RoHS“绿色”成现代制造业主流颜色

RoHS“绿色”成现代制造业主流颜色

　　虽然“绿色”制造概念已经风靡多时，欧盟的RoHS指令也在7月开始执行，然而庞大的中国制造业向“绿色”制造的过渡似乎一直显得比较缓慢，直到第五届苏州电博会，我们才看到这么一个强烈的信号：“绿色”制造已经开始成为现代制造业的主流颜色。围绕“绿色”制造，各式各样的电子元器件和电子制造设备几乎占据了电博会的各个角落。

　　节能是绿色制造永恒的主题

　　资源的有限性决定了节能始终是“绿色”制造的核心内容。围绕这一主题，制造商们在展会上展示了从太阳能设备到特种节能材料等各式各样的产品。其中3M公司旨在提高液晶显示亮度的特种反射膜片就是一个亮点。

　　许多人都有这样的概念，即相对CRT而言，液晶显示色彩不够鲜亮，这主要是因为液晶显示的亮度不够。针对该问题，工程界采用了不少方法，也取得了不错的效果。目前盛行的亮度增强法，不外乎是增加液晶面板本身的透光率或增加背光源本身的亮度。对于前者来说，目前业界的各项指标已经接近极限，故进行任何改进不仅十分困难，还意味着极大的资金投入。而增加光源亮度，即增加提供背光源的阴极灯管的亮度或数量，这不仅会引发系统的散热和寿命问题，关键缺点是极大增加了能源消耗。为解决这一矛盾，3M公司发明了Vikuiti DBEF D400光学增亮膜片技术。

　　该方案的具体方法是，将述膜片置于背光源和液晶面板之间，利用其特殊的反射技术，在不增加功率的条件下提高显示亮度。

　　传统显示系统采用的是偏振方向垂直P光和S光组成的非偏振光。根据液晶面板的原理，偏光片只允许P光通过，而将S光吸收，所以光线在通过面板后有50%的光线被吸收。而该膜片利用独特的多层膜技术，在不到130微米的厚度中复合有1,000层左右的薄膜结构。采用这种反射式膜片，P光与传统显示系统中的完全一致，即可直接通过DBEF，而S光也不再被吸收，而是被膜片全部反射回背光源。经过背光源各层材料后，S光被消振，又成为非偏振光(P+S光)，作为新光源被重新射出。反复的循环，使S光能被反复循环利用，从而达到亮度增强的目的。

　　据3M中国有限公司高级技术服务工程师彭显能介绍：“与传统系统相比，如果采用这项技术，在保持同等亮度的条件下几乎不会增加成本，而功率却会大幅下降。原因在于，采用该膜片后，系统所需背光灯管数减少了。” 彭显能举例，在同等尺寸和亮度下，将加有膜片的系统与传统的系统进行比较时，功率从198W降到了140W左右，这就意味着减少了30%能耗；另外，系统温度也降低了10℃左右。他特别指出，根据权威部门的测算，如果在2006-2010年期间，全世界每台液晶电视都采用这种膜片，按单机(平均21吋)每天工作4小时计算，每年可节省36.5度电。3M的增亮片将为全球节省570亿千瓦时的能源，这大约相当于3300万桶原油或2300万吨标准煤的能量。

　　此外，台湾地区Lustrous Technology公司研发的太阳能路灯，在展会上也吸引了众多工程师们的眼球。这种路灯采用的是太阳能阵元技术，白天充电，晚上自动发光。据介绍，这种路灯充一次电至少可以工作7天，即便是刮风下雨也没有关系，远远超过了行业标准中5天的要求。

　　RoHS已经在电子制造业中快速发酵

　　就在不久前，还有不少人认为，RoHS指令只限于欧盟，只能影响到一部分从事出口产品制造的企业。但从本届展会上看，这种观念已经过时，RoHS指令已经开始影响全球，这其中也包括中国的本土制造业和面向本土的电子产品。针对这一快速变化，诺斯达自动化设备有限公司一位工程师认为，在早期阶段，人们对RoHS概念理解上的不足、相关设备高昂的研发成本、技术欠缺、过高的无铅材料及其它附材价格等，都影响了制造业向“绿色”制造过渡的速度。但随着上述问题的解决，辅料目前在逐回归理性。加上无铅元器件的普及或含铅器件的停产，都给制造业施加了一些强制作用。“一旦成本趋同，还有多少企业愿意维持两套焊接工艺并存，徒增相关的管理成本和制造成本呢？”这位工程师如是说。

　　不过，在本次展会上，真正体现RoHS影响力之大的，已不仅仅是无铅焊接本身，而是各式各样的无铅、无卤、无汞等符合RoHS指令的各种材料的大面积涌现，这从在业内具有很大影响力的通用电气(GE)公司的产品即可见一斑。该公司秉持“绿色”创想的理念，在展会上展出了符合RoHS指令的各种插头座及线材制造技术，包括无卤环保的Noryl特种工程材料和符合RoHS指令又兼具良好EMI和EMC性能的LNP材料。

　　柔性Noryl树脂，是GE公司新研制成功的新型无卤阻燃电线电缆材料。这种无卤材料以聚苯醚为基材，采用非卤阻燃技术，其聚合物、阻燃体系以及材料中所有其它组分均不含有F、Cl、Br、I等卤族元素，不含Cr、Cd、Hg、Pb等重金属，该材料有效解决了传统无卤线材在阻燃、质软以及其他物理性能之间难以平衡的技术难题，用PPO合金制成的线缆达到UL VW-1阻燃等级，完全符合RoHS标准。该材料可以应用于直流电线及插头，还有诸如USB、排线等各种电子和信号线，以及电信设施电缆等等。另外，该材料还具有比重小于1的优点，其介电常数小于PVC材料，从而可适用于低频应用。但这种材料的阻燃性能不如PVC，能燃烧但能在很短时间内自熄。

　　另外，随着电子设备的小型化需求的逐步提高，EMI变得越来越重要。GE还利用在满足RoHS指令的材料中加入不锈钢纤维，成功保证了电子设备的EMI性能，这种材料就是GE公司的LNP。据GE公司LNP亚太区产品经理蒋红亮介绍，该材料为采取液氮处理的特种复合材料。对于金属表面，EMI性能主要靠浅表面的反射实现，而该材料则主要是通过将不锈钢纤维注入整个材料中，从而形成体内深层的多次反射来实现。这种材料可以广泛用于各种电子设备外壳、LCD屏、调制解调器、机顶盒和路由器等。

　　不过，虽然这种方式可以实现较好的EMI性能，但由于在材料体内掺杂了良导体纤维，一位不愿意透露姓名的电气工程师认为，从理论上分析，其很可能会对设备的耐高压性能带来不良影响。