[发明专利]测量电子元件和组件中六价铬的方法

说明书

技术领域

本发明主要涉及测量铬的方法。更具体地，本发明涉及用X-射线 荧光光谱和紫外光谱测量电子元件或电子组件中六价铬的量的方法。

背景技术

欧盟(EU)已经颁布了减少环境中有害化学品水平的法律。某些有 害物质的限制(RoHS)法案已经针对诸如用于电子器件中的铬VI(也称 为六价铬)的材料。为了遵守这些已颁布的法律规章，需要一种探测和 鉴定电子器件中该材料的方法。这样的方法应当快速的、节省成本的 和精确的，以便使与全球电子工业的‘上市时间’需要一致的快速测 试以及短周转时间成为可能。尽管诸如电镀槽、废水、饮用水的样品 和大气中的铬VI分析方法已经得到很好地证明并产生高度精确的结 果，但是，复杂材料例如电子组件和电子元件中的铬VI的分析仍然很 困难和不精确。这是由于在典型的电子产品中干扰材料高度复杂和多 变的基质。由于现有技术方法缺少精确性，因此一种分析电子元件和 组件中铬VI的量的改进方法将是对现有技术的重大改进。

附图说明

被认为新颖的本发明特征在所附的权利要求书中具体阐明。然而， 关于组织和操作方法以及它的目的和优点，本发明本身通过参考下述 本发明的具体实施方式可以被最好地理解，该具体实施方式与附图一 起描述本发明的某些示例性实施方案，其中：

图1是与本发明某些实施方案一致的流程图。

图2-7是与本发明某些实施方案一致的校准曲线。

具体实施方式

虽然本发明容许有很多不同形式的实施方案，但是在附图中示出 并且将在这里详细描述了具体实施方案，应当理解本公开被认为是本 发明原理的实例，并不意图将本发明限定为所示出和所描述的具体实 施方案。

所公开的实施方案使用X-射线荧光光谱(XRF)和紫外(UV)光谱作 为检测方法，来测量电子元件或组件中的六价铬。使用X-射线荧光光 谱分析实验中的样品(电子元件或组件或者等价物)，以确定基质。然后 基于鉴定的基质即样品的组成，来决定如何处理样品。如果基质是铝， 那么用第一参数组来提取和分析样品以确定六价铬的量。如果基质是 锌，那么用第二参数组来提取和分析样品以确定六价铬的量。如果基 质是皮革，那么用第三参数组来提取和分析样品以确定六价铬的量。 如果基质是镀钢(plated steel)，那么用第四参数组来提取和分析样品以 确定六价铬的量。如果基质是印刷电路板或印刷电路组件，那么用第 五参数组来提取和分析样品以确定六价铬的量。基于所分析的六价铬 的量，计算作为样品单位面积函数的六价铬的浓度。

在下面的描述中，为了方便，我们使用术语“印刷电路组件”(PWA) 和“印刷电路板”(PCB)，但是应该理解，以该方式使用不是意图来限 制，而是覆盖这些以及在目前或将来电子器件中使用的其它类型的复 杂组件，例如为但不限于电动机、电缆组件、显示器、开关、旋钮、 外壳、话筒、传感器等。PCB在工业中是公知的，通常是扁平的层状 结构，该结构包含使安装在它上面的电子元件互相连接的导电通道。 PWA通常是指包括PCB和安装在它上面的元件的组件。现在参考图1， 描述本发明一个实施方案的流程图，直接将要分析六价铬的存在的样 本或样品放入XRF分析仪(100)的室内。由于没有例如可能使用其它对 环境挑剔的材料的溅射的样品准备，因此本方法允许快速检测和鉴定。 通常在电子设备中发现的能够被分析的一些材料的实例为皮革(用于手 枪套和手提箱)、防腐涂层、镀钢、镀铝、锌和锌合金、PCB、PWB和 其它元件。本列表的意图在于表示人们可能遇到的一般材料中的一些， 并不在于限定，因为通常用于电子组件中的其它材料也可以用我们的 方案分析。XRF分析指示出样品中存在的材料是什么类型，然后，基 于该信息，人们选择(110)一组合适的用来处理样品的消解(digestion)和 提取参数。从XRF分析仪中移出样品，然后根据基质类型将样品消解。 下面是几种类型材料的消解方案。在每种情况下，所有容器和溶液都 应当在使用之前和使用过程中用惰性气体例如氩气或氮气净化，并在 反应器上方提供惰性气体包层来防止改变六价铬的氧化态。溶剂在使 用前应当用超声波处理和用惰性气体净化。

镀铝样品的消解

用25ml脱气水，加入等于约50cm²金属镀层(plating)的量的样品， 一旦溶液达到温度，就在热板上沸腾60分钟。冷却至室温并加入500 微升的磷酸。加水达到25ml的体积。