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電気電子機器における特定有害物質の使用制限に関する指令の略称である有害物質制限指令2002 /95/EC（RoHS 1）は、 2003年2月に欧州連合によって採択されました。[ 2 ]
この取り組みの目的は、電子機器に含まれる有害化学物質の量を制限することだった。
RoHS 1指令は2006 年 7 月 1 日に発効し、各加盟国で施行され、法律となりました。[ 3 ]この指令は、さまざまな電子機器および電気機器の製造における 10 種類の有害物質の使用を制限しています (例外あり)。例外に加えて、ソーラー パネルなどの製品には除外があります。これは、電気製品の回収、リサイクル、再生の目標を設定し、大量の有毒な電子廃棄物の問題を解決するための立法イニシアチブの一部である廃電気電子機器指令(WEEE) 2002/96/EC (現在は廃止されています[ 4 ] )と密接に関連しています。会話では、RoHS は、特に明記されていない限り、綴りを省略したり、/ rɒs / 、 / rɒʃ /、/ roʊz /、または/ ˈroʊhɒz /と発音したりして、EU 規格を指します。
各欧州連合加盟国は、この指令を指針として、独自の執行および実施政策を採用する。
RoHS指令はしばしば「鉛フリー指令」と呼ばれますが、実際には以下の10種類の物質の使用を制限しています。
最大許容濃度: 0.1% [ 5 ]
カドミウムの最大許容濃度: 0.01% [ 5 ]
DEHP、BBP、DBP、DIBPは、2015年3月31日に公布された指令（EU）2015/863の一部として追加されました。[ 5 ]
PBBとPBDEは、いくつかのプラスチックに使用される難燃剤です。六価クロムは、クロムめっき、クロメートコーティング、プライマー、およびクロム酸に使用されます。
非免除製品における許容最大濃度は、重量比で 0.1%または1000ppm（カドミウムを除く。カドミウムは0.01%または100ppmに制限される）です。この制限は製品中の均質な材料ごとに適用されるため、完成品の重量や部品自体ではなく、機械的に（理論的に）分離可能な個々の材料（例えば、ケーブルの被覆や部品リードの錫メッキなど）に適用されます。
例えば、ラジオはケース、ネジ、ワッシャー、回路基板、スピーカーなどで構成されています。ネジ、ワッシャー、ケースはそれぞれ均質な材料でできているかもしれませんが、その他の部品はさまざまな種類の材料でできた複数のサブコンポーネントで構成されています。例えば、回路基板はプリント基板（PCB）、集積回路（IC）、抵抗器、コンデンサ、スイッチなどで構成されています。スイッチはケース、レバー、バネ、接点、ピンなどで構成されており、それぞれ異なる材料でできている場合があります。接点は表面コーティングされた銅片でできているかもしれません。スピーカーは永久磁石、銅線、紙などで構成されています。
均質な材料として識別できるものはすべて、その基準値を満たさなければなりません。したがって、筐体が難燃剤として2,300 ppm（0.23%）のPBBを含むプラスチックでできていることが判明した場合 、ラジオ全体が指令の要件を満たさないことになります。
RoHS 1 の抜け穴を塞ぐため、2006 年 5 月、欧州委員会は、現在除外されている 2 つの製品カテゴリ (監視および制御機器、医療機器) を、将来 RoHS 準拠の対象となる製品に含めるかどうかを検討するよう求められました。[ 6 ]さらに、委員会は、期限の延長、または物質カテゴリ、物質の場所、重量による除外の要請を受け付けています。[ 7 ] 2011 年 7 月、官報にこの免除に取って代わる新しい法律が公布されました。
