RoHS符合性測試實(shí)踐
上傳人:admin 上傳時(shí)間: 2007-02-08 瀏覽次數(shù): 161 |
測試標(biāo)準(zhǔn)
目前尚無可供生產(chǎn)者或監(jiān)管機(jī)構(gòu)用于判定產(chǎn)品是否符合RoHS要求的檢測標(biāo)準(zhǔn),值得欣慰的是,國際電工委員會(huì)已經(jīng)開始了有害物質(zhì)檢測方法標(biāo)準(zhǔn)的起草工作,為此專門成立了IEC/TC111委員會(huì)第三工作組(WG3)負(fù)責(zé)相應(yīng)的起草工作。該標(biāo)準(zhǔn)預(yù)計(jì)到2006年10月份才能正式發(fā)布使用。我國也由國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)組織成立相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)工作組,起草我國的國家標(biāo)準(zhǔn),并負(fù)責(zé)代表我國參與IEC標(biāo)準(zhǔn)的制定工作,目前這項(xiàng)工作正在緊鑼密鼓的進(jìn)行當(dāng)中。
為了應(yīng)對RoHS的要求,在目前沒有現(xiàn)成的專門用于電子電氣產(chǎn)品中有害物質(zhì)檢測方法標(biāo)準(zhǔn)的前提下,大家都在使用實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部制定的標(biāo)準(zhǔn)或借鑒相關(guān)的檢測標(biāo)準(zhǔn),如用于某些金屬材料、土壤、水源、塑料等等的專用分析方法,雖然不是直接用于電子電氣產(chǎn)品的測試,但這些方法經(jīng)過適當(dāng)?shù)男薷暮万?yàn)證程序驗(yàn)證后,用于電子電氣產(chǎn)品及其部件的測試往往也有很好的準(zhǔn)確性。
分析程序與方法
當(dāng)決定要對一個(gè)樣品進(jìn)行檢測時(shí),遵循嚴(yán)格的作業(yè)程序是十分必要的,這個(gè)流程就是檢測標(biāo)準(zhǔn),可是目前沒有統(tǒng)一適用的標(biāo)準(zhǔn)過渡時(shí)期,就應(yīng)該參考已有的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),基于現(xiàn)有的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)積累,制定一個(gè)室內(nèi)的作業(yè)程序,并應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)予以必要的驗(yàn)證。這個(gè)作業(yè)流程至少應(yīng)該包括:樣品準(zhǔn)備、機(jī)械制樣、化學(xué)制樣(溶樣)、設(shè)備調(diào)試與校準(zhǔn)、儀器測試、數(shù)據(jù)分析、出具報(bào)告等。在過程中,影響測試結(jié)果的關(guān)鍵步驟需要特別的注意,如制樣的代表性、過程的污染與損失、測試條件的變化、背景干擾等等,每一步都非常重要。令人欣慰的是,隨著科技與分析技術(shù)的進(jìn)步,各種測試手段越來越豐富,儀器硬件也越來越先進(jìn)。相對于復(fù)雜的溶解制樣的理化程序,多了方便生產(chǎn)者使用的X射線熒光(XRF)篩選分析方法,大多數(shù)情況下可以不經(jīng)過破壞性的制樣就可以做出符合性的判斷。基于這種便利條件,在測試程序上將更為完備,圖1給出了業(yè)界推薦的標(biāo)準(zhǔn)化的測試流程。
按照歐盟技術(shù)委員會(huì)(TAC)給出的限值定義,是基于構(gòu)成電子電氣產(chǎn)品的各均勻材質(zhì)。因此測試的直接對象必然要求是均勻材質(zhì),或不能通過機(jī)械的手段進(jìn)一步拆分的部件。因此進(jìn)入測試程序最初就面臨機(jī)械制樣的問題,即需要對測試的產(chǎn)品按均質(zhì)材料的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行拆分。否則,制樣不對或不準(zhǔn)確,后面的測試就白費(fèi)了。事實(shí)上,大多電子電氣產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,要嚴(yán)格按均質(zhì)材料的要求進(jìn)行拆分并不容易,對于制造商來說,可以使用XRF測試方法進(jìn)行局部篩選測試,還有使用能譜儀(SEM/EDS)進(jìn)行不破壞的現(xiàn)場測試,這種方法對樣品少或者鍍層成分的測試非常有效,但要注意測試儀器的檢測極限與測試結(jié)果的準(zhǔn)確度。而對于監(jiān)管機(jī)構(gòu)或第三方實(shí)驗(yàn)室來說,需要得到精確的仲裁結(jié)果,這種篩選方式就不能使用了。
