Почему оборудование для тестирования EDXRF в соответствии с требованиями RoHS необходимо для быстрой проверки на наличие опасных веществ?

Резюме
В экспортной торговле электротехнической и электронной продукцией контроль за опасными веществами в соответствии с директивой RoHS стал базовым порогом соответствия для продукции. Традиционные методы жидкостной химической диагностики отличаются сложными рабочими процессами и длительными циклами тестирования, что с трудом удовлетворяет практическим требованиям к быстрой проверке материалов в больших объемах на заводах. Оборудование для тестирования EDXRF RoHS основано на принципах энергодисперсионной рентгенофлуоресцентной спектроскопии. Оно осуществляет обнаружение путем анализа длины волны и интенсивности характеристических рентгеновских лучей, испускаемых образцами. Элементы, содержащиеся в образцах, идентифицируются по различиям в длинах волн характеристических рентгеновских лучей различных элементов, а содержание элементов в образцах определяется путем сравнения интенсивностей спектральных линий различных элементов. Это позволяет проводить неразрушающий быстрый скрининг неорганических элементов, подпадающих под ограничения RoHS, включая свинец, кадмий, ртуть, шестивалентный хром и бромированные вещества. LISUN В данной статье, в качестве объекта исследования выбран энергодисперсионный рентгенофлуоресцентный спектрометр EDX-2A. В работе подробно описаны принцип работы и основные технические параметры оборудования для проверки соответствия требованиям RoHS, проведено сравнение его преимуществ с традиционными методами тестирования, проанализировано его практическое применение в контроле входящих поставок и контроле готовой продукции, а также показаны области его применения. Цель статьи – предоставить производителям электроники рекомендации по созданию собственных систем проверки на соответствие требованиям RoHS.

Введение

Директива ЕС RoHS устанавливает четкие предельные концентрации для шести категорий опасных веществ в электротехнических и электронных изделиях: свинец, кадмий, ртуть, шестивалентный хром, полибромированные бифенилы и полибромированные дифениловые эфиры. Предприятия, ориентированные на экспорт, обязаны проводить испытания на наличие опасных веществ в сырье, компонентах и ​​готовой продукции для предотвращения торговых рисков, таких как уведомления о дефектах продукции и ее отзыв. Традиционные лабораторные методы жидкостной химической обработки включают в себя множество процедур, таких как пробоподготовка, экстракция реагентами и инструментальный анализ. Они требуют длительной предварительной обработки образцов и приводят к образованию химических отходов, предъявляют высокие требования к квалификации операторов и лабораторному оборудованию, а также не подходят для первичного скрининга материалов на производственной площадке.

Оборудование для испытаний EDXRF на соответствие требованиям RoHSА именно, энергодисперсионный рентгенофлуоресцентный спектрометр, заполняет пробел в требованиях к экспресс-тестированию на месте на заводах. Эта методика тестирования определена как метод экспресс-скрининга опасных веществ RoHS в соответствии со стандартом SJ/T 11365-2006. Рентгеновская трубка в приборе испускает первичные рентгеновские лучи для облучения образцов. Внутренние электроны атомов внутри образцов возбуждаются и претерпевают переходы, испуская характеристические рентгеновские лучи, специфичные для каждого элемента. Каждый элемент обладает уникальной характеристической длиной волны рентгеновского излучения; виды элементов в образцах могут быть качественно идентифицированы с помощью распознавания длины волны. Интенсивность сигнала характеристических спектральных линий положительно коррелирует с фактическим содержанием элементов, а значения содержания могут быть получены путем сравнения и расчета интенсивности. Весь процесс обнаружения не повреждает образцы. Твердые вещества, порошки и жидкие материалы могут быть загружены для тестирования напрямую, что значительно снижает трудозатраты на обработку образцов. Поэтому оборудование для тестирования EDXRF на соответствие требованиям RoHS было включено в системы контроля качества многими производителями электроники.