電池は RoHS の適用範囲に含まれていないことに注意してください。ただし、ヨーロッパでは、電池は欧州委員会の 1991 年電池指令 (91/157/EEC [ 8 ] ) の対象となっており、この指令は適用範囲が拡大され、新しい電池指令バージョン 2003/0282 COD [ 9 ]で承認されました。この指令は、EU 官報に提出され、掲載されると正式なものとなります。最初の電池指令は、欧州加盟国の実施のばらつきによって生じる可能性のある貿易障壁の問題に対処していましたが、新しい指令は、電池に含まれる廃棄物の悪影響から環境を改善し保護することをより明確に強調しています。また、産業用、自動車用、および消費者用電池のより意欲的なリサイクルプログラムも含まれており、メーカーが提供する回収場所の割合を 2016 年までに 45% に段階的に引き上げています。さらに、医療用、緊急用、または携帯用電動工具機器で使用される電池を除き、電池の 水銀含有量を 5 ppm、 カドミウム含有量を 20 ppm に制限しています。[ 10 ]電池中の鉛、鉛酸、ニッケル、ニッケルカドミウムの量に定量的な制限を設けてはいないものの、これらの物質を制限し、これらの物質を含む電池の最大 75% をリサイクルする必要があると指摘している。また、金属含有量とリサイクル回収情報に関するシンボルで電池にマークを付ける規定もある。
この指令は、WEEE指令の条項で定義されている機器に適用されます。以下の数値カテゴリーが適用されます。
固定された工業プラントや工具には適用されません。指令で定義されているように、コンプライアンスは製品を市場に出す企業の責任であり、コンポーネントやサブアセンブリは製品のコンプライアンスに責任を負いません。もちろん、規制が均質な材料レベルで適用されるため、物質濃度に関するデータはサプライチェーンを通じて最終生産者に伝達される必要があります。このデータ交換を容易にするために、IPC規格IPC-1752が最近開発され、公開されました。[ 11 ]これは、無料で使用できる2つのPDFフォームを通じて実現されます。
RoHS指令は、EU域内で製造された製品か輸入品かを問わず、EU域内のこれらの製品に適用されます。ただし、一部例外があり、EUは随時これらの例外規定を更新します。
RoHS指令で規制されている物質は、幅広い種類の民生用電子機器に使用されてきました。鉛を含む部品の例としては、以下のようなものがあります。
カドミウムは上記の多くの成分に含まれています。例としては、プラスチック顔料、ニッケルカドミウム（NiCd）電池、CdS光電池（夜間照明に使用）などがあります。水銀は照明用途や自動車用スイッチに使用されています。例としては、蛍光灯や水銀傾斜スイッチ（これらは現在ではほとんど使用されていません）などがあります。六価クロムは金属表面処理に使用され、腐食を防ぎます。ポリ臭化ビフェニルとジフェニルエーテル/酸化物は主に難燃剤として使用されます。[ 12 ]
RoHS指令や電子機器における有害物質削減に向けたその他の取り組みは、世界的な問題である家電廃棄物問題への対処を目的の一つとしている。新しい技術がますます速いペースで登場するにつれ、消費者は旧式の製品をかつてないほど早く廃棄するようになっている。こうした廃棄物は最終的に埋立地や中国などの国々に送られ、「リサイクル」されることになる。[ 13 ]
ファッションに敏感なモバイル市場では、2005年に9800万台の米国の携帯電話が最後の通話を終えた。EPAの推計によると、その年、米国では150万トンから190万 トンのコンピューター、テレビ、ビデオデッキ、モニター、携帯電話、その他の機器が廃棄された。国連環境計画によると、すべての電子廃棄物の発生源を合計すると、 世界全体で年間5000万トンに達する可能性がある。[ 14 ]
リサイクルを装って西アフリカのガーナなどの国に送られたアメリカの電子機器は、良いことよりも害の方が大きいかもしれない。これらの仕事に従事する大人や子供の労働者が重金属で中毒になっているだけでなく、これらの金属がアメリカに戻ってきている。「アメリカは現在、大量の鉛含有材料を中国に輸出しており、中国は世界最大の製造拠点です」と、オハイオ州アシュランド大学の化学教授であるジェフリー・ワイデンハマー博士は言う。「物事が一周して汚染された製品が戻ってくるのは、それほど驚くべきことではありません。」[ 13 ]
RoHS指令は、ハイテク廃棄物問題に加え、過去50年間の生物毒性学における最新の研究結果とも一致しており、低濃度の化学物質への曝露が人体に及ぼす長期的な影響を認めている。新たな検査技術によって、環境毒性物質の濃度をはるかに低く検出することが可能になった。研究者たちは、こうした曝露と神経系、発達、生殖機能の変化との関連性を指摘している。
RoHS指令やその他の環境法は、重篤な傷害や死亡を引き起こす大量の有毒物質への直接曝露という急性毒性のみに対処しようとする歴史的および現代の法律とは対照的である。[ 15 ]
