一、事件說明  

       歐盟執(zhí)委會于2003年7月公告"電子電機產(chǎn)品危害物質(zhì)限用指令(RoHS)"，歐盟各會員國需于2006年7月1日生效日前，將指令轉(zhuǎn)化為國家法令。也就是說按RoHS的規(guī)范，自2006年7月l日起，歐盟會員國應(yīng)確實管制在歐銷售之電子電機產(chǎn)品(終端產(chǎn)品而且交流電不超過1000伏特，直流電不超過1500伏特之10大類電子電機產(chǎn)品)，不得含鉛(<0.1%)、鎘(<0.01%)、汞(<0.1%)、六價鉻(<0.1%)、聚溴二苯醚(PBDEs,<0.1%)及聚溴聯(lián)苯(PBBs,<0.1%)。  

      除歐盟各會員國外，美國、日本、中國、韓國紛紛制定類似法案，國際大廠綠色采購及環(huán)保標(biāo)章規(guī)范中亦禁止使用部分有害物質(zhì)。新近發(fā)展中的趨勢還包括歐盟2005/84/EC指令已自2006年7月進行玩具產(chǎn)品中鄰苯二甲酸鹽之管制，而美國各州亦針對溴化耐燃劑、鉛及汞等物質(zhì)，陸續(xù)制訂禁用法令。因此，有害物質(zhì)之禁用已然成為國際趨勢。  

       二、事件分析  

      (一)電子產(chǎn)品綠色材料趨勢  

     臺灣電子零組件及材料業(yè)，也就是國際跨國電子公司的第二線(Tier2)及第三線(Tier3)供貨商，在響應(yīng)以綠色物質(zhì)為要求之規(guī)范中，應(yīng)積極培養(yǎng)具有綠色產(chǎn)品技術(shù)的專業(yè)背景人員，相關(guān)之產(chǎn)業(yè)協(xié)或公會協(xié)助(國內(nèi)目前以電電公會及電路板協(xié)會最為積極帶領(lǐng)會員廠商面對)。讓廠商在對應(yīng)來自第一線供貨商(Tier1即OEM/ODM公司)的綠色要求上，不只在無害物質(zhì)檢測上花工夫，也應(yīng)著手于新研發(fā)或?qū)��?yīng)策略，以因應(yīng)未來2007年至2010年的綠色電子產(chǎn)品技術(shù)趨勢。  

     臺灣Tier1廠商在對應(yīng)綠色要求上，有二大盲點：第一為照本宣科，將跨國公司之綠色要求整本復(fù)制，并轉(zhuǎn)嫁給上游供貨商強制要求接受，并未吸納為公司現(xiàn)狀及外圍供貨商之必要因應(yīng)狀態(tài)逐一展開；第二為缺少綠色技術(shù)及材料因應(yīng)策略的長程規(guī)劃，會導(dǎo)致無法因應(yīng)來自國際上更多更頻繁的綠色要求訴求，以至于只能花費更多在管理管制上的經(jīng)費及扮演更繁復(fù)工作的綠色制造者，對體質(zhì)提升沒有益處及更晃論藉綠色技術(shù)擺脫開發(fā)中國家的代工制造競爭。  

     因應(yīng)源源不斷的跨國公司綠色產(chǎn)品要求，如果能以綠色供應(yīng)鏈的模式將產(chǎn)品拆解成逐一對應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)與電子特性對應(yīng)模式，并將供應(yīng)之模式改為伙伴共同研發(fā)方式(如IC業(yè)之制程外圍整合)，才有藉綠色技術(shù)轉(zhuǎn)化成為競爭力提升的效能。  

      (二)電子零組件與材料的綠色規(guī)格  

     以零組件和材料的角度思考綠色規(guī)格，首先須以危害物質(zhì)禁止做為出發(fā)點，綜合在2003年迄今的電子產(chǎn)品綠色技術(shù)要求中，鉛、鎘、汞、鉻六價、聚氯乙烯、溴系耐燃劑等物質(zhì)的禁止使用成為主流，簡述如下:  

