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1、荧光 X 射线微小面积镀层厚度测量仪荧光X射线微小面积镀层厚度测量仪的特征可测量电镀、蒸镀、离子镀等各种金属镀层的厚度可通过 CCD 摄像机来观察及选择任意的微小面积以进行微小面积镀层厚度的测量，避免直接接触或破坏 被测物。薄膜 FP 法软件是标准配置，可同时对多层镀层及合金镀层厚度和成分进行测量。此外，也适用于无铅焊 锡的应用。测量原理备有 250 种以上的镀层厚度测量和成分分析时所需的标准样品。如图 1 所示，物质经 X 射线或粒子射线照射后，由于吸收多余的能量而变成不稳定的状态。从不稳定状 态要回到稳定状态，此物质必需将多余的能量释放出来，而此时是以荧光或光的形态被释放出来。荧光 X 射
2、 线镀层厚度测量仪或成分分析仪的原理就是测量这被释放出来的荧光的能量及强度，来进行定性和定量分析。底材的荧光X射线图 2 镀层厚度的测量照射X射线 镀层的荧光X射线镀层厚度的测量方法可分为标准曲线法和FP法（理论演算方法） 2种。标准曲线法是测量已知厚度或组成的标准样品，根据荧光 X 射线的能量和强度及相应镀层厚度的对应关系，来得到标准曲线 之后以此标准曲线来测量未知样品，以得到镀层厚度或组成比率。FP法即是Fundamental Parameter Method的简称。即基本参 数法。镀层厚度的测量方法标准曲线法如图2所示，经X射线照射后，镀层和底材都会各自产生荧光X射线，我们必需对这2种荧
3、光X射 线能够辨别，方能进行镀层厚度的测量。也就是说，镀层和底材所含有的元素必需是不完全相同的。这是 测量镀层厚度的先决条件。图3是表示对某种金属镀层样品进行测量时，基于镀层厚度、状态的不同，所产生的荧光X射线的强 度也不一样。镀层厚度测量时，可采用2种不同方法，1种是注重镀层中的元素所产生的荧光X射线强度，称为激 发法。另 1 种是注重底材中的元素所产生的荧光 X 射线强度，称为吸收法。这 2 种方法的应用必需根据 镀层和底材的不同组合来区分使用。镀层厚度测量时，测量已知厚度的标准样品而得到其厚度及产生的荧光X射线强度之间的关系，并做 出标准曲线。然后再测量未知样品的荧光X射线强度，得到其镀
4、层厚度。但是需注意的是，荧光X射线 法是从得到的荧光 X 射线的强度来求得单位面积的元素附着量，再除以元素的密度来算出其厚度。所以， 对于含有杂质或多孔质蒸镀层等与纯物质不同密度的样品，需要进行修正。薄膜 FP 法采用薄膜 FP 法，只需要比标准曲线法更少的标准样品，就能简单迅速地得到定量的结果。如果样品均匀，所使用分析线的强度就可用样品的成分和基本参数的函数来表示。换句话说，从任 意组成的样品所产生的分析线强度，都可以从这基本参数来计算出，所以我们称这种方法为基本参数法。 图4是表示荧光X射线产生的模型。从这样的模型进行理论解析所得到的荧光X射线的强度与实际上 测得之强度是相吻合的事实是众所
5、周知的。根据这样的事实来进行定量分析的方法称为基本参数法或FP法。从图4中，如果荧光X射线产生的深度当做限大来考虑，这方法就适用于块体样品；如果将荧光X射线产生 的深度当做非常小的值（临界厚度以下）来考虑，这方法就可以适用于薄膜样品。如上所述， FP 法的最大特征是可对块体样品进行成分分析到薄膜样品的成分与厚度同时进行分析与测量。仪器系统结构 测量部分的结构图5 是表示测量部分的结构原理图用于照射（激发）的X射线是采用由上往下照射方式，用准直器来确定X射线的光束大小。样品的观察是利用与照射用的X射线同轴的CCD摄像机所摄制的图像来确定想要测量的样品位置。标 准配备了多种尺寸的准直器可根据需要调
