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国内SMT-EMS企业全方位应对绿色潮

日期:2014年9月24日 10:39

杨同兴 北京柏瑞安科技有限责任公司总经理

  张海程 北京电通纬创电子技术有限公司总经理

  唐建兴 惠州大亚湾光弘科技电子有限公司总经理

  朱 涛 东莞捷讯电子有限公司董事长

  胡金荣 上海杰星SMT信息与服务中心

  “中国版RoHS”3月1日正式实施,SMT-EMS加工企业除了面临出口的压力还将面对国内市场对绿色无铅的压力,中国RoHS对国内电子制造加工企业将产生什么影响?

  ●本土中小EMS企业受冲击较大

  ●与供应商的全面配合很重要

  胡金荣 面对绿色制造潮流,国内电子制造加工企业必将经受巨大冲击与考验。
 
 
这个巨大冲击也将是推动绝大部分企业全面实施技术改造加强管理提升质量水平的巨大动力,从而使EMS(电子制造服务)企业上一个层次。当然还会使一部分企业关闭淘汰出局,或实行调整产品转型,但这样的压力将对整个行业的技术创新、产品更新、拥有持续发展能力是有好处的。

  张海程总的来讲,尽管绿色无铅生产还存在一些悬而未解的问题,但其趋势不可逆转,谁走在前面,谁就占有时间优势。就目前技术层面来讲,日本走在最前面,欧洲次之,二者就可以据此设置贸易壁垒,增加其竞争优势。中国电子制造加工企业正在奋起直追,争取主动。所以中国RoHS的实施会对企业起到正面的推动作用,但在具体RoHS标准方面要跟得上实践的步伐。

  朱 涛 2007年3月1日“中国版RoHS”的正式实施,对所有进入中国市场销售的电子信息产品,包括车载雷达、通信设备、手机、电视机、计算机、音响、 DVD、半导体、集成电路、医疗电子设备、电池等进行严格的规范,标志着国内电子产品全面实施绿色制造的时期已经开始,对于EMS企业来说,除了面临出口的压力还将面对国内市场对绿色无铅的压力,在保证产品的可靠性的同时,又必须顺应全球性人类生态环境保护的潮流,相应做出企业的对策与措施。

  由于欧盟RoHS的实施为中国绿色电子制造的无铅化的实施做了较好的铺垫,所以对大型的拥有国内与国外订单的EMS企业的影响将不会太大,主要影响是将增加企业的生产成本,而直接受到较大冲击的将是中国本土的中小EMS企业。对于处于起步发展阶段的中国本土大部分的EMS企业来说,“中国版 RoHS”的实施对EMS企业的影响比较大。

  中国版的RoHS几乎影响到了供应链中的每一个环节。对于原材料来说,像PCB、元器件、电缆、机械部件、辅料等所有整机产品用到的材料和零配件,都要满足中国版RoHS的要求。同时“中国版的RoHS”采取分两步走的模式,使得EMS企业既要考虑到现今的市场,又要考虑到长远的回收与再利用发展,这些都大大地增加了企业的生产与运营成本,同时中国版RoHS提出了严格的标识要求,需要与供应商全面配合,哪怕有一个螺钉、一块填料达不到RoHS 的要求,产品都会出问题。

  然而元器件和材料供应商遍布各地,如何保证每一家供应商都符合RoHS标准,并不是一个容易达到的目标。这将进一步增加EMS企业的生产周期,从而增加企业的负担。对生产来说,不但要解决无铅工艺实现上遇到的种种问题,还要解决无铅产品的可靠性问题;中国的EMS企业其本身的技术实力就处于较低的水平,技术实力的不足,使得生产无铅化会带来一系列技术难题,尤其是在过渡时期。

