工业和信息化部主管 中国电子报社主办
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顺应环保潮流 绿色生产成为元件企业必修课

编者按:随着人们对环境质量要求的日益提高,各国对绿色生产也越来越重视。在这个趋势下,欧盟理事会在2003年推出了两个电子行业环保指令———RoHS和WEEE指令。2006年中国政府也出台了一部环保法规《电子信息产品污染控制管理办法》(中国RoHS)。这些法规的推出给制造企业带来了成本上升、加工难度加大、供应链管理难度加大、市场风险提高、知识更新等一系列难题,面对这些挑战,电子元件企业积极应对。我们特约请一些材料及元件企业的代表就绿色制造的挑战及应对措施发表观点。

风华高科端华片式电阻器分公司常务副总经理张远生
绿色制造助推电子元件生产升级

电子元器件生产企业作为电子行业的基础性企业,在这场环保风暴面前首当其冲地受到了严重冲击。面对挑战,风华高科片阻分公司从上到下,统一思想,各级管理人员和技术人员努力应对,取得了成功。根据风华高科片阻分公司的经验,电子元器件行业应对绿色环保指令,应该从以下几个方面采取措施:
第一,上规模降成本。
风华高科片阻分公司采取了努力扩大产能和销售,以规模来降低成本的应对措施。从2003年到2009年,片阻的平均市场售价下降了75%%以上,而原材料成本却因为贵金属和石油成本的不断上升而不降反升。但是片阻分公司通过扩大生产规模,以产量来消化成本,成功地走出了困境。在2008年下半年持续至今的国际金融危机面前,片阻分公司不仅没有倒下,反而抓住机会扩大了市场,产量和销售都有所上升。
第二,工艺、技术创新。
面对绿色生产所带来的加工难度大、质量控制难度增大的压力,企业继续死守原有的技术和工艺很难有好的效果,只有突破原有的框架才有更大的空间。对于片阻分公司来说,我们一方面大胆引进了新技术、新工艺包括真空溅射技术、无铅生产工艺等来克服使用环保新材料所带来的加工难度大的问题。另一方面通过对现有设备的自动化改造,降低人工操作的步骤来达到提高产品质量稳定性的目的。
第三,用体系化来加强管理水平。
努力搞好质量体系建设,用体系化的方法和思路来搞好绿色生产是必由之路。风华高科片阻分公司通过对企业已经建立的ISO9001质量体系和ISO14001环境管理体系的各个要素进行一一评估,分析其中与绿色生产有关的内容,预先做好规划,将绿色生产的各项要求转换成体系的要求,按照体系的运作方式来安排解决。并且针对原有体系中没有提到过的要求通过制定程序文件的方式,并入现有体系之中。
第四,加强对市场信息和法规要求的跟踪。
绿色生产并不仅仅是RoHS生产,除了政府的指令外,客户的环保要求同样要遵守。而且政府和消费者从RoHS的影响中发现了动力,开始提出更多更严格的环保要求,因此企业做好了目前不等于就能做好未来。风华高科片阻分公司建立专业的团队,能够随时了解和跟踪市场和政府的环保要求。2007年中国RoHS指令、2008年无卤素要求以及欧盟REACH法规要求的提出,风华高科片阻分公司都在第一时间提出了应对方案,顺利地通过了考验。
第五,科学的抽检和风险控制。
因为绿色生产的特点是关注有害物质的含量,因此对有害物质的检测是一个必须的工作,但是检测费用是一个沉重的负担,如何调和两方面的矛盾呢?风华高科片阻分公司与供应商签订环保协议和保证书,要求供应商定期提交检测报告,在材料的源头进行风险控制。
第六,加强培训宣传工作。
面对绿色生产提出的各种要求,风华高科片阻分公司十分关注对法规和客户要求的学习,先后组织了专业人员的外部培训以及对管理人员和技术人员的内部培训和对全体员工的普及宣传教育等多层次、多方位的培训工作,并且在公司的宣传栏定期张贴绿色生产的宣传资料,在公司各部门、各车间张贴了环保标语,每时每刻都在对公司的员工灌输绿色生产的概念。
风华高科片阻分公司的绿色生产已经走过了6个年头,通过以上措施企业绿色生产上了台阶,规模和影响都扩大了。从规模上看,从2003年的300亿只左右扩大到2009年的800亿只。从产品和市场结构看,2003年以前以生产常规0603片阻为主,市场集中在消费品等中低端领域,到2009年已经掌握0201、01005等最高端产品,进入了手机、3G、汽车等高端市场。风华高科片阻分公司已经进入世界十大片阻生产厂商行列,成为国产片阻的龙头企业。
从自身的经验中我们理解到,绿色生产对于所有企业的要求都是一致的,它既是一道门槛,也是一道起跑线,所有企业都没有优势可言,讲的就是各个企业的创新能力和管理水平。事实证明,绿色生产对于电子行业特别是元器件行业既是压力,更是促使企业发展升级的推动力。

