物質及其混合物的制造、投放市場和使用。2018 年，鉛被添加到高度關注物質 (SVHC) 清單中。因此，根據 REACH 法規第 33 條，需要提供沿供應鏈的信息的義務。如果半成品或其他產品使用含鉛量超過 0.1% 的銅合金制造，則必須在交貨時報告。
? ELV(報廢車輛)：指令 2000/53/EC ELV 規范了歐盟內機動車輛的材料回收。在這里，0.1% 的最大限值也適用于鉛。允許最大鉛含量為 4% 的銅合金獲得豁免。這項豁免將于 2021 年進行審查。
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