Испытательное оборудование RoHS EDX-2A

Архитектура системы и основные технические параметры оборудования для испытаний EDXRF на соответствие требованиям RoHS EDX-2A

LISUN Энергодисперсионный рентгенофлуоресцентный спектрометр EDX-2A — это настольное невакуумное оборудование для тестирования на соответствие требованиям RoHS. Полный комплект прибора состоит из рентгеновской трубки, кремниевого PIN-детектора, камеры для тестирования образцов, блока обработки сигналов и соответствующего программного обеспечения для анализа. Рентгеновская трубка обеспечивает источник возбуждения с максимальным высоким напряжением 50 кВ. Детектор регистрирует характеристические рентгеновские сигналы, испускаемые образцами. Программное обеспечение выполняет деконволюцию энергетического спектра, качественный и количественный расчет элементов и напрямую выводит отчеты о тестировании RoHS. Оснащенный камерой высокого разрешения и системой освещения внутри камеры для тестирования, прибор позволяет операторам интуитивно наблюдать за положением образцов во время тестирования. Он также имеет механизмы защиты от перегрузки по току и короткого замыкания, гарантирующие безопасность оборудования при длительном непрерывном тестировании. Основные параметры нескольких моделей серии EDX-2A приведены в таблице ниже.

Базовая модель EDXRF-анализатора RoHS EDX-2A позволяет проводить испытания в атмосферных условиях без вакуумной системы. Размеры камеры для образцов достигают 610*320*100 мм, что позволяет вмещать электронные компоненты относительно больших размеров, пластиковые корпуса и другие образцы. Поддерживается прямая подача образцов различных форм, включая твердые, жидкие и порошкообразные материалы. Диапазон анализа содержания веществ составляет от 2 ppm до 99.99 %, полностью покрывая нормативные пределы для шести веществ, подпадающих под действие RoHS. Предел для кадмия составляет 100 ppm, а для свинца, ртути, шестивалентного хрома, полибромированных бифенилов и полибромированных дифениловых эфиров — 1000 ppm. Встроенное программное обеспечение для анализа содержит базу данных стандартных калибровочных кривых и генерирует полные отчеты об испытаниях одним щелчком мыши после их проведения, снижая барьеры для анализа данных для операторов. Между тем, прибор поставляется с калибровочными образцами, соответствующими стандартам ЕС, для проведения предприятиями периодической проверки оборудования и обеспечения достоверности данных испытаний.

Основные преимущества оборудования для испытаний EDXRF на соответствие требованиям RoHS по сравнению с традиционными методами испытаний.

Во-первых, это метод неразрушающего анализа. Испытуемые образцы остаются неповрежденными после измерения. Электронные компоненты и дорогостоящие запасные части могут быть допущены к производству даже после проверки, что подходит для отбора проб поступающих материалов. Во-вторых, предварительная обработка образцов достаточно проста. Большинство пластмасс, металлов и электронных компонентов достаточно просто поместить в камеру для образцов для тестирования. Не требуется обработка сильными кислотами или экстракция химическими реагентами, и не образуются химические отходы. Метод не предъявляет строгих требований к лабораторным условиям, и оборудование для тестирования EDXRF RoHS может использоваться в обычных помещениях контроля качества производственных предприятий. В-третьих, он обеспечивает высокую эффективность тестирования. Тестирование одной партии образцов занимает всего сотни секунд. По сравнению с многочасовыми или многодневными циклами тестирования влажными химическими методами, он отвечает требованиям быстрой проверки больших объемов материалов. В-четвертых, он отличается низкой себестоимостью эксплуатации. В процессе обычной эксплуатации химические реагенты не расходуются, а объем работ по техническому обслуживанию на более поздних этапах невелик.

Тем не менее, предельные возможности оборудования для тестирования EDXRF в соответствии с требованиями RoHS должны быть объективно определены. Как прибор для экспресс-скрининга, он не может различать трехвалентный и шестивалентный хром среди элементов хрома, а также не может обнаружить четыре органических фталата, недавно добавленных в соответствии с RoHS 2.0. Если результаты скрининга приближаются к предельным значениям, установленным нормативными документами, необходимо провести дополнительное подтверждение в сторонних лабораториях с использованием стандартных химических методов. Результаты скрининга не должны рассматриваться напрямую как юридически действительные официальные отчеты.

Практические сценарии промышленного применения оборудования для испытаний EDXRF на соответствие требованиям RoHS.