陕西宏星电器有限责任公司质量部满丽、任晓梅
加强工艺攻关开展绿色生产

绿色生产给质量管理带来了新的使命,对供应链的管控必须上一个新台阶。我公司是以生产军民(含50%%出口)产品为主的电子元器件生产厂家,2006年公司为满足RoHS要求,将产品中6大有害物质指标作为环保产品的质量控制要素。为了保证环保产品的生产,公司制定了一系列管理措施,全线使用无铅焊锡,为此我公司付出很大努力。在供应链的管控上,我们将绿色要求传递到上游供应商,对供应链采取有害物质调查、符合性声明、环保协议书、供应商稽核等管控措施。同时,我们强化制造过程的管控以保证成品的符合性。
绿色生产使顾客的要求层出不穷,也使我们应接不暇,工艺改进迎来了革命性的挑战。自2006年RoHS指令出台后,中国RoHS(《管理办法》)、PoHS指令、REACH法规等的不断跟进,使得从原材料供应商到产品生产厂家叫苦连天,各种各样的调查表、承诺书没完没了,更糟糕的是,可能今天生产的产品还符合环保要求,过不了几个月新的标准出来后,发现千辛万苦替代的新物质又被限制使用了。目前各个企业在应对绿色生产所采取的措施基本为追溯源头,也就是说从控制上游供应商着手逐层逐级向上推进,只有保证了化工原料(即物质)的符合性,才能从根本上解决绿色生产的问题。这就对各级供应商提出了新的课题:材料代用。材料代用真正做起来远不像说说那么简单,目前我们所说的RoHS指令、中国RoHS以及REACH法规等管控的物质范围极广,已涉及目前市场的方方面面。有害物质的限量限制必然产生新材料的代用和产品工艺性变更,新材料的代用和验证需要一个漫长的实践过程。公司从2006年开始使用环保浆料生产导电基体,经过几年的工艺摸索目前工艺性依然把握得不是很到位。用了几十年的材料中忽然一些重要组分发生变化,这将不可避免地造成产品性能出现差异,找什么材料替代?怎样替代?替代后有什么影响?这不仅仅是工艺性差的问题,它对产品的可靠性、使用寿命、安全性究竟有多大影响呢?没有谁能给出一个满意的答案,只有实践才是检验真理的唯一标准。
虽然存在着上述种种问题,在环保的道路上有重重困难,但是,我公司仍然不断努力,始终坚持预防为主的思想,注重从源头进行控制,从新产品设计开发之初就采用新型环保材料,确保产品能够持续满足客户的环保使用要求,这也是从最根本上解决问题的最好办法。同时,加强原材料供方管控、在制品的制程管控、产品生产工艺控制、环保产品生产教育培训等方面的工作,严格产品环保工艺的执行力度。目前,我公司产品生产使用的所有原材料和零部件逐步、分批次均实现了环保代用,经国家检测机构检测,产品环保符合性达标,并得到了用户的认可。与此同时,公司还加强了针对“环保生产、绿色产品”理念同相关方的及时沟通,并于2005年12月起,按照GB/T24001-2004《环境管理体系要求及使用指南》建立了公司的环境管理体系,实施环境认证工作,这对我公司的生产经营起到了很大的促进作用。