米国環境保護庁（EPA）は、電子製品に使用される鉛フリーはんだと錫鉛はんだの環境影響に関するライフサイクルアセスメント（LCA）を発表しました。 [ 16 ]バーはんだの場合、鉛フリーはんだのみを考慮すると、錫/銅の代替品が最も低い（最良）スコアでした。ペーストはんだの場合、ビスマス/錫/銀は、再生不可能な資源の消費を除くすべてのカテゴリーで、鉛フリーの代替品の中で最も低い影響スコアでした。ペーストはんだとバーはんだの両方で、すべての鉛フリーはんだの代替品は、毒性カテゴリーで錫/鉛はんだよりも低い（より良い）LCAスコアでした。これは主に、鉛の毒性と、パートナーシップによって実施された溶出性研究によって決定されたプリント配線板アセンブリから溶出する鉛の量によるものです。この研究結果は、業界に対し、有力な代替鉛フリーはんだのライフサイクル環境影響に関する客観的な分析を提供しており、業界は従来評価されてきたコストと性能のパラメータに加えて、環境問題も考慮することができる。この評価により、業界はエネルギー消費、有害化学物質の放出、人体や環境への潜在的なリスクなど、はんだの環境負荷を低減する製品やプロセスに注力することができる。シュトゥットガルト大学IKPによる別のライフサイクル評価でも、EPAの研究と同様の結果が示されている。[ 17 ]
プラスチック中の臭素系難燃剤（BFR）濃度が0.1%を超えることを禁止する規制は、プラスチックのリサイクルに影響を与えている。リサイクルプラスチックを含む製品が増えるにつれ、リサイクルプラスチックの原産地をたどってBFR濃度を特定するか、サンプルからBFR濃度を測定することによって、これらのプラスチック中のBFR濃度を知ることが不可欠になっている。BFR濃度が高いプラスチックは、取り扱いや廃棄にコストがかかる一方、0.1%未満のプラスチックはリサイクル可能な材料として価値がある。
BFR濃度を迅速に測定するための分析手法は数多く存在する。蛍光X線分光法は臭素（Br）の存在を確認できるが、BFR濃度や特定の分子を特定することはできない。イオン付着質量分析法（IAMS）は、プラスチック中のBFR濃度を測定するために使用できる。BFR禁止は、上流工程（プラスチック材料の選定）と下流工程（プラスチック材料のリサイクル）の両方に大きな影響を与えている。
RoHS 2指令（2011/65/EU）は、元の指令の進化版であり、 2011年7月21日に法律として成立し、2013年1月2日に発効しました 。元の指令と同じ物質を対象としていますが、規制条件と法的明確性が向上しています。追加の電子機器や電気機器、ケーブル、スペアパーツを対象とするように要件を段階的に拡大することを容易にする定期的な再評価が求められています。[ 18 ] CEマークは適合性を示し、RoHS 2適合宣言は詳細に記述されています（下記参照）。
2012年、欧州委員会の最終報告書により、一部のEU加盟国が、玩具の主要機能または副次機能が電流または電磁界を使用するかどうかにかかわらず、すべての玩具をRoHS指令1（2002/95/EC）の対象とみなしていたことが明らかになった。RoHS指令2（RoHS改正指令2011/65/EU）の施行以降、関係するすべての加盟国は新たな規制を遵守しなければならない。
改訂版の主な違いは、LVD指令およびEMC指令と同様の方法で適合性を実証する必要があることです。十分に詳細なファイルで適合性を証明できず、生産においてそれが確実に実施されない場合、犯罪行為となります。他のCEマーキング指令と同様に、生産管理と技術ファイルへのトレーサビリティが義務付けられています。適合性の推定を達成する2つの方法（指令2011/65/EU第16条2項）が規定されており、技術ファイルにすべての材料の試験データを含めるか、指令の官報で承認された規格を使用するかのいずれかです。現在唯一の規格はEN IEC 63000:2018（IEC 63000:2016に基づき、EN 50581:2012に取って代わったもの）であり、必要な試験データの量を減らすためのリスクベースの方法です（RoHS2の調和規格リスト、OJEU C363/6）。