由于電子電氣設(shè)備中許多元器件結(jié)構(gòu)復(fù)雜,對于按均勻材質(zhì)的拆分方法難度很大,且這種嚴(yán)格的拆分制樣是否有必要,因此一直存在許多爭議。但RoHS指令的要求又不可回避,否則又可能違反指令而面臨處罰。然而這樣對于生產(chǎn)者來說,并沒有太大的問題,他們可以通過對制程以及材料的來源采取嚴(yán)格的管控來解決,因?yàn)樵牧鲜侨菀追治龅?。對于?fù)雜元器件的制造商或從事元器件失效分析或檢測的專業(yè)實(shí)驗(yàn)室來說,也沒有太大的問題,因?yàn)樗麄兞私庠骷慕Y(jié)構(gòu)以及六種有害物質(zhì)存在的可能性。掌握好拆分的度,問題就能夠得到很好的解決。
另外還可以使用制作器件橫截面,然后用SEM/EDS或XRF測試,在局部放大后分析即可,如果有含鉛必然不少(一般大于15%),要么沒有,不存在微量且臨界的狀況,這就是專業(yè)經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)結(jié)合的判斷。因此,對于設(shè)備制造商而言,有了這些有效的受到確保自己產(chǎn)品的符合性就夠了,至于監(jiān)管機(jī)構(gòu)如何拆分測試已經(jīng)不重要了。
對于用XRF與EDS方法進(jìn)行篩選的測試,需要補(bǔ)充強(qiáng)調(diào)一下,這兩種方法都只是對元素的定性測試,定量時(shí)需要很好的標(biāo)準(zhǔn)樣品。所得到的結(jié)果只是元素的含量,不代表有這種物質(zhì),即如果測到有鉻(Cr)或溴(Br),并不代表有指令禁止的六價(jià)鉻或PBB與PBDE,但如果沒有測到這兩個(gè)元素,就肯定沒有其對應(yīng)的六價(jià)鉻與PBB或PBDE等有害物質(zhì)。
對于精確的鑒定測試(Verification Test)所使用的機(jī)械制樣方法、化學(xué)溶解制樣方法以及儀器分析技術(shù)一并匯總于表2,供讀者了解各種方法的適用性。真正的鑒定測試一定要嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)或作業(yè)指導(dǎo)書的規(guī)定的要求和步驟進(jìn)行。
測試方案與策略
某大型的空調(diào)廠商曾表示,如果每一樣品或每一種物料都需要精確測試的話,現(xiàn)在所能創(chuàng)造的利潤可能全部消失??梢韵胂鬁y試的成本有多高,因此在RoHS的符合性實(shí)踐中,通過嚴(yán)格的分析測試來保證對設(shè)備生產(chǎn)者來說并不是很好的選擇,即是必要的測試也要有很好的計(jì)劃以及策略。如果全部要求供應(yīng)商去測試,成本也會(huì)轉(zhuǎn)化給自己,再說供貨量不大的供應(yīng)商并不一定會(huì)按照你的要求去做,所以究竟策略講究管理就非常重要。什么時(shí)候需要測試?那些物料需要測試?測試的頻率如何?那些項(xiàng)目必須測試那些不必測試?這就是所謂的策略,根據(jù)策略再制定測試的方案。這樣才能做到高效率低成本,并最終達(dá)到符合RoHS的要求。
一般情況下,生產(chǎn)商或供應(yīng)商的企業(yè)或公司在制定計(jì)劃時(shí),通常以年為單位,生產(chǎn)計(jì)劃采購計(jì)劃在當(dāng)年內(nèi)大都相對穩(wěn)定,生產(chǎn)穩(wěn)定時(shí)供應(yīng)商也不會(huì)輕易更換。因此,測試計(jì)劃應(yīng)該以一年來做。如果所用的物料在本年度內(nèi)沒有評(píng)估過,那就應(yīng)該進(jìn)行重新評(píng)估,評(píng)估的過程一般首先檢查分析供應(yīng)商的產(chǎn)品技術(shù)資料,如果沒有自我聲明且該物料存在有害物質(zhì)的風(fēng)險(xiǎn)高,就應(yīng)該隨機(jī)抽樣分析。如果有自我聲明或有效期內(nèi)測試報(bào)告,且含有有害物質(zhì)的風(fēng)險(xiǎn)不高,則可免于進(jìn)一步的測試。如果該物料本年度內(nèi)評(píng)估過,但存在有害物質(zhì)的風(fēng)險(xiǎn)極高,就應(yīng)該隨機(jī)抽樣分析,并且根據(jù)歷次的測試數(shù)據(jù)的結(jié)果調(diào)整測試的頻率。
一般是在該物料的供應(yīng)商或產(chǎn)地改變時(shí)、物料成分變化時(shí)、供應(yīng)鏈中不可預(yù)見的事故發(fā)生時(shí)需要對該物料進(jìn)行在分析,如果該物料使用回收材料或高風(fēng)險(xiǎn)的材料進(jìn)行制造,那么應(yīng)該增加測試的頻度,如果發(fā)現(xiàn)歷次的分析結(jié)果都合格且非常穩(wěn)定,那就應(yīng)該減少測試的頻率,同時(shí)隨著RoHS指令的實(shí)施進(jìn)程,測試的頻率也應(yīng)該減少,因?yàn)檎麄€(gè)供應(yīng)鏈或產(chǎn)業(yè)都受到了RoHS的影響,隨著這種影響的深入和擴(kuò)大,不符合指令要求的物料也越來越少了。
