1.1 什么是绿色供应链
  
供应链管理原本就存在于各公司的系统中,范围涵盖了上游的原料、零件供应,中游的制造及下游的组装测试至终端客户之全部过程 ,它跨越了企业的围墙,建立起跨企业的合作,以追求和分享市场机会。从前的供应链是以生产导向作为主要思维方式,但现在的供应链已变 成以消费者为导向的思维方式,也就是说依据消费者的需求来变化制造的流程。因此,更贴近消费市场信息、直接与上下游供货商进行资源整 合、帮助企业做好库存控管、减少生产过时产品、降低交易成本、并能更快速的因应市场变化及时反应终端市场顾客的要求等特点,因此,也 使得供应链的管理变得更加的复杂。

绿色供应链广义上指的是要求供货商其产品与环境相关的管理,亦即将环保原则纳入供货商管理机制中,其目的是让本身的产品更具 有环保概念,提升市场的竞争力。在作法上,有些企业提出以环境为诉求的采购方案、绩效?则或评估过程,让所有或大部分的供货商遵循。 而另一些企业则研订对环境有害物质的种类并列出清单,要求供货商使用的原料、包装或污染排放中不得含有清单所列物资。如知名的运动鞋 制造商耐吉(NIKE)公司为配合环保诉求,于1998年淘汰对聚氯乙烯(PVC)做为其产品的主要材料,并要求供货商,原因是聚氯乙烯焚化处 理会产生对人体有害的戴奥辛。

目前大家所谓的绿色供应链,则大都指进入21世纪后,欧盟所倡议绿色产品所造成的供应链效应。欧盟先进国家看准供应链间环环相 扣的利益关系,积极将一些环保诉求跳脱过去道德劝说的层面而开始立法,并且订定时程确定要执行,希望以欧盟庞大的商业市场为后盾,带 领全世界制造业进入一个对环境更友善的新纪元。最受人注意的是废电机电子设备指令指令(Waste Electrical and Electronic Equipment , WEEE)及「电机电子设备限用有害物质指令」(Restriction of the use of certain Hazardous Substances in electrical and electronic equipment, RoHS)等。欧盟于2002年11月通过WEEE及RoHS指令,并于2003年2月13日正式公告10大类电机电子设备之回收标准, 并要求2006年7月1 日10大类电机电子设备中不得含有铅(Lead)、镉(Cadmium)、汞(Mercury)、六价铬(Hexavalent chromium)、溴化 耐燃剂(Polybrominated biphenyls, PBB;Polybrominated diphenyl ethers, PBDE)等六种物质。随着指令的正式公布,各项电机电子产 品中含有上述六种禁用物质及其化合物的电子产品均必须使用替代材质来代替被管制的材质,而此一指标性规定,已演变成全球性环保要求, 也成为信息电子产业基本技术门坎。

面对欧盟的环境诉求,许多国际大厂如Sony、IBM、Dell、HP等根据这些指令,要求其供货商所提供之产品不能含指令中规定的管制物 质,而这些第一层供货商又再转而要求其上游供货商所生产的产品中亦不得含有管制物质,并要求提供相关保证(如检测数据及保证书),逐 渐造就了这层层影响的绿色供应链风潮。

由于对绿色产品的需求日增,已沿着全球供应网络迅速扩大,产生了涟漪效果。在全球的生产网络中,我国企业因为是全世界电机电 子产品主要的ODM(Own Designing & Manufacturing, ODM)、OEM(Original Equipment Manufacturing, OEM)据点,深受这波涟漪效 果的影响。包括ODM、OEM供货商甚至于品牌厂商,除了要察觉这绿色产品趋势外,并且要准备好自己的因应策略,因为未来将是供应链与供应 链的竞争。若不能赶上这股绿色的风潮,未来不久将逐渐从大厂的采购名单中被删除,影响所及不是生意量的大小问题,而是牵涉是否可以继 续生存下去的抉择。反之,若企业能配合客户的绿色供应要求,客户的订单将更加稳固而不易被取代,甚至可扩及更多的客户群。

