用荧光光谱分析法进行 RoHS 检测

用荧光光谱分析法进行 RoHS 检测 RoHS 禁令简介 RoHS 是《电气、电子设备中限制使用某些有害物质指令》( the Restriction of the useof certain hazardous substances in electrical and electronic equipment )的英文缩写，主要限制电气、电子产品中的铅 Pb、镉 Cd、汞 Hg、六价铬Cr(VI)、多溴联苯PBB、多多联苯醚 PBDE6种有害物质含量。产品中各物质的最大容许含量分别为： Cd 为100ppm，Pb、Hg、Cr(VI)、PBB和 PBDE 为 1000ppm。该指令由欧洲议会及理事会提出，欧盟成员国已于2006年7月1日起强制实施。我国七部委联合发布第39号令《电子信息产品污染控制管理办法》自2007年3月1日起施行。 电子信息产品，是指采用电子信息技术制造的电子雷达产品、电子通信产品、广播电视产品、计算机产品、家用电子产品、电子测量仪器产品、电子专用产品、电子元器件产品、电子应用产品、电子材料产品等产品及其配件。在电子信息产品中限制使用铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯(PBB)和多溴二苯醚(PBDE) 等六种有害物物。 荧光光谱分析法进行 RoHS 检测的主要特点 检测上述6种物质的方法有两种：一种是采用合适的混合酸进行全消解，必要时对有机物进行微波加温加压消解后，使用等离子体发射光谱仪/质谱仪(ICP)、原子吸收光谱仪(AAS)、紫外分光光度计(UV-VIS)以及气相色谱/质谱联用仪(GC-MS)等进行定量分析，这种方法主要优点是可对样品进行定量分析，缺点是制样复杂且周期长，样品需要破坏，制样要求高和设备投资大等。 另一种为荧光光谱分析法(XRF)其又可分为波长散射( WD-XRF )和能量散射( ED-XRF)两种。原理是通过X射线照射样品，撞击原子使外层电子产生能级迁跃，低能级电子获得能量向高能级迁跃，并在原来的地方留下空位，而部分高能级的电子则填补到这些空位中。在填补的这个过程中，高能级的电子失去能量，这些能量以荧光X射线的方式释放。根据原子不同以及发生的迁跃层(shell)不同，这些荧光Ⅹ射线的能量也不一样。检测设备有一探测器，对这些荧光Ⅹ射线粒子进行收集。然后根据能量来判别元素的种类，根据收集到的粒子的强度来计算元素的含量。该方法有半定量分析和定量分析之分。半定量分析叫FP(Fundamental Parameter)方法，原理是先进行定性分析，然后根据检出的荧光X线强度以及元素的比率等理论计算各成分的含有量。定量分析一般采用检量线法，首先先多个标准试料进行测试，做成基准的检量线，然后测试式际的样品，并和检量线进行比较，从而确定实际样品中元素的含有量。 用荧光光谱分析法(XRF)检测 RoHS， 主要特点是不需复杂的样品前处理，可对金属、树脂、粉体、液体等任何形态的样品进行无损直接测定，能快速简单地测定镉(Cd)、铅(Pb)、汞(Hg)、总铬(Cr)和总溴(Br)。检测 RoHS 的主要依据是 SJ/T11365-2006《电子电气产品中有毒有害物质的检测方法》，用X射线荧光光谱仪对电子信息产品中有毒有害筛选的测试方法。 荧光光谱分析法(XRF)能够检测铬，只是不能区别样品中是有毒的六价铬，还是三价铬形态。如果样品中总铬含量低于限定范围(≤700ppm)，表明六价铬较低(小于1000ppm)，如果不存在此状况，就需要进行有害性化学分析。可以采用 SJ/T11365-2006《电子电气产 品中有毒有害物质的检测方法》中比色法测试六价铬，或采用分光光度法(UV-VIS)进行定量分析。 一般样品中含有的溴化物并不局限于PBB、PBDE 或是四溴双酚这些物质，自然界中存在的溴化物有几百万种，但是用荧光光谱分析法(XRF )进行检测无法分辨样品中含有的是哪一种溴化物，只能判断含有溴，因此荧光光谱分析法(XRF)的检测结果是总溴的含量。