以身作则,使用无铅大电流触点

由于 RoHS 指令和 REACH 等法规，许多地区长期以来一直禁止使用铅或需要额外的文书工作。豁免仍然有效，但即将到期或即将到期。与其假设豁免将被延长，不如现在就寻求面向未来的替代方案。

第一个无铅组件已经上市。Würth Elektronik ICS是该领域的领导者之一，它是基于 PCB 的系统解决方案和大电流传输组件的供应商和制造商。这些主要用于汽车行业，但也用于其他工业部门，例如可再生能源。

对于这些目标市场，一个明确的要求是“线对板”和“板对板”等连接提供最大的耐用性和抗振性。凭借其 Powerelements，该公司开发了用于印刷电路板上高达 1,000 A 的大电流连接的触点，由于它们使用的压接技术，这些触点具有出色的机械和电气性能。与焊接技术相比，由于引脚和 PCB 之间的接触电阻较低，它们在高电流下表现出出色的热性能。

加工黄铜

长期以来，含铅加工黄铜 (CuZn39Pb3) 是Würth Elektronik ICS在其 Powerelements 生产中的首选材料。使用铅作为大约 3% 的微量成分可确保良好的断屑和易于润滑。这减少了摩擦，从而减少了加工过程中产生的热量。

根据 RoHS 指令附件 III 中的豁免 6c 条款，仍允许使用质量含量高达 4% 的铜合金。

然而，与其他豁免一样，这种豁免正在逐渐减少。在指定的过渡期结束时，材料中铅含量超过 0.1% 限制的电气和电子设备可能不再在欧洲销售。

正如预期的那样，欧盟委员会收到了许多再次延长豁免的请求。因此，一些制造商指望另一个扩展。然而，这种策略有其风险。如果铅禁令成为永久性的，原始设备制造商可能很快就会面临必须以巨大的成本和费用重新设计其电子组件的挑战。

未来情景

电子行业一个典型的产品大约需要三年的时间来开发，生命周期大约是七年。但是，如果 RoHS 指令的豁免 6c 没有延长到过渡期之后会发生什么?延长延期对制造商有什么好处?

场景 1：假设 RoHS 指令的豁免 6c 不再延长。如果发生这种情况，日落阶段将开始，包括 12 到 18 个月的过渡期。最迟到 2022 年底或 2022 年年中，新生产的含铅电气和电子设备将不再销售。对于没有应急措施来应对这种可能性的制造商来说，这可能是毁灭性的。

情景2：豁免再延长三到四年。从今天的角度来看，制造商仍有足够的时间转向无铅产品并获得无铅认证。仍然使用含铅成分的产品必须在周期中期停止销售。

自 2002 年首次发布 RoHS 指令以来，铅在均质材料中的使用量被限制在最多 0.1%(重量)。18 年来，铜合金的豁免一再延长。Würth Elektronik ICS 的专家认为，进一步延长超过五年的可能性不大，因此建议制造商现在考虑转向无铅替代品。作为一项规则，每个新产品都应使用无铅元件。

有替代品

迟早，豁免 6c 将不再有效。鉴于此，Würth Elektronik ICS很早就开始探索用于 Powerelements 的无铅替代品，并与知名的初级材料制造商密切合作。研究并测试了不同的无铅材料的机械和电气性能。例如，进行了测试以确定硅、锰、铁、镍、磷和铟对机械和电气性能的影响。

决定使用 Wieland-Werke AG 的无铅黄铜。该材料是新型 Wieland ecoline 合金系列的一部分，是与来自不同行业的多家公司合作进行的长期深入研究和开发项目的成果。这些合金满足关于机械加工性和成型性的严格要求，以及管理各个应用领域的个别法规。Würth Elektronik ICS现在使用 Wieland 的几种无铅材料来生产其新的、可持续的无铅LF Powerelements产品线。

选择合适的材料后，Powerelements 无铅生产线开发过程中最重要的里程碑是加工工艺的优化。为此，必须优化切割几何形状和速度等生产参数并选择必要的工具——所有这些都必须考虑到成本。

在开始批量生产之前，对无铅材料进行了机械加工(压接和焊接)和可用性测试，特别是组装接触元件的机械和电气性能。除其他外，该资格包括对压入力、拉出力、可焊性、扭矩和降额的调查，以及环境测试、显微照片测试和振动测试。

可以开始转向无铅

在“让它成为无铅”计划开始时，Würth Elektronik ICS 分析了作为新标准产品线一部分的无铅大电流触点解决方案的初始应用。由此产生了一系列组件变体，例如单件和两件式动力元件、可插拔动力元件和用于 SMT 组装的动力元件，旨在以最佳方式满足市场需求。

该标准产品组合现在正在逐步扩展，可在Würth Elektronik ICS Powerelements 在线商店购买，您还可以在其中找到有关无铅产品的技术数据或索取免费样品。如果客户有任何特殊要求，制造商还为他们提供量身定制的无铅解决方案。

背景：铅的监管指南

• RoHS(有害物质限制)：欧盟 RoHS 指令 2011/65/EU 的目的是限制在电气和电子设备中使用某些有害物质，以尽量减少这些物质进入环境。RoHS 可作为全球相关区域法规的指南。作为一种受 RoHS 指令限制的物质，铅在均质材料中的最大允许浓度为 0.1%(重量)。“铅含量不超过 4% 的铜合金”在豁免 6c 中是允许的。该豁免于 2021 年 7 月 21 日正式到期。但是，最终决定的过程被推迟到 2022 年。

• REACH(化学品的注册、评估、授权和限制)：EC 1907/2006 规范化学物质及其混合物的制造、投放市场和使用。2018 年，铅被添加到高度关注物质 (SVHC) 清单中。因此，根据 REACH 法规第 33 条，需要提供沿供应链的信息的义务。如果半成品或其他产品使用含铅量超过 0.1% 的铜合金制造，则必须在交货时报告。

• ELV(报废车辆)：指令 2000/53/EC ELV 规范了欧盟内机动车辆的材料回收。在这里，0.1% 的最大限值也适用于铅。允许最大铅含量为 4% 的铜合金获得豁免。这项豁免将于 2021 年进行审查。