一、概述

定義：
RoHS（Restriction of Hazardous Substances）是歐盟《關于限制在電子電器設備中使用某些有害成分的指令》，旨在限制電子電器產品中鉛（Pb）、汞（Hg）、鎘（Cd）、六價鉻（Cr VI）、多溴聯苯（PBBs）和多溴二苯醚（PBDEs）等有害物質的含量，保護環境和人體健康。

管控范圍：

· RoHS 2（2011/65/EU）：管控10大類電子電器產品，包括家電、IT設備、照明設備等。

· RoHS 3（2015/863/EU）：新增4種鄰苯二甲酸酯限制（DEHP、BBP、DBP、DIBP）。

限值要求：

· 重金屬（Pb, Hg, Cr VI, Cd）：≤1000 ppm（鎘≤100 ppm）。

· 阻燃劑（PBBs, PBDEs）及鄰苯二甲酸酯：≤1000 ppm。

重要性：

· 法規準入：歐盟市場強制要求（CE標志需包含RoHS合規聲明）。

· 供應鏈管理：上游供應商材料管控（如線纜、塑料件、焊料）。

· 企業責任：避免因有害物質超標導致產品召回或罰款。

二、檢測標準

1. 國際 標準：

· IEC 62321：電子電器產品中有害物質檢測的通用方法標準。

· EN 62321：歐盟對IEC 62321的本地化標準。

2. 地區法規：

· 中國RoHS（《電器電子產品有害物質限制使用管理辦法》）：要求標識有害物質含量（“綠色標簽”）。

· 美國：部分州（如加州65號提案）限制鉛、鎘等物質。

3. 測試方法細分：

· 重金屬檢測：

o 鉛、鎘、汞、六價鉻：ICP-OES（電感耦合等離子體發射光譜）或ICP-MS（質譜法）。

· 阻燃劑與鄰苯二甲酸酯：

o GC-MS（氣相色譜-質譜聯用）或HPLC（高效液相色譜）。

三、檢測設備

1. 核心設備：

· XRF熒光光譜儀（快速篩查）：

o 型號：Thermo Niton XL5、Olympus Vanta。

o 功能：無損檢測，快速識別重金屬超標（如鉛、汞）。

o 限制：無法檢測六價鉻及有機化合物（需濕化學法確認）。

· 濕化學分析設備：

o ICP-OES/ICP-MS（定量分析重金屬）：檢測限≤1 ppm。

o GC-MS：檢測多溴聯苯（PBBs）、鄰苯二甲酸酯等有機物。

· 六價鉻專用設備：

o UV-Vis分光光度計（依據IEC ，比色法檢測Cr VI）。

2. 輔助設備：

· 微波消解儀：樣品前處理（如塑料件酸解）。

· 索氏提取器：萃取聚合物中的阻燃劑。

四、檢測流程

1. 樣品準備：

· 取樣規范：

o 均質材料取樣（如塑料外殼、焊點、涂層），重量≥10 mg。

o 拆分原則：拆分至無法機械分離的最小單元（如單根線纜、單個電子元件）。

2. 快速篩查（XRF）：

· 步驟：對樣品表面進行無損掃描，識別Pb、Cd等重金屬是否超標。

· 結果判定：若XRF顯示重金屬含量接近限值，需濕化學分析。

3. 濕化學定量分析：

· 重金屬檢測（以Pb為例）：

0. 消解：硝酸+微波消解（180℃，30分鐘）。

1. 稀釋：定容至50 mL，ICP-OES檢測（波長220.353 nm）。

· 六價鉻檢測：

0. 堿性萃取：樣品浸泡于NaOH/Na2CO3溶液（pH 10-11.5）。

1. 比色法：加入二苯卡巴肼顯色，UV-Vis檢測540 nm吸光度。

· 阻燃劑檢測（PBDEs）：

0. 索氏提取：萃取聚合物樣品6小時。

1. 凈化：硅膠柱去除雜質，GC-MS定量分析（特征離子m/z 486）。

4. 數據報告：

· 結果比對：檢測值需低于法規限值（如Cd≤100 ppm）。

· 合規聲明：出具RoHS檢測報告（CNAS/CMA資質）。

五、費用與周期

1. 費用構成：

· XRF快速篩查：200-800元/樣品（僅重金屬篩查）。

· 全項檢測（重金屬+阻燃劑+鄰苯二甲酸酯）：

o 單樣品：元（視材料復雜度）。

o 批量優惠（10個以上）：元/樣。

· 認證服務：

o CE-RoHS合規認證：1萬-3萬元（含技術文檔審核+檢測）。

2. 周期：

· XRF快速篩查：1-3個工作日。

· 全項檢測：5-10個工作日（濕化學法需樣品前處理）。

· 加急服務：額外支付30%-50%費用，周期縮短30%-50%。

六、實際應用

1. 供應鏈管理案例：

· 問題：某電源適配器外殼XRF檢測顯示鎘含量120 ppm（超標）。

· 整改：更換PVC材料供應商，復檢后鎘含量≤50 ppm。

2. 生產過程控制：

· 無鉛焊料驗證：定期抽檢焊點鉛含量（XRF篩查+ICP-MS確認）。

3. 市場準入應對：

· 歐盟CE認證：出具RoHS合規報告，避免海關扣留風險。

· 中國RoHS標識：通過CNAS實驗室檢測，加貼“綠色標簽”。

4. 新興領域挑戰：

· 鋰電池材料：檢測正極材料中的鈷、鎳重金屬殘留。

· 可降解塑料：驗證鄰苯二甲酸酯替代物的合規性。

七、注意事項與趨勢

1. 檢測陷阱規避：

· 假陰性風險：XRF無法穿透涂層檢測基材，需刮除表層后測試。

· 六價鉻誤判：部分三價鉻化合物在高溫下可能氧化為六價鉻，需模擬實際使用條件檢測。

2. 新興技術應用：

· 便攜式GC-MS：現場快速檢測阻燃劑（如供應鏈審核時使用）。

· AI數據判讀：機器學習自動分析XRF光譜，提升篩查效率。

3. 法規動態：

· RoHS豁免更新：關注歐盟豁免清單有效期（如鉛玻璃豁免2024年到期）。

· 全球擴展：印度、土耳其等國家逐步推出類似RoHS的法規。