6、整照射 X 射线的光束大小来决定测量面积，最小可测量面积是 40umg。 X射线操作部分（X-ray station）Excel和Word是标准配置，利用这些软件，我们可以简单快速地进行测量数据的统计处理及测量结果报告 书的编辑和打印。仪器规格X射线管气冷式小型微小焦点X射线管 靶材：钨（W）、铝（AL）、钼（MO） 管电压：45kv管电流：可变化（最大1mA）最大输出功率：45W照射方式由上往下垂直照射方式检测器正比例计数官（PC）仪器校正自动校正（强度、能量）1次滤波器自动设定（Co）2次滤波器自动设定（Ni）NF滤波器标准配备准直器6种型：0.025 X 0.4 0.05 X 0.4mm
7、型：0.025 X 0.4 0.05 X 0.4 0.4 X 0.025mmO型：0.1 0.2 0.3 0.5mm*O型：0.05 0.1 0.2mm*最小准直器尺寸：0.005 mm*最小测量面积0.05 X 0.42mm样品观察高解析度40万画素的CCD摄像机焦点距离11mm对焦方式激光自动对焦真空样品室 排气所需时间没有可测量兀素范围钛（Ti）铀（U）可测量厚度范围原子序：22-25,0.1-0.8um 26-40,0.05-35um 43-52,0.1-100um 72-82,0.05-5um操作介面标准曲线.自动做标准曲线功能.多点标准曲线.标准曲线的曲线表示测量功能.常规测量（自
8、动测量功能）.设定输出方式功能.确认测量位置功能.自动测量条件设定（管电流,1次及2次滤波器，ROI, NF滤波器设定）.薄膜FP法软件.测量位置的指定（X、Y、Z）自动测量功能用滑鼠在画面上输入.冋一式样的重复测量功能.确认测量位置功能（图示）.原点的设定功能（可记忆每个档案的原点）.保存原点的影像功能原点的补正功能（位置滑动角度补正功能）补正功能底材补正.已知样品补正.自已输入补正（密度补正）定性分析功能 KLM标示.ROI设定数：50能谱表示功能.能谱比较标示功能（2段标示重叠对照标示扣除标示）.坐标尺寸设定功能（强度、能量）.能谱，样品画面的保存功能数据处理系统.统计数值的表示：平均值
9、，标准偏差，Cp,Cpk，最大值，最小值，数值范围.数据的群组分类功能.特有数据的抽出功能.X管理图 X-R管理图.直方柱状图等高线，俯视图表示其他功能.画面拷贝功能.样品台坐标标示功冃能.仪器维修调整功能.检测报告的自动做成安全功能 X射线电源的钥匙开关.测量中样品台门扇锁闭功能无铅制程Sn-Bi/xx, Sn-Ag/xx, Sn-Cu/Alloy42,Sn/xx产品应用产业产品应用例IC封装导线架，BGA, BCC, Flip-Chip，散热片Sn-Pb/xx,Ag/xx,Au/Ni/xx,Au/Ni-P/xx,Ni-P/xx,Cr/xx,Sn/xx,Au/Pd/Ni/Cu.Solder
10、Bump 导线架导线架Ag/xxPCBBGA,TBGA,TABSn-Pb/xx,Au/Ni/xx,Au/Ni-P/xx,Sn/xx 含漠的双层PCB端子工业连接器Sn-Pb/xx, Au/Ni/Cu, Ni-P/xx * ), Ag/xx, Ni/Cu被动元件晶片电阻，电容，电感， 热敏电阻Sn-Pb/Ni/xx,Sn/Ni/xx,Au/Ni/xx 螺幺幺工业螺丝Zn/xx, Ni/xx, Cu/xx 电镀线电镀液分析其他工业探针，马达，石英振动 器，电线电缆，装饰品Au/Ni/xx, Rh/xx, Cr/xx, Sn-Pb/xx无铅制程Sn-Bi/xx, Sn-Ag/xx, Sn-Cu/Alloy42,Sn/xx(5)三镀层： Au/Pd/Ni/xx(3)双镀层： Au/Ni/xx应用实例图示(1)单镀层：Ag/xxAg底材(4)合金镀层：Sn-Bi/xxSn-Bi底材(2)合金镀层：Sn-Pb/xxSn-Pb底材
