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氧化铟锡的危害控制

发布日期:2020/10/20 9:13:08

(一)前言

氧化铟锡(Indium Tin Oxide, ITO)是一种氧化铟(IIIA 族,In2O3)和氧化锡(IVA 族,SnO2)的混合物,In2O3为氧化物半导体,加入SnO2作为杂质参杂。它在薄膜状时,为透明无色具导电性,在原料状态时(粉状),它呈黄偏灰色。 ITO薄膜制作方法一般分成以下几种,如溶胶凝胶(Sol-gel),喷雾热解(Spray),溅镀(Sputter),蒸镀(Evaporation),PLD(Pulse Laser Deposition),化学气相沉积 (Chemical Vapor Deposition, CVD)。各种制作方法都有其优缺点,由于真空溅镀法具有可连续快速生产高品质薄膜的特性,其工艺温度较其他技术低,且适用在大面积的各种基板上,故真空溅镀法是目前使用相当普遍的薄膜制造技术。真空溅镀的材料主要利用In和Sn的氧化物混合製作成靶材,不同比例的In2O3及 SnO2氧化物结合之靶材有不同之密度及使用范围,薄膜需有低电阻率、表面均匀性佳等特性,但所需的成本较高。氧化铟锡(Indium Tin Oxide, ITO)粉是制备ITO靶材的主要原料。氧化铟锡其比例约为90% In2O3和10% SnO2,压制成板状,再烧结热处理,以形成所需的制品或靶材。

显示器生产使用方式是将氧化铟锡(ITO)靶材置入真空溅镀设备,经由真空溅镀的方式将靶材上的氧化铟锡涂覆在玻璃基板上,玻璃上形成一透明导电层,即为ITO导电玻璃。此类技术多用于LCD、ECD、ELD等显示器生产。

(二)相关案例

  因显示器行业的发展,近几十年来ITO的使用量大幅增加。职场从事相关作业人员也大量增加,在职场暴露ITO风险与健康危害逐渐引起关注。因氧化铟锡或铟暴露而造成健康危害被报导的案例包括日本10个因吸入氧化铟锡导致肺部疾病案例、美国4例及中国出现1例铟中毒案例。日本最早被报导的2个因吸入氧化铟锡导致肺部疾病(1998及2002 年)案例,皆发生在同一家金属处理工厂,此工厂生产薄膜电晶体液晶显示器(TFT-LCD)所需的氧化铟锡溅镀靶(sputtering target)。这两个案例皆因干咳、呼吸困难始就医,经系列诊断(血液、胸部CT) 发现肺部组织纤维化,这两个案例病患血中铟浓度为 290 µg/l 和 51 µg/l(男性常人平均 值为 0.1 µg/l),肺部有许多细微粒子,经扫描式电子显微镜 X-Ray 光谱分析,这些粒子为铟和锡氧化物,因此判定为吸入氧化铟锡导致间质性肺炎(interstitial pneumonia)。

在中国被报导的铟中毒案例为一名任职于江苏某生产手机液晶屏幕的工人(28 岁男性),工作内容为把金属粉喷在液晶屏模板上。该名工人因一开始出现严重咳嗽、气喘和持续发烧等症状就医,转入大型医院进行CT检查,除发现其肺部布满雪花状的白色颗粒物,还发现其肺泡里有像牛奶般的乳白色液体。肺泡中的白色颗粒成分除氧化硅和氧化铝外,还有铟,其血液中铟含量为常人的300倍, 该员被诊断为铟中毒。

(三)毒理及暴露途径

相关动物实验研究发现铟、氧化铟锡及铟化合物会造成肺部及生殖系统伤害 (1-10),2006 年国际癌症研究中心(IARC)将磷化铟(InP)致癌分类列为Group 2A。 中国大陆职业接触限值:PC-TWA 0.1 mg/m3,PC-STELmg/m3。

暴露途径在氧化铟锡溅镀靶制造厂中,虽然表面研磨、切割作业是在密闭湿式系统中进行, 但喷溅在机器周围含有氧化铟锡的液滴和废水会蒸干,导致氧化铟锡粉尘悬浮于空气中,因而吸入人体导致肺部疾病。铟同时因为其低熔点(156.6℃),被用于溅镀靶与背板粘着时的焊料,在高温下会有铟金属烟产生,若无适当防护,会经呼吸进入人体。 氧化铟锡溅镀靶回收厂和废弃物回收厂(CRT 和 TFT-LCD屏幕含铟化合物),在粉碎氧化铟锡溅镀靶或屏幕时,含铟化合物粉尘会经呼吸进入人体。 另外TFT-LCD屏幕制造厂中使用氧化铟锡溅镀靶多在密闭的机器中进行,人员直接暴露的可能性并不高,但是在进行预防性维护(PM),维护人员进行氧化铟锡溅镀靶表面修整研磨作业(乾式研磨)时,若无适当个人防护,可能暴露氧化铟锡粉尘。

(四)危害控制

(1)粉碎、研磨、切割及溅镀靶与背板接着区要有有足够及适宜局部排风设施。

(2)粉碎、研磨、切割铟、氧化铟锡及铟化合物及及溅镀靶与背板接着作业时,建议作业工人佩戴防尘口罩,以免吸入铟、氧化铟锡及铟化合物微粒和烟。

(3)使用适当眼部及手部防护,以免粉尘微粒喷溅或接触。

(4)作业时应著工作服或防尘服,回家前应更换衣服,以免将粉尘带回家,工作服或防尘服于工厂内清洗。

(5)禁止工作现场放置饮水及食物,以免污染而误食,并避免在工作场所饮食或休息。

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