1.2 材料与制程技术的需求
  
台湾是世界上计算机的生产重地,电子产业的竞争力于国际间亦名列前茅,并为台湾打下了厚实的经济基础,然而,在面对欧盟电机电 子设备产品以「环保」为诉求的管制趋势,台湾电机电子产业于材料与制程的转变是否能重视其影响加以因应,是持续保有竞争优势的重要关 键。譬如说影响电机电子业最大的「无铅」领域,对应于国际间各大工业国之大规模且长期地投入,台湾仍处于萌芽阶段。目前国际间对于无 铅电子产品的使用已有相当的共识,无铅产品的全面替代亦只是迟早的问题。而无铅制造不仅仅意味着更换焊接材料,真正的无铅产品其所用 的零件及线路板涂覆层也必须是无铅的。因此,从电子产品中去除铅,不仅需要开发可靠度良好的无铅焊锡(Lead-free solder)及价格便宜 的可焊性表面处理技术外,还必须建立一种与以前不同温度的新制程,因为无铅焊锡的熔点比传统锡铅焊锡的熔点平均上升约30℃,而为适应 新的高温制程,亦需要开发新的基板材料,同时也要对材料的相互影响进行研究以确定其可靠性。

镉的熔点为321℃,硬度约与铅焊材料相当,是提取锌的副产品,多用于电镀工业,其次用于制造合金、焊料、染料和涂料色素,以及 用于制造塑料的稳定剂。在电子业之用途包括:镉金属或粉末可在镍-镉(Ni-Cd)电池中用作阴极电极物质;也可与铁、钢、铝基材料、钛基 合金或其他非铁合金,作为在电解沉积、真空沉积或机械式沉积时的涂料;此外,在低熔点硬焊、软焊及其他特殊合金中亦作为一种合金元素 。镉的使用随环保意识提高,近年用量已急遽减少,少部分特殊工业如航天、军品因耐候性要求目前仍有使用,民生用品用量极微,在塑料及 颜料替代原料技术国内应还有发展空间,值得业者与相关研究单位关注。

汞一般可分为金属汞、无机汞及有机汞三大类,其中以有机汞的毒性最大,除工业用有机汞外,经由生物链也可将无机汞转换成有机 汞,所以在污染的海产中,有机汞的污染是一严重的问题。金属汞是作体温计、血压计及各种度量衡工具所必需填充的物质。日光灯管及水银 灯也须填充汞化合物以增加亮度。近年来国内外许多业者因产品环保性的规定,而致力开发替代的方法,如日本丰田合成公司在2004年5月展 示了无汞液晶面板,采用白色发光二极管(LED)的车载用液晶面板,平均亮度为430 cd/m2,画面均匀度为89%,实现了与以往使用含汞冷阴 极管背光面板同等的性能。

铬是地壳中蕴藏量较丰富的金属之一,为非常坚硬的灰白色金属,用于不锈钢、电镀、制革、油漆颜料、染料、木材防腐处理、防锈 处理、合金等。近年来3C电子产品(Computer, Communication, Consumption Electronic Productions)之设计朝轻、薄、短、小的方向发 展,其中对于散热功能、电磁波噪声干扰、重量、环保废弃物回收等需求也日益提高,所以在材料的开发及特性选择上,需要作相当程度的考 量,镁铝合金材料为其选择材料之一,但由于镁金属化学活性大,极易产生电化腐蚀,因此,在冶炼、制造上需特别注意,在防蚀处理上也较 其他金属来得困难,而其中以六价铬表面防蚀效果最佳;为符合RoHs及WEEE之指令限制,发展绿色生产替代技术已是必然的趋势。

印刷电路板是所有电子产品不可或缺的主要部分,其提供电子零组件在安装与互连时的主要支撑载体,其发展与电子产品有着密不可 分的关系。由于印刷电路板所使用的环氧树脂具有优良的耐溶剂性、机械强度、电气绝缘性质、耐高温及耐化学性和良好的尺寸安定性,且加 工容易,其对金属与硅芯片也有极佳的接着性等,已被广泛应用于涂料、电绝缘材料、印刷电路积层板和电子封装材料、土木和建筑材料、接 着剂以及航天工业等用途上。预期环氧树脂在电子产品中之印刷电路积层板如铜箔积层板(CCL)、树脂背胶铜箔(RCC)及电子封装材料领域 之需求仍会有相当大的成长空间。环氧树脂虽具有相当多的优点,但是,高分子环氧树脂却很容易燃烧,可能引起火灾,进而危害人类的生命 安全,故全世界对于应用于高功能性印刷电路板上环氧树脂之特性要求,其中相当重要的是须具有耐燃的性能。一般而言,以添加耐燃剂来达 到耐燃的要求,耐燃剂可分为有机系及无机系,无机系主要是金属氧化物或是氢氧化物等,主要是藉由吸收热量及放出水气稀释氧气与形成固 相保护层阻绝热源等方式而达到耐燃之效果,具有低发烟量及低毒性的特点;而有机系目前是以卤素及磷系为主。目前使用的有机系耐燃剂中 ,主要是以溴系及氯系两种化合物为最大宗,而大部分电路基板所采用的耐燃剂是溴含量甚高的溴化树脂(Brominated Resin),其中 Tetrabromobisphenol A (TBBPA)是目前溴化耐燃剂中使用量最大的一种,其在印刷电路板的制造中主要是扮演反应型耐燃剂的角色,是一 种唯一且必须使用的溴化耐燃剂。为了符合欧盟指令的要求,无卤材料的开发是必须克服的课题。

