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为线路板选择合适的镀层分析仪


  来源: 日立分析仪器 时间:2021-09-09 编辑:仪器仪表WXF
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市场对通信设备、电子可穿戴设备、物联网的需求,加之汽车和其他行业对电子产品的日益依赖,正推动线路板市场的快速增长。在提高电子元件的产量和满足更高质量期望的同时,企业正在寻求提高质量的方法。


使用合适的分析仪是此过程的重要环节。X射线荧光光谱(XRF)是一种广泛用于测量镀层厚度和成分的镀层技术,因为其具有无损、快速和直观的特点。


XRF仪器具有多种形式,其特征决定了仪器对应用的适用性。



特征尺寸


要测量小样品上的镀层,XRF镀层测厚仪使用以下两种方法之一,将X射线管的光束尺寸减小到毫米的几分之一(即微米):传统上使用的是机械准直器,具有小孔的金属块放置在光管的前面,只允许与孔对准的X射线穿过并到达样品。较新的技术使用毛细聚焦管光学元件 — 一种由弯曲和锥形小玻璃管阵列组成的聚焦光学器件。X射线经反射引导通过管道,类似于光纤技术中的光引导方式。毛细聚焦管光学元件与微束X射线管匹配,以收集更多的X射线管输出,将其聚焦到更小的面积,其通量比机械准直系统的通量大几个数量级。


毛细聚焦管光学元件通常仅包含一个光斑尺寸,旨在测量非常小的面积。这也可以测量更大的样品,但可能需要对多个测量位置的结果进行平均,或者执行扫描以获得整体样品的代表性结果。具有多个机械准直器的仪器可提供更大的灵活性,因为可以针对要测量的样品对准直器形状和尺寸进行优化。而且,使用大型准直器可以更快速地分析更大的面积。


由于电子电路和电子元件不断变得更小、更复杂,所以表面处理需要在更小的特征上进行电镀。尽管您今天可能不需要毛细聚焦管光学元件,但这可能是一个不错的选择,使您的购买永不过时。


应用的复杂性


在任何XRF仪器中,X射线源被用来激发样品中元素的发射荧光。在发射荧光中,每个元素都会释放出一系列具有特征能量的X射线。使用能量色散型XRF仪器,探测器可同时检测到被X射线管激发的所有元素的荧光。探测器是以下两种类型之一:封气正比计数器或固态半导体。最常见的固态检测器称为PIN二极管或硅漂移探测器(SDD)。


这些探测器之间的关键区别之一是分辨率 — 或者清楚地区分具有相似能量的元素的能力。当样品中存在镍和铜时,比如ENIG或ENEPIG样品,正比计数器不能完全解析镍和铜的峰值。该仪器依赖于数学峰形拟合或使用了附件硬件的顺序分析,附件硬件将增加测量时间。固态探测器可以完全解析这些峰值,同时测量两个元素以进行更快速的分析。两种探测器均可能满足IPC -4552A和IPC – 4556规范。对于元素易于分辨的表面处理(例如浸银、浸锡或HASL),固态探测器的分辨率无任何优势。


除样品中存在的元素之外,还要考虑镀层厚度和光束尺寸。固态探测器具有优势。SSD在测量非常薄的涂层方面具有优势,因为这些探测器的背景噪声往往低于正比计数器。如果电镀小于〜2μin(0.05μm),则值得考虑使用固态探测器。然而,当使用机械准直器测量非常小的面积时,由于较大的有效面积,比例计数器可以提供更好的精度和测量时间。


功能


XRF镀层仪器具有多种形状和尺寸,甚至包括用于测量较大产品和总成部件的手持式仪器。您的决定将受到三个考虑因素的影响:样品室设计、样品台和先进的可用性特征。


样品室大小和仪器占用空间可根据线路板尺寸进行选择。小型线路板可以放入任何尺寸样品室;但较大的线路板使用更大的样品台和更大的样品室则更方便。有些样品室完全封闭,这样可以防止在分析过程中线路板意外移动。其他样品室开槽,这样便于样品装载。开槽样品室中的底座或样品台足够大,可支撑线路板,使其不会弯曲,从而避免影响结果。


样品台可为固定或电动型,并且可编程。固定样品台足以对易于定位检测面积的电路板上一个或几个位置进行点检。用户可以使用固定样品台手动定位样品,但是对于具有复杂设计和极小特征的电路板,在电动样品台上的处理效果会更好,这种样品台可提供更好的精确度来进行微调。程控样品台还能够在样品的不同位置进行一系列测量,从而使用户可执行其他任务。


除XRF仪器中常见的特征之外,还有一些高级特征可以提高工作效率并使仪器更易于操作。其中之一是广角相机。除用于精确定位样品进行分析的窄视角外,一些仪器还提供了更宽的角度来显示更多的样品。这使得从一个位置移动到另一个位置变得更容易、更快速,并确保正在测量正确的位置。另一个特征是模式识别,其指示软件查看样品图像,并精确定位准确的预定义测量位置。这为用户节省了大量的设置时间。

关键词:线路板 镀层 分析仪    浏览量:258

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