Richtlinie 2002/95/EG (RoHS)

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Flagge der Europäischen Union
Basisdaten der
Richtlinie 2002/95/EG
Titel: Richtlinie 2002/95/EG des Europäischen Parlaments und des Rates vom 27. Januar 2003 zur Beschränkung der Verwendung bestimmter gefährlicher Stoffe in Elektro- und Elektronikgeräten
Kurztitel::
(nicht amtlich)
RoHS
Rechtsnatur: Richtlinie
Geltungsbereich: Europäische Union
Rechtsmaterie: Umweltrecht, Chemikalienrecht
Veröffentlichung: 27. Januar 2003
Inkrafttreten: 1. Juli 2006
In nationales Recht
umzusetzen bis:
13. August 2004
Umgesetzt durch: ElektroG (Deutschland)
Bitte beachte den Hinweis zur geltenden Gesetzesfassung!

Die EG-Richtlinie 2002/95/EG (RoHS 1) zur Beschränkung der Verwendung bestimmter gefährlicher Stoffe in Elektro- und Elektronikgeräten regelt die Verwendung von Gefahrstoffen in Geräten und Bauteilen. Ziel der Richtlinie ist die Beschränkung von unerwünschten Inhaltsstoffen in Elektro- und Elektronikgeräten, die in der EU in Verkehr gebracht werden. Sie, sowie die jeweilige Umsetzung in nationales Recht, wird zusammenfassend mit dem Kürzel RoHS (engl.: Restriction of (the use of certain) Hazardous Substances; deutsch: „Beschränkung (der Verwendung bestimmter) gefährlicher Stoffe“) bezeichnet.

Die EG-Richtlinie 2002/95/EG (RoHS 1) ist durch die am 3. Januar 2013 in Kraft getretene EG-Richtlinie 2011/65/EU (RoHS 2) abgelöst worden.

Ziel[Bearbeiten]

Das Ziel ist dabei, im Zuge der massiven Ausweitung von Wegwerfelektronik äußerst problematische Bestandteile aus den Produkten zu verbannen. Dazu gehört unter anderem, die bleifreie Verlötung elektronischer Bauteile durchzusetzen, giftige Flammhemmer bei der Herstellung von Kabeln zu verbieten sowie die Einführung entsprechender Ersatzprodukte zu verstärken. Des Weiteren müssen auch die verwendeten Bauteile und Komponenten selbst frei von entsprechenden Stoffen sein.

Dies hat direkte Auswirkung auf beteiligte Firmen wie Importeure, Einzelunternehmen (auch kleine Hardwarefirmen) oder Geschäfte und Handelsketten und demzufolge in letzter Konsequenz auch für den Verbraucher.

Substanzen und Grenzwerte[Bearbeiten]

Gängige Substanzen der Elektronik gelten als höchst umweltgefährdend, da sie zum einen toxisch wirken, zum anderen nicht oder nur schlecht abgebaut werden können. Diese Substanzen sollen durch die RoHS aus den Produkten verbannt werden. Davon betroffen sind

  1. Blei
  2. Quecksilber
  3. Cadmium
  4. sechswertiges Chrom
  5. Polybromierte Biphenyle (PBB)
  6. Polybromierte Diphenylether (PBDE)

Nach der ursprünglichen Richtlinie durften diese Substanzen prinzipiell nicht in Produkten enthalten sein. Da diese Forderung produktionstechnisch nicht umsetzbar gewesen wäre und kleine Mengen analytisch nicht nachgewiesen werden können, wurden in einer Änderung der Richtlinie vom 18. August 2005 konkrete Grenzwerte für die im Produkt enthaltenen homogenen Materialien festgelegt[1]:

  • maximal 0,01 Gewichtsprozent Cadmium
  • maximal je 0,1 Gewichtsprozent Blei, Quecksilber, sechswertiges Chrom, PBB und PBDE.