  例如由于各种原因,有铅的PCB遇上无铅的BGA,怎样通过对工艺进行优化,控制回流温度曲线,满足产品需求,无铅的标准,包括了元器件编号、标识声明、物质的检测、无铅组装的可接受性等等,都需要企业工程师具有一定的技术实力才有可能解决问题。而中国本土的企业从业人员都是从其他专业“转行”,有关SMT的知识和实践能力是在实践中边干边学。这种知识结构的缺点是缺乏基础和系统,应付常规生产可能问题不大,但是遇到无铅化这种全面的挑战就力不从心了,这些都促使EMS企业将进一步加大对工程师及员工的培训,对于管理来说,不仅要解决国际、国内以及过渡时期带来的种种麻烦和混乱,还要对所有供应商进行RoHS的认证,“中国版RoHS”的实施是对企业管理的全面挑战;此外,还有验收标准、检验标准、认证规范、IT系统升级等等诸多问题。

  中国版RoHS的实施对EMS企业的影响是全方位的,对EMS企业来说是机遇更是挑战。

  杨同兴中国实施绿色制造是大势所趋,但是如何有效地管理和指导确实需要政府主管部门斟酌。我们的RoHS规定不能只是满足将欧盟版的RoHS标准汉化,应该针对中国的具体国情以及中国消费者的需求,针对产品生产链上下游的工业基础状况来制定,如果我们的政府采取一刀切的做法,肯定会产生非常混乱的状况。

  世界上推行绿色制造最早的地方是日本和欧洲,除了最主要的地球环保理念外,还应该有很重要的商业目的。中国作为世界制造大国,中国制造的产品已经有举足轻重的影响。在国家还没有确定绿色制造规范时,关注世界最新电子技术动向的公司以及有出口日本和欧洲的公司就已经开始做无铅技术的准备工作了。北京柏瑞安就是从2000年开始应用无铅技术用于量产的公司,如果国内的制造企业没有很超前的意识和相应措施,从设备等硬件的规划到稳定生产工艺方式的摸索都会有问题,直接会造成生产和管理成本的提高甚至不可控制。

  唐建兴这要分两种情况来看。对于类似于我们光弘这样的产品以出口为主的EMS企业而言,由于从2002年就开始接触欧盟的RoHS指令,并严格遵照执行,故“中国版RoHS”对我们的影响不大。在2007年3月1日以前,公司的绝大部分产品就已经符合欧盟的RoHS指令的要求。而“中国版RoHS”的管控产品范围较之欧盟还更小,只是针对电子信息产品,且控制标准和欧盟的RoHS指令相一致。与欧盟指令要求不一样的地方在于新增加了以下两个要求,当然这主要是针对OEM企业为言。第一增加标识要求。对于2007年3月1日以后销售的电子信息产品,需进行是否含有标准禁止的有害物质的识别和标识。如果完全环保,需对产品施加绿色的环保标识,如果含有有害物质,则需对产品的环保使用年限进行标识。第二增加认证要求。在《重点管理目录》发行生效后,则凡列入目录内的产品严禁含有铅、镉、汞、六价铬、PBB、PBDE六种对环境有害物质。对于在CCC(强制产品认证)认证目录中的产品,则不含有六种有害物质是通过认证的必要条件。

  但是,对于纯粹的国内电子制造加工企业,如果从未生产或加工过出口欧盟的产品,从未了解或接触过欧盟的RoHS指令,这就影响巨大了。影响除上述通用的两点以外,还包括以下几方面:

  首先,成本提高。因为国内制造和销售的电子产品仍以有铅产品为主,仅是从有铅到无铅的切换,制造成本就会大幅度提高,更何况还要管控其他五种有害物质。成本包括设备、元器件、材料等多方面。

  其次,管理难度增大。特别是对原材料的控制难度增大。只有确保了原材料不含有害物质,才能确保成品的环保符合性。

  对无铅工艺的转换,以及无铅批量生产工艺的可靠运行。要使无铅工艺真正良好地在企业内熟练运用,需要从5M1E(人、机、料、法、环、测)诸多方面进行有针对性的研究、对策、改善、提高,否则企业的不良质量成本将大大地增加。

  专门管理团队或人才的培训。须成立专门的RoHS推进委员会或培养RoHS专家在企业内部推动RoHS工作的持续有效开展,并在整个企业内部进行全方位的培训,使RoHS管理体系与企业的质量管理体系有机融合。

  企业在元器件、材料、设备等采购上遇到的最大问题是什么?

