X熒光光譜儀在企業(yè)RoHS控管中的應(yīng)用

一、前言

       隨著人類社會(huì)的不斷進(jìn)步，技術(shù)也飛速的發(fā)展，把科學(xué)技術(shù)應(yīng)用到生活中的產(chǎn)品也越來(lái)越多，各種電子電氣類的產(chǎn)品被研發(fā)出來(lái)應(yīng)用到生活生產(chǎn)中，電子電氣類的產(chǎn)品一時(shí)間呈現(xiàn)出爆發(fā)式的增長(zhǎng)，與此同時(shí)電子電氣類產(chǎn)品帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題也越來(lái)越嚴(yán)重，隨著各國(guó)人們對(duì)環(huán)保意識(shí)的不斷提高，電子電氣產(chǎn)品引發(fā)的環(huán)境污染問(wèn)題越來(lái)越受重視。各國(guó)也在21世紀(jì)初陸續(xù)出臺(tái)了相應(yīng)的環(huán)保法規(guī)，而在這其中影響大，出名就是歐盟的環(huán)保RoHS指令。

二、什么是歐盟RoHS指令

歐盟RoHS指令是歐盟于2002年立法制定的 2002/95/EC（關(guān)于在電子電氣設(shè)備中限制使用某些有害物質(zhì)指令）一項(xiàng)強(qiáng)制的法規(guī)，規(guī)定從2006年7月1日起生效，主要用于規(guī)范電子電氣類產(chǎn)品的材料及生產(chǎn)工藝，目的是在于減少用于電子電氣產(chǎn)品中對(duì)環(huán)境有較大污染的有害物質(zhì)，指令要求從2006年7月1日起進(jìn)入歐盟市場(chǎng)的電子電氣設(shè)備中含有鉛、鎘、汞、六價(jià)鉻、多溴聯(lián)苯（PBB）、多溴聯(lián)苯醚（PBDE）6種有害物質(zhì)不得超過(guò)指令規(guī)定的含量。

歐盟于2011年將原RoHS指令升級(jí)到2011/65/EU（ROHS2.0）并于2011年7月1日歐盟正式發(fā)布并于2013年1月3日起正式執(zhí)行，代替2002/95/EC ROHS指令。新的指令不僅在限制物質(zhì)上從初的6種，增加到10種，在處罰的力度和強(qiáng)法規(guī)的強(qiáng)制性也更強(qiáng)。

三、什么是X熒光光譜儀

X熒光光譜儀（XRF）是通過(guò)高壓電源產(chǎn)生的電子流打入X射線管中的靶材，產(chǎn)生初級(jí)X射線，初級(jí)X光通過(guò)濾鏡后照射到待測(cè)樣品上，激發(fā)樣品產(chǎn)生二次特征射線，也就是我們俗稱的X熒光，特征X熒光經(jīng)過(guò)探測(cè)器后，其工作原理是：X射線管通過(guò)產(chǎn)生入射X射線（一次X射線），來(lái)激發(fā)被測(cè)樣品。受激發(fā)的樣品中的每一種元素會(huì)放射出二次X射線，并且不同的元素所放射出的二次X射線具有特定的能量特性或波長(zhǎng)特性。探測(cè)系統(tǒng)測(cè)量這些放射出來(lái)的二次X射線的能量及數(shù)量。然后，儀器軟件將探測(cè)系統(tǒng)所收集 到的信息轉(zhuǎn)換成樣品中各種元素的種類及含量

能量色散法是將X射線激發(fā)被測(cè)所有元素的熒光簡(jiǎn)單過(guò)濾后，全部進(jìn)入到檢測(cè)器中，利用儀器和軟件來(lái)分出其中的光譜。如測(cè)的為元素周期表中相鄰的兩個(gè)元素，會(huì)因光譜重疊而產(chǎn)生測(cè)量誤差。能量色散型儀器大的優(yōu)點(diǎn)是不破壞被測(cè)的材料或產(chǎn)品，也不需要專業(yè)人員操作，缺點(diǎn)是對(duì)鉻和溴是總量測(cè)定（一般不影響使用，因?yàn)楹芏嗲闆r可以判定，如測(cè)鉻總量超標(biāo)，常可知是不是六價(jià)鉻超標(biāo)，特別是溴，如被作為阻燃劑加入，不管是那種溴，總量超標(biāo)就不合格）

