ГОСТ IEC 62321-2-2016 Определение регламентированных веществ в электротехнических изделиях. Часть 2. Разборка, отсоединение и механическая подготовка образца

     4 Процедуры подготовки образца

4.1 Общая информация

Отбор образцов - это первый этап анализа электротехнической продукции на присутствие регламентированных веществ. Методология и процесс отбора образцов часто так же важны, как и их аналитические испытания. Эффективная методология отбора образцов требует четкого представления об электротехническом изделии, о целях анализа и требованиях, которые должны быть соблюдены.

Отбор образцов и испытания для определения уровня содержания регламентированных веществ выполняются по различным причинам, в числе которых:

- взаимодействие между компаниями при производстве (например, контракт между OEM и производителем комплектующего оборудования);

- установление соответствия нормативным предельным значениям;

- экспертиза/оценка воздействия (почему изделие не отвечает контрактным или законодательным требованиям, когда имело место несоответствие и каково количество несоответствующих изделий).

4.2 Особенности требований в отношении регламентированных веществ

Принимая во внимание, что правительства многих стран, промышленные кооперации и прочие заинтересованные стороны используют собственные требования, настоящий стандарт не имеет целью обсуждение всего этого многообразия в полном объеме.

Однако знание о различных предельных уровнях регламентированных веществ является важным шагом в разработке методологии отбора образцов. В данном подразделе выделены представляющие интерес нижеперечисленные вопросы из числа основных в части требований к регламентируемым веществам.

- Регламентированные вещества: не все географические регионы и не все промышленные предприятия регламентируют одни и те же вещества. Например, в некоторых регионах регламентировано использование только некоторых PBDE-соединений, тогда как в других действуют более широкие ограничения в отношении этого класса ингибиторов горения. При отборе образцов изделия, компонента и т.п. важно учитывать действующие законодательные требования.

- Допустимые предельные уровни регламентированных веществ: в общем допустимые уровни большинства регламентированных веществ составляют менее 1000 мг/кг. В некоторых географических регионах и на промышленных предприятиях установлены предельные значения ниже 1000 мг/кг. Для некоторых видов продукции предельные уровни регламентированных веществ выше 1000 мг/кг, например свинец в медных и алюминиевых сплавах.

- Применение допустимого уровня: порядок применения допустимого уровня регламентированного вещества к электротехническому изделию определяет методология отбора образцов и то, как интерпретируются результаты испытаний. Во многих географических регионах допустимые предельные значения применяются к "гомогенным материалам". В данном стандарте термин "гомогенный материал" имеет определение в соответствии с [4]. Однако термин "гомогенный материал" неодинаково интерпретируется в различных регионах.

- Применяемые исключения: некоторые виды электротехнической продукции освобождаются от требований в отношении регламентированных веществ. Такие исключения могут быть основаны на различных причинах, включая область применения (например, военное назначение), применяемые материалы (например, припой с высокой температурой плавления), объем образцов или электрические свойства изделия.

4.3 Сложность (композитный состав) электротехнических изделий и связанные с этим трудности

Сложный состав электротехнической продукции также является важным фактором при разработке методологии отбора образцов. Этот аспект важно учитывать при практическом осуществлении отбора образцов и анализа. При анализе и отборе образцов необходимо учитывать следующее:

a) Миниатюризация: миниатюризация - одна из основных тенденций в электротехнической промышленности. Это означает, что возрастающий набор функций реализуется при уменьшающихся размерах. С каждым годом используется все больше компонентов и материалов из расчета на квадратный сантиметр площади PWB. Отбор образцов для измерений из такого малого количества материала представляет трудности. Например, размер SMD слишком мал для разделения или разложения с применением обычных инструментов, а размер образца, оставшегося после разделения, часто слишком мал и не отвечает требованиям к достоверному анализу.

b) Число гомогенных материалов: многие компоненты имеют сложную структуру и состоят из нескольких слоев различных материалов. Типичным становится наличие в одном компоненте более 10-20 слоев материала, а многие электротехнические изделия или сборочные узлы состоят из сотен или тысяч компонентов. Это означает, что одно электротехническое изделие может содержать от 1000 до более 10000 гомогенных материалов. Часто гомогенные материалы настолько плотно прилегают друг к другу, что чистое их разделение практически не представляется возможным (см. рисунок 2). Опыт показал, что состав часто меняется вследствие молекулярной диффузии материалов (например, на состав покрытия оказывает влияние материал основы, содержащий свинец). Подобным образом существующие электротехнические изделия состоят из множества компонентов и частей. Например, обычный телевизор или портативный компьютер содержат тысячи частей/компонентов. Таким образом, проектная база данных для любого OEM может включать в себя десятки тысяч компонентов. В приложении E представлен наглядный пример разборки мобильного телефона.

c) "Невидимые" вещества: еще одним фактором, затрудняющим отбор образцов и анализ, является тот факт, что регламентированные вещества обычно визуально неразличимы. Компонент, содержащий регламентированное вещество, выглядит и работает абсолютно так же, как и "чистый" компонент. Присутствие или отсутствие регламентированных веществ может изменяться от партии к партии в процессе производства без каких-либо заметных признаков. Несмотря на то, что имеются некоторые видимые признаки наличия регламентированных веществ (например, желтый налет на стальных изделиях предполагает наличие шестивалентного хрома), визуальное обнаружение практически невозможно.

d) Вариации (разброс) между партиями: большинство изготовителей сборочных изделий используют комплектующие одновременно от нескольких поставщиков, например кабели, резисторы и конденсаторы. Комплектующие компоненты смешиваются в процессе производства, поскольку технически они являются полностью взаимозаменяемыми, если они соответствуют общей спецификации. Однако в большинстве случаев они не являются химически идентичными. Более того, опыт показывает, что изготовители комплектующих компонентов могут менять исходные материалы или применяемое сырье (например, в случае дефицита), что также ведет к изменению химического состава. Уведомления о таких изменениях не всегда поступают, если компонент все же отвечает техническим требованиям.

e) Длинная цепь поставок: в производстве электронных компонентов используется сложная цепь поставок. Для относительно простой продукции, например внешнего кабеля, может потребоваться цепь поставок, состоящая не менее чем из семи звеньев. Цепь поставок для более сложного компонента, например ЖКД или ИМС, существенно более сложна.

Эти характеристики электротехнической отрасли показывают, что работа с регламентированными веществами, а также отбор образцов и анализ не являются простой задачей. Размер и количество компонентов, сложность цепи поставок не позволяют раз и навсегда определить места нахождения регламентированных веществ в электротехнической продукции. Успешная реализация отбора образцов и испытаний на уровне гомогенного материала на верхних уровнях цепи поставок (в области готовой продукции) для сложных изделий практически нереальна.

Примечание - Степень окисления регламентированных веществ может меняться со временем. Например, концентрация шестивалентного хрома в слоях, защищенных от коррозии, может значительно измениться с течением времени либо из-за условий хранения.

4.4 Методология отбора образцов

Несмотря на то, что при отборе образцов могут использоваться различные подходы в зависимости от широкого ассортимента электротехнической продукции, можно описать общую процедуру, которая может быть применима в большинстве случаев. На рисунке 1 показаны повторяющиеся циклы отбора образцов, разбора и отсоединения.

     Рисунок 1 - Общая повторяющаяся процедура отбора образцов