  ●供应商的环保意识及配合程度参差不齐

  ●EMS企业的管理风险大大增加

  唐建兴最大的问题在于供应商的环保意识及配合程度参差不齐。一些知名的大型的品牌元器件、原材料或设备供应商,由于售卖的产品种类繁多,面对的顾客群巨大。所以他们在好几年前开始就习惯于应对各类终端产品生产厂家(OEM/ODM)及整个供应链的环保要求,能够积极地采用环保材料、环保工艺和技术进行产品的设计和制造,并提供给顾客符合环保要求的元器件、材料和设备。同时也能积极地提供第三方的测试报告和本企业的环保声明书或保证书。

  但对于一些小型的供应商则多数环保意识淡薄。特别是一些当地的辅助材料/包装材料的供应商,其设施设备简陋、管理混乱、作业人员及管理人员水平较差,类似于家庭作坊,故在环保进程中的配合度相当差,大大增加了EMS企业的管理风险。而且,一般企业使用的辅助材料(焊接材料除外)或包装材料的采购种类较多而交易金额又偏小,所以在要求供应商配合提供MSDS报告、第三方的ICP测试报告、保证书时,阻力极大。另外就是一些通过代理或常规的商店销售的生产辅助材料,既可作为普通办公用品又可作为生产辅助用品的材料,同一品牌的产品由于存在着假冒的可能,故其保障性也较差,企业风险更大。根本的解决途径在于向这些品牌产品的指定代理处购买,以确保来货的品质,但向代理处购买又有最低购买数量的限制,这对于用量少的材料又是一个关卡。

  张海程采购的元器件如何保证是符合RoHS要求的,是一个最大的问题,因为不能做到实时监测。特别是多品种小批量生产,客户采购元器件时,器件来源很杂,如何保证每一个器件都是绿色无铅的,是一个很大的问题。回流焊还容易控制,影响是局部的。波峰焊时,风险很大,如果有一个器件是有铅的,将污染整个锡锅,进而污染其他客户的产品。

  杨同兴满足RoHS规定,实施绿色制造会增大企业的投资,并带来产品成本的提高。设备和生产设施、辅助材料等成本的增加是可以规划、管理的。在目前无铅和有铅混用的时期,元器件的管理倒是我们需要格外关注的大问题,比如,有些材料很难得到成分报告,有些元器件只能得到有铅的,有些元器件干脆不知道铅的含量等,这种管理会非常困难。

  朱 涛中国EMS厂商在采购SMT设备时所面临的最大问题在于:由于考虑到加工产品的种类、工艺难度(如chip件的大小、异形件的种类、批量的大小、产品周期的长短以及产品的工艺要求)、系统兼容、生产规模、企业的资金成本以及今后的发展方向;不能依据每种加工产品进行设备选择,而面对繁杂多样的新生产设备,面对日新月异的新的生产加工模式与要求,设备的采购跟不上加工产品的步伐,以及产品可靠性的要求,将使企业面临难以抉择的窘境。

  元器件材料采购的最大问题在于市场上种类繁多的无铅化焊接材料与元器件,但每种材料的特性又不同,元器件的标识没有完全统一,对工艺的设置、产品的兼容性等方面带来了的非常复杂的变化与影响,使元器件、材料、设备等等的采购面临繁多、复杂、混乱局面。

  在面对国内客户时,与以往最大的不同或困难是什么?

