A partir du 1er juillet 2006, la directive européenne RoHS (Restriction of hazardous substances) interdira le plomb et certaines autres substances dans les équipements électroniques. Cette date a été fixée et, pour un industriel, ne pas s'y conformer peut se traduire par de fâcheuses conséquences sur ses activités et ses méthodes de travail.

En effet, pour les constructeurs d'équipements électroniques qui n'auront pas migré à temps d'un process bien établi, utilisant du plomb dans les terminaisons, les conducteurs et les pâtes à braser, vers un process exempt de plomb, le risque potentiel est la restriction du nombre des marchés. On imagine sans peine les conséquences catastrophiques susceptibles d'en résulter.

Les fabricants de composants, de pâtes à braser et de cartes électroniques sont confrontés à la pression de leurs clients - les constructeurs d'équipements - afin qu'ils leur fournissent des produits conformes à la réglementation ainsi que le support technique pour les implanter dans leurs conceptions.

Heureusement, dans l'industrie des composants passifs, nombre de fabricants disposent déjà d'un catalogue de produits sans plomb prêts à être livrés. Ils sont dès lors aptes à offrir un support technique et logistique pour aider leurs clients dans la mise en oeuvre de ces produits conformes à la future réglementation.

La présence du plomb dans les composants passifs est devenue un gros souci politique et environnemental. Avec quelque 3 millions de kilogrammes par an (soit 0,05 % du plomb total utilisé), l'industrie des composants reste un maigre utilisateur de plomb. Cependant, il s'agit là d'un secteur dans lequel la technologie permet d'éradiquer un tel matériau. En réalité, 75 % environ (soit 4,5 millions de tonnes) de tout le volume de plomb utilisé aujourd'hui se trouve dans les accumulateurs, et essentiellement dans les accumulateurs de voitures. Malheureusement, une solution de remplacement viable n'existe pas dans ce domaine à ce jour.

Une réglementation sans plomb ne se profile aujourd'hui qu'à l'horizon européen. Vu la globalisation des activités, elle aura néanmoins un impact sur le plan mondial. En outre, les préférences des consommateurs japonais en faveur des produits « verts » ont déjà entraîné de nombreuses entreprises à mettre en place des stratégies d'élimination du plomb, stratégies qui s'inscrivent largement dans les délais imposés par la directive européenne. Les Etats-Unis sont également entraînés dans ce mouvement du fait des avantages commerciaux prévisibles que leur conférera une offre de produits sans plomb.

Mais le plomb ne sera pas le seul matériau proscrit, ou d'utilisation limitée, par la réglementation européenne. Le mercure (Hg), le chrome hexavalent (Cr VI), le cadmium (Cd) notamment présent dans les contacts de relais et de connecteurs, et les retardateurs de flammes à base de brome (PBB et PBDE) sont également en ligne de mire. De fait, bien que la terminologie « sans plomb » soit d'usage, l'élimination ou la limitation de ce seul matériau dans les équipements électroniques ou électriques n'est pas une condition suffisante pour les rendre conformes RoHS.

Quantité d'informations sont disponibles sur les composants et les process sans plomb, en particulier sur les sites Internet des fabricants de composants et d'équipements de brasage. Il est en effet dans leur intérêt de fournir le meilleur support possible à leurs clients afin de sauvegarder leurs relations commerciales pendant la phase de migration vers le sans-plomb (ceci bien évidemment s'ils sont en mesure d'offrir des solutions de remplacement viables).

Tous les process sans plomb doivent être finalisés d'ici juillet 2006. Pour les fabricants de composants passifs, il est donc important de disposer d'un catalogue de composants sans plomb bien avant cette date fatidique. Ceci afin de permettre aux utilisateurs d'effectuer leurs tests, d'épurer leurs stocks et de commander les produits de remplacement nécessaires pour leurs listes d'approvisionnement. NIC Components Europe s'était ainsi fixé mars 2005 comme échéance, pour finaliser l'introduction en production de tous ses composants conformes à la réglementation sans plomb. C'est donc désormais chose faite.

Les associations Neda (National electronic distributors association) et Nemi (National electronics manufacturing initiative) ont suggéré l'utilisation de références dédiées RoHS pour les composants. Le but est de simplifier les modifications dans les listes d'approvisionnement et permettre un contrôle des matériaux tout au long de la chaîne d'approvisionnement. NIC a suivi cette recommandation et a ajouté le suffixe « F » aux numéros de références de l'ensemble de sa gamme de composants, pour marquer la conformité avec la directive RoHS.

