งานวิจัยเกี่ยวกับการประยุกต์ใช้เครื่องเอกซเรย์ฟลูออเรสเซนซ์ในการทดสอบ RoHS และการวิเคราะห์องค์ประกอบในหลายสถานการณ์

นามธรรม:

เนื่องจากการบังคับใช้กฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อมทั่วโลกเข้มงวดขึ้นอย่างต่อเนื่อง การส่งออกผลิตภัณฑ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์จึงจำเป็นต้องมีการตรวจสอบสารอันตราย การระบุส่วนประกอบของโลหะผสม และการวัดความหนาของสารเคลือบผิว เครื่องเอกซเรย์ฟลูออเรสเซนซ์ เครื่องมือนี้ได้กลายเป็นอุปกรณ์สำคัญสำหรับการตรวจสอบคุณภาพในอุตสาหกรรม เนื่องจากมีข้อดีหลายประการ เช่น การทดสอบแบบไม่ทำลาย การวัดที่รวดเร็ว และการตรวจจับหลายองค์ประกอบพร้อมกัน โดยคำนึงถึง... LISUN โดยใช้เครื่องสเปกโทรเมตรฟลูออเรสเซนซ์รังสีเอกซ์แบบกระจายพลังงาน EDX-2A เป็นวัตถุวิจัย บทความนี้อธิบายหลักการทำงานและลักษณะทางเทคนิคของเครื่องฟลูออเรสเซนซ์รังสีเอกซ์ วิเคราะห์ผลการประยุกต์ใช้งานจริงในการทดสอบการปฏิบัติตามข้อกำหนด RoHS และการวิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมี และให้ข้อมูลอ้างอิงสำหรับการเลือกเครื่องมือในอุตสาหกรรมการผลิตอิเล็กทรอนิกส์และการทดสอบวัสดุ

บทนำ:

ข้อกำหนด RoHS ของสหภาพยุโรปกำหนดข้อจำกัดที่บังคับใช้กับสารอันตราย เช่น ตะกั่ว แคดเมียม และปรอท ในผลิตภัณฑ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ มาตรฐานภายในประเทศ SJ/T 11365‑2006 กำหนดให้ใช้การวิเคราะห์ด้วยรังสีเอกซ์ฟลูออเรสเซนซ์ (X-ray fluorescence spectrometry) เป็นวิธีการตรวจสอบสารอันตรายอย่างรวดเร็ว วิธีการตรวจจับทางเคมีแบบดั้งเดิมต้องใช้การเตรียมตัวอย่างที่ซับซ้อนและรอบการทดสอบที่ยาวนาน ซึ่งไม่สามารถตอบสนองความต้องการในการตรวจสอบวัสดุจำนวนมากที่เข้ามาได้ เครื่องวิเคราะห์รังสีเอกซ์ฟลูออเรสเซนซ์ที่ใช้เทคโนโลยีการกระจายพลังงานรังสีเอกซ์ (EDXRF) สามารถทดสอบตัวอย่างของแข็ง ผง และของเหลวได้ในเวลาอันสั้นโดยไม่ต้องมีขั้นตอนการย่อยสลายที่ซับซ้อน เครื่องนี้รวมฟังก์ชันหลายอย่างไว้ด้วยกัน เช่น การตรวจสอบ RoHS การวิเคราะห์ธาตุโลหะผสม และการวัดความหนาของสารเคลือบ และใช้กันอย่างแพร่หลายในการตรวจสอบคุณภาพของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ ชิ้นส่วนพลาสติก และวัสดุโลหะ ในฐานะเครื่องวิเคราะห์รังสีเอกซ์ฟลูออเรสเซนซ์แบบตั้งโต๊ะ LISUN เครื่องสเปกโทรเมตรวิเคราะห์การเรืองแสงของรังสีเอกซ์แบบกระจายพลังงาน EDX-2A ผสานรวมฟังก์ชันการทดสอบสามประเภทไว้ในเครื่องเดียว เหมาะสำหรับการควบคุมคุณภาพประจำวันในห้องปฏิบัติการของโรงงาน