再就是,對于設(shè)備的生產(chǎn)商來說,充分利用篩選技術(shù)可以減少測試的成本,我們都知道篩選測試比起精確定量測試成本低很多,且速度快,現(xiàn)在還有便攜式的XRF測試設(shè)備,用于工廠內(nèi)部的有害物質(zhì)的管制手段非常有效,但必須注意篩選設(shè)備的精度以及使用時(shí)的條件,XRF是一種需要標(biāo)準(zhǔn)樣品的表面分析技術(shù),對測試樣品的背景材料以及表面的狀態(tài)有一定的要求,表面平整度與鍍層厚度都會(huì)影響測試的準(zhǔn)確度,不少生產(chǎn)商在使用該設(shè)備時(shí)都對其失去信心,因?yàn)樗麄儼l(fā)現(xiàn)測試同一樣品的不同區(qū)域結(jié)果差異很大,這說明他們不了解XRF這種篩選測試儀器的特點(diǎn)。圖2是生產(chǎn)商內(nèi)部測試控制的流程圖,利用該流程可以幫助生產(chǎn)者做到既符合要求又成本低而有效。
如果對分析對象的了解程度較深,評(píng)估有害物質(zhì)在所用物料中存在的風(fēng)險(xiǎn)時(shí)就非常有利,某些物料雖然需要測試,但并非所有六項(xiàng)有害物質(zhì)均需要,因此,在測試項(xiàng)目的選擇上,基于風(fēng)險(xiǎn)還可以簡化,免去不必要的項(xiàng)目,比如金屬中的阻燃劑(PBB/PBDE)、陶瓷中的六價(jià)鉻、助焊劑中的阻燃劑等等,這些材料中根本不可能含有那些有害物質(zhì)。這樣進(jìn)一步節(jié)約了測試成本提高了效率。表3根據(jù)測試對象的材料分類,給出了檢測項(xiàng)目選擇上的建議,供設(shè)備的生產(chǎn)者參考。
測試機(jī)構(gòu)的選擇
我們已經(jīng)知道,有害物質(zhì)的測試程序是相當(dāng)復(fù)雜的,不僅需要許多精密的儀器設(shè)備、經(jīng)驗(yàn)豐富的專業(yè)技術(shù)人員,還需要一套完善的質(zhì)量保證體系。即是原來是專業(yè)的材料分析實(shí)驗(yàn)室,對于如此復(fù)雜的電子電氣設(shè)備,它們的工作一點(diǎn)都不會(huì)輕松。因此,電子電氣設(shè)備的生產(chǎn)商的許多測試仍需委托第三方實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行,同時(shí)還可保證檢測數(shù)據(jù)的公正性。于是,如何認(rèn)可或選擇有能力的測試機(jī)構(gòu)就是委托測試前必須面對的問題。一般而言,建議從一下幾個(gè)方面進(jìn)行考慮:
一、 該實(shí)驗(yàn)室是否獲得實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可機(jī)構(gòu)的認(rèn)證,在中國從事實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可的機(jī)構(gòu)是中國國家實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可委員會(huì)(CNAL),經(jīng)過認(rèn)可的實(shí)驗(yàn)室一般均按照國際標(biāo)準(zhǔn)ISO17025管理運(yùn)行,有完善的測試質(zhì)量保證體系,也能承擔(dān)由于檢測失誤造成的損失或法律責(zé)任。
二、 實(shí)驗(yàn)室雖然經(jīng)過認(rèn)可了,可是要看看認(rèn)可的項(xiàng)目是否包括這些物質(zhì)的檢測。
三、 實(shí)驗(yàn)室的權(quán)威性如何?是否為廣大企業(yè)所認(rèn)可?這種權(quán)威性不僅是依靠政府的授權(quán),而是長期積累的一種基于數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、檢測公正以及高的服務(wù)質(zhì)量的社會(huì)影響力與品牌效應(yīng)。
四、 實(shí)驗(yàn)室的服務(wù)質(zhì)量,包括服務(wù)的態(tài)度與效率等。
除了以上因素以外,最重要的一點(diǎn)就是,實(shí)驗(yàn)室是否對電子電氣產(chǎn)品有很好的了解,是否有對電子元器件進(jìn)行分析檢測的經(jīng)驗(yàn)或制造經(jīng)驗(yàn),這一點(diǎn)對電子電氣產(chǎn)品以及部品的測試結(jié)果有非常大的影響。這些產(chǎn)品與單純的材料不同,需要首先進(jìn)行均勻材質(zhì)的拆分,機(jī)械制樣以后才能進(jìn)行理化分析。而對于沒有元器件封裝知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的人員或?qū)嶒?yàn)室而言,根本無法準(zhǔn)確地對測試樣品進(jìn)行很好的拆分,正如前面所說的,制樣不對,后續(xù)的工作做到再好也沒有用。因此,最好選擇對元器件或電子產(chǎn)品有分析經(jīng)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)室,承擔(dān)自己的分析任務(wù)。目前社會(huì)上出現(xiàn)了許多提供RoHS測試服務(wù)的新實(shí)驗(yàn)室,以價(jià)格低吸引顧客,需要引起注意。
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