適合性を証明する必要性の帰結の一つは、各部品の免除用途を把握する必要があることです。そうでなければ、製品が市場に出回る時点での適合性を確認することができません。市場出回る時点では、製品は「適合」していなければなりません。多くの人は、「適合」は適用される免除によって異なり、「適合」部品を使って不適合な製品を作ることも十分に可能であることを理解していません。適合性は、市場投入日に計算する必要があります。実際には、これはすべての部品の免除状況を把握し、免除の有効期限が切れる前に古い状態の部品の在庫を使い切ることを意味します（指令2011/65/EU第7条b項、決定768/2008/ECモジュールA「内部生産管理」を参照）。これを管理するシステムがないと、注意義務違反とみなされ、刑事訴追される可能性があります（英国法令2012年第3032号第39条「罰則」）。
RoHS 2では、免除措置に関してより動的なアプローチが採用されており、業界からの申請によって免除措置が更新されない場合、自動的に失効する仕組みになっています。さらに、規制対象物質リストに新たな物質を追加することが可能で、2019年までに4つの新たな物質が規制対象となる見込みです。これらのことから、より高度な情報管理および更新システムが求められることになります。
その他の変更点としては、輸入業者と販売業者に対する新たな責任、および技術ファイルへのトレーサビリティを向上させるための表示などが挙げられます。これらは指令に関するNLF（国家情報管理）の一部であり、サプライチェーンを監視活動においてより積極的な役割を担わせるものです（指令2011/65/EU第7条、第9条、第10条）。
2011/65に最近2017/2102の追加改正が行われました。
RoHS 2指令（2011/65/EU）には新しい材料を追加することが認められており、原版では4つの材料が特に注目されています。改正2015/863では、2011/65/EUの附属書IIに4つの物質が追加されました（新しい制限の4分の3は、原指令で調査が推奨されています。前文第10項参照）。これは、単純な部品のRoHS適合性に関する声明が受け入れられないもう1つの理由です。適合要件は、製品が市場に出回る日付によって異なるためです（IEC 63000:2016参照）。追加の4つの物質の制限と証拠要件は、附属書IIIに記載されている免除が認められる場合を除き、2019年7月22日以降に市場に出回る製品に適用されます。[ 5 ]ただし、執筆時点では、これらの材料に対する免除は存在せず、申請もされていません。4つの追加物質は
非免除製品における許容最大濃度は0.1%です。
これらの新物質はREACH候補リストにも記載されており、DEHPはREACH附属書XIVに基づきEUでの製造（物質としての使用）が認可されていない。[ 19 ]
元のRoHS（I）指令（2002/95/EC）の改正により、同指令の適用範囲はWEEE指令の適用範囲から切り離され、適用範囲が拡大されました。RoHS（II）指令（2011/65/EU）は、すべての電気電子機器に適用されました。適用範囲の制限と除外は、改正指令の第2条(4) a)～j)に具体的に規定されています。欧州委員会委任法によって特別な免除が認められている場合を除き、その他のすべての電気電子機器は同指令の適用範囲に含まれます（次の段落を参照）。
適用範囲の除外事項は以下のとおりです[ 20 ]
この指令は以下に適用されません。
80以上の免除があり、その中にはかなり広範なものもあります。免除は更新されない限り、5年または7年後に自動的に失効します。[ 18 ] [ 21 ]
ヒューレット・パッカードによると、「欧州連合は、現在のRoHS指令の免除範囲を徐々に縮小し、多くの免除を失効させている。さらに、今後数年以内に新たな物質規制が導入される可能性が高い。」[ 18 ]
いくつかの例外: [ 22 ]
当初の指令では医療機器は免除されていた。[ 24 ] RoHS 2では免除の範囲が能動型埋め込み医療機器（カテゴリー4h）のみに狭められた。体外診断用機器（IVDD）やその他の医療機器も含まれるようになった。[ 25 ]
自動車は免除されています（カテゴリー4f）。自動車については、使用済み自動車指令（指令2000/53/EC）で規定されています。[ 26 ]
X線蛍光分析（XRF）は、RoHS指令で規制されている有害物質の検出に役立ちます。[ 27 ]鉛、水銀、カドミウムなどの重金属を迅速かつ効率的に識別します。XRFは無機元素に最適であるため、コンプライアンス試験でよく使用されるツールとなっています。
