使用毛细聚焦管进行镀层厚度测量的四大理由

随着电子设备和电子元件越来越小、越来越复杂,这些元件上所镀金属饰面必须小型化—如更薄的镀层—更严格的偏差控制。如果镀层太薄,产品将不符合性能指标,且可能会过早出现故障,从而导致保修索赔和声誉受损。如果镀层太厚,将造成材料和金钱浪费,并且可能存在机械贴合问题,从而导致报废或返工费用高昂。

因为是非破坏性的快速、直接测量,X射线荧光(XRF)成为一种广泛使用的镀层厚度和成分测量技术。为测量小型化的镀层,传统XRF分析仪使用机械准直装置将X射线管的光束尺寸减小到几分之一毫米。这一过程通过在X射线管前方放置一块钻有小孔的金属块实现,仅允许与孔对准的X射线穿过并到达样品。绝大多数X射线输出不能用于分析,因为它被准直器块阻挡。

 

较为新型的精细特征测量方法是使用毛细聚焦管光学元件。这是一个聚焦光学元件,由一组弯曲为锥形的细小玻璃管组成。X射线通过反射引导穿过管道,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。其焦斑小区域上的X射线强度比机械准直系统高出几个数量级。XRF镀层测厚仪中的毛细聚焦管光学元件具有以下几个优点:

1、更小的特征测量

毛细聚焦管光学元件的光束尺寸小于20μm,因此可以测量微电子设备、高级电路板、连接器、引脚框架和晶片的超精细特征。它可以测量机械准直器无法测量的区域。

2、更薄的镀层测量

XRF分析仪装有毛细聚焦管,能将更多的X射线管输出聚焦到样品上,从而测量纳米级的镀层。

3、更高的测试量和更高的置信度

光学器件产生的更大强度带来更高的计数率。在XRF中,更高的计数率意味着更高的精度和更快的结果。这可以在任何给定时间段内进行更多的测量且得到置信度更高的结果,从而实现更好的质量控制和更紧密的生产。

4、更容易符合指标

XRF在确定和控制饰面处理厚度过程中的使用可通过用于ENIG(化学镀镍/浸金)和ENEPIG(化学镀镍/化学镀钯/浸金)分析的性能指标IPC-4556来实现,这些测试必须证明在确定公差范围内的性能水平。使用毛细聚焦管更易实现这一性能水平。

日立分析仪器的FT160系列镀层测厚仪将毛细聚焦管与高分辨率Vortex®检测器、高精度载物台、高清摄像头和智能软件相结合,以对超精细特征的超精细镀层进行元素分析。

 日立分析仪器拥有45年的镀层分析专业知识,已成功开发了1,000多种应用和产品,其中包括:微焦斑、台式和手持式XRF光谱仪,以及台式和手持式磁感应电涡流测厚仪。

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日期: 13 June 2018

作者: Matt Kreiner, Benchtop XRF Product Manager

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