它不僅僅是無鉛的：作為一名電子設計師，你需要了解的是RoHS。
我們每年產生超過4000萬噸電子廢物，其中只有12.5%是回收的。剩下的在哪里結束？在某個第三世界國家的門口。問題不在于浪費，而是廢物對我們的環境以及最終對我們的健康的影響。廢棄的電子產品和酸雨混合在一起，就會導致社區的供水。
但我們該怎么辦？
作為一個社會，我們使用電子產品，然后扔掉它們，而不考慮它們的最終結局。這就是為什么RoHS在歐洲被制定了一項法律，將危險材料一勞永逸地遠離垃圾填埋場。作為一名電子設計師，你需要知道的是這一點。
什么是RoHS？
對危險物質的限制于2003年在歐洲成為法律，并在2006年7月1日以后限制在電子產品中使用危險物質。但是，2006年以前銷售的任何修理過的部件、設備或庫存都不受本法的約束。
RoHS管理的受限制物質包括：
鉛(鉛)
汞(汞)
鎘(鎘)
六價鉻(Cr6+)
多溴聯苯(PBB)
多溴聯苯醚
在這六種產品中，鉛在電子制造業中得到了最廣泛的關注，這是有充分理由的。在過去，幾乎所有的焊料都使用鉛在組裝過程中將部件附著到光板上，而在RoHS到來之前，最常見的表面光潔度包含了40%的鉛。
如今，電子制造業的一切都發生了變化。您可能很難找到一個組件，在鉛，并有各種無鉛完成選擇為您的下一個設計項目。但是所有這些對你，電子產品設計師和你的制造商意味著什么呢？
RoHS與電子制造
在RoHS的六種受限物質中，鉛的去除給電子制造商帶來了最大的挑戰。為什么？
較高熔化溫度
無鉛焊料在441°F時需要較高的熔化溫度，與傳統的在356°F熔化的錫/鉛焊料相比，元件還需要能夠承受這種能完全改變其設計和制造方式的較高溫度。
混合過程
由于鉛板和無鉛板需要完全不同的溫度，這也需要單獨的制造過程.當當地的工廠不得不經營兩條生產線，一條是鉛生產線，一條是無鉛電子生產線，這就意味著對機械的巨大投資。
供應鏈困境
除鉛不僅影響電子設備的生產者。責任范圍從材料和來源到哪里，從誰那里。這些天來，您通常會發現，與生產商做生意的任何和所有的電子供應商都會將合格證書作為一項強制性要求。
RoHS幾乎影響到電子產品制造過程的所有方面。深入了解制造流程，您會發現RoHS幾乎影響到PCB生產的每一步，包括：
1.板飾..大部分裸電路板現在都是用無鉛涂層完成的.有許多品種可供選擇，包括ENIG、浸金屬和無鉛HASL.
2.組件組裝..無鉛焊料需要較高的溫度才能將部件烘烤到裸板上，這會對設計時選擇的部件產生巨大的影響。
3.保質期..使用無鉛焊料和飾面制造的板具有較短的使用壽命，部分原因是由于較高的濕度敏感性。對于在極端情況下需要在該領域持續數年或幾十年的應用來說，這可能是一個強有力的考慮因素。
火星探測器上的PCB需要在幾十年內，而不僅僅是幾年內有一個保質期
電子設計師與RoHS
現在你可能想知道，所有這些RoHS的東西和我，設計師有什么關系？如果制造商必須滿足rohs的要求，難道他們不只是選擇無鉛完成，并確保他們只使用無鉛零件？不完全是。除非您希望董事會遇到不必要的生產延遲，否則RoHS會在您的設計過程中引入大量的新變量，包括：
1.驗證組件
在你的電路板被制造之前，你的設計師負責挑選符合RoHS標準的零件。謝天謝地，如果不是所有的組件經銷商清楚地識別一個組件是否符合RoHS在他們的網站上。例如，在Digikey，您會注意到在搜索結果的每個部分旁邊都有一個綠葉符號。當您查看特定部分的規范時，也有一個無鉛狀態/RoHS狀態在頁面的頂部，以指導您的部分選擇決定。
除了選擇符合rohs標準的部件外，您還需要考慮您的部件是否能夠承受熔化無鉛焊料所需的較高溫度。對于溫度敏感的部件，如MEMS、開關、薄膜和LED，我們建議在您的材料清單(BOM)中為您的組裝所做記錄，這樣他們就可以預先了解溫度限制。
2.選擇您的董事會完成
您還需要負責選擇無鉛完成您的PCB，并有大量的選項可供選擇。這可能是一個具有挑戰性的決定，因為沒有普遍的“最佳”選擇。您會發現，每個完成都有其獨特的優點和缺點，這需要與您獨特的設計要求相平衡。最受歡迎的無鉛表面處理包括：