    *鉛：某些情況(現(xiàn)用的鉛酸電池)能夠解除禁用，2007后會嚴(yán)格檢討禁用的幅度及技術(shù)可行性。  

    *汞：某種類型的燈泡允許使用水銀。  

    *鎘：電鍍涂裝及某些特定原件的需求雖在，禁用仍未更改。  

    *六價鉻：鉻只有在六價鉻的時候才被禁用，金屬鉻和三價鉻都不會被禁用。(不過未因應(yīng)2008年的趨勢跨國電子產(chǎn)品廠商已經(jīng)著手進行非鉻系的替代技術(shù))  

    *聚氯乙烯(PVC)：由于PVC的價格便宜、優(yōu)良的加工性及可加工成如皮革的觸感及成膜性，當(dāng)作電子產(chǎn)品的最佳塑料件，惟因為使用中的毒性物質(zhì)釋出與廢棄物處理(燃燒)時的危害物逸散。  

    *多溴聯(lián)苯(PBB)：PBB當(dāng)作塑料的耐燃劑使用，雖然PBB已不再生產(chǎn)，不過某些回收塑料可能仍然含有PBB。  

    *多溴二苯醚(PBDE)：PBDE是由以下的防燃劑所組成：  

    *四溴二苯醚(Tetra-BDE)：此產(chǎn)品已不再生產(chǎn)，不過可能會在回收材料中發(fā)現(xiàn)。  

    *五溴二苯醚(Penta-BDE)：此產(chǎn)品不常用于電子設(shè)備，主要用于家具。  

    *八溴二苯醚(Octa-BDE)：此產(chǎn)品用于電子設(shè)備的量相當(dāng)少。  

    *十溴二苯醚(Deca-BDE)：此產(chǎn)品廣泛用于電子設(shè)備，不過比以前的用量還少。  

     (三)目前已發(fā)展有害物質(zhì)替代技術(shù)的方向  

    (1)鉛的替代品：  

    (a)焊材的無鉛化研究，可替代無鉛焊料最基本的性能介紹如下：  

    *熔化溫度  

    焊料的熔化溫度不能太高，否則它的過高工作溫度將會引起電路板和電子組件形成熱缺陷(不應(yīng)該超過200度)。焊料的熔化溫度也不能太低，因為通常電子產(chǎn)品的工作溫度在50到80度之間，電路板的最高溫度可達到125度。  

    *安全性  

    據(jù)美國和歐洲的研究，對無鉛的替代金屬的安全性給出了如下的結(jié)論：Ag和Cu可以在無鉛合金中少量使用；Sn和Zn是人類食譜中的必須元素，但如果用量過多也有可能有毒性，Sn由于其價格低廉、資源豐富并具有令人滿意的物理性能，因此，通常被用做基體金屬；Bi是一種相當(dāng)溫和的金屬，在藥品中使用了很久的歷史。其他功能還有濕潤性和力學(xué)性能，導(dǎo)電率和熱導(dǎo)率。  

    *無鉛焊料  

    主要的型態(tài)為，錫-銀-銅合金、錫-銀-鉍合金、錫-鋅合金、錫-銅合金。  

    *值得注意的趨勢  

    日系電子廠于2006年6月初在日本電路板展(JPCAShow)中，發(fā)表Sn-Cu-Ni-Ge系的無鉛焊材；而中國大陸在2006年4月合并于中國RoHS法規(guī)的發(fā)布時，亦提出以Sn-Cu-Ni-Ce為主的無鉛焊材，是否會成為另一波以Sn-Cu-Ni為基礎(chǔ)搭配成的四個合金系的新無鉛焊材市場趨勢值得觀察。  

    (b)熱安定劑中鉛的替代研究

   PVC的穩(wěn)安劑就是在PVC加工過程以及使用過程中能抑制制品變色、性能變壞的添加劑。PVC在外在因素，如熱、光、氧等因素的條件下，易發(fā)生降解和交聯(lián)反應(yīng)，使其加工困難、性能下降。老化和降解是PVC加熱加工過程中不可回避的問題，所以在PVC的熱加工過程中必須加入一定數(shù)量的熱安定劑。熱安定劑在各種塑料助劑中占的比重最大。  