L'emballage externe utilisé pour la livraison en quantité des composants sans plomb devrait également comporter un marquage spécifique. Aucune décision n'a été prise à ce jour concernant un marquage standard dans l'industrie pour l'emballage. Le motif « Pb-Free » semble toutefois être actuellement le choix préférentiel.

A l'instar de NIC Components Europe, beaucoup de fabricants de composants vont faire des efforts pour continuer à répondre aux demandes concernant des produits non conformes à la réglementation sans plomb. La politique est cependant d'encourager activement les clients à migrer vers le sans-plomb. En réalité, la demande de composants contenant du plomb s'estompant peu à peu dans le temps entraînera une hausse continuelle de leurs prix, ainsi que des difficultés d'approvisionnement.

Le coût des composants sans plomb ne devrait pas être plus élevé que celui des composants non conformes auxquels ils se substitueront. Cependant, comme cela a toujours été le cas avec les composants électroniques, toute fluctuation de coût au niveau des matériaux de base utilisés pour les réaliser peut avoir pour conséquence des évolutions de prix pour les utilisateurs finals.

Sur un marché fortement compétitif, la balle est dans le camp des concepteurs et des fabricants de composants passifs pour qu'ils utilisent leur savoir-faire spécifique et les process les plus efficaces. La finalité est d'aider les clients à mettre en oeuvre les plus récentes technologies au meilleur prix.

Au niveau de la conception d'un équipement électronique, le remplacement de composants passifs contenant du plomb par des équivalents sans plomb n'entraîne pas de problème majeur. Les domaines sensibles sont plus généralement en rapport avec les modifications effectuées dans les process de brasage, et dans la conception des composants eux-mêmes.

Quant au composant passif lui-même, l'étain est la principale alternative au plomb, au niveau des terminaisons du composant. Son utilisation est toutefois à l'origine d'un effet indésirable appelé « tin whiskers » (ou « moustaches » d'étain).

Les tin whiskers sont des structures cristallines d'étain, électriquement conductrices, qui se forment sur des surfaces où l'étain (et en particulier l'étain chimique) sert de matériau de finissage. Les expériences montrent que ces whiskers atteignent parfois des longueurs de plusieurs millimètres. Ceci peut aboutir à des courts-circuits quand deux whiskers entrent en contact. Il existe à ce jour deux remèdes à ce problème. L'un consiste à utiliser des poudres de terminaison à grain plus fin, l'autre à introduire une couche de nickel qui joue le rôle de barrière. Les deux solutions ont déjà été testées, et les guides et standards de l'industrie ont été mis en place pour assurer la continuité entre les fournisseurs.

Au-delà des composants, la réglementation sans plomb s'étend bien évidemment à la composition des pâtes à braser. Les solutions de remplacement actuelles au brasage étain-plomb (SnPb) contiennent de l'étain, de l'argent et du cuivre dans diverses proportions et présentent plusieurs inconvénients par rapport aux solutions classiques. Le plus grand problème réside dans le profil de température. Les substituts potentiels au plomb exigent en effet des températures plus élevées, en comparaison de la méthode de brasage actuelle.

Les composants sans plomb et les pâtes à braser exigent en réalité tous des profils différents, tant sur le plan des températures que sur celui des temps de brasage. Ces profils, à savoir une température plus ou moins élevée ou des temps de brasage plus ou moins longs, dépendront de nombreux facteurs comme la variété exacte de la pâte à braser utilisée, les types de composants et leurs tailles, ou encore les dimensions de la carte électronique.

Les équipements de soudage à la vague installés et fonctionnant dans les usines devront probablement être modernisés ou remplacés, avant de pouvoir introduire des process sans plomb. Dans certains cas, les fours à refusion nécessiteront, pour leur part, un plus grand nombre de zones de chauffage/refroidissement et/ou un passage plus long en refusion pour pouvoir s'accommoder d'un process sans plomb.

Toutes ces difficultés soulignent la nécessité de se préparer avant la date fatidique de mise en service de la directive européenne. Les industriels doivent disposer d'un process entièrement testé et opérationnel bien avant le 1er juillet 2006 ... ou risquer de ne pouvoir répondre aux besoins de leurs clients.

Un autre point très important porte sur l'évolution des contraintes que les process de brasage sans plomb imposeront aux composants. Les fournisseurs de composants passifs devraient pouvoir apporter les informations appropriées à leurs clients en ce qui concerne les versions sans plomb de leurs produits.