北京金朝电子材料有限责任公司总经理杨嘉骥
重视技术和标准实现焊料无铅化

在欧盟RoHS指令里,专家指出其中最关键的就是如何实现无铅化,而其中无铅焊料和助焊剂是电子产品互连技术的基础材料,是电子行业领域的“物质食粮”,属于中间配套产品。
无铅焊料之前,铅锡合金作为焊接材料使用历史久远,其中铅含量在37%%左右。近几十年,世界电子产品产量的增加,焊料的年产量每年都在上升。2007年3月1日,我国《电子信息产品污染防治管理办法》颁布实施,与欧盟“两个指令”相继实施,在所有电子信息产品中限期禁止或限制使用6种有毒有害材料。电子产品的无铅化已经成为世界发展的一种必然趋势,近十多年以来无铅焊料开发与应用得到了各国专家的重视。我国无铅焊料的研制和开发,必须结合我国资源优势,只有研制出具有自主知识产权的合金配方,才能保护我国利益,促进我国无铅焊料技术的发展。
相关限制法规的出台,无疑使国内无铅焊料制造厂商和相关电子制造商认识到无铅化的重要性。基于市场的需求,金朝电子的前身———北京朝阳助焊剂有限责任公司,于2002年3月完成HL01系列抗氧化无铅焊料以及N010系列配套助焊剂并荣获国家新产品奖。
北京金朝电子材料有限责任公司专门从事电子信息产品所需要的电子化工材料的研发生产,长期致力于电子焊接材料的无铅化,环保型产品的研制和生产。公司已完成无铅焊料、水基助焊剂技术发明专利7项,还参与制订锡焊用液态焊剂、无铅焊料-化学成分与形态等6项国家和电子行业标准。
必须看到,无铅焊料改造导致的将是一个系统工程,不仅是焊料需要改造,还有焊接过程的工艺和流程也需要改造,比如无铅化焊接的熔点比铅锡焊料焊接的熔点高了至少35℃左右,如果不改造,会影响产品的整体生产。
我们在重视无铅化的技术和标准问题时,也许忽略了无铅化的自主知识产权问题。因为电子产品的无铅化已经成为世界发展的一种必然趋势,所以近十年来无铅焊料的开发和应用得到各国的重视。根据美国专利商标局和日本专利局数据库可查信息,无铅焊料的专利已有300多种,其中仅日本就公布了专利近200种,几乎涵盖了所有二元、三元合金元素构成的无铅焊料。
无铅焊料的种类很多,目前市场主要的品种有SnCu和SnAgCu系列无铅焊料。在这种情况下,我国相关企业已经在这方面先期进行研发,并取得了突破。公司在无铅焊料上采用多元合金的办法,并加入了稀土的镧、铈、镓、锗等成分以及金属元素和其他的非金属元素,这样不仅保证了焊接牢靠度,而且在抗氧化上取得了突破,为此公司已申请了多项专利。
这些专利,正是我公司与清华大学无铅焊料研究的重要成果。针对早期无铅焊料存在的抗氧化性能差、合金组织疏松、流动性差等影响焊接质量问题的缺点,课题组在无铅焊料配方中加入我国资源丰富的稀土元素和微量的镍、磷等元素,成功地解决了焊料抗氧化差的问题。然而,由于稀土和镍的加入量非常少(0.01%%~0.1%%),很难添加均匀,达不到改善性能的目的。这一问题不解决,无铅焊料产业化生产不可能实现。经过反复试验和研究,我公司最终探索出先用稀土和镍制备成含量较高的中间合金,然后以中间合金的形式加入到焊料中,这样的焊料既均匀又不易氧化。
近十年来,水溶性助焊剂在国内外电子行业中得到广泛的应用,以往的水溶性助焊剂有较强的活性,同时腐蚀性也较大,焊后的表面绝缘电阻较低,印制板干燥度差,不利于在线检测,而且由于水溶性助焊剂的水在焊接过程中产生的蒸发热比常规用的有机溶性助焊剂大得多,所以易产生焊接缺陷等问题。特别是无铅焊料用的水溶性助焊剂,对其要求会更高。我公司一种新型的助焊剂克服了普通水溶性助焊剂的不足,提供了一种焊点结晶细腻光亮、焊后表面绝缘电阻好及强度高、印制板残留少、焊剂干燥快、焊接缺陷少及实用性好的水溶性助焊剂。

