【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 @ 嘉富億科技-XRF與RoHS專家的部落格

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？

表1　RoHS十項限用物質

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2說明。

表2　IEC 62321-8:2017分析方法

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2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

表3　XRF & HM1000A分析比較

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：人員18小時輻射安全訓練申請設備登記證	無