  ●对无铅管理要素不清晰

  ●工艺和质量要求不明确

  胡金荣由于商业利益的驱动,一些元器件、材料、设备的供应商对无铅化的应变比EMS企业要早些。经过这么多年供应商的开发与转换,目前无铅化的器件、材料、设备市场供应已经是品种规格齐全而且性能质量也稳定。目前EMS企业遇到的最大问题就是采购成本的大幅度提高。就目前情况而言适用无铅的元器件、材料、设备的价格都比含铅的高出20%以上,对已经是微薄利润的国内EMS企业来说确实是个很大的压力,这也是国内企业一直在观望迟迟不采取行动的重要原因。现在的大形势迫使这些企业接受考验,并设法消化成本提高的压力。但相信经过一段时间的推广与普及,无铅元器件材料的价格会逐步降下来。

  唐建兴对于国内客户,以往的产品多数无环保要求。但近两三年由于欧盟RoHS指令的影响和“国内RoHS”指令的生效,逐渐在进行产品的升级换代。对于本公司而言,感觉国内客户(终端产品品牌拥有者)在符合RoHS方面的步伐比较慢。虽然中国版RoHS已经生效,但国内不少品牌电子产品仍是有铅的(非环保的),故对此来说国内EMS企业仍需在日常的生产中进行环保与非环保产品的切换生产,区分管理的工作仍需继续进行一段时间,直到《重点管理目录》生效后方会结束。另外,对于EMS企业而言,如果所有的材料、元器件都是由客户提供的,则只要保证过程中不发生污染即可。如果需要自己进料加工或顾客供料和自购料各占一部分的情况下,则管理难度更大。

  张海程 如何确保多品种小批量生产时,客户采购的器件全部是绿色无铅的,从而避免波峰焊污染是一个最大的困难。

  杨同兴 国内许多客户都在应用或者正在准备应用无铅技术,首先由于对无铅的管理要素不清晰,故工艺和质量要求不明确;由于不能判定材料的涂层、耐热温度、成分等数据,制造企业只能进行试验,达到表面的焊接效果,但有可能造成器件的隐性故障。

  在生产过程中工艺技术有哪些改变?如何满足国内用户的需求?

  ●有铅和无铅混焊时要注意产品可靠性

  ●推荐工艺参数预防不良产品产生

  张海程在从有铅到无铅工艺的转换过程中,对丝印的参数和精度、贴片的精度、回流炉的热性能、手焊烙铁、波峰焊炉等都提出了新的要求。还好,现在新生产的设备都具备了相应的能力。但老的设备很难胜任无铅焊接的要求。此外,在有铅和无铅混焊时,要注意产品的可靠性风险,特别是有铅工艺焊无铅器件时,要特别注意后兼容问题。

  杨同兴无铅根据产品选用的无铅焊料成分不同,要选择不同的焊接曲线和焊接温度,在焊膏等辅助材料的选择、印刷网版的设计、回流焊接温度控制、AOI测试等环节都应该有相应的规范,特别对波峰焊设备的管理要格外关注,否则会给企业带来很大损失。在国内客户并不了解无铅工艺技术要求的情况下,柏瑞安的做法是将公司的无铅管理规范介绍给客户,推荐结合产品可以采用的工艺参数和质量标准,主动与客户取得共识,预防产品在生产中发生不良。

  唐建兴 这方面对于本公司来说是没有什么改变的,只需按照对应欧盟RoHS的做法依样在国内产品生产过程中进行控制就可以了。因为控制对象物质和控制指标都是一样的。只是生产成品时增加了环保标识的要求,而半成品方面则视顾客的要求确定有无加贴环保标识的必要。