Gemäß Artikel 4, Absatz 3 behält sich die Richtlinie auch ein Verbot weiterer Substanzen vor, wenn neue wissenschaftliche Studien auf eine Gesundheits- und/oder Umweltgefährdung dieser Substanzen hinweisen. Für eine derartige Änderung ist eine Entscheidung (EG) der Kommission notwendig.

Umsetzung[Bearbeiten]

Die Umsetzung von RoHS erfordert eine Umstellung von vielen weit verbreiteten Produktionsverfahren. Besonders problematisch wird dabei häufig die Verwendung von bleifreiem Lötzinn gesehen. Da Abschätzungen über die Langzeit-Zuverlässigkeit der neuen Verfahren noch nicht vorliegen und in sicherheitsrelevanten Bereichen, wie beispielsweise bei Autos, in der Luftfahrt und der Medizin sowie beim Militär zu schwerwiegenden Problemen führen könnten, gibt es zumindest vorläufig eine Reihe von Ausnahmen. Die RoHS wird daher mit fortschreitenden Erfahrungswerten fortgeschrieben werden.

Die Ausnahmeregel für die Medizin wurde durch die Richtlinie 2011/65/EU der Europäischen Union inzwischen zeitlich befristet. Medizinische Geräte, die ab dem 22. Juli 2014 und In-vitro-Diagnostika, die ab dem 22. Juli 2016 in den Verkehr gebracht werden, müssen nun ebenfalls die RoHS-Richtlinie erfüllen.

Diese Richtlinie gilt zudem für industrielle Überwachungs- und Kontrollinstrumente, die ab dem 22. Juli 2017 in den Verkehr gebracht werden.

Bleifreie Lötverbindung[Bearbeiten]

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Zinn-Silber- und Zinn-Kupfer-Legierungen[Bearbeiten]

Zur Umstellung auf bleifreie Lötverbindungen wird von vielen Herstellern eine Ablösung der üblichen Sn60Pb40-Lote und die Einführung von höherschmelzenden SnCu- oder SnAgCu-Loten getestet. Hierbei zeigen sich außer den höheren Kosten (100 bis 200 % durch das Silber und die Patentkosten) für die bleifreien Lote auch Probleme mit der qualitativen Beurteilung der „matteren“ Lötstellen beim Einsatz silberhaltiger Legierungen. Es gibt zudem auch noch einige Adaptionsprobleme bei den Prozessen. Hier wird beim Einsatz silberhaltiger Legierungen eine Begutachtung der Maschinen dringend empfohlen. In der Regel lohnt es sich nicht, bestehende Maschinen umzubauen. Neben einem neuen Tiegel und dem gesamten Tiegelinventar wird auch eine längere Vorheizstrecke benötigt. Ferner kann Silber sowohl Edelstahl als auch Titan auflösen. Für den Löttiegel und die Lötdüsen wird deshalb beschichteter Stahl verwendet. Diese Beschichtung ist aber empfindlich gegenüber mechanischer Beanspruchung (Bohren, Kratzen, Schlagen).

Das gesamte thermische Prozessfenster ist kleiner geworden: So beträgt die Temperaturdifferenz zwischen Schmelzpunkt von Sn95.5Ag3.8Cu0.7 (217 °C) und der Arbeitstemperatur von 260 °C nur noch 43 K. Zum Vergleich beträgt sie beim Sn63Pb37 (Schmelzpunkt 186 °C und einer Arbeitstemperatur 250 °C) 64 K. Dies kann beispielsweise bewirken, dass bei Multilayerplatinen, Platinen mit Kühlkörpern, Trafos oder anderen wärmeentziehenden Bauteilen das Lot beim Hochsteigen in der Durchkontaktierung bereits erstarrt, bevor es die Oberseite erreicht und der Kontakt hergestellt wird. Als Ausweg ist eine Erhöhung des Energieeintrags während der Vorheizungsphase möglich, jedoch entziehen auch hier die Kühlkörper der Platine noch reichlich Wärme. Das Arbeiten mit höheren Löttemperaturen (bis ca. 280 °C) hingegen würde zwar das Prozessfenster vergrößern, kann aber bei kleinen Bauteilen mit geringer Wärmekapazität zu Schmelzeffekten führen. Eine Abschätzung im Vorhinein ist schwer möglich, da immer noch viele Bauteile laut Datenblatt auf 260 °C spezifiziert sind.