XRFは、X線を用いて試料中の原子を励起します。原子が安定すると、光子としてエネルギーを放出します。この装置は、放出されたエネルギーを測定することで試料中の元素を特定します。各元素は固有のエネルギーを放出するため、精密な検出が可能です。XRFは、存在する元素の種類とそれぞれの量を示すエネルギースペクトルを作成します。このデータは、定性分析と定量分析の両方に役立ちます。
XRFは、鉛、水銀、カドミウムなどのRoHS指令で規制されている主要元素[ 28 ]を効果的に検出します。また、クロムも検出できますが、六価クロムかどうかは判別できません。そのためには追加のテストが必要です。ただし、XRFではフタル酸エステルやPBBなどの有機化合物を分析することはできません。XRFは、前スクリーニング方法として機能する総臭素を検出できます。ただし、これらの物質を正確に検出するには、ガスクロマトグラフィー質量分析法（GC-MS）などの他の方法が必要です。
XRFには多くの利点があります。高速かつ非破壊的であるため、分析後もサンプルはそのままの状態を保ちます。最小限の前処理で固体材料の分析に適しており、時間とコストの節約につながります。携帯型XRF装置は現場での検査を可能にするため、産業現場や環境分野で活用できます。これらの装置はサンプルを数秒で分析できるため、効率が向上します。
XRFは炭素や酸素などの軽元素の検出が苦手です。また、分子や有機物質の分析もできません。これらの限界にもかかわらず、XRFは重金属の検出やRoHSなどの環境規制[ 29 ]への準拠を確保するための最有力候補となっています。
RoHS 2指令の適用範囲内の製品には、 CEマーク、製造業者名と住所、シリアル番号またはバッチ番号を表示する必要があります。より詳細な適合性情報が必要な関係者は、設計責任者である製造業者（ブランド所有者）またはEU代表者が作成した製品のEU適合宣言書でこれを見つけることができます。この規制では、製品のサプライチェーンのほとんどの関係者（輸入業者と販売業者）にこの文書を保管および確認すること、適合性プロセスが遵守されていること、および指示の正しい言語翻訳が提供されていることを確認することも求められています。製造業者は、適合性を証明するために、技術ファイルまたは技術記録と呼ばれる特定の文書を保管する必要があります。この指令では、製造業者は、すべての材料の試験データを使用するか、調和規格（執筆時点ではIEC 63000:2016が唯一の規格）に従うことによって適合性を証明する必要があります。規制当局は、このファイル、またはおそらくはそこからの特定のデータを要求する可能性があります。これは、ファイルが非常に大きい可能性があるためです。[ 30 ]
RoHS指令では特定の製品表示は義務付けられていませんでしたが、多くのメーカーが混乱を避けるために独自の適合性マークを採用しています。視覚的な表示としては、「RoHS準拠」ラベル、緑の葉、チェックマーク、「PBフリー」マークなどがあります。中国のRoHSラベル（円の中に小文字の「e」と矢印が描かれたもの）も、適合性を暗示するものです。
RoHS 2 は、前述の CE マークを義務付けることでこの問題に対処しようとしており、その使用は取引基準執行機関によって監視されています。[ 31 ] RoHS 準拠の唯一の許可された表示は CE マークであると規定しています。 [ 32 ] RoHS と同時に法律となった 密接に関連する WEEE (廃電気電子機器指令) は、廃棄物缶のロゴに「X」が引かれたもので、CE マークと併せて使用されることがよくあります。
今後数年以内に導入が検討されている新たな物質規制には、フタル酸エステル、臭素系難燃剤（BFR）、塩素系難燃剤（CFR）、PVCなどが含まれる。[ 18 ]
消費者製品安全法は1972年に制定され、その後2008年に消費者製品安全改善法が制定された。
カリフォルニア州は2003年に電子廃棄物リサイクル法（EWRA）を制定しました。この法律は、EU RoHS指令で販売が禁止されている電子機器を2007年1月1日以降に販売することを禁止していますが、対象範囲ははるかに狭く、液晶ディスプレイ（LCD）、ブラウン管（CRT）などを含み、RoHS指令で規制されている4種類の重金属のみを対象としています。EWRAには、限定的な物質情報開示義務も含まれています。