针对以上各种禁用物质在材料的应用上与其制程技术的发展现况在本技术手册的第二章将个别介绍,同时也藉由案例的说明让读者更 明白其关键。最主要的目的是希望让受到绿色供应链影响的厂商了解其本身的处境,同时在选择材质及制程转换所遭遇的问题上有所参考。

1.3 环境化设计的需求
  
一个绿色产品的产生,除了开发替代的制程与材料,以避免含有欧盟所规定的禁用物质以外,另一个重要的方法即是在产品的开发过 程中导入环境化设计的程序。产品在其生命周期中所有阶段均会造成环境之冲击,而大部份的冲击都已在设计时间便已决定,其环境绩效也已 大致决定。产品环境化设计技术可以提供产品在设计时间即朝客户需求进行改良,例如直接选用不含禁用物质的材料以及零组件,或是改变组 合方式,以增加回收效率等,因此,产品环境化设计追求的目标是解决产品与环境及用户间的互动关系。也就是基于「预防胜于治疗」的基 本逻辑,促进环境绩效的提升,同时不降低或提高商业之效益。

产品环境化设计的三个最重要方向分别是「低毒性」、「低耗能」与「低资源需求」,其中「低毒性」就是在降低产品对所谓环境疑 虑物质使用的降低或排除,这也是目前我国厂商在推动绿色供应链中为了符合RoHS所禁用的物质最主要之采购规范。

工业局91年度「永续产业发展与推广」项目计划中委托工研院环安中心建立了一个四阶段、八步骤的产品环境化设计标准作业程序, 透过基本数据盘查、建立设计策略、发展设计方案及执行与跟催等四阶段的环境化设计程序,产品开发工程师可以进行产品之重新设计,以达 到「低毒性」之要求。本技术手册将于第三章中说明这些方法,同时以案例介绍的方式来说明如何进行符合RoHS的环境化设计方式。

1.4 检测技术的需求
  
为了解产品或者零组件中是否含有RoHS所禁用的物质,透过检测分析其中所含的禁用物质含量是最直接的方法。电子产品常由多种零 件组合而成,零件材质常包含:塑料、金属、陶磁、玻璃、溶剂及化学品等,绿色电子产品检验就是针对上述材质进行检验。至于要检验哪些 项目?通常是电子产品制造商因应其客户需求而决定,目前最热门的话题RoHS管制项目为依据:铅、镉、汞、六价铬及溴化耐燃剂(PBB、 PBDE)等六项有害物质。除此之外,许多跨国企业纷纷制订本身的绿色规范,在其规范中所规定的项目有的甚至多达百项。

通常执行绿色产品有害物质检验分析时会参考一些国家标准的测试方法,如欧盟EN方法、德国的DIN与LMBG方法、美国的环保署、 NIOSH及OSHA方法、日本的JIS方法及台湾的CNS与NIEA方法。这些国际方法有些是需要付费取得,有些则可自网站上免费下载使用。目前最常 被引用的是美国环保署方法,其中又以固体废弃物SW-846数据库最为广泛使用。

由于大部分的电子组件不易以粉碎机均匀磨成粉末再行取样或是不符经济效益,因此,对于复杂的样品,就必须事先做好了解沟通, 决定取样方法与位置,才容易达到预期设定的目的有助于后续分析。在这本技术手册之第四章,将介绍要送检测的产品应如何进行采样,一旦 选取部位不同或是没选到重点,结果就可能不同,因此,如何选取具代表性的样品就非常重要。

本技术手册第四章将对目前铅及其化合物、镉及其化合物、汞及其化合物、铬及其化合物与含溴耐燃剂的检验介绍其原理、方法及比 较,同时介绍国际常用检验分析数据库(包含重金属分析及有机化合物分析),并辅以案例说明如何进行产品的检测。再者,对于检验数据之 「定性」及「定量」分析的质量,也都将详细描述。

另外,有些厂商为降低第三者检验成本,自行购置检验设备于厂内进行检验。因此,检验设备应注意事项以及检验室如何建立规则、 QA/QC等重点加以阐述,以增进检测的可信度。而目前国内主要的检测机构也于附录中介绍,使欲进行绿色供应链管理的厂商方便寻找合适于 本身的检验机构,而不致于彷徨无措。