ROHS相关测试方法比较篇.doc

RoHS相关测试方法比较篇RoHS指令(2002/95/EC)已在2006年7月1日正式生效实施，针对电子电气产品中有毒有害物质的限制使用，包括Pb，Cd，Hg, Cr6，PBBs，PBDEs六种物质或元素。实施多个月以来，业界人士对其意识和关注度也在日趋增长，但目前由于国际上关于RoHS测试的相关标准不能得到统一，形成了所用测试方法的多样化，使得各企业在应对欧盟RoHS时存在很大的困难。鉴于此IEC做为国际电工委员会负责国际电子电工领域的标准方法以及各国协调工作，通过其下属的TC（欧盟技术委员会）联合国际上各国的政府或非政府的技术机构共同参与相关标准的制定和协调。IEC62321就是在此背景下，有TC组织相关技术组织参与,并且参照了其它权威检测方法和预处理方法，如EPA3050B，EPA3052等，制定出了此测定程序。现目前所参照的IEC62321方法的最新版本为IEC62321,ED1/111/54/CDV,即为投票表决的欧盟草案，由于投票的最终结果并未出台，正式的IEC62321测试标准也因此一直未能解开雾纱，尽管如此，但欧盟统一的技术标准预计不久会出台同时其最终正式版本与CDV版不会有大的出入，故就CDV版内容做个简单的介绍。IEC62321是关于RoHS中六种有毒有害物质或元素的测试程序英文名为：Procedures for the Determination of Levels of Six Regulated Substances(Lead, Mercury, Hexavalent Chromium, Polybrominated Biphenyls, Polybrominated Diphenyl Ethers) in Electrotechnical Products.中文名为：电子电气产品六种限用物质（Pb，Cd，Hg, Cr6，PBBs，PBDEs）含量的测定程序。内容由正文部分和附录组成，其中正文又分13个章节，有第7部分开始，主要是分别对个元素或物质的测试分析过程；附录是关于“电子电气产品实际测试指南”。当然我们对IEC62321中预处理（前处理）方法与现用的方法之间的联系即相同点和区别会更感兴趣些，因此对此也做个简单的比较。IEC62321正文部分：FOREWORD(序言)INTRODUCTION（简介）1:Scope（范围）2:References（参考方法）3:Definitions （概念）4:Test Procedure Overview （测试方法概述）5:Mechanical Sample Preparation （样品机械制备）6:Screening by X-ray Fluorescence Spectrometry (XRF)X射线荧光光谱仪(XRF)筛选方法7:Determination of mercury in polymers, metals and electronics by CV-AAS,CV-AFS, ICP-OES and ICP-MS8:Determination of lead and cadmium in polymers by ICP-OES, ICP-MS and AAS9:Determination of lead and cadmium in metals by ICP-OES, ICP-MS and AAS10:Determination of lead and cadmium in electronics by ICP-OES, ICP-MS andAASAnnex A： Determination of PBB and PBDE in Polymers by GC-MSAnnex B： Test for the presence of hexavalent chromium (Cr(VI) in colourless andcoloured corrosion-protection coatings on metalsAnnex C： Determination of hexavalent chromium (Cr(VI) in polymers andelectronics by the colorimetric method标准名称IEC 62321 附录A（最新版）US EPA3540C 索氏提取法1. 适用范围电子电器产品的聚合物中PBB&PBDE的测试，测试浓度范围为1001000mg/kg。土壤、淤泥和废弃物等固体中的不挥发性或半挥发性有机化合物2. 样品粒度样品磨成500m，一般固体样品应该研磨至可以通过1mm的筛孔，其他样品应选取合适的与处理方法（对不同材质、状态的样品，有不同方法）3. 称样量称0.1g，精确到0.1mg称10g固体样品与10g无水硫酸钠混合, 4.萃取条件加60mL甲苯（或其他溶剂），避光萃取2h，每个循环2-3min，约40-60个循环（样品材质已知时：ABS、HIPS、PC/ABS用甲苯萃取，聚酰胺和聚酯用丙醇，聚烯烃用二氯甲烷/环己烷(5：25)混合溶剂萃取，样品材质未知时就用甲苯）加300mL溶剂，萃取16-24h，每小时4-6个循环5.定量方法内标法定量5点工作曲线：由等距浓度点构成每批样品（不多于20个）做一个加标回收和1个方法空白平行样R.S.D% 20%差异对于塑胶样品，样品粒度对高浓度样品的测试结果会有明显影响萃取时间的长短、每小时循环数也是重要的影响因素标准名称IEC 62321 US EPA3050B 1. 