同样的规则，如果 PBB 和 PBDE 中的总溴含量低于限定值(≤300ppm)范围的话，就可判定 PBB和 PBDE不超标，否则可用气相色谱/质谱联用仪(GC-MS) 进行定量分析。 用荧光光谱分析法(XRF)检测 RoHS， 对检测样品的形状大小有一定要求，面积立大于2mm2，金属样品的厚度应大于0.2mm，非金属品的厚度应大于2mm，样品的形状和大小对测试结果有很大影响。检测表面光滑、材质均一的样品时，精度比较高，因此检测中可适当考虑改善样品。因电子产品的成品和半成品由多种材料组成，首先必须进行拆解，直至得到无法进一步机械拆解的最小均匀材料检测单元，并使其符合检测要求。 测试时不能只看数据，同时还要看谱图，因元素之间存在相互干扰。典型的干扰有铑、锑干扰镉，溴、砷干扰铅， As 干扰 PbLa ， Br 干扰 PbLb。尤其是在测试结果超出标准值时，一定要注意观察谱线图上被测元素是否受其他可能干扰元素的影响。 在使用荧光光谱分析法(XRF)作检测时，需要注意的是，它只是用来做筛选的，而且只是测试样品一定厚度的表层，这一结果不能和 ICP 等定量分析结果相比较。如果测试样 品是比较均质的材质，只要调整好其参数，用其来分析的无标线结果也很不错，对于通过筛选测试的材料，可不再进行确证测试，节省时间和成本。 材料分类 电子电气产品及部件的材料分类如下： 1.聚合物类：塑料、橡胶、泡棉等； 2.金属类：金属板材、支架等； 3.电子元器件类：线路板、电阻、电容等； 4.其他类：添加剂、涂料、颜料、绝缘漆、玻璃、搪瓷、胶木、墨水、瓷等。 对于无法拆解(重量≤10mg 或体积≤1.2mm3)的非均质组件，须使用低温破碎、研磨等方式制成均质检测单元，再进行检测。 六种有毒有害物质存在的高风险区域及替代物 1.铅主要存在于塑料添加剂、颜料、稳定剂、电池、焊接材料、镀层材料、玻璃、灯泡、电子元器件、橡胶、固体润滑剂、陶瓷制品、印制线路板、包装材料等。 其中线路板的焊锡是由63%的锡和37%的铅组成的共晶焊锡，这种焊锡的熔点是183℃。目前可以采用无铅焊接技术和工艺来取代常规的焊接工艺，由于焊接设备的不同， 无铅焊接的材料也不同。手工焊一般采用 Sn-Cu、Sn-Ag或 Sn-Ag-Cu， 浸焊和波峰焊可采用Sn-Cu， 回流焊可采用 Sn-Ag 和Sn-Ag-Cu。 此外可使用新型无铅塑料热稳定剂来替代，如金属皂类热稳定剂、有机锡类热稳定剂、有机锑热稳定剂、稀土热稳定剂等。 2.镉主要存在于塑料稳定剂、低压电器触点的镀层、电池、安定剂、电镀、塑料制品之色粉、防腐剂、消毒剂、粘结剂、包装材料、半导体光电感应器等。 低压电器领域中镉，可用银氧化锡、氧化易(AgSnO2、In2O3)来代替银氧化镉(AgCdO)。其他可替代物还有锡-锡合金、锌-锌合金、铝涂层、镍、环氧化物、可塑剂涂层等。 3.汞主要存在于塑料添加剂、温控器、传感器、继电器、日光灯、金属蚀刻剂、电池、防腐剂、消毒剂、粘结剂等。可以使用氢镍和锂离子等可充电电池来替代含汞电池，使用不含汞的新型温控器和传感器等。 4.铬(六价)主要存在于金属防腐蚀涂层、颜料、合金、包装材料、防锈剂、防腐蚀剂、陶瓷釉、皮革部件等。可以采用含丙烯酸树指、钼酸盐/磷酸盐的钝化液，或碱性镀锌来替代镀铬，用Cr3+ 代替 Cr6+ 来减轻对环境的危害程度，或不使用电镀件。 5.多溴联苯和多溴二苯醚主要存在于阻燃剂、PCB、连接器、塑料外壳等。可以使用磷系、锑系阻燃剂代替溴系阻燃剂，或使用无机机燃剂氢氧化镁、氢氧化铝等。 ( 朗铎投资控股(北京)有限公司 ) ( 全国统一销售电话：400-709-6161 全国统一售后电话：400-010-9091 ) ( 地址：北京市朝阳区高碑店乡西店村1106号源创空间大厦F026室 ) ( 电话：010-87729275、010-87729285、 1 8513915614 ) ( 传真：0 1 0-87729345 邮编：100123 ) ( 网址： www.longduoholdings.com 电子邮件： sales@longduoholding.com )