RoHS Screening Analysis by EDX

Význam tématu

Analýza podle směrnice RoHS je klíčová pro ověřování obsahu nebezpečných prvků v materiálech používaných v elektronice a průmyslových výrobcích. Rychlá a spolehlivá metoda skríningu pomáhá zajistit shodu s legislativními požadavky, chrání životní prostředí a minimalizuje riziko použití škodlivých látek. Efektivní nástroj, jako je EDX-7200, umožňuje zkrátit časy měření a zjednodušit práci obsluhy i v rutinních provozech.

Cíle a přehled článku

Cílem textu je představit vylepšený rentgenově fluorescenční spektrometr EDX-7200 a jeho aplikaci pro skríning prvků regulovaných směrnicí RoHS. Popisuje hlavní inovace oproti předchozímu modelu EDX-720, zejména zvýšenou citlivost, automatizaci volby kalibrace a funkci automatické redukce doby měření, a demonstruje praktické přínosy ve formě značného zkrácení analýz.

Použitá metodika a instrumentace

Instrumentace:

• Spektrometr: Shimadzu EDX-7200 energy dispersive XRF
• Detektor: polovodičový detektor SDD
• Rentgenka: Rhódium cílová elektroda, automatické nastavení napětí (10, 30 nebo 50 kV) a proudu
• Kondenzor (kolimátor): průměr 10 mm
• Primární filtry: čtyři různé filtry pro optimalizaci spektra
• Atmosféra: měření v běžném vzduchu
• Software: PCEDX-Navi s interními kalibračními křivkami pro plasty (PE, PVC), slitiny hliníku, oceli, mědi a cínu
• Analytická skupina: RoHS screening (Cd, Pb, Cr, Hg, Br, Cl, Sb)
• Integrační čas: typicky 100 s, automatická redukce dle nastavených prahů

Hlavní výsledky a diskuse

• Snížení času měření plastů z 400 s na přibližně 51 s díky citlivějšímu detektoru a optimalizované algoritmice (nárůst počtu detekovaných fotonů až 30×).
• Automatická volba vhodné kalibrační křivky během úvodního krátkého měření (~15 s) bez potřeby standardních vzorků.
• Funkce automatické redukce doby měření přechodem na další prvek ihned po jasném stanovení výsledku (OK/NG/??).
• Nižší meze detekce v porovnání se starším modelem EDX-LE Plus, např. pro Pb v PE/PVC až kolem 0,5–0,8 ppm, pro Cd kolem 2 ppm a pro Hg pod 1 ppm.
• Vysoká opakovatelnost s koeficientem variační odchylky pod 1,5 % u všech chemických markerů při opakovaných 10 měřeních standardního LDPE vzorku.

Přínosy a praktické využití metody

• Jednoduché uživatelské rozhraní PCEDX-Navi umožňuje obsluhu bez předchozích zkušeností s analýzou.
• Rychlé zpracování vzorků zvyšuje denní kapacitu laboratoře a snižuje provozní náklady.
• Integrované reporty (Excel, HTML) umožňují okamžitou dokumentaci výsledků a usnadňují archivaci i předávání informací.
• Široká paleta přednastavených kalibrací pro různé materiály zajišťuje univerzální použití v QA/QC a výzkumu.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další rozvoj softwarové automatizace s podporou strojového učení pro adaptivní optimalizaci měření a detekce nových kontaminantů.
• Rozšíření knihoven kalibračních křivek pro nové materiálové systémy a kompozity používané v elektronice.
• Integrace se systémy řízení kvality (LIMS) pro plně automatizované workflow od příjmu vzorku až po konečnou certifikaci.
• Možnost adaptace metody na další legislativní požadavky (např. REACH) a rozšíření na screening nebezpečných organických látek.

Závěr

Nový spektrometr EDX-7200 společně se softwarem PCEDX-Navi představuje významný posun ve výkonu a uživatelské přívětivosti rentgenové fluorescenční analýzy pro RoHS screening. Díky vyšší citlivosti, automatizované volbě kalibrace a inteligentnímu řízení doby měření je možné výrazně zkrátit analýzy, zlepšit opakovatelnost a snížit nároky na odbornou přípravu obsluhy. Tento systém nachází široké uplatnění v laboratořích zaměřených na kontrolu kvality i výzkumných pracovištích.

Reference

• Shimadzu Corporation. Application News No. X224, X225, X226, X227. First Edition: September 2022.