测试项目电子电器产品的金属中Pb、Cd、Hg的测试土壤、淤泥和废弃物等固体中的大部分金属2. 样品粒度通过碾磨，粉碎，切割的方法处理样品混匀并筛分，有需要下过USS#10筛网3. 称样量1.0g，精确到0.1mg-（酸消解-pb、cd、Hg）称1-2克（湿重），1克（干重）精确到0.01g4.实验方法a：一般酸消解：20ml 1HNO3+2HCl+2H2O 100ml定容b：含有难消解金属： 20ml 1HNO3+3HF 100ml定容c：含有Sn： 10ml王水 冷却 10mlH2SO4 白烟 冷却 20mlHBr 白烟 重复3遍 10mlHNO3 冷却 定容 100mlabc只针对pb、cd测试Hg：加30mlHNO3，反应装置配有回流冷凝器及吸收管，室温1h，902h，250ml定容。1：10ml1:1 HNO3 15m加5ml HNO3 30m重复直到不再有棕色烟 浓缩至5ml 加2mlH2O3ml H2O2 再分次补加H2O2 总量不超10ml加10mlHcl 15m2：王水消解标准名称IEC 62321 US EPA3050B EN11221. 测试项目电子电器产品的聚合物中Pb、Cd、Hg的测试土壤、淤泥和废弃物等固体中的大部分金属塑料样品中cd的测试，浓度范围10-3000mg/Kg2. 样品粒度通过碾磨，粉碎，切割的方法处理样品混匀并筛分，有需要下过USS#10筛网小于0.1g的碎片3. 称样量0.2g，精确到0.1mg（干灰化、微波消解法-pb、cd）0.4g，精确到0.1mg（酸消解-cd）0.1g，精确到0.1mg（微波消解Hg）称1-2克（湿重），1克（干重）精确到0.01g0.5g4.实验方法干灰化法pbcd：1、（不含有卤素化合物）把样品放入坩埚，对坩埚加热，使样品碳化后转移至450马夫炉，最终得一全灰份，再加入5mlHNO3溶解灰分定容至50ml。2、（含有大量卤素化合物）加入10mlH2SO4碳化样品，再加5mlHNO3，使样品完全降解，待冷却后移至450马夫炉，后面步骤同1。微波消解pbcd：5ml HNO3+适量H2O2、若样品含有难消解的二氧化矽或钛5ml HNO3+1mlHF+适量H2O2酸消解-cd：5mlH2SO4+1mlHNO3 白烟 加0.5ml HNO3 白烟，重复直至溶液变浅黄色 冷却 加H2O2 白烟 100ml定容注：若样品含有难消解的二氧化矽或钛时，则在上述步骤结束后再加入5mlHF， 白烟微波消解Hg：5mlHNO3+1.5mlHBF4+1.5mlH2O2+1mlH2O不适用A：10mlH2SO4 +1mlHNO3， 白烟 +1mlHNO3 白烟 重复直至溶液变浅黄色 冷却 +5mlH2O2 定容100mlB：10mlH2SO4 白烟 15min 冷却 分四次加入20ml H2O2 10min 冷却 +5ml H2O2 定容100ml方法A类似于 酸消解-cd标准名称IEC 62321 US EPA3050B 1. 测试项目电子电器产品的电子器件中Pb、Cd、Hg的测试土壤、淤泥和废弃物等固体中的大部分金属2. 样品粒度粉末粒径小于250m混匀并筛分，有需要下过USS#10筛网3. 称样量2.0g，精确到0.1mg-（酸消解-pb、cd）0.3g，精确到0.1mg-（微波消解-pb、cd）称1-2克（湿重），1克（干重）精确到0.01g4.实验方法酸消解：加30ml王水，反应装置配有回流冷凝器及吸收管，室温12h，1202h，100ml定容。若没有回流装置可用以下方法代替，但必须加以评估并记录。样品置于盖有表面皿的烧杯中，加入王水，1202h，室温12h微波消解：4mlHNO3+1mlH2O2+1mlH2O+2mlXBF4 摇10s 放气 进行微波冷却 再加4mlHCL 微波 冷却 定容 25ml。注：PCB板最少称样量1.2g，0.3g4微波消解，一起定容100mlHg测试方法同金属不适用IEC方法与EPA的方法有何区别？ 首先需要了解下IEC,IEC代表国际电工委员会，它负责所有电气、电子和相关技术领域内的国际标准的制定和出版。EPA代表美国环保署，其制定了大量关于环境中如土壤、水、大气中有毒有害物质的处理方法或测试分析方法等，如EPA3050B是土壤、污泥等的酸消解。IEC62321是关于六种有毒有害物质（Pb，Cd，Hg，Cr6，PBB，PBDE）的测试程序，因此它是针对RoHS中Pb，Cd，Hg，Cr6，PBB，PBDE六类的测定程序，它对每种元素或物质的前处理和测试方法等一系列内容进行说明，如Hg就单独一个部分进行说明其前处理和测试方法，那么它的前处理会用到酸消解方法，微波消解方法；测试分析方法有：ICP-AES,CV-AAS,AFS,ICP-MS。其它元素或物质测试类似。那么IEC62321与EPA的主要区别在于：前者是物质的测试程序，它的对象是电子电气产品中六种有害物质，同时它包含了六种有毒有害物质的前处理和仪器测定分析的实验完整过程；后者是对环境中有毒有害物质的前处理或测试相关内容。二者的联系：IEC制定的前处理方法和测试方法，主要是参考EPA的一些方法，很大程度上具有相似性。当然，同时IEC也参考了ISO,ASTM,JIP方法等等。 以上，只是对两者做了简单而又最主要的区别和联系做了说明。ROHS检测方法即将统一，IEC62321 111/95/CDV已通过表决经历两个月的投票，IEC62321 111/95/CDV 已于2007年12月14日通过表决。 参与投票的会员国包括澳洲、奥地利、比利时、加拿大、中国、捷克共和国、丹麦、芬兰、法国、德国、印度、以色列、意大利、日本、韩国、马来