Der Einsatz von Stickstoff zur Vermeidung von Oxidationsprodukten ist sinnvoll. Schon eine Erhöhung von 30 ppm auf 500 ppm Restsauerstoffgehalt bringt eine massive Entstehung von Schlacke mit sich. Mittlerweile gibt es auch Langzeiterkenntnisse über die Zuverlässigkeit solcherart hergestellter Geräte. Ein weiteres bis jetzt ungelöstes Problem ist die Bildung von Whiskern, die zu Kurzschlüssen auf Platinen führen können. Besonders gefährdet sind Baugruppen mit hohen Arbeitstemperaturen (Computer, Leistungsverstärker). In sicherheitsrelevanten Bereichen ist daher bleifreies Lötzinn auf Grund von Nichteinhaltung von Parametern verboten.

Schwierig gestaltet sich die Umstellung der Fertigung bei älteren Produkten, wo die entsprechenden Komponenten nicht mehr hergestellt werden beziehungsweise die Fertigungsprozesse noch nicht umgestellt wurden. Es sind dann entsprechende Ersatzbauteile zu suchen und in entsprechend adaptierte Designs (z. B. von Hauptplatinen) zu integrieren.

Eine Ausnahme der Richtlinie besteht für Ersatzteile, die für die Reparatur oder Wiederverwendung von Elektro- und Elektronikgeräten bestimmt sind, die vor dem 1. Juli 2006 auf den Markt gebracht wurden (EG-Richtlinie 2002/95/EG Artikel 2 Abs. 3).

Zinn-Bismut-Legierungen[Bearbeiten]

Eine weitere Alternative stellen Zinn-Bismut-Legierungen dar. Der Schmelzpunkt von SnBi ist mit 139 °C sogar tiefer als der von SnPb mit 183 °C, womit sich die thermische Belastung der Bauelemente verringern lässt. Nachteilig ist, dass Zinn-Bismut sehr empfindlich auf Blei reagiert (Stichwort Roses Metall).[2] Durch die begrenzte Verfügbarkeit können Zinn-Bismut-Legierungen nur für Nischen eingesetzt werden. Für eine generelle Anwendung reicht die Menge nicht aus.[3]

Ausnahmen[Bearbeiten]

Vorerst ausgenommen von dieser Richtlinie sind medizinische Geräte sowie Überwachungs- und Kontrollinstrumente und durch die Erfüllung der Altautoverordnung auch die Autoelektronik sowie der militärische Bereich. Bei Reparaturen von Menschenhand sind die erhöhten Schmelztemperaturen und die Eigenschaften des bleifreien Lötzinns problematisch. Daher dürfen sie weiterhin mit bleihaltigem Lötzinn ausgeführt werden.

Die vorläufigen Ausnahmen der Richtlinie sind:

  1. Quecksilber in Kompaktleuchtstofflampen in einer Höchstmenge von 5 mg je Lampe. (Ab 2012 3,5 mg, ab 2013 2,5 mg.[4])
  2. Quecksilber in stabförmigen Leuchtstofflampen für allgemeine Verwendungszwecke in folgenden Höchstmengen:
    • Halophosphat 10 mg
    • Triphosphat mit normaler Lebensdauer 5 mg
    • Triphosphat mit langer Lebensdauer 8 mg
  3. Quecksilber in stabförmigen Leuchtstofflampen für besondere Verwendungszwecke.
  4. Quecksilber in anderen Lampen, die in diesem Anhang nicht gesondert aufgeführt sind.
  5. Blei im Glas von Kathodenstrahlröhren, elektronischen Bauteilen und Leuchtstoffröhren.
  6. Blei als Legierungselement in Stahl mit einem Bleianteil von bis zu 0,35 Gewichtsprozent, in Aluminium mit einem Bleianteil von bis zu 0,4 Gewichtsprozent und in Kupferlegierungen mit einem Bleianteil von bis zu 4 Gewichtsprozent.
  7. Blei in hochschmelzenden Loten (d. h. Lötlegierungen auf Bleibasis mit einem Massenanteil von mindestens 85 % Blei),
    • Blei in Loten für Server, Speichersysteme und Speicherarrays sowie Netzinfrastrukturausrüstungen für Vermittlung, Signalweiterleitung, Übertragung und Netzmanagement im Telekommunikationsbereich,
    • Blei in keramischen Elektronikbauteilen (z. B. piezoelektronische Bauteile).
  8. Cadmium und Cadmiumverbindungen in elektrischen Kontakten sowie Cadmiumbeschichtungen, ausgenommen Verwendungen, die gemäß der Richtlinie 91/338/EWG zur Änderung der Richtlinie 76/769/EWG über Beschränkungen des Inverkehrbringens und der Verwendung gewisser gefährlicher Stoffe und Zubereitungen verboten sind. (entfällt voraussichtlich in Kürze wegen anderer technischer Lösungen)
  9. Sechswertiges Chrom als Korrosionsschutzmittel des Kohlenstoffstahl-Kühlsystems in Absorptionskühlschränken.
  10. Blei in Bleibronze-Lagerschalen und -buchsen.
  11. Blei in Einpresssteckverbindern mit flexibler Zone.
  12. Blei als Beschichtungsmaterial für ein wärmeleitendes C-Ring-Modul.
  13. Blei und Cadmium in optischen Gläsern und Glasfiltern.
  14. Blei in Loten aus mehr als zwei Elementen zur Verbindung zwischen den Anschlussstiften und der Mikroprozessor-Baugruppe mit einem Massenanteil von mehr als 80 % und weniger als 85 % Blei.
  15. Blei in Loten zum Herstellen einer stabilen elektrischen Verbindung zwischen dem Halbleiterchip und dem Schaltungsträger in integrierten Flip-Chip-Baugruppen.
  16. Blei in stabförmigen Glühlampen mit eingeschmolzener Innenbeschichtung des Kolbens.
  17. Bleihalogenide als Strahlungszusatz in Hochdruck-Gasentladungslampen (HID-Lampen) für professionelle Reprografieanwendungen.
  18. Blei als Aktivator im Leuchtstoffpulver (davon Massenanteil von Blei von 1 % oder weniger) von Gasentladungslampen bei Verwendung als Bräunungslampen mit Leuchtstoffen wie Bariumsilikat (BaSi2O5:Pb) oder Verwendung als Speziallampen für Reprografie auf Basis des Lichtpausverfahrens, Lithografie, Insektenfallen, fotochemische und Belichtungsprozesse mit Leuchtstoffen wie Magnesiumsilikat ((Sr, Ba)2MgSi2O7:Pb).
  19. Blei mit PbBiSn-Hg und PbInSn-Hg in speziellen Verbindungen als Hauptamalgam und mit PbSn-Hg als Zusatzamalgam in super-kompakten Energiesparlampen.
  20. Bleioxid in Glasloten zur Verbindung der vorderen und hinteren Glasscheibe von flachen Leuchtstofflampen für Flüssigkristallanzeigen (LCD).
  21. DecaBDE in Polymerverwendungen (annulliert mit Wirkung zum 1. Juli 2008 [5]).
  22. Blei in Starterbatterien für Kraftfahrzeuge (Pb-PbO-Akku).

Gesetzliche Regelungen[Bearbeiten]

Die EU-Richtlinie wurde am 27. Januar 2003 verabschiedet. Bis Ende 2004 sollte die Umsetzung in nationales Recht bei den EU-Mitgliedsstaaten erfolgt sein. Die Situation in den einzelnen Ländern ist jedoch unterschiedlich.

In Deutschland trat am 13. August 2005 das Elektro- und Elektronikgerätegesetz in Kraft, das neben der RoHS auch die EU-Direktive WEEE (Reduktion und Entsorgung von Elektronikschrott) in deutsches Recht umsetzte. Die Übergangsfrist für die betroffenen Hersteller und Branchen lief bis zum 1. Juli 2006.

