Stromversorgung Was Sie über RoHS 3 wissen sollten

Am 22. Juli 2019 tritt die dritte Revision der EU-Richtlinie 2015/863 zur Beschränkung der Verwendung bestimmter gefährlicher Stoffe, kurz RoHS 3, in Kraft. Was sind die Änderungen zu den vorherigen Revisionen? Wer ist betroffen? Und was ist zu tun?

Bis zum 22. Juli 2019 müssen Hersteller elektronischer Geräte sicherstellen, dass ihre Produkte die dritte Revision der RoHS-Richtlinie (Restriction of Hazardous Substances, RoHS 3) einhalten. Alle Kategorien von elektrischen und elektronischen Geräten sind betroffen. Ausgenommen sind nur medizinische Systeme sowie Überwachungs- und Kontrollinstrumente. Für diese gelten Beschränkungen erst ab dem 22. Juli 2021, um den längeren Innovationszyklen in diesem Bereich Rechnung zu tragen. Die Revision 3 fügt der ursprünglichen Liste von sechs beschränkten Substanzen nun vier zusätzliche, unter Phthalaten aufgeführte Stoffe hinzu (Tabelle 1).

Im Jahr 2010 standen einige Phthalate auf der Kandidatenliste der EU-Verordnung 1907/2006 (Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals; REACH) oder wurden im REACH-Anhang XIV als genehmigungspflichtig eingestuft. Sie wurden auch in den Vorschlag der Europäischen Kommission für die Neufassung der RoHS-Richtlinie in Elektro- und Elektronikgeräten als prioritäre Substanzen aufgenommen, um eine mögliche Beschränkung zu prüfen. Nunmehr acht Jahre später tritt eine solche Beschränkung in Kraft.

Seit der ursprünglichen Auflistung in REACH und in der Kandidatenliste der Stoffe mit besonders hoher Besorgnis für die Zulassung (SVHC; Substances of Very High Concern), wurden das Risiko und die Toxizität der folgenden vier Stoffe von internationalen Labors erforscht: Bis-(2-ethylhexyl)phthalat (DEHP), Benzylbutylphthalat (BBP), Dibutylphthalat (DBP) und Diisobutylphthalat (DIBP).

Die Ergebnisse von mehr als zehn Jahren Tests und Untersuchungen zeigen eine sehr hohe Wahrscheinlichkeit, dass die Auswirkungen einer Exposition gegenüber Phthalaten die menschliche Reproduktion, die Entwicklung und das Krebsrisiko beeinflussen können. Diese Ergebnisse haben die Europäische Kommission motiviert, die vier Phthalate von Beobachtung auf Einschränkung und Verbot umzustellen.

Phthalate sind eine Gruppe von chemischen Substanzen, die verwendet werden, um Kunststoffe und Vinyl weich zu machen und ihre Flexibilität zu erhöhen (Bild 1). Sie werden sehr häufig und in allen Branchen eingesetzt, von der Lebensmittelverpackung bis hin zu Kabeln, in Isolierbändern und in einigen Harzen, kurz gesagt, sie sind fast überall zu finden (Tabelle 2).

Dies ist eine weitere neue Herausforderung für die Elektronikindustrie, die nach der Reduzierung der Menge an Blei, Quecksilber, Kadmium, sechswertigem Chrom, polybromierten Biphenylen und polybromierten Diphenylethern nun weiter daran arbeitet, die Menge der vier aufgeführten Phthalate auf unter 1000 ppm in homogenem Gewichtsmaterial zu reduzieren.

Entsprechen meine Produkte den Anforderungen?

Wie bei den bisherigen sechs beschränkten Stoffen in der RoHS 1 und RoHS 2 müssen die Entwickler aufgrund des hohen Phthalatverbrauchs in Elektronikgeräten – auch in Stromversorgungen – eng mit ihren Lieferanten zusammenarbeiten, um solche Materialien durch »phthalatfreie« Bauelemente und Komponenten zu ersetzen. 

Da einige Branchen (z. B. die Medizin) empfindlicher auf das Risiko von Phthalaten für Menschen (Patienten) reagieren, informierten und schulten sie ihre Lieferanten bereits 2010 über die bevorstehenden Vorschriften und antizipierten damit die Nachfrage nach Teilen mit weniger als 1000 ppm der in REACH und SVHC aufgeführten identifizierten Stoffe. Heute bieten eine Reihe von Unternehmen RoHS-3-konforme Ersatzstoffe an, aber es gibt einen großen Nachholbedarf in der Lieferkette, der eine ziemlich intensive Arbeit erfordert, um sicherzustellen, dass alle Produkte, die nach dem 22. Juli 2019 geliefert werden, konform sind.

