作者：李平  

摘要:迄X射線被發現以來，經人類的研究和利用，已有一百多年的歷史。隨著科學和技術的不斷進步和生產力的不斷提高， X射線在各個領域中應用也越來越為廣泛，其中一部分就與我們的生活息息相關。本文所闡述的主旨，著眼于在地球環境日益惡化和世界各國對污染物質的監管日益注重的今天,怎樣利用X射線來對檢測樣品中的有害元素含量進行測量,進而采取管控措施,使之滿足相關法律法規對產品的要求。那樣產品既實現了綠色環保，企業又提高了競爭能力，以達到雙贏的目的。

關鍵詞：XRF；綠色電子產業；應用

前    言  

X射線是由的物理學家倫琴教授于1895年發現的，通常是物質在發生微觀變化時，發射出的一種看不見的光。X射線和紫外線、紅外線一樣，同屬于電磁波的一種。可見光線的波長在10-6 米左右，X射線的波長比其更短，波長大約在10-8 米～10-12 米之間。   隨著我國經濟日益融入世界經濟，我國經濟的“綠色化”進程進一步加快。從某種意義上說，WTO是以可持續發展為導向的經濟形態?？沙掷m發展是針對工業化造成的人與自然關系的嚴重失衡提出來的嶄新發展觀。WTO準則強調經濟發展與資源合理開發和環境有效保護的協調，所以，有人把WTO之下的經濟和貿易稱之為“綠色經濟”和“綠色貿易”。而綠色經濟和綠色貿易必將促使各國把環境問題與經濟問題掛鉤，加強環境資源立法，把經濟建立在可持續發展的基礎上。

目前，在世界市場上，綠色產品走俏，綠色戰略盛行，綠色革命方興未艾。據調查，84%的荷蘭人、90%的德國人、89%的美國人在購物時會考慮消費品的環保標準，85%的瑞典人愿為環境清潔支付較高的價格，80%的加拿大人愿付出多于10%的錢購買對環境有利的產品，77%的日本人只挑選和購買有環保標志的產品。據美國*稱，目前環保產品和服務的市場規模已達5000億美元。目前，美國、日本和歐洲占據了環保市場85%的份額。隨著新興綠色產業的不斷進步，環保產業的發展將快速增長，而亞洲將是增長zui快的地區。

近年來，利用XRF在綠色環保生產領域來控管有害元素的手段已趨于成熟，下面將會具體介紹一些X射線在綠色生產及環保中的應用。

*章      X射線在各行業的廣泛應用  X射線在軍事、醫療衛生、科學及工農業各方面有著廣泛的應用。如： （1）應用醫學診斷          因為X射線的波長很短，因此穿透本領很強。X光能穿過肌肉，但不能穿過骨頭。在醫學上可以用作人體的透視，檢查體內的病變和骨骼情況。  （2）窺探物質結構  透視復雜物體的內部結構 ，產生組件缺陷位置的影像。X線影像形成的基本原理，是由于X線的特性和零件的致密度與厚度之差異所致。無損探傷X–射線在工業上用作零件探傷，檢查金屬部件有沒有砂眼、裂紋等缺陷。  （3）除這些之外還有，墻壁厚度測量，測量尺寸的復雜變化 ，測量密度變化。

隨著科技的進步，我們的生產和生活領域中出現了越來越多的電子產品。而在生產這些電子產品時可能就會造成有限資源的浪費，綠色環境的污染和地球大氣的改變。  對于一些工業行業來說，有一個適合作業的綠色無害的環境非常重要，但是工業制造中往往會有一些粉塵污染，就可使用X射線衍射儀來對作業環境中的粉塵濃度進行測量管控。  在印制線路板行業里，PCB（印制線路板）制程中電鍍，蒸鍍，離子鍍會使用到大量的貴重金屬，如用XRF進行規格控管，可以選擇微小面積以進行微小面積金屬鍍層厚度的測量，避免了直接接觸或破壞被測物。不僅可以隨時控制產品質量，并同時達到zui大限度的節約資源和能源的綠色環保要求。

在半導體器件行業中，X射線圖象增強器系統現已廣泛應用于工業X射線實時檢測。尤其對于批量大，檢驗效率高的零部件是一種非常實用有效的檢測方法。它具有動態觀察、形態真實、檢測效率高的特點。并可采用計算機圖象處理裝置對射線圖象進行處理，使檢驗靈敏度進一步提高。X射線線陣掃描成像系統是20世紀80年代開發的新的無損檢測成像技術。它以半導體技術、計算機數字成像技 術為基礎，具有更高的掃描速度，更寬的動態范圍和更小的象素尺寸，并具在無損檢測的應用領域得到廣泛應用。所以XRF在半導體行業中短時的檢測出不良品，并且無損的優勢可以做到節約大量資源。