    目前市場上所使用的熱安定劑大致可以分為以下幾類：  

    *鹽基性鉛鹽熱安定劑  

    這類熱安定劑是指結(jié)合有PbO的無機和有機酸鉛鹽，是PVC最常使用的熱安定劑，現(xiàn)在仍在大量使用，一般具有很強的結(jié)合氯化氫的能力，對于PVC脫氯化氫既無抑制作用，也無促進作用。  

    *金屬皂類熱安定劑  

    *有機錫類熱安定劑  

    表現(xiàn)出卓越的通用性、安全性和高效熱穩(wěn)定性，其中的一部分無毒品種，可用于食品包裝，醫(yī)藥包裝等方面。  

    *有機金屬熱安定劑  

    通常是作為輔助安定劑與金屬鹽安定劑并用，產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)。  

    *有機銻熱安定劑  

    在國外，有機銻化合物已經(jīng)用作高分子材料用的低毒、無毒、高效熱安定劑，可以部分替代有機錫和Ca-Zn液體無毒安定劑。歐洲在使用有機銻類安定劑方面，以辛基銻為主，占60%，丁基銻次之，占30%。  

    *稀土類安定劑  

    是近年來新開發(fā)的PVC熱安定劑的一類，具有無毒、價格適中、用量少、熱穩(wěn)定效果好等特點。稀土化合物作為PVC的熱安定劑始于70年代。日、法、英等國做了很多有益的工作，并發(fā)表了這方面的文獻和專利。他們發(fā)現(xiàn)這些熱安定劑的穩(wěn)定性比鋇皂、鎘皂和它們的混合物好，耐侯性和透明性顯著，而且無毒。但是因這些國家稀土資源貧乏，原材料價格太貴，無法進行深入研究和推廣應(yīng)用。在中國大陸在80年代提出，稀土化合物應(yīng)用于PVC塑料熱安定劑。  

    由于PVC材質(zhì)(除了建筑的管材及公共管道的管材外)，在綠色法規(guī)的趨勢中被歸納為危害性物質(zhì)必須禁用，在電子產(chǎn)品市場正快速萎縮及被取代中，所以此項替代研究是否仍具效益值得觀察。  

     (2).鎘的替代品  

    鎘在電子與汽車產(chǎn)品中，主要的功用如下所述：  

    *顏料、油漆：塑料制品的著色粉、調(diào)色劑。  

    *安定劑：塑料制品的安定劑。  

    *釉類、金屬的表面涂層：防腐、防?等功能。  

    *電池：電極添加劑。  

    替代方式為將可塑劑的添加置換為，錫-錫合金、鋅-鋅合金、鋁涂層、鎳、環(huán)氧化物等可塑劑涂層。  

    (3).六價鉻的替代品  

    鉻及其化合物是冶金、金屬加工，電鍍鉻、油漆顏料等產(chǎn)業(yè)常用的基本原料。鈍化處理是通常稱為轉(zhuǎn)化處理技術(shù)的一種，其技術(shù)原理是將基體金屬表面從活化狀態(tài)變?yōu)殁g化狀態(tài)，從而使基體金屬溶解變緩。這樣形成的覆蓋層可以認(rèn)為是基體金屬的腐蝕產(chǎn)物和所用鈍化處理液中離子的還原產(chǎn)物兩者的混合物。鍍鋅層上最常見的附加防護措施是鉻酸鹽鈍化處理。經(jīng)鉻酸鹽處理形成的鉻/金屬混合物鈍化膜比較緊密，本身又耐蝕，與基體金屬又有很好的結(jié)合，同時膜層中的三價鉻化合物是不溶于水的，它構(gòu)成了鉻酸鹽的骨架，使膜層具有足夠的強度，并具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性。而膜中的六價鉻化合物是可溶性的，它在膜層中起著填充的作用，使得鉻酸鹽膜具有自愈合能力。由于鉻酸鹽鈍化成本低廉，使用簡單，而且鈍化后所得膜層耐蝕性極好，可滿足多種要求，因而在航空、電子和其他工業(yè)制造廣泛的應(yīng)用，一直受到人們重視而沿用至今。  