3.埃尼格
化學鍍鎳浸金是由底部一層鎳和一層薄金制成的。這層黃金作為鎳的保護層。
化學鍍鎳浸金表面處理
優勢
保質期比其他飾面更長。
墊和軌道是均勻的平面和方形形狀，這使這完成理想的精細傾斜表面安裝組件。
可以用你的赤手空拳觸摸，而不會玷污終點。
缺點
與其他成品相比，成本更高，不能再加工。
需要更多的焊料來完成一個連接，因為完成不是預先鍍錫。
增加對信號丟失(RF)的敏感性。
OSP
有機可焊性保護劑覆蓋一個非常薄的有機化合物層的銅板表面。這種水基化合物是眾所周知的，環境友好的完成選擇。
有機可焊性保護劑表面光潔度
優勢
簡單的應用程序和統一的完成。
提供一個平坦的，可重復使用的表面貼裝組件。
成本低于其他表面處理，如ENIG。
缺點
因為它是以水為基礎的有機化合物，所以保質期有限。
沒有其他飾面耐用，這是一個挑戰，當經歷多次再流循環。
無法測量OSP的厚度，涂敷后可留下裸露的銅。
浸沒金屬
浸沒金屬有兩種形式，錫或銀。用機器組裝其部件的板通常會使用這種表面光潔度。
浸銀表面光潔度
優勢
提供一個簡單且成本效益高的應用程序。
有一個統一的和可測量的高度。
缺點
赤手空拳的時候很快就會褪色，這使它不適合手工組裝。
涂層通常很薄，會導致長期耐久性問題.
可能形成非可焊性合金和氧化(銹)。
無鉛HASL
無鉛HASL，或熱風焊料平整，是最受歡迎的無鉛完成提供。此應用程序是通過將一塊板浸入熔化的焊料中，然后用熱空氣刀吹除任何多余的焊料。
無鉛HASL表面光潔度
優勢
一般情況下，最便宜的完成，理想的通用板.
墊式潤濕比其他飾面更快，更均勻。
在組裝前，分層問題和排氣問題更容易發現。
缺點
表面墊是輕微的圓形后，熱空氣整理，使SMD零件不像他們在ENIG板上那樣平放。
由于較高的加工溫度，有脫層和翹曲的可能性。
非均勻的應用可以為組件裝配提供一個不均勻的工作表面。
在與制造商合作時，重要的是不要只要求無鉛的成品。相反，多走一英里，并確認你的工廠正在使用的完成材料，可以處理多次通過一個較高的溫度，所有的同時，滿足您的特定組件的溫度要求。
注意你的水分敏感性
所有符合RoHS要求的部件都將在一個保濕包裝中使用。如果你最終使用過期的部件超過了它的有效期，那么它很可能在制造過程中由于膨脹的水蒸氣而損壞。如果你正計劃把組件送到你的組裝室，那么要注意你的防潮包裝的完整性和所列的過期。您將需要讓您的裝配室知道任何打開或過期的部件，以便他們可以烘烤組件，以消除任何多余的水分。
記錄你的董事會
重要的是，始終在你的裝配和裸板圖紙上為你的設計記錄一個非RoHS的特定屬性。由于RoHS是現在的標準，而不是例外，這使您的制造商和制造者更容易選擇正確的材料和工藝為您的設計。例如，下圖中的制作說明對所需的完成有一個特定的標注。
這是一張印制板圖紙說明，文件表面光潔度要求。
添加設計指南
到目前為止，我們推薦的指導方針不會對您的PCB布局過程產生太大影響。這是個好消息，因為大多數傳統的PCB布局方法將無縫地轉移到符合RoHS標準的電路板上。然而，我們推薦帳篷(焊錫面罩完全封閉在通孔上)，在你的布局上的通孔兩側，以避免任何出氣在高溫組裝過程中。你也可以避免對水分敏感的成分，如BGAS和PBGAS具有侵略性的通過扇出模式的爆米花效應。
不僅僅是無鉛
在電子產品設計和制造行業，遵守RoHS標準是標準。如果你是一個狂熱者，你很可能不會擔心RoHS。然而，一旦你開始在歐洲生產和銷售一個項目，你就需要確保你的產品是符合RoHS的。您的制造商將能夠提供合格證書，如果您的產品需要，你也會發現所有符合RoHS的產品與他們自己獨特的標簽。沒有具體的標簽標準，所以預計會有一些變化。
到頭來，RoHS的遵從性并不僅僅落在制造商的手中。您需要在選擇無鉛組件，選擇正確的無鉛完成，并添加所有必要的細節在您的文檔說明，以使您的制造商的生活更容易。這是一個團隊的努力，在你和你的制造商之間，使世界成為一個無毒的地方。