【RoHS 2.0】面對歐盟RoHS 2.0鄰苯二甲酸酯限制，如何選擇適合的分析工具
歐盟RoHS指令（2011/65/EU）除原本六項限用物質外，將在2019年7月22日新增四項鄰苯二甲酸酯類限用物質－DBP、DIBP、BBP、DEHP。許多國際大廠已開始針對這四項鄰苯二甲酸酯類，進行零件承認與進料檢驗。面對法令與客戶的要求，在供應鏈管理流程中，對零件材料的進料檢驗與監督，該如何選擇適合的分析工具呢？
| 物質 | 單一均質材料的濃度限值 |
|---|---|
| 鎘（Cd） | 0.01%（100ppm） |
| 鉛（Pb） | 0.1%（1000ppm） |
| 汞（Hg） | 0.1%（1000ppm） |
| 六價鉻（Cr6+） | 0.1%（1000ppm） |
| 多溴聯苯（PBB） | 0.1%（1000ppm） |
| 多溴聯苯醚（PBDE） | 0.1%（1000ppm） |
| 鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯（DEHP） | 0.1%（1000ppm） |
| 鄰苯二甲酸丁酯苯甲酯（BBP） | 0.1%（1000ppm） |
| 鄰苯二甲酸二丁酯（DBP） | 0.1%（1000ppm） |
| 鄰苯二甲酸二異丁酯（DIBP） | 0.1%（1000ppm） |
IEC 62321-8
眾所皆知，RoHS指令的測試標準，主要是依據IEC國際電工委員會所發布的IEC 62321，而其中針對鄰苯二甲酸酯的標準編號為IEC 62321-8:2017。IEC 62321-8:2017共列出四種檢測方法，並將其分為「精密定量」與「篩選和半定量」兩類，請見表二說明。
| 方法 | 分析範圍（ppm） | 分析時間 | 分類 | RoHS檢測的限制 |
|---|---|---|---|---|
| IAMS | 100－2000 | 小於10分鐘 | 篩選和半定量 | 可直接檢測四項鄰苯二甲酸酯類 （DBP、DIBP、BBP、DEHP） 但DBP與DIBP的結果為兩者加總值 |
| GC-MS | 50－2000 | 至少7小時 | 精密定量 | 可直接檢測四項鄰苯二甲酸酯類 （DBP、DIBP、BBP、DEHP） |
| Py/TD-GC-MS | 100－2000 | 至少30分鐘 | 篩選和半定量 | 可直接檢測四項鄰苯二甲酸酯類 （DBP、DIBP、BBP、DEHP） |
| LC-MS | 100－2000 | 至少7小時 | 篩選和半定量 | 僅限於檢測兩項鄰苯二甲酸酯類 （BBP、DEHP） |
過往在RoHS六項的進料檢驗，電子大廠多採用XRF作為快速篩選工具，主要考量是XRF兼具了快速與半精密定量的優點。
而面對新增的四項鄰苯二甲酸酯類，雖然GC-MS法是IEC 62321-8:2017所列四種方法中，唯一可直接精密定量的儀器；但因GC-MS法測試耗時，人力及儀器維護成本需求高，且有廢液廢氣處理問題，在供應鏈管理流程中的進料檢驗階段，無法提供大量且即時的抽檢效益。因此，在評估新增四項鄰苯二甲酸酯類的進料檢驗方法時，建議仍應選擇兼具快速與半精密定量的快速篩選工具。
由表二的分析時間可得知，IAMS離子附著法是三種篩選和半定量方法中，分析時間最短的測試方法，以一天工作8小時來計算，IAMS離子附著法可分析至少50個樣品，是其他測試方法的3～6倍。因此，以IAMS離子附著法為原理所設計的儀器，最適合使用於進料檢驗的快速篩選。
DBP與DIBP的判定
為強調快速篩選，IAMS離子附著法的儀器構造內並無管柱（column），一方面可大幅降低之後管柱更換的費用支出。但另一方面，針對某些分子量相同但結構不同的化學物質，如：DBP與DIBP，就無法以管柱進行分離。因此，IAMS離子附著法的儀器所分析的測試結果為DBP+DIBP兩者的總和。
| DBP（鄰苯二甲酸二丁酯） | DIBP（鄰苯二甲酸二異丁酯） |
| 分子量：278 | 分子量：278 |
|
|
|
針對此一儀器限制，您還是可以將兩者總和的限值訂為1000ppm（1000ppm有可能是DBP:500ppm+DIBP:500ppm，或是DBP:300ppm+DIBP:700ppm…等各種組合），因為兩者總和若超過1000ppm，一定代表其中一個的值超過500ppm，而依據IEC 62321-8:2017的附錄N「篩選步驟和定量步驟流程圖」，若以快速篩選法進行四項鄰苯二甲酸酯類的篩選跟半定量測試，若測試結果超過500ppm，仍需進一步以GC-MS法進行精密定量。
因此，僅需將DBP+DIBP篩選值訂在1000ppm，IAMS離子附著法的儀器一樣可進行四項鄰苯二甲酸酯類的有效快速篩選，與Py/TD-GC-MS法的篩選功能沒有差別，而且速度更快。
圖1、IEC 62321-8:2017篩選步驟和定量步驟流程圖
HM1000A熱脫附質譜儀
與XRF一樣簡易好操作的HM1000A，其技術援用IEC 62321-8:2017 IAMS離子附著法，為日立Hitachi專為鄰苯二甲酸酯類快速篩選所開發的儀器。儀器特色為：
- 測試時間最短，僅需10分鐘
- 儀器維護成本最低
- 操作簡單、易懂、易學
- 無需處理廢液廢氣
| 儀器 | XRF | HM1000A |
| 分析範圍 | 鋁（Al13）～鈾（U92）元素含量 | 弱極性、小分子有機化合物含量 |
| RoHS六項快篩 | ○ | X |
| RoHS 2.0四項快篩 | X | ○ |
| 測試標準 | IEC 62321-3-1:2013 | IEC 62321-8:2017 |
| 樣品前處理 | 固體樣品：直接分析 粉體/膠體樣品：樣品杯盛裝後分析 |
固體/粉體/膠體樣品：精秤0.2mg樣品，以樣品盤盛裝後分析 |
| 檢測時間 | 3～5分鐘/樣品 | 10分鐘/樣品 |
| 人員專業需求 | 操作簡便快速，無須專業分析背景 | 操作簡便快速，無須專業分析背景 |
| 操作流程 | 開機與暖機 ↓ 校正 ↓ 樣品置放 ↓ 選擇分析條件，輸入樣品訊息 ↓ 按下「開始測試」 ↓ 輸出報告 |
開機與暖機 ↓ 校正 ↓ 樣品製備與置放 ↓ 選擇分析條件，輸入樣品訊息 ↓ 按下「開始測試」 ↓ 輸出報告 |
| 輻射法令需求 | 依據台灣「游離輻射防護法」，需進行： 1. 人員18小時輻射安全訓練 2. 申請設備登記證 |
無 |
過去，您使用XRF進行RoHS六項快篩；現在，您一樣可使用HM1000A進行RoHS2.0四項快篩。
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