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為電路板選擇合適的鍍層分析儀

發(fā)布時間：2020-04-13

市場對通信設(shè)備、電子可穿戴設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)的需求，加之汽車和其他行業(yè)對電子產(chǎn)品的日益依賴，正推動線路板市場的快速增長。

 

市場對通信設(shè)備、電子可穿戴設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)的需求，加之汽車和其他行業(yè)對電子產(chǎn)品的日益依賴，正推動線路板市場的快速增長。在提高電子元件的產(chǎn)量和滿足更高質(zhì)量期望的同時，企業(yè)正在尋求提高質(zhì)量的方法。

 

使用合適的分析儀是此過程的重要環(huán)節(jié)。X射線熒光光譜(XRF)是一種廣泛用于測量鍍層厚度和成分的鍍層技術(shù)，因為其具有無損、快速和直觀的特點。

 

XRF儀器具有多種形式，其特征決定了儀器對應(yīng)用的適用性。

 

特征尺寸

要測量小樣品上的鍍層，XRF鍍層測厚儀使用以下兩種方法之一，將X射線管的光束尺寸減小到毫米的幾分之一(即微米)：傳統(tǒng)上使用的是機械準直器，具有小孔的金屬塊放置在光管的前面，只允許與孔對準的X射線穿過并到達樣品。較新的技術(shù)使用毛細聚焦管光學元件 — 一種由彎曲和錐形小玻璃管陣列組成的聚焦光學器件。X射線經(jīng)反射引導通過管道，類似于光纖技術(shù)中的光引導方式。毛細聚焦管光學元件與微束X射線管匹配，以收集更多的X射線管輸出，將其聚焦到更小的面積，其通量比機械準直系統(tǒng)的通量大幾個數(shù)量級。

 

毛細聚焦管光學元件通常僅包含一個光斑尺寸，旨在測量非常小的面積。這也可以測量更大的樣品，但可能需要對多個測量位置的結(jié)果進行平均，或者執(zhí)行掃描以獲得整體樣品的代表性結(jié)果。具有多個機械準直器的儀器可提供更大的靈活性，因為可以針對要測量的樣品對準直器形狀和尺寸進行優(yōu)化。而且，使用大型準直器可以更快速地分析更大的面積。

 

由于電子電路和電子元件不斷變得更小、更復雜，所以表面處理需要在更小的特征上進行電鍍。盡管您今天可能不需要毛細聚焦管光學元件，但這可能是一個不錯的選擇，使您的購買永不過時。

 

應(yīng)用的復雜性

在任何XRF儀器中，X射線源被用來激發(fā)樣品中元素的發(fā)射熒光。在發(fā)射熒光中，每個元素都會釋放出一系列具有特征能量的X射線。使用能量色散型XRF儀器，探測器可同時檢測到被X射線管激發(fā)的所有元素的熒光。探測器是以下兩種類型之一：封氣正比計數(shù)器或固態(tài)半導體。最常見的固態(tài)檢測器稱為PIN二極管或硅漂移探測器(SDD)。

 

這些探測器之間的關(guān)鍵區(qū)別之一是分辨率 — 或者清楚地區(qū)分具有相似能量的元素的能力。當樣品中存在鎳和銅時，比如ENIG或ENEPIG樣品，正比計數(shù)器不能完全解析鎳和銅的峰值。該儀器依賴于數(shù)學峰形擬合或使用了附件硬件的順序分析，附件硬件將增加測量時間。固態(tài)探測器可以完全解析這些峰值，同時測量兩個元素以進行更快速的分析。兩種探測器均可能滿足IPC -4552A和IPC –4556規(guī)范。對于元素易于分辨的表面處理(例如浸銀、浸錫或HASL)，固態(tài)探測器的分辨率無任何優(yōu)勢。

 

除樣品中存在的元素之外，還要考慮鍍層厚度和光束尺寸。固態(tài)探測器具有優(yōu)勢。SSD在測量非常薄的涂層方面具有優(yōu)勢，因為這些探測器的背景噪聲往往低于正比計數(shù)器。如果電鍍小于?2μin(0.05μm)，則值得考慮使用固態(tài)探測器。然而，當使用機械準直器測量非常小的面積時，由于較大的有效面積，比例計數(shù)器可以提供更好的精度和測量時間。

 

功能

XRF鍍層儀器具有多種形狀和尺寸，甚至包括用于測量較大產(chǎn)品和總成部件的手持式儀器。您的決定將受到三個考慮因素的影響：樣品室設(shè)計、樣品臺和先進的可用性特征。

 

樣品室大小和儀器占用空間可根據(jù)線路板尺寸進行選擇。小型線路板可以放入任何尺寸樣品室;但較大的線路板使用更大的樣品臺和更大的樣品室則更方便。有些樣品室完全封閉，這樣可以防止在分析過程中線路板意外移動。其他樣品室開槽，這樣便于樣品裝載。開槽樣品室中的底座或樣品臺足夠大，可支撐線路板，使其不會彎曲，從而避免影響結(jié)果。

 

樣品臺可為固定或電動型，并且可編程。固定樣品臺足以對易于定位檢測面積的電路板上一個或幾個位置進行點檢。用戶可以使用固定樣品臺手動定位樣品，但是對于具有復雜設(shè)計和極小特征的電路板，在電動樣品臺上的處理效果會更好，這種樣品臺可提供更好的精確度來進行微調(diào)。程控樣品臺還能夠在樣品的不同位置進行一系列測量，從而使用戶可執(zhí)行其他任務(wù)。

 

除XRF儀器中常見的特征之外，還有一些高級特征可以提高工作效率并使儀器更易于操作。其中之一是廣角相機。除用于精確定位樣品進行分析的窄視角外，一些儀器還提供了更寬的角度來顯示更多的樣品。這使得從一個位置移動到另一個位置變得更容易、更快速，并確保正在測量正確的位置。另一個特征是模式識別，其指示軟件查看樣品圖像，并精確定位準確的預定義測量位置。這為用戶節(jié)省了大量的設(shè)置時間。

 

日立分析儀器的FT160、X-Strata和EA系列涂層分析儀提供全面的光束尺寸、探測器和配置。由于許多應(yīng)用可通過這些儀器中來進行，因此最終選擇需要平衡現(xiàn)在所生產(chǎn)線路板以及計劃在未來生產(chǎn)的線路板的功能、性能和成本。我們的鍍層專家致力于為您提供正確的解決方案。