EDX-2A_อุปกรณ์ทดสอบมาตรฐาน RoHS

1. หลักการทำงานของเครื่องเอกซเรย์ฟลูออเรสเซนซ์

หลักการสำคัญของเครื่องเอกซเรย์ฟลูออเรสเซนซ์คือปรากฏการณ์เอกซเรย์ฟลูออเรสเซนซ์ หลอดเอกซเรย์ของเครื่องจะปล่อยเอกซเรย์หลักไปฉายที่ตัวอย่างที่ทดสอบ อิเล็กตรอนในวงโคจรชั้นในของอะตอมภายในตัวอย่างจะถูกกระตุ้นและหลุดออกจากวงโคจร อิเล็กตรอนในวงโคจรชั้นนอกที่มีพลังงานสูงจะกระโดดไปยังตำแหน่งว่างในวงโคจรชั้นในและปล่อยสัญญาณเอกซเรย์ฟลูออเรสเซนซ์ที่มีลักษณะเฉพาะซึ่งเป็นเอกลักษณ์ของแต่ละธาตุ แต่ละธาตุจะมีเอกซเรย์ที่มีลักษณะเฉพาะด้วยพลังงานที่ไม่ซ้ำกัน หลังจากที่ตัวตรวจจับรวบรวมสัญญาณฟลูออเรสเซนซ์แล้ว ซอฟต์แวร์จะระบุธาตุที่อยู่ในตัวอย่างตามพลังงานของสัญญาณและคำนวณปริมาณธาตุโดยอิงจากความเข้มของฟลูออเรสเซนซ์เพื่อให้ได้การวิเคราะห์เชิงคุณภาพและเชิงปริมาณ เครื่องเอกซเรย์ฟลูออเรสเซนซ์แบบกระจายพลังงานจะแยกแยะพลังงานโฟตอนโดยตรงด้วยตัวตรวจจับโดยไม่ต้องใช้ผลึกกระจายแสง มีโครงสร้างกะทัดรัดและความเร็วในการทดสอบสูง เหมาะสำหรับการคัดกรองอย่างรวดเร็วในอุตสาหกรรม

LISUN EDX-2A เป็นเครื่องวิเคราะห์ฟลูออเรสเซนซ์รังสีเอกซ์แบบตั้งโต๊ะที่ไม่ใช้สุญญากาศ ติดตั้งด้วยตัวตรวจจับ Si-pin แรงดันหลอดสูงสุดอยู่ที่ 50KV และช่วงการวิเคราะห์ปริมาณสารอยู่ที่ 2ppm-99.99% สามารถทดสอบตัวอย่างของแข็ง ผง และของเหลวได้ โดยใช้เวลาทดสอบต่อครั้งประมาณ 200 วินาที น้ำหนักรวมของเครื่องอยู่ที่ 50 กิโลกรัม และขนาดห้องตัวอย่างคือ 610×320×100 มม. ซึ่งสามารถรองรับตัวอย่างชิ้นส่วนที่มีขนาดค่อนข้างใหญ่ได้

2 สถานการณ์การใช้งานหลักของเครื่องเอกซเรย์ฟลูออเรสเซนซ์

2.1 การตรวจสอบสารอันตรายตามมาตรฐาน RoHS

ข้อกำหนด RoHS 2.0 จำกัดสารอันตราย 6 ชนิด ได้แก่ ตะกั่ว ปรอท แคดเมียม โครเมียมเฮกซาวาเลนต์ โพลีโบรมีเนตไบฟีนิล และโพลีโบรมีเนตไดฟีนิลอีเทอร์ การทดสอบการปฏิบัติตามข้อกำหนดสำหรับชิ้นส่วนพลาสติกและส่วนประกอบของผลิตภัณฑ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์เป็นขั้นตอนสำคัญสำหรับการส่งออกผลิตภัณฑ์ LISUN เครื่องวิเคราะห์ฟลูออเรสเซนซ์รังสีเอกซ์ EDX-2A สามารถตรวจสอบธาตุ Pb, Hg, Cd, Cr และ Br ได้อย่างรวดเร็ว และเป็นไปตามมาตรฐานการตรวจสอบอย่างรวดเร็ว SJ/T 11365-2006 เครื่องมือนี้มาพร้อมกับซอฟต์แวร์วิเคราะห์เฉพาะ ซึ่งสามารถสร้างรายงานการตัดสิน RoHS ได้โดยตรงหลังจากการทดสอบ เพื่อตรวจสอบว่าตัวอย่างเป็นไปตามข้อกำหนดหรือไม่ เมื่อเทียบกับการทดสอบทางเคมี ICP แล้ว เครื่องมือนี้ช่วยลดขั้นตอนการย่อยตัวอย่าง และเหมาะสำหรับการตรวจสอบเบื้องต้นของวัสดุที่เข้ามาจำนวนมาก ตัวอย่างที่ต้องสงสัยว่าไม่เป็นไปตามข้อกำหนดสามารถส่งไปยังห้องปฏิบัติการเคมีเพื่อตรวจสอบซ้ำอย่างแม่นยำ ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการตรวจสอบคุณภาพได้อย่างมาก

