Tecnologia: o uso de fluorescência de Raios X para análise de conformidade à diretiva RoHS

A diretiva RoHS (Restrição ao Uso de Substâncias Perigosas) da comunidade europeia proíbe o uso de determinadas substâncias em equipamentos eletroeletrônicos. A Tabela 1 apresenta estas substâncias e os seus respectivos limites máximos permitidos.

Tabela 1 – Substâncias proibidas pela diretiva RoHS, limite máximo permitido e algumas aplicações


É de responsabilidade de todos os participantes da cadeia de suprimentos garantir que estas substâncias não estejam presentes em produtos eletrônicos. Algumas das formas para garantir esta conformidade são:

  • Uso apenas de componentes/materiais/ferramentas, que possuam certificado de conformidade emitido pelo fabricante;
  • Triagem investigativa (screening) destes elementos em componentes sem certificado de conformidade;
  • Análise detalhada dos componentes que contém alguma destas substâncias, ou que apresentam dúvida.

O primeiro item é normalmente obtido em empresas que produzem 100% de produtos com conformidade RoHS. No entanto, o fato do Brasil não possuir restrições a estas substâncias, bem como a existência de exceções para produtos que requerem alta confiabilidade, deixa algumas empresas em dificuldade para produzir apenas produtos RoHS. Neste caso, onde exista produção mista, deve-se utilizar um controle rígido do uso de componentes, ferramentas e insumos para que não ocorra contaminação dos produtos RoHS.
A análise detalhada por material homogêneo é bastante complexa e somente pode ser feita via ensaio destrutivo. A Figura 1 apresenta uma junta de solda, que é uma pequena parte de um produto eletrônico, para mostrar a complexidade de um ensaio detalhado. No caso do chumbo, ele pode estar presente na solda, na superfície do componente ou na superfície da placa. Como os limites são por material homogêneo, os diferentes materiais precisam ser analisados independentemente, normalmente fazendo uso de microscopia eletrônica com EDX e técnicas de análise à líquido, para determinadas substâncias.

Descrição: chumbosoldagembranda

Figura 1 – Imagem monstrando as possibilidades da presença de chumbo em uma junta de solda. Em azul a solda, em vermelho o terminal do componente e em amarelo a ilha de solda da placa. Fonte: Coockson Electronics

Desta forma, a triagem investigativa das substâncias passa a ser uma ferramenta importantíssima para empresas que fabriquem tanto produtos RoHS, quanto produtos que utilizam chumbo.
A técnica mais comum para este tipo de análise é a fluorescência de Raios X. Esta técnica funciona através da emissão de um feixe de Raios X na amostra, este interage com o material que, por sua vez, emite outros Raios X (fluorescente), característicos de cada elemento químico. Fazendo, então, uma varredura em todo o espectro significativo é possível identificar e quantificar a maioria dos elementos presentes. A Figura 2 apresenta os limites de detecção desta técnica para os diversos elementos químicos.

CLIQUE NA FIGURA PARA UMA MELHOR VISUALIZAÇÃO

 

Figura 2 – Tabela periódica dos elementos, contendo com os respectivos limites de detecção da técnica de fluorescência de raios X. Fonte: Innov X

Para triagem RoHS este tipo de análise permite avaliar os elementos: Pb, Hg, Cr, Br e Cd. A presença de cromo e bromo não caracteriza não conformidade, visto que apenas o cromo hexavalente é proibido e o bromo apenas nos dois retardantes de chama. Porém, caso estejam presentes, sem o conhecimento do fornecedor, uma análise detalhada é necessária. Já, se os outros elementos estiverem presentes, e o produto não for exceção, então é caracterizada uma não conformidade.
É importante salientar que este tipo de triagem não é conclusiva, visto que é realizada em uma amostra heterogênea de material. No entanto, uma não conformidade pode ser facilmente identificada e enviada para análise detalhada. A fluorescência de raios X pode ser utilizada como ferramenta de análise no recebimento de materiais, bem como na inspeção final do produto montado.
O LABelectron, como ambiente de manufatura e desenvolvimento, possui uma montagem mista, onde são montados tanto produtos contendo Pb quanto produtos lead-free, sendo esta uma necessidade para atender à todos os seus clientes. Por este motivo, conta agora com um espectrômetro de fluorescência de Raios X da empresa Innov X do grupo Olympus, representada no Brasil pela empresa AnacomCI. O modelo adquirido possui um algoritmo exclusivo para análise de amostras heterogêneas (Figura 3).

Figura 3 – Espectrômetro de fluorescência de Raios X adquirido pelo LABelectron. Este equipamento possui um algoritmo exclusivo desenvolvido para análise RoHS de amostras heterogêneas

Com esta nova aquisição, a estratégia de conformidade RoHS do LABelectron está completa, contando com procedimentos rígidos somados a ferramentas para separar a produção RoHS da produção com chumbo, uma técnica de triagem no recebimento de materiais e, após a placa montada, para garantir que não ocorreu a contaminação da placa durante sua montagem. Finalmente a parceria com o Laboratório de Materiais da UFSC permite análises detalhadas em material homogêneo de amostras onde existe dúvida.

Para mais informações sobre avaliação de conformidade RoHS, entre em contato com:
Engº José Carlos Boareto, engenheiro de desenvolvimento do LABelectron – jcb@certi.org.br

Este endereço de e-mail está protegido contra spambots. Você deve habilitar o JavaScript para visualizá-lo. ou 48-3954-3029.

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