中电元协电阻电位器分会副秘书长蒋满泉
电阻电位器产品实现绿色全覆盖

欧盟RoHS指令和中国《电子信息产品污染控制管理办法》(以下简称中国RoHS)相继发布以后,业内电阻电位器企业的负责人普遍感到困难很大。面对这样的新挑战,他们提出了不少这样或那样的问题。作为行业协会,以前对产品质量,往往侧重电性能,强调必须通过ISO9000认证,而对6种有毒有害物质、元素的重视程度不够。中国RoHS以“信息产业部第39号令”命令的形式发布,使我们感到这是非执行不可的事,从而引起了我们高度重视,让我们认识到必须把它作为全行业的一件大事来抓,并力推让它落到实处。
我们认真学习了这两个文件,并进行摸底调查。利用协会这个平台和我们出版的会刊《电阻电位器商情》,除及时转发这两个指令外,我们还积极深入会员单位调研,交流研讨,引导各企业摆问题,订措施,想办法。经会员单位各企业的共同努力,现在,我们电阻电位器产业基本实现了绿色产品全覆盖。
通过这几年不断的学习、实践,各企业负责人的思想认识不断提高。各企业在落实RoHS指令中所采取的措施大体有如下几个方面:严把原材料的筛选关,不管是上游配套产品还是电阻电位器成品,都设有严格的材料进厂检验、试验,一批不落,有的企业还委托专门机构办理,并与供应商签订责任状。二是严把生产过程和工艺执行关,创新技术,改进和采用新工艺,加强了技术人员和操作工人的培训,建立严格的管理制度,有的还更新了设备。特别是片式电阻生产工艺改进较大较多。在这方面,各企业各有招数。三是严把成品出厂关。
贯彻落实中国RoHS,确实给企业增加了成本,一般在10%%~20%%左右,使本来利润空间很小的电阻电位器产品变得更为微利。但他们为了中国的绿色制造事业,都在坚持。也有的产品经与用户协商上调了些价格,得到了用户的理解。
贯彻中国RoHS,有力地推动了整体产品质量的提高。不仅普遍完成了RoHS认证、环保认证,有不少企业还提前完成了多项特殊的认证。如业界产量最大的传统电阻生产厂“龙建达”通过了欧盟15项环保认证,“奔牛油漆”通过了瑞士SGS认证,“深圳百亨”电子通过了日本索尼认证。

广州国光电器股份有限公司董事长周海昌
建立绿色产品管理体系

我公司生产的扬声器和扬声器系统的终端市场大部分在欧美地区,这些环保法规给国光带来了很大的挑战。因此,环保专项小组不断克服困难,积极应对这些挑战:
首先,我们明确了公司应对环保法规的方针:公司所有产品,都必须符合业界的环保法规。我们认为这一方针虽然会导致材料成本略有提升,却能简化内部管理并使我们赢得客户信任。同时,我们预见到随着环保法规的不断推行,非环保材料会很快退出市场,到时成本差异就会消失。
其次,我们针对非环保工艺,派出专业人员与供应商通力合作,经过反复试验、验证,开发出既符合RoHS指令,又满足可靠性要求的替代工艺。
最后,我们对公司所有材料的环保符合性进行了排查。我们与供应商一同确认各个零部件所使用的原材料,再对不同的原材料进行测试。采用这种方式避免了由于零部件型号不同而对同种材料进行重复测试,提高了效率,降低了成本。最终让我们在短时间内,以合理的成本顺利完成了对库存上万个型号的零部件的排查。
我们意识到,前期的工作不过是推行环保管理的第一步,更为重要的是需要建立健全的绿色产品管理体制。为此,我们利用大约半年时间,建立起一套绿色产品管理体系。
产品开发过程。我们要求供应商提供每个零部件的环保测试报告、成分表、保证书以证明其符合国光的环保要求。同时,我们对所有新零部件进行X荧光检测,防止供应商提供的资料错误。
供应商管理过程。我们建立起严格的供应商评估、选择制度,并定期根据供应商的产品环保质量、规模、管理水平对其进行风险评估。
来料检验过程。国光建立起一套结合零部件风险、供应商风险的材料抽检计划。
产品制造过程。制造过程中,需要对与产品直接接触的辅料、工具、装载容器进行定期的X荧光检测,以防止其对产品造成污染。
成品检验过程。为了最大限度地降低产品不符合环保要求给客户带来的损失,我们规定必须对总装成品进行定期的X荧光检测。
国光着眼未来,不断推行一系列管理措施,以适应这些变化:
内部管理。我们正开发一套基于B/S架构的环保管理信息系统,在系统开发完成后,环保信息可以直接通过互联网进行交换,便于国光内部之间、国光和供应商之间的沟通和资源整合。
供应商管理。除了定期与供应商举行研讨会以外,每当有重大的环保法规出台,国光都会组织供应商培训。
研发。环保法规是不断变化着的,因此,国光设有专门的材料工艺组,针对这些要求不断开发新的替代材料,以适应市场变化。