Оборудование для испытаний EDXRF на соответствие требованиям RoHS широко применяется в системах контроля качества на всех этапах производства электротехнической и электронной продукции. Во-первых, для проверки входящих материалов в цепочке поставок: предварительная проверка на складе закупаемых запасных частей, таких как пластиковые гранулы, металлические фитинги, разъемы и провода, проводится для выявления материалов, превышающих допустимые концентрации опасных веществ, непосредственно на месте их происхождения и предотвращения попадания некачественного сырья на производственные линии, тем самым избегая экономических потерь, вызванных последующим браком готовой продукции. Во-вторых, оно используется для оценки выбора материалов на этапе НИОКР. При разработке новых продуктов предприятия проводят элементный анализ на соответствие требованиям RoHS для альтернативных сырьевых материалов и определяют приоритетность материалов, соответствующих предельным требованиям, чтобы обеспечить соответствие требованиям с этапа проектирования. В-третьих, оно поддерживает выборочный контроль готовой продукции на заводе. Выборочный контроль осуществляется для собранных комплектных машин и принадлежностей для выявления рисков, связанных со смешиванием материалов, на ранней стадии. В-четвертых, оно служит для управления поставщиками. Данные, полученные с помощью оборудования для тестирования EDXRF RoHS, служат вспомогательным ориентиром для оценки поставщиков и побуждают поставщиков на начальных этапах цепочки поставок внедрять контроль за опасными веществами. Помимо электротехнической и электронной промышленности, такое оборудование для скрининга неорганических опасных веществ могут также использоваться в отраслях, требующих контроля за содержанием тяжелых металлов, включая производство игрушек, аксессуаров для оборудования и упаковочных материалов.

В соответствии с практическим опытом, предприятиям следует обеспечить надлежащее ежедневное управление оборудованием для гарантирования стабильности данных, получаемых с помощью оборудования для тестирования RoHS методом EDXRF. Поверхности образцов должны оставаться ровными во время размещения, чтобы уменьшить отклонения результатов, вызванные неровностями поверхности образцов. Периодическая промежуточная проверка должна проводиться с использованием стандартных эталонных образцов. Для образцов с покрытием и многослойных композитных образцов следует учитывать помехи в данных, вызванные матричным эффектом, и проводить оценку результатов с осторожностью. Для полного обнаружения всех десяти веществ, подпадающих под действие RoHS 2.0, предприятия могут использовать дополнительное оборудование для тестирования фталатов. Оборудование для тестирования RoHS методом EDXRF позволяет проводить скрининг шести неорганических элементов, а оборудование для пиролизно-газовой хроматографии — четырех фталатов. Два комплекта приборов работают совместно, обеспечивая быстрое обнаружение всех веществ, регулируемых RoHS 2.0, непосредственно в лаборатории.

Заключение

В условиях ужесточения глобальных норм по защите окружающей среды производители электротехнической и электронной продукции должны создавать эффективные системы контроля опасных веществ. На основе рентгенофлуоресцентной спектроскопии, Оборудование для испытаний EDXRF на соответствие требованиям RoHS Он позволяет качественно идентифицировать элементы по характерным длинам волн рентгеновского излучения и определять их содержание по интенсивности спектральных линий. Благодаря таким преимуществам, как неразрушающий характер, высокая скорость, простота обработки образцов и низкая стоимость эксплуатации, он стал незаменимым инструментом для экспресс-проверки неорганических опасных веществ в соответствии с директивой RoHS на заводе. Как хорошо зарекомендовавшее себя оборудование для тестирования RoHS с помощью EDXRF, LISUN Энергодисперсионный рентгенофлуоресцентный спектрометр EDX-2A отвечает требованиям первичного скрининга отечественных производителей электроники, охватывающим этапы контроля поступающих материалов, НИОКР и производства готовой продукции. В ходе практического использования предприятиям необходимо четко понимать области применения и ограничения приборов, сочетать скрининг оборудования с подтверждающими испытаниями в сторонних лабораториях, совершенствовать процессы контроля опасных веществ по всей цепочке поставок и снижать риски несоответствия требованиям при экспорте продукции.