2010年1月1日より、カリフォルニア州照明効率および有害物質削減法により、RoHS指令は一般用途の照明、すなわち「屋内住宅、屋内商業、および屋外での機能的な照明を提供するランプ、電球、チューブ、またはその他の電気機器」に適用されます。[ 37 ]
カナダには、欧州連合の有害物質使用制限指令（RoHS指令）に相当する専用の国家規制はありません。しかし、特定の環境および製品安全規制は、電気および電子機器における有害物質の使用を規制または制限することにより、RoHSの原則に合致しています。連邦レベルでは、1999年カナダ環境保護法（CEPA）が、鉛、カドミウム、水銀など、RoHSで制限されているものを含む化学物質の評価と管理を規定しています。[ 38 ] CEPAに基づく特定の規制、例えば特定の有害物質の禁止規制は、RoHSに関連するいくつかの物質の製造、使用、輸入を制限または禁止しています。[ 39 ]
2020年1月31日、英国は欧州連合からの離脱を完了し、その後2020年2月1日から12月31日までの移行期間に入りました。この出来事は一般的にブレグジットと呼ばれています。この移行期間中、英国はRoHSを含むさまざまな規制の包括的な評価を実施しました。英国のRoHSは、同様の範囲、制限物質、閾値、および免除により、EU RoHSとよく整合しています。[ 40 ]
産業用途における有害物質の管理を確実にするため、アイルランド国家規格局が管轄するQC 080000規格に基づき、世界共通の規格と認証が利用可能です。
2012年、スウェーデン化学庁（Kemi）と電気安全庁は63の家電製品を検査し、12が基準を満たしていないことを発見した。Kemiは、これは過去数年間の検査結果と同様であると主張している。「11製品には禁止レベルの鉛が含まれており、1製品にはポリ臭化ジフェニルエーテル難燃剤が含まれていた。7社の詳細はスウェーデンの検察当局に提出された。Kemiは、RoHS指令への不適合レベルは過去数年間と同様であり、依然として高すぎると述べている。」[ 41 ]
RoHS指令は、電子製品開発者が留意すべき唯一の環境基準ではありません。製造業者は、製品を各国固有の環境法に合わせてカスタマイズするよりも、世界中で販売する製品の部品表を1つに統一する方がコスト効率が良いことに気づきます。そのため、各社は独自の基準を策定し、許容される物質の中で最も厳しい基準のみを定めるのです。
例えば、IBMは各サプライヤーに製品内容宣言書[ 42 ]を記入させ、IBMロゴハードウェア製品の材料、部品、製品に関する環境基準「基本環境要件」[ 43 ]への準拠を文書化させている。そのため、以前はこの物質にRoHS指令の免除があったにもかかわらず[ 44 ]（2008年に欧州裁判所によって覆された）[ 45 ]、IBMはデカBDEを禁止した。
同様に、ヒューレット・パッカードの環境基準は以下のとおりです。[ 46 ]
製品の品質と信頼性への悪影響、コンプライアンスコストの高さ（特に中小企業にとって）が指令に対する批判として挙げられており、鉛フリーはんだと従来のはんだ材料のライフサイクル上の利点はまちまちであることを示す初期の研究結果も挙げられている。[ 16 ]
当初の批判は、変化に抵抗する業界と、はんだおよびはんだ付けプロセスに対する誤解から生じた。意図的な誤情報は、「欧州官僚によって作られた非関税障壁」と見なされたものに抵抗するために広められた。多くの人は、この経験を通して業界はより強くなり、関連する科学技術に対する理解も深まったと考えている。[ 47 ]
RoHSに対する批判の一つは、鉛とカドミウムの制限が、それらの最も普及している用途の一部に対応していない一方で、電子機器業界が遵守するにはコストがかかるという点である。具体的には、電子機器に使用される鉛の総量は世界の鉛消費量のわずか2%に過ぎず、鉛の90%は電池に使用されている（前述のように、電池指令の対象となっており、リサイクルが義務付けられ、水銀とカドミウムの使用が制限されているが、鉛は制限されていない）。もう一つの批判は、埋立地の鉛の4%未満が電子部品や回路基板によるものであり、約36%が陰極線管モニターやテレビの鉛ガラスによるもので、画面1枚あたり最大2kgの鉛が含まれている可能性があるという点である。この研究は、ハイテクブームの直後に行われた。[ 48 ]