北京七一八友晟电子有限公司RMK生产线产品负责人曾炀
内外结合将绿色生产进行到底

欧盟RoHS指令和中国《电子信息产品污染控制管理办法》(中国RoHS)正式施行给国内电子元件企业带来了挑战。其对电阻行业的影响也是显而易见的,虽然传统的厚膜贴片电阻器所使用的主要原材料均为玻璃釉,属于铅玻璃材料,该类铅是属于RoHS指令附录豁免条款第五条的阴极射线管、电子部件和发光管中的玻璃中的铅,也就是说贴片电阻器的玻璃中含有的铅是受到欧盟RoHS指令豁免的,但电阻引出端中的铅则不属于豁免范围内,因此,全面使用无铅电镀(即无铅表面处理)生产,解决引出端的电镀问题也就成为使片式电阻器符合目前RoHS指令的必要条件。
为应对RoHS指令,北京七一八友晟电子有限公司建立了一整套的管理改革方案,从对原、辅材料供应商管控的外部制度到完善公司内部管理的内部制度两个方面来应对欧盟RoHS指令,从而使公司找到应对两个RoHS指令的方法。
首先,建立管控原、辅材料供应商的外部制度,划定管理规定的使用范围。根据RoHS指令的内容是针对材料分析的特性,从产品的源头入手,即首先需要确定所有向本公司提供原、辅材料的新、旧供应商中,哪些供应商提供的产品是纳入欧盟RoHS指令限制范围内的,哪些是列入欧盟RoHS指令豁免范围内的。
要求供应商保证所供应的产品具有权威检测机构的合格检测报告或者提供自我合格保证声明,这是所有原材料进入公司的前提。这项制度可以把风险转移到供应商,要求供应商签订一个保证书,然后让他们逐级去签订保证书,逐级来分摊测试费用,其实从RoHS符合性方面来讲,RoHS本身就是一个供应链管理问题,无论在哪一环节出了问题都会体现在最终产品上。当然公司并不是完全依靠供应商,公司本身也做好了相应的管理工作。准确地讲,风险是由所有环节分摊的。
其次,完善公司内部管理。在原材料检测上,公司做到在源头上把住关,保证采购到的原材料是符合RoHS指令要求的。为此公司专门采购了X射线荧光光谱仪。能够简便、快速、无损地检测出物质中的金属元素含量。使得公司从源头上的原材料采购到生产过程中的不同环节然后再到产品出厂前的检测,都能够按照RoHS指令进行跟踪控制,哪一环出现问题,立即查找原因进行纠正,使公司在应对RoHS问题时由被动变为主动,把损失降低到最低程度。
在生产过程中,公司将生产民用产品的设备、工艺和生产军用产品的设备、工艺划分了专门区域进行区分管控。对于一线的操作人员,公司专门组织人力进行指令的专项基础知识普及和教育培训,并及时对生产流程各个环节上可能涉及的指令限定,尤其是关键、特殊工序的作业指导书、生产操作规程等书面文件进行更新,以便与ISO9000体系及公司管理体系很好地结合在一起。
放眼未来,公司将在跟踪国外技术法规的同时,进行技术准备。作为应对技术性贸易壁垒措施,需要在跟踪国外技术法规的同时,做好技术积累工作。RoHS指令表明欧盟还要增加禁用的有毒有害物质,扩大其禁用范围。因此必须做好各项技术储备工作,变被动为主动。
此外我们还将积极与国内高校和研究机构合作,加强对新材料的研究开发,开发新的材料体系,比如研发无铅的、低温保护树脂替代高温的玻璃釉保护膜,期待在应对元件无铅化及提高元件性能方面有所突破。


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