一、概述

定义：
RoHS（Restriction of Hazardous Substances）是欧盟《关于限制在电子电器设备中使用某些有害成分的指令》，旨在限制电子电器产品中铅（Pb）、汞（Hg）、镉（Cd）、六价铬（Cr VI）、多溴联苯（PBBs）和多溴二苯醚（PBDEs）等有害物质的含量，保护环境和人体健康。

管控范围：

· RoHS 2（2011/65/EU）：管控10大类电子电器产品，包括家电、IT设备、照明设备等。

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

限值要求：

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

· 阻燃剂（PBBs, PBDEs）及邻苯二甲酸酯：≤1000 ppm。

重要性：

· 法规准入：欧盟市场强制要求（CE标志需包含RoHS合规声明）。

· 供应链管理：上游供应商材料管控（如线缆、塑料件、焊料）。

· 企业责任：避免因有害物质超标导致产品召回或罚款。

二、检测标准

1. 国际标准：

· IEC 62321：电子电器产品中有害物质检测的通用方法标准。

· EN 62321：欧盟对IEC 62321的本地化标准。

2. 地区法规：

· 中国RoHS（《电器电子产品有害物质限制使用管理办法》）：要求标识有害物质含量（“绿色标签”）。

· 美国：部分州（如加州65号提案）限制铅、镉等物质。

3. 测试方法细分：

· 重金属检测：

o 铅、镉、汞、六价铬：ICP-OES（电感耦合等离子体发射光谱）或ICP-MS（质谱法）。

· 阻燃剂与邻苯二甲酸酯：

o GC-MS（气相色谱-质谱联用）或HPLC（高效液相色谱）。

三、检测设备

1. 核心设备：

· XRF荧光光谱仪（快速筛查）：

o 型号：Thermo Niton XL5、Olympus Vanta。

o 功能：无损检测，快速识别重金属超标（如铅、汞）。

o 限制：无法检测六价铬及有机化合物（需湿化学法确认）。

· 湿化学分析设备：

o ICP-OES/ICP-MS（定量分析重金属）：检测限≤1 ppm。

o GC-MS：检测多溴联苯（PBBs）、邻苯二甲酸酯等有机物。

· 六价铬专用设备：

o UV-Vis分光光度计（依据IEC 62321-7-1，比色法检测Cr VI）。

2. 辅助设备：

· 微波消解仪：样品前处理（如塑料件酸解）。

· 索氏提取器：萃取聚合物中的阻燃剂。

四、检测流程

1. 样品准备：

· 取样规范：

o 均质材料取样（如塑料外壳、焊点、涂层），重量≥10 mg。

o 拆分原则：拆分至无法机械分离的最小单元（如单根线缆、单个电子元件）。

2. 快速筛查（XRF）：

· 步骤：对样品表面进行无损扫描，识别Pb、Cd等重金属是否超标。

· 结果判定：若XRF显示重金属含量接近限值，需进一步湿化学分析。

3. 湿化学定量分析：

· 重金属检测（以Pb为例）：

0. 消解：硝酸+氢氟酸微波消解（180℃，30分钟）。

1. 稀释：定容至50 mL，ICP-OES检测（波长220.353 nm）。

· 六价铬检测：

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

1. 比色法：加入二苯卡巴肼显色，UV-Vis检测540 nm吸光度。

· 阻燃剂检测（PBDEs）：

0. 索氏提取：甲苯萃取聚合物样品6小时。

1. 净化：硅胶柱去除杂质，GC-MS定量分析（特征离子m/z 486）。

4. 数据报告：

· 结果比对：检测值需低于法规限值（如Cd≤100 ppm）。

· 合规声明：出具RoHS检测报告（CNAS/CMA资质）。

五、费用与周期

1. 费用构成：

· XRF快速筛查：200-800元/样品（仅重金属筛查）。

· 全项检测（重金属+阻燃剂+邻苯二甲酸酯）：

o 单样品：3000-6000元（视材料复杂度）。

o 批量优惠（10个以上）：2500-5000元/样。

· 认证服务：

o CE-RoHS合规认证：1万-3万元（含技术文档审核+检测）。

2. 周期：

· XRF快速筛查：1-3个工作日。

· 全项检测：5-10个工作日（湿化学法需样品前处理）。

· 加急服务：额外支付30%-50%费用，周期缩短30%-50%。

六、实际应用

1. 供应链管理案例：

· 问题：某电源适配器外壳XRF检测显示镉含量120 ppm（超标）。

· 整改：更换PVC材料供应商，复检后镉含量≤50 ppm。

2. 生产过程控制：

· 无铅焊料验证：定期抽检焊点铅含量（XRF筛查+ICP-MS确认）。

3. 市场准入应对：

· 欧盟CE认证：出具RoHS合规报告，避免海关扣留风险。

· 中国RoHS标识：通过CNAS实验室检测，加贴“绿色标签”。

4. 新兴领域挑战：

· 锂电池材料：检测正极材料中的钴、镍重金属残留。

· 可降解塑料：验证邻苯二甲酸酯替代物的合规性。

七、注意事项与趋势

1. 检测陷阱规避：

· 假阴性风险：XRF无法穿透涂层检测基材，需刮除表层后测试。

· 六价铬误判：部分三价铬化合物在高温下可能氧化为六价铬，需模拟实际使用条件检测。

2. 新兴技术应用：

· 便携式GC-MS：现场快速检测阻燃剂（如供应链审核时使用）。

· AI数据判读：机器学习自动分析XRF光谱，提升筛查效率。

3. 法规动态：

· RoHS豁免更新：关注欧盟豁免清单有效期（如铅玻璃豁免2024年到期）。

全球扩展：印度、土耳其等国家逐步推出类似RoHS的法规。