In Österreich ist die Umsetzung der RoHS und WEEE in der Elektroaltgeräteverordnung geregelt, die am 30. April 2005 in Kraft trat.

Vergleichbare Regelungen in Staaten außerhalb der Europäischen Union[Bearbeiten]

Die Schweiz zog mit dem Erlass der ChemRRV (Chemikalien-Risikoreduktions-Verordnung) nach.[6]

Auch in Ländern wie Japan und USA sind ähnliche Verordnungen im Gespräch, in der Umsetzung oder bereits in Kraft.[7]

In der Volksrepublik China trat am 1. März 2007 die „China RoHS“ (Management Methods for Controlling Pollution Caused by Electronic Information Products Regulation) in Kraft. Auf die Industrie kommt damit ein breites Regelwerk mit Stoffverboten, Zertifizierungen und/oder Zollkontrollen sowie Kennzeichnungspflichten zu. Der Geltungsbereich dieser Richtlinie bezieht sich zunächst auf dieselben sechs Stoffklassen der RoHS-Richtlinie. Zudem gibt es noch Vorgaben zur Energieeffizienz, einfachem Recycling und Umweltverträglichkeit. Überdies muss auch die Verpackung umweltverträglich sein und die Materialien sind zu benennen.

Norwegen hat unter dem Namen PoHS einen Entwurf für eine Richtlinie vorgestellt, die insgesamt 18 Substanzen in Konsumgütern verbieten soll. Dabei überschneidet sich die PoHS mit der RoHS nur in zwei Substanzen: Cadmium und Blei. Die PoHS Richtlinie wurde mittlerweile wegen vehementen Einspruches der EU gestoppt.

Südkorea hat am 27. April 2007 ein allgemein als Korea-RoHS bezeichnetes Gesetz verabschiedet, das am 1. August 2008 in Kraft getreten ist. Der korrekte Titel lautet „Act for Resource of Electrical and Electronic Equipment and Vehicles“. In diesem Gesetz werden weitgehend die EU Richtlinien RoHS, WEEE und ELV übernommen. Eine Kennzeichnung der Produkte wie bei der ChinaRoHS ist nicht vorgesehen.

Weitere Entwicklung[Bearbeiten]

In der RoHS-Richtlinie wurde festgeschrieben, dass die Regelungen in gewissen Abständen überprüft und an den aktuellen Stand der Technik angepasst werden sollen. Beginnend mit dem 4. Oktober 2007 hat Öko-Institut e. V. die Aufgabe übernommen, eine Studie zur möglichen Ausweitung der Stoffverbote zu erarbeiten. Derzeit (Stand 2013) sind das Fraunhofer IZM [8] in Zusammenarbeit mit dem Öko-Institut in Freiburg und Eunomia in Großbritannien für die Studien für Änderungen der Verordnung zuständig.

Weblinks[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Official Journal of the European Union: Commission Decision of 18. August 2005 amending Directive 2002/95/EC of the European Parliament and of the Council for the purpose of establishing the maximum concentration values for certain hazardous substances in electrical and electronic equipment (PDF; 32 kB)
  2. rupert-trager.de: Bleifreie Lote (PDF; 408 kB)
  3. Requirements for Electronic Grade Solder Alloys and Fluxed and Non-Fluxed Solid Solders for Electronic Soldering Applications
  4. Richtlinie 2011/65/EU. In: Amtsblatt der Europäischen Union. 1. Juli 2011, S. 14, abgerufen am 30. Oktober 2012 (PDF-Datei).
  5. EuGH-Urteil vom 1. April 2008
  6. Verordnung zur Reduktion von Risiken beim Umgang mit bestimmten besonders gefährlichen Stoffen, Zubereitungen und Gegenständen (Chemikalien-Risikoreduktions-Verordnung, ChemRRV)
  7. Prominentes Beispiel ist die kalifornische Proposition 65 (The Safe Drinking Water and Toxic Enforcement Act of 1986).
  8. Fraunhofer IZM
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