2.2 การวิเคราะห์องค์ประกอบและการวัดความหนาของสารเคลือบ

รุ่นปรับปรุงของซีรีส์เดียวกัน ได้แก่ EDX‑2AB, EDX‑2ABC และ EDX‑2T ขยายฟังก์ชันการวิเคราะห์โลหะผสมและการวัดความหนาของสารเคลือบ เครื่องเอกซเรย์ฟลูออเรสเซนซ์สามารถวิเคราะห์ธาตุต่างๆ ตั้งแต่กำมะถัน (S) ถึงยูเรเนียม (U) และกำหนดองค์ประกอบของเหล็กกล้าไร้สนิม โลหะมีค่า และโลหะผสมทองแดง ฟังก์ชันการวัดความหนาของสารเคลือบจะให้ค่าความหนาของสารเคลือบในระดับไมครอนตามความแตกต่างของความเข้มของฟลูออเรสเซนซ์ของธาตุในชั้นต่างๆ สำหรับการตรวจสอบคุณภาพของฮาร์ดแวร์และสารเคลือบชิ้นส่วนที่ชุบด้วยไฟฟ้า รุ่นสุญญากาศ EDX‑2T ใช้ตัวตรวจจับ SDD ที่มีความละเอียดสูงขึ้นเป็น 129 eV และลดเวลาการทดสอบเหลือ 100 วินาที สามารถทดสอบธาตุได้หลากหลายมากขึ้นตั้งแต่โซเดียม (Na) ถึงยูเรเนียม (U) ตรงตามข้อกำหนดการทดสอบสำหรับตัวอย่างที่มีสัดส่วนของธาตุเบาสูง เช่น แร่และโลหะผสมแมกนีเซียม-อะลูมิเนียม

ข้อดีด้านประสิทธิภาพของเครื่องดนตรี 3 ประการ

การขอ LISUN เครื่องวิเคราะห์ฟลูออเรสเซนซ์รังสีเอกซ์ EDX-2A ใช้ส่วนประกอบหลักที่นำเข้าจากต่างประเทศ มาพร้อมกล้องความละเอียดสูงและไฟส่องสว่างภายในห้องทดสอบ ผู้ปฏิบัติงานสามารถสังเกตจุดทดสอบของชิ้นงานได้โดยตรงเพื่อหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดในการทดสอบที่เกิดจากการวางตำแหน่งที่คลาดเคลื่อน อุปกรณ์มีระบบป้องกันกระแสเกินและไฟฟ้าลัดวงจรเพื่อความเสถียรในการทำงานสูง มาพร้อมกับชิ้นงานสอบเทียบมาตรฐาน EU และใบรับรองการสอบเทียบเพื่อให้มั่นใจในความน่าเชื่อถือของข้อมูลการทดสอบ ซอฟต์แวร์การทำงานที่รองรับนั้นมีความเป็นอัตโนมัติสูง ผู้ปฏิบัติงานสามารถดำเนินการทั้งหมดได้ รวมถึงการทดสอบชิ้นงาน การจัดเก็บข้อมูล และการพิมพ์รายงาน หลังจากได้รับการฝึกอบรมเพียงเล็กน้อย ซึ่งช่วยลดอุปสรรคในการใช้งานในห้องปฏิบัติการ เนื่องจากเป็นอุปกรณ์ทดสอบแบบไม่ทำลาย เครื่องวิเคราะห์ฟลูออเรสเซนซ์รังสีเอกซ์จะไม่ทำให้ชิ้นงานทดสอบเสียหายระหว่างการวัด ชิ้นงานสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้หลังการทดสอบ ซึ่งเป็นข้อได้เปรียบที่ชัดเจนสำหรับชิ้นส่วนที่มีค่าและชิ้นงานตรวจสอบที่เข้ามา

ข้อสรุป 4

ในฐานะอุปกรณ์สเปกโทรสโกปีการเรืองแสงเอ็กซ์เรย์แบบกระจายพลังงาน เครื่องเอกซเรย์ฟลูออเรสเซนซ์ ตอบโจทย์ความต้องการการตรวจสอบคุณภาพอย่างรวดเร็วของการผลิตสมัยใหม่ได้เป็นอย่างดี (หมายเหตุ: ข้อความต้นฉบับไม่ชัดเจน จึงไม่ได้แปล) LISUN เครื่อง EDX-2A สร้างขึ้นบนพื้นฐานของการทดสอบ RoHS รุ่นอื่นๆ ในซีรีส์เดียวกันครอบคลุมการวิเคราะห์องค์ประกอบโลหะผสมและการวัดความหนาของสารเคลือบ ด้วยความสมดุลระหว่างประสิทธิภาพการทดสอบ การใช้งานง่าย และข้อมูลที่เชื่อถือได้ จึงเหมาะสำหรับการตรวจสอบวัตถุดิบขาเข้าและการคัดกรองการปฏิบัติตามข้อกำหนดของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปในห้องปฏิบัติการของโรงงานอิเล็กทรอนิกส์และโรงงานแปรรูปชิ้นส่วน ควรทราบว่าเครื่องเอกซเรย์ฟลูออเรสเซนซ์เป็นเครื่องมือคัดกรอง สำหรับตัวอย่างที่มีค่าเกินเกณฑ์เล็กน้อย ควรใช้วิธีการวิเคราะห์ทางเคมีเพื่อยืนยันขั้นสุดท้าย ด้วยการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องของกฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อมทั้งในและต่างประเทศ เครื่องเอกซเรย์ฟลูออเรสเซนซ์แบบมัลติฟังก์ชั่นจะมีโอกาสในการใช้งานที่กว้างขึ้นในการควบคุมคุณภาพวัสดุในอุตสาหกรรม