Für neu hergestellte Systeme stellt das wahrscheinlich kein großes Problem dar, wohl aber für bereits produzierte, die irgendwo auf der Welt im Lager liegen.Seit der Veröffentlichung der RoHS-3-Richtlinie am 31. März 2015 haben die Konstrukteure mit ihren Lieferanten zusammengearbeitet, um sicherzustellen, dass alle neuen Produkte der bevorstehenden Verordnung vorzeitig entsprechen. In einigen Fällen war es aber schwierig, bestimmte Teile (z. B. Isolierband für Hochspannungstransformatoren) zu ersetzen. Dies verzögerte die Konformität einiger Produkte. In drei Jahren werden die Lieferanten verschiedene Verfahren und Substanzen eingeführt haben, um verbotene Phthalate zu ersetzen. Aber es gibt immer noch ein paar Fragen zu speziellen Komponenten oder Teilen.

Auch wenn bei neuen Produkten der Gehalt an verbotenen Phthalaten auf unter 1000 ppm gesenkt wird, bleiben bei den auf Lager befindlichen Artikeln die Zweifel bestehen. Um auf der sicheren Seite zu sein, hat sich eine Reihe von Unternehmen entschieden, Proben in einen Röntgenfluoreszenz-Analysator (RFA) zu geben. Wenn dies nicht ausreicht, werden die Fourier-Transformations-Infrarot-Spektroskopie (FTIR) und manchmal Rasterelektronenmikroskope (REM) eingesetzt.

Die Kosten für eine solche Analyse können zwar erheblich sein. Doch angesichts der gegenwärtigen Marktbedingungen und der Auswirkungen des aktuellen Bauteilemangels kann es deutlich teurer sein, Produkte auf Verdacht zu entsorgen, ohne zu wissen, ob der Gehalt der vier Phthalate unter oder über der 1000-ppm-Schwelle liegt.

Wie sieht es mit Reparatur und Wartung aus? Wie in der Richtlinie festgelegt, gilt die Beschränkung von DEHP, BBP, DBP und DIBP nicht für Kabel, Ersatzteile für eine Reparatur, die Wiederverwendung, die Funktions-Updates oder die Kapazitätserweiterung von Elektro- und Elektronikgeräten, die vor dem 22. Juli 2019 in Verkehr gebracht werden. Gleiches gilt für Medizinprodukte, einschließlich In-vitro-Medizinprodukte, sowie von Überwachungs- und Kontrollinstrumenten, einschließlich industrieller Überwachungs- und Kontrollinstrumente, die vor dem 22. Juli 2021 in Verkehr gebracht werden. 

Was kommt als Nächstes?

REACH zielt darauf ab, den Schutz der menschlichen Gesundheit und der Umwelt durch eine bessere und frühere Identifizierung der intrinsischen Eigenschaften von chemischen Stoffen zu verbessern. Das bedeutet, dass die Erforschung der Toxikologie und ihrer Auswirkungen auf die Gesundheit und die Umwelt fortgesetzt wird, um Risiken zu identifizieren.

Darüber hinaus hat die Europäische Chemikalienagentur an einem Fahrplan für die Identifizierung und Umsetzung von Maßnahmen im Rahmen des REACH-Risikomanagements von heute bis 2020 gearbeitet, der sich EU-weit verpflichtet, dafür zu sorgen, dass bis 2020 alle relevanten, derzeit bekannten, besonders besorgniserregenden Stoffe (SVHC) in die Kandidatenliste aufgenommen werden. Ziel des SVHC-Fahrplans ist es, neue bedenkliche Substanzen zu identifizieren und die für den jeweiligen bedenklichen Stoff geeigneten Risikomanagementoptionen (RMO) zu analysieren.

In der heutigen Geschäftswelt müssen Elektronikingenieure die Entwicklung von REACH und SVHC permanent überwachen. Angesichts der wachsenden Sorge um Gesundheit und Umwelt können wir erwarten, dass weitere Stoffe in die RoHS-Liste aufgenommen werden, was sich in einigen Fällen als äußerst schwierig erweisen kann. Wie in vielen anderen Situationen ist es wahrscheinlich der einzige Weg, die eigene Branche gut zu kennen, innovativ zu sein und in neue Technologien zu investieren.