  胡金荣 面对绿色制造潮流SMT EMS企业应该采取相应的措施大致有这么5个方面。首先,从根本上提高认识,绿色制造环保要求是可持续发展的必由之路,也是提升企业自身素质技术水平的发展推动力,积极理解消化相关法规指令与行业标准,提出本企业实施方案。其次,建立有害物质过程管理体系,施行IECQ-HSPM体系认证。切实做到设计时不采用、制造中不引入、物料供应链中不导入有害物质,充分与有害物质隔离绝缘,全面降低超标风险。再次,建立企业生产可追溯性记录归档制度。完善整个供应链材料进货单据与测试报告的收集管理制度,以及设备作业状态记录与生产工艺过程参数记录等。可以查清任一产品的生产过程全部信息数据,经得起追溯核对与审查。第四,清理现有物料严格区分符合与不符合RoHS的剩余物料。彻底避免过渡期的混料引起的损失。最后,必须高度关注新技术、新材料、新设备的动态信息,及时了解学习绿色制造密切相关的技术新动态,充分做好技术准备工作。

  企业的重点产品和特有的无铅工艺技术有哪些?今后有什么投资计划?

  ●基本掌握BGA/QFN/LGA无铅焊接技术

  ●通信、消费电子及PC外设等领域仍是重点

  张海程电通纬创在2003年成立时,就考虑到了无铅焊接的要求,所以购买的所有设备均具有无铅生产的能力。通过一系列的无铅工艺试验,我们已经掌握了无铅焊接的全部工艺,包括BGA/QFN/LGA的无铅焊接等。我们为客户生产了许多无铅产品,出口到欧盟,通过了欧盟的RoHS检验认证。

  杨同兴 北京柏瑞安科技一直以绿色制造、保护环境为己任,从更早的时期就坚持使用免清洗工艺,有明确的措施杜绝有害材料的使用。

  柏瑞安从1999年即开始内部跟踪无铅技术,2000年12月北京工厂率先进行无铅新工艺的应用,举行了无铅生产和0603微小型元件的实装展示会,当时有北京各行业150名代表参观了无铅产品生产过程。据日本松下公司的技术支持人员说,北京柏瑞安是中国国内最早将无铅技术用于量产的公司。从那时起,柏瑞安北京上海工厂的设备购买和更新,全部采购无铅设备。上海工厂2002年9月份起逐步转换为全部无铅化制造,北京工厂根据客户需求从2003年开始50%以上的产品实现无铅化,2006年公司又顺利通过ISO14001环境质量体系的认证,公司正在向电子制造国际化方向迈进。

  唐建兴 光弘公司的重点产品主要是通信终端(小灵通、固定台、手机、机顶盒等)、消费类电子及PC外设等。近年来除在通信终端产品方面大展拳脚外,另外本公司期望能在未来开发汽车电子、医疗设备等领域以寻求更广大的发展空间。

  光弘公司特有的无铅工艺技术,主要是无铅焊接过程,包括回流炉、波峰炉、小锡炉及手工焊接等几种类型。

  作为有十余年历史的本土EMS企业,光弘公司积累了丰富的EMS电子制造服务的经验,拥有专业的资深的SMT人才。由于较早地接触并执行欧盟的 RoHS指令和许多终端产品生产厂家的绿色采购标准,内部建立了完善的RoHS管理体系,培养了专业的推进人才,能为各界国内外的终端产品生产客户 (OEM/ODM)提供满意的EMS服务。

  目前公司已拥有数十条高速贴片生产线,生产能力强大。另配套有相应的AIM自插机和板调生产线。另外,可根据顾客的要求定制专门的整机装配生产线。为各界顾客提供一条龙的优质的EMS服务。

  光弘公司的投资计划:在基础设施方面:公司拥有10万平方米的生产厂房。在RoHS仪器设备方面:公司已购置了适量的RoHS测试仪,以后将根据采购物料数量的增幅配备足够的RoHS检测仪以加强对原材料的有害物质管理。

  另外,公司除在保有目前的计量实验室的前提下,增设产品试验室。除上述的RoHS测试仪外,试验室将配备三次元、投影仪、平台、高低温试验箱、震动台等,具备常规的可靠性试验和产品检测能力,进一步提高公司的竞争力。

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