第二章      現代電子產業的綠色要求  

電子產業在制造中會使用到一些有毒有害的物質，導致嚴重的環境污染。為了保護我們綠色的家園，就必須對有毒有害物質進行控制和管理，各個國家及地區也相繼出臺了各種法律法規對電子信息產品中的有毒有害物質進行管控。  2006年7月歐盟實施的RoHS指令（在電子電氣設備中限制使用某些有害物質的指令）適用于投放入歐盟市場的使用規定電壓不超過交流1000伏、直流1500伏的電氣電子設備。RoHS指令中產品的覆蓋范圍：大型家用電氣產品、小型家用電氣產品、IT以及遠程通訊機器、民生用機器、照明裝置、電動工具（不包括安裝型大型產業用工具）、玩具、休閑以及運動器具、醫療用設備（不包括所有的移植產品以及受感染的產品）、監視以及控制機器（豁免）。RoHS指令中所控制的有害物質：鉛（Pb  0.1%wt）、汞（Hg  0.1%wt）、鎘（Cd  0.01%wt）、鉻（Cr6+    0.01%wt）、多溴聯苯（PBBs  0.1%wt）、多溴聯苯醚（PBDEs  0.1%wt）。  2007年3月中國實施的“電子信息產品污染控制管理辦法”適用于在中華人民共和國境內生產、銷售、進口的電子信息產品。“電子信息產品污染控制管理辦法” 中產品的覆蓋范圍：電子雷達產品、電子通信產品、廣播電視產品、計算機產品、家用電子產品、電子測量儀器產品、電子產品、電子應用產品。“電子信息產品污染控制管理辦法” 中所控制的有害物質：鉛（Pb  0.1%wt）、汞（Hg  0.1%wt）、鎘（Cd  0.01%wt）、鉻（Cr6+   0.01%wt）、多溴聯苯（PBBs  0.1%wt）、多溴聯苯醚（PBDEs  0.1%wt）。

  術為基礎，具有更高的掃描速度，更寬的動態范圍和更小的象素尺寸，并具在無損檢測的應用領域得到廣泛應用。所以XRF在半導體行業中短時的檢測出不良品，并且無損的優勢可以做到節約大量資源。            第二章      現代電子產業的綠色要求  電子產業在制造中會使用到一些有毒有害的物質，導致嚴重的環境污染。為了保護我們綠色的家園，就必須對有毒有害物質進行控制和管理，各個國家及地區也相繼出臺了各種法律法規對電子信息產品中的有毒有害物質進行管控。  2006年7月歐盟實施的RoHS指令（在電子電氣設備中限制使用某些有害物質的指令）適用于投放入歐盟市場的使用規定電壓不超過交流1000伏、直流1500伏的電氣電子設備。RoHS指令中產品的覆蓋范圍：大型家用電氣產品、小型家用電氣產品、IT以及遠程通訊機器、民生用機器、照明裝置、電動工具（不包括安裝型大型產業用工具）、玩具、休閑以及運動器具、醫療用設備（不包括所有的移植產品以及受感染的產品）、監視以及控制機器（豁免）。RoHS指令中所控制的有害物質：鉛（Pb  0.1%wt）、汞（Hg  0.1%wt）、鎘（Cd  0.01%wt）、鉻（Cr6+    0.01%wt）、多溴聯苯（PBBs  0.1%wt）、多溴聯苯醚（PBDEs  0.1%wt）。  2007年3月中國實施的“電子信息產品污染控制管理辦法”適用于在中華人民共和國境內生產、銷售、進口的電子信息產品。“電子信息產品污染控制管理辦法” 中產品的覆蓋范圍：電子雷達產品、電子通信產品、廣播電視產品、計算機產品、家用電子產品、電子測量儀器產品、電子產品、電子應用產品。“電子信息產品污染控制管理辦法” 中所控制的有害物質：鉛（Pb  0.1%wt）、汞（Hg  0.1%wt）、鎘（Cd  0.01%wt）、鉻（Cr6+   0.01%wt）、多溴聯苯（PBBs  0.1%wt）、多溴聯苯醚（PBDEs  0.1%wt）。  2008年1月挪威實施的PoHS禁令——《消費性產品中禁用特定有害物質》適用于投放入挪威市場的幾乎所有消費品(只有少數例外)。PoHS禁令中產品的覆蓋范圍除電子電氣類消費品外，還包括衣服、箱包、建筑、玩具等。但是該規定不適用于食品、食品包裝、化肥、醫療設備和香煙，以及運輸工具、運輸工具上的固定裝置、輪胎和類似運輸工具配件。PoHS禁令建議限制18種物質，其中只有2種(鉛和鎘)為歐盟RoHS指令所包含的，另還有規定了16種物質禁止使用。其中  受限物質就包括: As（砷及其化合物 ）、Pb（鉛及其化合物 ）、Cd（鎘及其化合物 ）。

2004年10月中國實施的國家強制性標準GB 6675-2003《國家玩具安全技術規范》中產品的覆蓋范圍：毛絨、布制玩具，兒童自行車，塑料玩具，兒童用品，發條玩具，紙（板）類玩具，化學玩具，木制玩具，電動－電子玩具，陶瓷玩具，油畫棒、水彩筆、橡皮泥，玩偶及其服裝，智力玩具、智力樂器。其檢測項目就有可溶性重金屬含量測試（鉛Pb、鎘Cd、鉻Cr、砷As、鋇Ba、汞Hg、硒Se、銻Sb等）。  《歐洲玩具指令》（88／378／EC）對玩具的化學安全性進行了規定。基本的化學安全性包括：玩具中含67／548／EEC指令所稱的危險物質或配置品的含量不得影響到使用玩具的兒童的健康。EN71測試項目包含可溶性八項重金屬（鉛Pb、砷As、銻Sb、鋇Ba、鎘Cd、鉻Cr、汞Hg、硒Se）。