より一般的な鉛フリーはんだシステムは融点が高く、例えば 錫-銀-銅合金では30℃の差があるが、ウェーブはんだ付け温度はほぼ同じで約255 ℃である。[ 47 ]ただし、この温度では、ほとんどの一般的な鉛フリーはんだは共晶Pb/Sn（鉛/錫）37:63はんだよりも濡れ時間が長い。[ 49 ]さらに、濡れ力は通常低く、[ 49 ]これは（穴を埋める場合）不利になる可能性があるが、他の状況（部品が近接している場合）では有利になる。
RoHSはんだの選択には注意が必要です。配合によっては、鉛含有はんだに典型的な塑性変形ではなく、硬くて延性が低いため、亀裂が発生する可能性が高くなります。亀裂は、部品や回路基板に作用する熱力または機械力によって発生する可能性があり、前者は製造時に、後者は現場でより一般的です。RoHSはんだは、パッケージと配合によって、これらの点で利点と欠点があります。[ 50 ]
Conformity Magazineの編集者は2005年に、鉛フリーはんだへの移行が電子機器やシステムの長期的な信頼性に影響を与えるかどうか、特に消費者向け製品よりもミッションクリティカルな用途において、酸化などの他の環境要因による不具合の可能性を指摘して疑問を呈した。[ 51 ] 2005年のFarnell/Newark InOne「RoHS法規制および技術マニュアル」[ 52 ]では、これらの問題やその他の「鉛フリー」はんだの問題として、次のようなものを挙げている。
潜在的な信頼性に関する懸念は、RoHS指令の附属書項目7で対処され、2010年まで特定の規制免除が認められた。これらの問題は、指令が最初に施行された2003年に提起されたもので、信頼性への影響はあまり知られていなかった。[ 53 ]
鉛フリーで高スズベースのはんだが直面する可能性のあるもう 1 つの問題は、スズウィスカの成長です。これらの細いスズの糸は成長して隣接する配線に接触し、短絡を引き起こす可能性があります。はんだ中の鉛はスズウィスカの成長を抑制します。歴史的に、スズウィスカは、純スズめっきが使用された原子力発電所の停止、衛星の故障、ペースメーカーの事故など、いくつかの故障に関連付けられてきました。しかし、これらの故障は RoHS 指令以前のものです。また、これらは民生用電子機器には関係していないため、必要に応じて RoHS 指令で制限されている物質を使用できます。ミッションクリティカルな航空宇宙用途向けの電子機器メーカーは慎重な方針に従っており、そのため鉛フリーはんだの採用に抵抗してきました。
潜在的な問題を軽減するために、鉛フリーメーカーは、非導電性のウィスカーを生成するスズ亜鉛配合や、成長を抑制する配合など、さまざまなアプローチを採用していますが、あらゆる状況で成長を完全に停止させることはできません。[ 54 ]幸いなことに、これまでの経験から、展開されたRoHS準拠製品がウィスカーの成長によって故障していないことが示唆されています。ダートマス大学のロナルド・ラスキー博士は次のように報告しています。「RoHSは15か月以上前に施行され、約4,000億ドルのRoHS準拠製品が生産されました。これらすべての製品が現場にありますが、スズウィスカーに関連する重大な故障は報告されていません。」[ 55 ]ウィスカーの成長は、時間をかけてゆっくりと起こり、予測不可能で、完全には理解されていないため、時間がこれらの取り組みの唯一の真のテストとなる可能性があります。ウィスカーの成長は、はるかに小規模ではありますが、鉛ベースのはんだでも観察できます。
一部の国では、医療および通信インフラ製品をこの法律から除外しています。[ 56 ]しかし、電子部品メーカーが生産ラインを鉛フリー部品のみの生産に切り替えているため、共晶スズ鉛はんだを使用した従来の部品は、軍事、航空宇宙、産業ユーザーであっても入手できなくなるため、これは議論の余地のある点かもしれません。はんだのみが関係する限り、これは少なくとも部分的には、多くの鉛フリー部品が鉛含有はんだプロセスと互換性があるため緩和されます。クワッドフラットパッケージ（QFP）、小型アウトライン集積回路（SOIC）、ガルウィングリード付き小型アウトラインパッケージ（SOP）などのリードフレームベースの部品は、部品リードの仕上げが完成した接合部に少量の材料を加えるため、一般的に互換性があります。ただし、鉛フリーはんだボールとリードレス部品を備えたボールグリッドアレイ（BGA）などの部品は、鉛含有プロセスと互換性がない場合がよくあります。[ 57 ]
小規模事業者などに対する軽微な免除規定はありません。この経済的影響は予測されており、少なくともその影響を軽減するための試みがいくつか行われました。[ 58 ]
