无卤解决方案

无卤指令产生背景

继无铅制程後,新一波的绿色电子浪潮~无卤素(Halogen-free)将再次席卷全球之电子产业。在即将开始实施的挪威PoHS法令中,已明确规范十八种必须排除的有害物质,第一类群组即为溴系难燃剂,包括六环溴十二烷(HBCDD)与印刷电路板中最常用的四溴丙二酚(TBBPA)等。除了国际间将陆续订定相关法律外,国际大厂包括ASUS、Dell、HP、Apple、Intel、AMD等公司亦声明将自2008年开始导入无卤素材料。

卤素材料是指在周期表中的氟(F)、氯(Cl) 、溴(Br) 、碘(I) ,主要是在做阻燃的功能,被广泛应用在电子设备及它的副件包括机器盒、印制电路板、缆绳导线、塑料零件及包装材料。电子零组件与材料、电子产品的接著技术、产品外壳 (Housing),PP、ABS、PMMA、PC…、塑胶、色料等。

卤素的危害也是众所周知的,有机卤化合物在人体中可导致癌症,而且其低生物降解率会导致生态系统中的积累,一些挥发性的有机卤化物对臭氧层也有极大的破坏作用,进而对环境和人类健康造成严重影响,因此卤素化合物被列为对人类和环境有害的化学品,禁止或限量使用。


关于卤素的法规

● 蒙特利尔议定书 :蒙特利尔议定书又称作蒙特利尔公约,全名为“蒙特利尔破坏臭氧层物质管制议定书(Montreal Protocol on Substances that Depletethe Ozone Layer)”,是联合国为了避免工业产品中的氟氯碳化物对地球臭氧层继续造成恶化及损害,承续1985年保护臭氧层维也纳公约的大原则,于1987年9月16日邀请所属26个会员国在加拿大蒙特利尔所签署的环境保护公约。该公约自1989年1月1日起生效。

● 斯德哥尔摩公约:2001年5月22日于斯德哥尔摩通过2004年5月17日生效 ,本公约的目标是,铭记《关于环境与发展的里约宣言》之原则15确立的预防原则,保护人类健康和环境免受持久性有机污染物的危害。

● IEC61249-2-21 :针对鹵素给出了明确的限量值。

● 2003/11/EC是关于全面禁用两种含溴阻燃剂的。


国际如卤素材料的规范

从氟利昂到POPs,从PVC到溴化阻燃剂(BFR),有机卤化物对人体和自然生态环境的危害已是不争的事实。从2006年7月1日起,全面禁用溴类阻燃剂。同时,国际上已有一系列法律法规禁止在电子电器、玩具和皮革制品上使用部分有毒有害的含卤有机溶剂,其中包括在生产加工过程中禁止使用、在最终产品上不得残留、在最终产品上可挥发的含卤有机物不得超过某一限制。

国际组织或大厂如IEC、IPC、JPCA及三星等均已定义其无卤素材料的规格,其中IEC 61249-2-21规范要求溴、氯化物之含量必须低於900 ppm,总卤素含量则必须低於1500 ppm,IPC之无卤素定义与IEC相同;JPCA之规范则定义溴化物与氯化物含量限制均为900 ppm,并未要求总卤素含量。三星规定溴化物与氯化物含量限制各为900 ppm。


管制卤素规定

● 限制使用氯、溴和总体卤素的含量

● IEC61249-2-21:2003

印制板及其他互连结构用材料,第2-21部分包含和非包含E玻璃纤维增强无卤阻燃剂(垂直燃烧试验)环氧树脂覆铜板。

● Cl+Br≦1500ppm

● Cl≦900ppm

● Br≦900ppm

● 日本印刷电路板协会标准JPCA-ES-01-1999

● Cl≦900ppm

● Br≦900ppm

● 国际印刷电路协会标准IFC4101B

● Cl≦900ppm

● Br≦900ppm

● 国际中大买家公司环境政策标准

● Cl+Br≦1500ppm

● Cl≦900ppm

● Br≦900ppm

其他卤素总量F/I/At目前没有通用标准和规定,不过近几年来一些负责任的国际买家已将F元素纳入环境管控物质,后续应会全面的推广。



无卤素分析检测方案



仪器分析上,能分析卤素浓度最常使用的分析仪器分别为ED-XRF(X光萤光光谱仪)及CIC(离子分析仪)两种。

X-荧光光谱仪 (X-ray Fluorescence Spectrometer, XRF )系利用X-光束照射试片以激发试片中的元素,当原子自激发态回到基态时,侦测所释放出来的萤光,经由分光仪分析其能量与强度後,可提供试片中组成元素的种类与含量。

离子色谱法是利用离子交换的原理,使待测定的离子在流动相与固定相间的不同亲和力而得以分离,采用电导检测器测定,根据各成分的保留时间定性,利用色谱峰面积定量的分析方法。检测限可以达到ppb的分析水平。目前根据BS EN14582:2007标准,就是氧弹燃烧利用离子色谱仪分析卤素。


XRF荧光光谱法

优势:

1、X射线荧光原理,无损、快速、准确的检测和鉴定材料成分;

2、铜材、钢材、锌合金、锡合金等各种合金元素成分分析;

3、高分辨率探测器,能够检测到几十ppm的元素含量;

4、固体、粉末、液体等样品可直接测试

5、几十秒可得出稳定准确的测试数据;

6、测试过程简单、输出报告多种格式、查询筛选统计功能齐全。

7、FP法的谱图对比分析方法,供应商物料发生变化及时预警功能。





国内最领先的XRF能谱技术生产厂家产品,主流应用在国内及港台资,国际大买家供应链体系工厂

型号:JXF-60


IEC62321对XRF的定位及缺点

XRF光谱分析法适用于高分子、金属和陶瓷材料,包括大部分的电子电气类产品

XRF光谱分析法是一种无损分析方法

XRF技术具有快捷、方便两大特点

XRF分析结果有合格、不合格、待定三种

XRF光谱分析法是一种比较分析技术,其性能取决于标样和仪器本身,容易受到基体影响和光谱干涉

XRF光谱分析法光斑照射为样品中的部分(测试点),对于不均匀的样品测试偏差会很大

XRF光谱分析法数据只能是提供参考,用于材料的快速筛选。


样品拆分原则:

按照物理工具进行拆分,到不能在拆分为止。


离子色谱法

优势:

离子色谱法采用化学测试,能够有效全面测试样品中的卤素含量;

国际/国家标准的测试方法,均采用离子色谱法;

此方法测试数据更加真实可靠,可达到第三方公证机构的参数要求;

此方法对于操作人员要求均低于其他化学法测试仪器;

仪器使用过程中相对测试成本低,耗材消耗量小




离子色谱仪检测卤素方法




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