波長(zhǎng)法是因其激發(fā)出的熒光足夠強(qiáng)，進(jìn)到儀器中用來(lái)分析的光譜是單一元素（“過(guò)濾”了不需測(cè)的元素），不含其它元素的光譜，所以測(cè)量數(shù)據(jù)很準(zhǔn)確。這種儀器的靈敏度比能量色散型高一個(gè)數(shù)量級(jí)，也就是說(shuō)，所測(cè)的數(shù)據(jù)并不存在“灰色地域”，不存在測(cè)定后還需拿到檢測(cè)機(jī)構(gòu)復(fù)檢。缺點(diǎn)是，波長(zhǎng)法需將被測(cè)材料粉碎壓制成樣本后測(cè)才準(zhǔn)確。所以，用在材料廠非常適合。如不制成樣本（非破壞），會(huì)因材料表面形狀不同而產(chǎn)生不同誤差。儀器操作也不需要專業(yè)人員。 四、X熒光光譜儀的優(yōu)勢(shì) 1、 分析速度快。測(cè)定用時(shí)與測(cè)定精密度有關(guān)，但一般都很短，2～5分鐘就可以測(cè)完樣品中的全部待測(cè)元素。 2、X射線熒光光譜跟樣品的化學(xué)結(jié)合狀態(tài)無(wú)關(guān)，而且跟固體、粉末、液體及晶質(zhì)、非晶質(zhì)等物質(zhì)的狀態(tài)也基本上沒(méi)有關(guān)系。（氣體密封在容器內(nèi)也可分析）但是在高分辨率的精密測(cè)定中卻可看到有波長(zhǎng)變化等現(xiàn)象。特別是在超軟X射線范圍內(nèi)，這種效應(yīng)更為顯著。波長(zhǎng)變化用于化學(xué)位的測(cè)定 。 3、非破壞分析。在測(cè)定中不會(huì)引起化學(xué)狀態(tài)的改變，也不會(huì)出現(xiàn)試樣飛散現(xiàn)象。同一試樣可反復(fù)多次測(cè)量，結(jié)果重現(xiàn)性好。 4、X射線熒光分析是一種物理分析方法，所以對(duì)在化學(xué)性質(zhì)上屬同一族的元素也能進(jìn)行分析。 5、分析精密度高。 6、制樣簡(jiǎn)單，固體、粉末、液體樣品等都可以進(jìn)行分析。 五、X熒光光譜儀在RoHS檢測(cè)上的應(yīng)用 目前，許多電子電氣企業(yè)基本采用以下兩種方法解決產(chǎn)品的RoHS檢測(cè)：一是采用外送檢測(cè)機(jī)關(guān)，這種方法一般檢測(cè)時(shí)間很長(zhǎng)，一個(gè)樣品六項(xiàng)指標(biāo)全部檢測(cè)完需要7個(gè)工作日，且樣品抽樣量過(guò)小，這樣造成測(cè)試成本過(guò)高；二是自建實(shí)驗(yàn)室 ，實(shí)驗(yàn)室建造成本很高，動(dòng)輒都要百萬(wàn)元以上，同時(shí)需要配備多名專業(yè)人員，人工成本也是個(gè)不小的數(shù)目。 我國(guó)制訂的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)SJ/T 11365-2006《電子信息產(chǎn)品中有毒有害物質(zhì)的檢測(cè)方法》，對(duì)RoHS要求中有害元素測(cè)試方法給予了限定，其中X射線熒光光譜法作為一種快捷、方便的方法被制定為快速篩選方法。 歐盟海關(guān)為了提高通關(guān)檢測(cè)效率，目前在電子電氣產(chǎn)品RoHS檢測(cè)上大多采用X熒光光譜檢測(cè)方法，對(duì)于X熒光光譜檢測(cè)合格的產(chǎn)品，基本可以快速放行。所以企業(yè)購(gòu)置X熒光光  譜儀可以模擬歐盟的通關(guān)篩選過(guò)程，從而規(guī)避一些通關(guān)風(fēng)險(xiǎn)。另外現(xiàn)在國(guó)內(nèi)可以檢測(cè)RoHS的X熒光光譜儀價(jià)格基本在10—50萬(wàn)元左右，這比起自建一個(gè)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室或者長(zhǎng)期送檢的費(fèi)用要少很多，可以大大節(jié)省企業(yè)成本。