摘要
鹵素在材料上應用與危害概述
一般塑橡膠材料大部分是屬於易燃材料不難高溫，而在3C電子材料中，當電子產品在操作時，會產生工作溫度，為了避免因工作溫度造成產品會有燃燒的風險，一般在電子零件上都會有耐燃的操作安全規範(如:UL-94)，而鹵素化合物在我們日常生活用品中被廣泛的應用，如阻燃劑、增塑劑以及著色劑，然而許多鹵素化合物對環境與人體可能造成危害，如干擾人體腦部發育、破壞中樞神經等。
在國際上無鹵規範
從氟利昂到POPs，從PVC到溴化阻燃劑（BFR），有機鹵化物對人體和自然生態環境的危害已是不爭的事實。世界各國紛紛頒佈相關法令限制其使用，繼歐盟有害物質指令（Restriction on the use of certain Hazardous, RoHS）後，國際綠色和平組織（Greenpeace）亦大力推動綠化政策，要求電子產品品牌業者逐步淘汰產品中所含的聚氯乙烯（PVC）及溴系阻燃劑（BFRs）等鹵素化合物。從2006年7月1日起，全面禁用溴類阻燃劑(PBBs及PBDEs)。同時，國際上已有一系列法律法規禁止在電子電器、玩具和皮革製品上使用部分有毒有害的含鹵有機溶劑，其中包括在生產加工過程中禁止使用、在最終產品上不得殘留、在最終產品上可揮發的含鹵有機物不得超過某一限制。
國際組織如IEC、IPC、JPCA或電子大廠如三星、惠普、Apple等均已定義其無鹵素材料的規格，其中IEC 61249-2-21規範要求溴(Br)、氯(Cl)化物之含量必須低於900 ppm，總鹵素(Br+Cl)含量則必須低於1500 ppm，IPC之無鹵素定義與IEC相同；JPCA之規範則定義溴化物與氯化物含量限制均為900 ppm，並未要求總鹵素含量。三星規定溴化物與氯化物含量限制各為900 ppm。
為符合國際間日趨嚴格的無鹵要求，以往產品供應商常選擇將產品送至第三方或廠內實驗室利用傳統之溼式化學分析（wet chemical analysis）對產品進行檢測，雖然該方法精確度，但前處理程序繁雜，所需分析時間亦長，不但耗費人力，產生之廢液更可能造成二次污染而需另耗成本進行額外處理。
若要知道無鹵規範更詳細資料，請參考能邁科技RoHS專區
能邁科技在XRF在無鹵快篩技術問題改善與開發技術說明
能邁科技為了讓客戶能提高進料品管及出貨檢查的效率與速度，研發新式無鹵檢測技術 – X射線螢光分析法（X-ray fluorescence analysis, XRF analysis）。由於一般塑膠樣品中除了含有氯(Cl)之外，還存在其他元素如鈦(Ti)、鈣(Ca)、鋅(Zn)等，若使用XRF檢量線法將無法考慮其他存在元素所造成之干擾，而使Cl的測值受影響，為了解決此一問題，能邁科技將校正方法做了改進，使用基本參數法（Fundamental Parameter, FP）作為無鹵素測試之校正方法，改進前與改進後結果如圖1所示。
► 實驗一(改進前)：檢量線法，圖1藍色菱形
► 實驗二(改進後)：FP法，圖1粉紅色正方形
圖6.檢量線法與FP法比較
XRF分析無鹵開發方法精度與穩定性測試
實驗一:由於未進行干擾元素(Ca)校正，故測試結果因Ca濃度影響，使Cl值偏低或偏高。
實驗二:使用FP法進行校正之方法，使其結果就算Ca的值高達10%，甚至25%，Cl值皆不受影響，接近1000ppm。
經由以上測試，顯示FP法校正後，測試結果可靠度高，可作為無鹵樣品檢測之方法。確立樣品檢測方法後，以下針對XRF儀器之性能，包含準確性與穩定性作簡單試驗。
一、準確度試驗
圖2、圖3分別表示使用XRF測試6個不同Cl與Br之已知濃度標準樣品(IC(Ion Chromatography，離子層析儀)測試)之結果。X軸表示IC測試結果，作為已知標準濃度，Y軸表示XRF測試結果。
而Br的測試值斜率值(Slope)亦趨近於1，但由於900ppm與1200ppm已知濃度樣品與其他樣品是在不同實驗室利用IC量測的結果，因此可能造成誤差，而利用XRF的測試，可了解不同實驗室結果之差異性。
圖6.檢量線法與FP法比
圖.2 已知Cl濃度樣品使
二、穩定性試驗
為了測試儀器穩定性，將900ppm的Cl與Br樣品，分別重複測試30次與32次，每次測試時間為60秒，結果如圖4與圖5。Cl的樣品在30次的測試結果，相對標準偏差（Relative Standard Deviation, RSD）為6.01%；Br的樣品測試結果，RSD值為1.16%，RSD值愈小重複性愈高，以XRF儀器特性而言，此兩種樣品結果顯示良好重複性，亦代表儀器具高度穩定性。本測試結果亦顯示時間優勢，若以傳統IC測試，1個樣品約需花費45分鐘至1小時的時間。
圖4.Cl重覆測試結果
圖5.Br重覆測試結果
結論
綜上，螢光X射線分析儀（XRF）本身具有高準確性、高穩定性之優點，若使用FP作為校正方式以測試Cl，又可有效去除其他元素干擾測值，使得Cl結果的準確性高，對於想要作到快速、經濟且最佳化品質控管之客戶，相信會是一個相當好的方式。