    鉻(六價)的替代，在尋找鉻酸鹽替代物這一方面，從無機物方面做了大量的研究工作，譬如利用鉬酸鹽、鎢酸鹽、稀土鹽、鋯酸鹽等等，但效果均不佳。因此逐漸轉(zhuǎn)向了有機物方面。采用含有丙烯酸樹脂、鉬酸鹽/磷酸鹽的鈍化液替代有毒的鉻酸鹽鈍化液對熱鍍鋅層進行鈍化，具有耐蝕性良好的鈍化膜。并且該鈍化液無毒，且處理技術(shù)簡單，成本較低廉。但目前的研究大多數(shù)只是停留在實驗室階段，應(yīng)用于少量生產(chǎn)。其中丙烯酸樹脂鈍化經(jīng)過了實驗室試驗，都取得了較好的效果。  

    (4).PBB、PBDE(含溴系耐燃劑)的替代品  

    耐燃劑目前以磷系耐燃劑、銻系耐燃劑、氫氧化鋁/氫氧鎂堿性耐燃劑等為主。在工業(yè)上用量最大的耐燃劑是鹵化物、磷酸酯、氧化銻、氫氧化鋁機硼酸鋅。比較理想的耐燃劑應(yīng)滿足基本條件如下：  

    *耐燃效率高，獲得單位耐燃效能所需的用量少。  

    *耐燃劑無毒或低毒，燃燒時所產(chǎn)生的有毒和腐蝕氣體及煙量盡可能少。  

    *與被耐燃基材的兼容性好，不易遷移和滲出。  

    *有足夠高的熱穩(wěn)定性，在被耐燃基材加工溫度下不分解，且分解溫度不易過高。  

    *不會過多惡化被耐燃基材的加工性能和最后產(chǎn)品的物理－機械性能及電器性能。  

    *有可接受的紫外線穩(wěn)定性和光穩(wěn)定性。  

    *原料來源充分，制造技術(shù)簡單，價格低廉。  

    目前國內(nèi)使用的溴系耐燃劑品種主要有十溴二苯醚、四溴雙酚A、三(2，3－二溴丙基)異氰?酸酯、四溴雙酚A雙(2，3－二溴丙基)醚、六溴環(huán)十二烷、溴化石蠟等。十溴二苯乙烷是九十年代美國Albemarle公司開發(fā)的一類新型溴系耐燃劑，具有含溴量高、耐燃性好、毒性低、熱和光穩(wěn)定性優(yōu)異的特點。由于其分子中沒有醚鍵，因此燃燒時不會產(chǎn)生Dioxin問題，是一種替代十溴二苯醚的優(yōu)良耐燃劑。

    無鹵耐燃劑主要有有機磷系和鹵－磷系、磷－氨系、銻系、鋁－鎂系、硼系。銻系耐燃劑是最重要的一類無機耐燃劑。其單獨使用時耐燃作用很小，但與鹵系耐燃劑并用時，可大大提高鹵系耐燃劑的效能，主要品種是三氧化二銻、膠體無氧化二銻機銻酸鈉，其中三氧化二銻用量最大，幾乎是所有鹵系耐燃劑不可缺少的添加劑。  

    無鹵耐燃劑主要為氫氧化鋁、氫氧化鎂等堿性金屬化合物。氫氧化鋁資源豐富，價格便宜，具有無毒、不揮發(fā)、不析出、不產(chǎn)生腐蝕性氣體、發(fā)煙量低等優(yōu)點，是國際市場上需求量最大，而且用途最廣的耐燃劑。氫氧化鎂耐燃劑的開發(fā)時程晚于氫氧化鋁，同樣具有無毒、無煙、無腐蝕性、安全價廉的優(yōu)點，而且開始釋放結(jié)晶水的溫度高于氫氧化鋁，對于某些需要在較高溫度下加工的塑料制品而言，氫氧化鎂更為合適。  

    低煙無鹵耐燃電線電纜具有耐燃，且燃燒時煙霧濃度低，無有害、腐蝕性氣體逸出的特點。在技術(shù)先進國家已普遍推廣應(yīng)用于重要場所。國外研制無鹵耐燃電纜料較為先進的公司有美國碳聯(lián)公司，英國的林德斯、威廉姆斯公司、日本的日立電線公司等。  

