黃小亞，劉化玲，張谷一，牛麗川

（國家廣播電視產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心，北京 100015）

1 離子色譜法簡介

在電子電氣產(chǎn)品飛速發(fā)展的今天，印制電路板（簡稱PCB板）廣泛用于電子電氣產(chǎn)品。但PCB板在生產(chǎn)過程中使用大量的化學(xué)品，其殘留的某些無機陰離子對電路板的絕緣性能、使用壽命等有很大影響。如：Cl-含量過高會造成電化學(xué)腐蝕，同時可能導(dǎo)致漏電；Br-會加速鋁材的氧化和腐蝕；殘留的SO42-也會造成腐蝕或電路板上的晶體生長[1]。因此，PCB板的供應(yīng)商及使用商均把離子表面潔凈度作為質(zhì)量控制的一項重要指標。

目前，測定離子的主要方法有溶劑提取液電阻率測試法（ROSE）、表面絕緣電阻測量法（SIR）和離子色譜法（IC）[2]。溶劑提取液電阻率測試法是以異丙醇-水（體積比3∶1）為測試提取溶液，沖洗PCB板表面并使殘留在表面上的污染物溶解到測試提取溶液中。溶入測試提取液中的離子含量與其電阻率具有反比函數(shù)關(guān)系，通過測定電阻率確定離子含量。表面絕緣電阻測量法是在特定的溫濕環(huán)境中外加額定電壓，通過交錯梳形波掃描PCB板，測量電流隨時間的變化。污染物的存在會降低導(dǎo)體間物質(zhì)的絕緣電阻，通過一定的函數(shù)關(guān)系可以得到PCB板表面污染物的總含量。離子色譜法[3]也是采用異丙醇-水（體積比3∶1）的混合溶液浸泡一定面積的PCB板，通過離子色譜儀測試混合溶液，根據(jù)不同離子的保留時間和不同濃度離子電導(dǎo)率的不同，可以對PCB板表面污染物進行定性和定量分析。與前面兩種方法相比，離子色譜法可以準確測定出每種離子的含量，對產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝過程具有更明確的指導(dǎo)意義。該實驗采用離子色譜法對PCB板表面常見的7種陰離子進行檢測，通過優(yōu)化實驗參數(shù)實現(xiàn)同時分析。

2 實驗部分

2.1 儀器與試劑

儀器：ICS-2100離子色譜儀（戴安公司）；超純水機（密理博）。

試劑：F-，Cl-，NO2-，Br-，NO3-，PO43-，SO42-標準溶液；電阻率18.2 MΩ·cm超純水。

2.2 實驗內(nèi)容

2.2.1 色譜條件

色譜柱：AS19-HC 4 mm；保護柱：AG19-HC 4 mm；檢測器：電導(dǎo)檢測器；抑制器：ASRS 4 mm；進樣量：25.0 μL；流速：1.0 mL/min；柱溫：30 ℃；淋洗液：KOH。

2.2.2 實驗步驟

第一步：配制7種陰離子的混合標準溶液。

第二步：確定淋洗液濃度范圍。選取20～40 mmol/L淋洗液濃度進行實驗，初步確定淋洗液濃度20～25 mmol/L這7種陰離子基本能分離。再選取淋洗液濃度為20 mmol/L，21 mmol/L，22 mmol/L，23 mmol/L，24 mmol/L，25 mmol/L進行優(yōu)化實驗。

第三步：方法確認。采用優(yōu)化條件對7種陰離子做標準曲線，同時用1.0 mg/L的7種陰離子混合標準溶液平行測定7次，計算其相對標準偏差、檢出限和回收率。

3 結(jié)果與討論

3.1 淋洗液的優(yōu)化

由于待測離子的離子半徑大小、所帶電荷數(shù)、極化度不同，它們在色譜柱中的保留時間也不同。一般規(guī)律：待測離子所帶電荷數(shù)越高，半徑越大，極化度越大，保留時間也就越長。如SO42-的保留時間大于NO3-。而PO43-的保留時間與淋洗液的酸度有關(guān)，不同酸度下PO43-的存在形態(tài)不同。由如下化學(xué)反應(yīng)平衡式

可知在強堿性環(huán)境下，平衡向左移動，溶液中主要以PO43-的形式存在；在強酸性環(huán)境下，平衡向右移動，溶液中主要以H3PO4的形式存在。因此檢測PO43-就需要濃度較高的堿性淋洗液，本文采用KOH淋洗液。然而，淋洗液濃度增大會縮短待測離子的保留時間，也可能導(dǎo)致其他離子不能有效分離，因此選擇合適的淋洗液濃度才能保證7種待測陰離子的準確測試。

實驗結(jié)果得出，當(dāng)淋洗液濃度低于22 mmol/L或高于24 mmol/L時，7種陰離子無法完全分離。在22 mmol/L時，Br-峰拖尾，如圖1所示。在24 mmol/L時，NO3-與SO42-分離不夠完全，如圖2所示。在23 mmol/L時，所有離子均能完全分離，也沒有出現(xiàn)拖峰現(xiàn)象，如圖3所示。因此，23 mmol/L是該實驗體系檢測7種陰離子的較適宜淋洗液濃度。

3.2 方法驗證

3.2.1 標準曲線

采用7種陰離子的峰面積對濃度作標準曲線，相關(guān)參數(shù)見表1。

表1 標準曲線相關(guān)參數(shù)

2.2.2 相對標準偏差、檢出限及回收率

通過對1.0 mg/L的7種陰離子混合標準溶液的測定，得出其相對標準偏差、檢出限和回收率，詳見表2。

表2 相對標準偏差、檢出限和回收率

3 結(jié)論

在該實驗中，23 mmol/L的KOH淋洗液濃度可以完全分離7種陰離子，實現(xiàn)同時分析PCB板表面7種陰離子的含量，該方法的相對標準偏差、檢出限和回收率均滿足PCB板表面陰離子的檢測要求，具有操作簡便、快捷，靈敏度、精密度較高等優(yōu)點，其檢測結(jié)果可以對PCB板表面潔凈度進行評價。

[1]黎濤，江濤.離子色譜法測定印刷電路板上痕量無機陰離子[J].理化檢驗：化學(xué)分冊，2008（11）：1089-1090.

[2]孔泳，王婷，陳智棟，等.離子色譜法檢測印刷電路板中的陰離子[J].分析試驗室，2008（9）：79-81.

[3]于泓，王宇昕.離子色譜法分析金屬離子的研究進展[J].色譜，2007（3）：303-309.