2001年5月91個國家政府簽署的《關于持久性有機污染物（POPS）控制斯德哥爾摩公約》中所列的12種持久性污染物（POP）幾乎全部是含鹵化合物。  EN61249-2-21標準中規定PCB板基材中的溴不超過900PPM，氯不超過900PPM，溴和氯的總量不超過1500PPM。

第三章       EDXRF② 與其它測量方法的對比  

從以上內容不難看出，各個國家和地區越來越重視我們所生存的環境是否綠色清潔，資源是否循環利用，發展是否持續均衡。zui有影響力的環保組織---綠色和平致力于以實際行動推動積極的改變，保護地球環境與世界和平。大勢所趨，電工協會和中華人民共和國*相繼出臺一系列的測試標準來對各有害物質進行控制和檢測。  電工協會出臺了IEC 62321和中華人民共和國*出臺的SJ/T 11365中明確規定了對各有害物質的測量方法，如：ICP③ -AES/OES、ICP-MS、AAS、CVAAS、HPLC、AFS等測量方法。各種針對有毒有害物質的分析方法也有了長足的進步，有時樣品甚至可以在不做前處理，無損的情況下就可以直接進行測試，例如EDXRF。IEC 62321和SJ/T 11365其中就有利用X射線的XRF設備來對電子電氣設備及電子信息產品中的有害元素進行管控的具體方法和要求。

當同一樣品分別用定量方法ICP-OES和前期篩選半定量方法EDXRF分別測量時，結果會有何不同呢?從以下精工盈司的ICP-OES和精工盈司的EDXRF的測量數據的比對就很容易看出明顯的答案了。  

3.1      塑料樣品      

 塑料、橡膠此類材質的有機高分子合成材料廣泛應用于電子信息各行業， 例如：各種電子電器設備的外殼，線路板材，電線電纜的絕緣外皮等等。

第四章      EDXRF的優勢  

由以上數據可見，如果待測樣品為均一材質，EDXRF與ICP或其它的定量方法所得結果并無大的差異。對于非均一材質（有鍍層）的情況，若ICP先期也未做過樣品的均一處理，其結果的可信度也要大打折扣。ICP相對于EDXRF來說，耗時長，需復雜的樣品前處理，另外還需要操作人員具有一定的化學基礎，無法適應大部分生產企業日益縮短的制造周期。在這種情況下，EDXRF有快速便捷的測量方法能夠在短時間內完成測量，可以滿足生產企業的需要。精工盈司的EDXRF儀器就能夠輕松完成RoHS、鹵素、玩具等指令中所要求的各元素的管控，并可以在以后出現新的元素控管法律法規時，及時地增加相應的測量條件與其對應，使此設備可以長期的活躍在元素分析行業的前列。再加上其有強大軟件運算功能的EDXRF儀器，即使是非均一材質（有鍍層）的樣品，通過軟件設置的特定條件，也可對鍍層中的重金屬元素進行檢測和管控。

總     結    

對于現代電子產業的綠色要求來講，X射線在各個領域都發揮了令人不容小覷的作用。  當今環境問題已令世人注目，其中化學物質污染zui為嚴峻。解決環境問題的根本和源頭還是要從科學和技術自身做起。因此綠色科技、綠色化學應運而生。與大規模的化學工業相比，分析過程所帶來的環境問題雖然很小，但有毒試劑和化學廢液的直接排放也是不可忽視的污染源。  發展綠色分析化學主要集中在減少和取消有害物質的使用和產生上，可以通過以下途徑來進行：1.減少有害物質的使用和產生；2.取消有害物質的使用和產生（如采用物理測試技術,如X 射線熒光法能夠原位采樣和收集數據,從樣品收集,準備,到分析測試的各個階段,不需要任何溶劑,幾乎沒有使用和產生有害物質）因此作為化學工作者，研究發展無污染的(或稱“綠色”的)分析技術和實現“*”的分析流程是義不容辭的責任，也是未來分析技術與方法的重要研究方向。

筆者認為在制定物料分析方案時盡可能無污染的“綠色”分析技術 (如EDXRF等技術)，再配合其它方法。這對于滿足電子產業的綠色要求及其對綠色環境的友好尤其重要。  所以XRF作為一種重要的測量途徑，不失為一種節省時間，節省財力，節省物力、節省人力且不產生二次污染的管控手法。用EDXRF設備檢測過后制造出的產品已經深入到百姓生活中，對日益高漲的綠色環保理念的實行起到了的推動和示范作用。  利用EDXRF設備控制產品質量已經在當今電子產品制造企業中已經成為*的一種檢測環節，用綠色環保的方法使電子產品更加環保，降低對大自然的污染，使我們的生活更加美好。