    (5).汞的替代  

    目前我們生活中所使用的干電池中均含有汞、鋅等有害重金屬。汞還經(jīng)常存在于顏料及熒光燈材料中。  

    (a)對鋅錳電池的無汞化的方法  

    *電極添加劑  

    在電極制備時直接將添加劑加入到電極的活性材料中，一般加入金屬氧化物或氫氧化物。  

    *電解質(zhì)添加劑  

    電解質(zhì)中加入氧化鋅可以減慢鋅電極自溶蝕的速度，抑制氫氣的析出。  

    *集電體的表面處理  

    由于無汞電池中鋅膏不含汞，鋅粉之間的接觸電阻變大，在進行大電流放電時會增加奧姆降，降低電池的性能和縮短電池的使用壽命。目前，國內(nèi)外廠家主要是在集電體表面電鍍一層金屬銦。從降低成本的角度考慮，還可選用價格低廉的鋅、錫鍍層來代替價格較高的銦鍍層而不會降低電池的性能。  

    (b)顏料及熒光燈中的汞  

    從顏料顏色上分析，呈鮮紅、鮮黃等顏色的顏料一般要添加如鉛、鎘、六價鉻等重金屬。國內(nèi)已經(jīng)開始使用如三聚磷酸鋁、磷酸鋅、云母氧化鐵等防?顏料，替代傳統(tǒng)有毒的紅丹、鉻黃等鉛鉻系防?顏料。英國普內(nèi)門化學(xué)工業(yè)有限公司，即ICI世界集團是全球第一家推出所有油漆產(chǎn)品中不添加鉛和汞的油漆公司。  

    LCD背光模塊中的光源則是以LED取代具有汞含量的CCFL產(chǎn)品，未來LED在顯示器市場應(yīng)用，主要利基在于LED壽命與耐震動，衍生高可靠性、低耗能、低成本以及LED為無汞光源。目前小型(7吋)顯示器用背光源CCFL價格較LED為低，但由于LED近年來價格大幅下滑，以及LED不需使用Inverter，整體背光模塊成本CCFL優(yōu)勢便不會明顯。在LED價格持續(xù)滑落及單位使用量減少影響下，預(yù)期若CCFL背光模塊與LED背光模塊價格將相等，阻礙LED發(fā)展的最大因素將消除，當(dāng)LED背光模塊成本與CCFL背光模塊無差異后，LED特性上優(yōu)勢將更為顯著。  

    三、對電子零組件與材料廠商建議  

    (1)最正確信息的掌握  

    *掌握并分析最正確信息  

    *盡快完成綠色數(shù)據(jù)庫建置，以達到信息高透明度：  

    (2)因應(yīng)綠色技術(shù)造成的成本提升與技術(shù)建立  

    *為對應(yīng)成本提升或上游材料產(chǎn)業(yè)要不要因應(yīng)綠色技術(shù)需求而投入designin的問題，可與財團法人合作在政府的產(chǎn)業(yè)協(xié)助項目支持下尋求研究并解決之道。  

    *因應(yīng)綠色技術(shù)需求的趨勢，零件廠與材料廠須以十年為一衡量期建立自我的技術(shù)與材料需求Roadmap。  

    (3)可靠度是綠色技術(shù)的核心  

    *目前尚有許多綠色材料方向尚未明確(例如無鹵、Coating等)，這些都是臺灣廠商的機會。而「可靠度」是一大關(guān)鍵重點，因為材料進入制程后可能發(fā)生變化，因而產(chǎn)生問題，且越下游問題越多值得更下工夫，提早準(zhǔn)備以因應(yīng)綠色技術(shù)的需求。(4)綠色技術(shù)需求成為未來產(chǎn)業(yè)鏈整合動力  

    *參加終端產(chǎn)品國際大廠的技術(shù)發(fā)表會收集一手信息，參與合作研發(fā)的機制掌握零組件與材料供應(yīng)主動權(quán)。  

    *臺灣零組件與材料廠商須，加強與國際大廠的互動，聯(lián)合公協(xié)會與技術(shù)單位發(fā)表綠色技術(shù)與綠色制程的供應(yīng)能力，以建立產(chǎn)業(yè)的綠色技術(shù)國際能見度。