もう一つの経済的影響は、RoHS指令への準拠への移行中に発生した製品不良のコストです。例えば、2006年7月のRoHS指令施行前に、スイスのスウォッチ時計の特定の部品でスズウィスカが5%の故障率の原因となり、10 億米ドルのリコールが発生したと報じられています。[ 59 ] [ 60 ]スウォッチはこれに対し、RoHS指令への準拠の免除を申請しましたが、却下されました。[ 61 ] [ 62 ]
RoHS指令は、今日の「ハイテク廃棄物」の多くが行き着く第三世界の国々における人々と環境への被害を軽減するのに役立ちます。[ 14 ] [ 63 ] [ 64 ] 鉛フリーのはんだと部品の使用により、試作品や製造工程における電子機器業界の労働者へのリスクが軽減されます。はんだペーストとの接触は、以前ほど健康被害をもたらすものではなくなりました。[ 65 ]
部品の故障や信頼性の低下が広範囲に及ぶという予測とは裏腹に、RoHS指令の1周年（2007年7月）はほとんど注目されることなく過ぎ去った。[ 66 ]現代のほとんどの家電製品はRoHS指令に準拠している。2013年現在、世界中で数百万個の準拠製品が使用されている。
多くの電子機器メーカーは、自社ウェブサイトに「RoHS対応状況」ページを設けている。例えば、AMDのウェブサイトには次のように記載されている。
鉛含有はんだを今日すべての用途から完全に排除することはできませんが、AMDのエンジニアは、マイクロプロセッサとチップセットの鉛含有量を削減し、コストを最小限に抑え、製品の機能を維持しながらRoHS指令への準拠を確保するための効果的な技術的解決策を開発しました。適合性、機能、電気的特性、または性能仕様に変更はありません。RoHS指令に準拠した製品の品質と信頼性の基準は、現在のパッケージと比較して同一であると予想されます。[ 67 ]
RoHSプリント基板仕上げ技術は、製造時の熱衝撃、はんだペーストの印刷性、接触抵抗、アルミニウムワイヤボンディング性能において従来の配合を凌駕し、その他の特性においてもその性能に近づいている。[ 68 ]
鉛フリーはんだの耐熱性などの特性は、過酷な現場条件下での故障防止に利用されてきました。これらの条件には、 -40 °C から +150 °Cの範囲での動作温度とテスト サイクル、および厳しい振動と衝撃の要件が含まれます。自動車メーカーは、電子機器がエンジン ベイに搭載されるにつれて、現在 RoHS ソリューションに注目しています。[ 69 ]
鉛含有はんだペーストと鉛フリーはんだペーストの大きな違いの一つは、液体状態のはんだの「流れ」です。鉛含有はんだは表面張力が低く、液体のはんだが接触している露出した金属表面に付着するようにわずかに移動する傾向があります。一方、鉛フリーはんだは液体状態ではその場にとどまりやすく、液体のはんだが接触している露出した金属表面にのみ付着します。
この「流れ」の欠如は、電気接続の品質低下につながる可能性があるため、一般的には欠点と見なされるが、鉛含有はんだの特性により、従来よりも部品をより密着させて配置するために利用できる。
例えば、モトローラは、新しいRoHS無線デバイス組立技術により「より小型で薄く、軽量なユニットを実現できる」と報告している。同社のMotorola Qフォンは、この新しいはんだがなければ実現できなかっただろう。鉛フリーはんだにより、パッド間隔を狭くすることができる。[ 70 ]
新しい合金や技術の研究により、企業は、コンピュータ サーバーなど、現在 RoHS 規制の対象外となっている製品をリリースできるようになっています。 [ 71 ] IBM は、かつては恒久的な免除対象と考えられていた高鉛はんだ接合部向けの RoHS ソリューションを発表しました。鉛フリーのパッケージング技術は、「はんだ廃棄物の削減、バルク合金の使用、製品の市場投入までの時間の短縮、化学物質の使用率の大幅な削減など、従来のバンプ プロセスと比較して経済的な利点を提供します。」[ 72 ] [ 73 ]
ナショナルインスツルメンツなどのテストおよび計測機器ベンダーも、このカテゴリのデバイスはRoHS指令の対象外であるにもかかわらず、RoHS準拠製品の製造を開始している。[ 74 ]
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