Analysis of Volatiles from Printed Circuit Boards

Význam tématu

Analýza těkavých organických sloučenin z plošných spojů je klíčová pro kontrolu kvality elektronických zařízení, identifikaci potenciálních zdrojů kontaminace během výroby a provozu a hodnocení environmentálních a zdravotních rizik spojených s emisemi VOC.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo demonstrovat použití autosampleru CDS Model 6500 pro tepelnou desorpci celých plošných spojů a následnou analýzu plynných produktů pomocí GC-MS. Pro porovnání byly analyzovány dvě varianty desek – bez osazených komponent a s pájenými součástkami.

Použitá metodika a instrumentace

Plošné spoje byly umístěny do vzorkovací komory o průměru 95 mm a hloubce 110 mm. Desorpce proběhla při 100 °C a průtoku hélia 50 ml/min po dobu 20 minut. Nasbírané těkavé látky byly termicky uvolněny z trapu při 300 °C do GC-MS. GC-MS sestava obsahovala kolonu HP-5 (30 m × 0,25 mm), pracující se split poměrem 40:1. Program eluce byl nastaven na 40 °C po 2 minuty, poté rampu 6 °C/min až na 290 °C, kde vzorek setrval 10 minut.

Hlavní výsledky a diskuse

Obě desky vykázaly uvolňování toluenu, benzaldehydu a dichlorbenzenů. Deska s osazenými komponentami navíc obsahovala acetonu, tetrachlorethylenu a xylenů. Rozdíly v chromatogramech ukazují vliv materiálů pájecí pasty a součástek na složení uvolňovaných těkavých látek.

Přínosy a praktické využití metody

• Možnost analýzy celých, neporušených elektronických komponent
• Vysoká citlivost a selektivita při identifikaci VOC
• Automatizované vzorkování a eliminace ruční manipulace
• Uplatnění v kontrole kvality výrobních procesů a environmentálním monitoringu

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace přímé desorpce s hmotnostní spektrometrií pro on-line monitoring
• Rozvoj miniaturizovaných a mobilních desorpčních modulů
• Kombinace s dalšími separačními technikami (např. kapilární elektroforézou)
• Analýza nových materiálů pro moderní elektroniku a polovodiče

Závěr

Metoda tepelně řízené desorpce pomocí CDS Model 6500 v kombinaci s GC-MS umožňuje rychlé, citlivé a automatizované stanovení těkavých organických sloučenin z plošných spojů. Porovnání desek s různým složením potvrdilo vliv komponent na emisní profil VOC.

Použitá instrumentace

• CDS Model 6500 Thermal Desorption Autosampler
• Hewlett-Packard 6890 plynový chromatograf s hmotnostním spektrometrem
• GC kolona HP-5, 30 m × 0,25 mm, split 40:1

Reference

1. T. P. Wampler Thermal Desorption for GC Sample Preparation LC GC 16(3) 812 (1998)
2. T. P. Wampler Analysis of Food Volatiles using Headspace GC Techniques in R. Marsili ed Techniques for Analyzing Food Aroma Marcel Dekker New York 1997