XRF量測金屬材料技術問題及說明_1

XRF量測金屬材料之技術問題及說明前題：目前電子產品及零件有害物質的分析檢測已在全球快速的展開，而在檢測市場上也有各種分析儀器及廠家在不斷的提供各種訊息，但主流不外乎分為快速篩選及精密量測兩種方式，而樣品種類又分為塑膠類及金屬類，非破壞檢測及破壞檢，尤其針對金屬材料，各種訊息及說法，是是而非，眾說紛紜中，有鑒於此，針對客戶的問題做下列的說明。常問之問題：1)SEA1000A是否可以對金屬材料進行測量？ 2）測量出來的金屬含量成份的精確度有多高？ 3）測量出來的各種金屬含量成份誤差值有多大？ 4）SEA1000A設備是否可以用在IQC的檢測設備？答復：針對上述可分為三個角度及層面去看：1. 市場及法令面 2. 儀器特性操作面 3.客戶實際使用面1. 市場及法令面SEA1000A是日本精工針對RoHS專門開發的一種高精度專業型XRF，它不但對塑膠材料有非常優秀的檢測功能，而且利用X-Ray的特性（即其利用X-Ray只能穿透金屬100um），對金屬材料的檢測也有獨到之處。首先讓我們從RoHS建立的初衷開始討論：眾所周知，RoHS&WEEE指令的出臺，其主要的目的是為了對環境的保護，而在電子電器中，其主要的污染來自於廢棄物品的丟棄，現在處理廢棄物品的方式主要有：回收、焚燒和土掩。在土掩電子元器件，其表面會被腐蝕，其中的有害物質會被游離出來，?樣會污染土地，從而進入食物鏈中，會危害到身體的健康。而在腐蝕元器件時，其主要會被腐蝕的是其表面。現在我們來看一下法令面：A. 《有關電子電氣設備中幾種危險物質的最大濃度值》（2005年8月修訂版），做如下規定：其中有明確寫道：”homogeneous materials”，即：均勻的、均一的材料，?是一個非常重要的修飾，它限定了我們被檢測樣品的性質。而我們一般常用的金屬幾乎都會有鍍層，所以它們一定不是屬於”homogeneous materials”，而歐盟比較在意的是其表面的有害物質。B. 在《SONY技術標準》裏也有表述： 綜上所述，我們可以清楚地瞭解到，就金屬而言，其主要的問題是在其表面，也就是我們所說的鍍層，所以我們真正要測試和關心的其實就是鍍層的有害物質含量，因為至於底材其實有排外條款進行另外的規定，如：對Cu底材中的Pb含量允許量為：40,000ppm。而我們現在許多供應商把第三方認證機構的測試報告認為是RoHS的證書，認為只要有害物質的ppm值不超標就是符合RoHS的標準，其實?種觀點是有待商確的。現在第三方檢測一般是將整體溶融，如果底材的濃度偏低，則會稀釋掉鍍層中的有害物質的含量，所以第三方檢測報告也只是Show出其整個樣品的有害物質的濃度，而不能證明其是符合RoHS指令的。 就現有所有的檢測設備中，還沒有任何一種檢測設備能準確地檢測出鍍層中的Pb含量，所以我們所要關心的是我們的客戶和海關是採用何種方法進行檢測的，而我們採用怎樣的控管模式才能降低我們的風險。另外，它的很快將成為一種行業的標準，國際電工技術委員會(IEC) 第111號技術委員會第3工作小組 (TC 111 WG 3) 於2005年6月提出「決定電子產品中法定有害物質檢測程式(Procedures for the Determination of Levels of Regulated Substances in Electrotechnical Products)」的草案，其編號為IEC 62321。?個標準將在9月底完成委員會內的討論，並預計在2006年10月公告為國際標準，其中就有將XRF納入初步檢驗的流程中去：所以，XRF（SEA1000A）針對RoHS指令來說，是非常優秀的檢測工具，現在大部分的海關和集成商都採用XRF作為初步篩選的工具，特別是在IQC方面，因為它的優勢非常的?著： 非破壞性 檢測速度快 對金屬的檢測更接近於RoHS的初衷 對環境沒有任何的污染 對操作人員也無特別的要求 檢測的成本低廉2. 儀器特性操作面1）SEA1000A是否可以對金屬材料進行測量？答：SEA1000A是可以對金屬材料進行測量，在所有的XRF儀器設備中，應用於分析金屬材料的材質鑒定是基本的功能，所以的XRF都可以做，差別只在於分析結果的準確度上的差異。2）測量出來的金屬含量成份的精確度有多高？ 答：基本上所有的XRF對於待測樣品的分析結果，其精確度是無法直接做比較的，主要是因為樣品材質的組成結構及組成元素的不同而有所差異，所以對於分析結果的精確度視樣品種類的不同而會有不同的結果，但我們也有可以做為參考依據的方式，如拿金屬標準品來進行分析，由於金屬標準品已經經過了認證，所以其濃度我們已經知道，拿已知樣品來進行分析，所得到的結果才有實際的意義，就SEA1000A而言，在分析SUS309的金屬標準品時，對於使用時間為100秒，Cr與Ni的誤差值為小於10% 。3）測量出來的各種金屬含量成份誤差值有多大？ 答：就如上述所示，我們無法對於不同樣品定訂一個同一個標準。4）SEA1000A設備是否可以用在IQC的檢測設備？ 答：SEA1000A目前用戶端的應用主要都是用在IQC部門進行進料品管的審查，因為第三公證單位測試出來的報告，有效期為一年，在?一年內有可能發生幾個狀況：(a)供應商會以此份報告夾不同批的料件送貨；(b)沒有檢測設備的情況下，我們只能選擇相信供應商的報告；(c)沒有檢測設備對於IQC的品管控制風險是非常高的；利用檢測設備來進行品管控制可以達到幾個效果：(a)對於進料品管上，可以有效的篩選不合格的料件，避免上產線進行製成及往後的銷售出貨；(b)對於品管控制上，不會落於只能相信供應商的報告，而是可以質疑供應商的料件；(c)對於經過篩選過後的零件，經過製成後出貨銷售，可有效的避免出現不符合RoHS指令的產品；(d)若發生進料管制沒問題，而製成後出現不合格的情況，我們可以利用此設備有效的找出製成過程中那個環節出現問題，並針對此問題進行檢討；(e)SEA1000A除了可以應用在進料品管外，也可以用在出貨檢查。3. 客戶使實際使用面就上術述情況，臺灣環隆電器(股)公司Vendor Quality Assurance Section I的 張嘉澤(Eric Chang)先生E-mail：eric#ms.usi.com.tw在評估採購有害物質分析儀時，就實際針對金屬材料做ICP與XRF的結果做分析評估，就已瞭解及發現XRF在量測金屬材料時的資料是與ICP分析的結果是有一定的關係。