Pomiar grubości powłok metodą XRF

W galwanotechnice, elektronice i produkcji złączy grubość oraz skład powłok decydują o jakości i trwałości wyrobu. Fluorescencja rentgenowska (XRF) mierzy powłoki pojedyncze i wielowarstwowe bez niszczenia próbki, z dużą powtarzalnością i bez kontaktu z badanym detalem.

Oferta obejmuje analizatory dopasowane do różnej skali: od dużych płyt PCB i obudów, przez detale o złożonych kształtach, po mikroobszary wyprowadzeń układów scalonych i wafle, gdzie potrzebna jest optyka dobrana do zadania i precyzyjne pozycjonowanie.

Co właściwie mierzy XRF

Na podstawie widma XRF wyznacza się masę powłoki przypadającą na jednostkę powierzchni. Przeliczenie jej na grubość wymaga znajomości gęstości warstwy. Wynik zależy też od poprawnie zdefiniowanego układu warstw (np. Au/Ni na miedzi, Sn lub Ag na miedzi, Zn albo ZnNi na stali, Au/Pd/Ni na płytach PCB) i od kalibracji na wzorcach odpowiadających badanym warstwom i podłożu. Metodę opisują normy ISO 3497 i ASTM B568.

Ograniczenia, o których warto wiedzieć

• Każdy układ warstw ma określony zakres pomiarowy. Przy zbyt dużej grubości sygnał staje się mało wrażliwy na dalsze zmiany, więc wynik przestaje być wiarygodny.
• Podobny skład powłoki i podłoża może ograniczyć lub uniemożliwić rozróżnienie warstw. Bardzo cienkie powłoki i lekkie pierwiastki również wymagają sprawdzenia możliwości konkretnej konfiguracji.
• XRF stosuje się przede wszystkim do powłok metalicznych oraz wybranych układów niemetalicznych. Do typowych farb i lakierów na metalu zwykle dobiera się miernik magnetyczny lub wiroprądowy, zależnie od podłoża. Nie należy zakładać, że analizator XRF zastąpi taki miernik.

Jak dobrać analizator

Podstawowym modelem do pomiaru grubości powłok w naszej ofercie jest EDX 2000A — automatyczny, mikroobszarowy analizator z detektorem FAST-SDD, ruchem w osiach X/Y/Z, podwójnym pozycjonowaniem laserowym i programowalnym stolikiem do pomiarów wielopunktowych. Inny model warto rozważyć przy szczególnych wymaganiach:

• Najmniejszy punkt pomiarowy — wielkość pola pomiaru wyznacza kolimator lub optyka; mikroobszary wyprowadzeń i wafli wymagają pozycjonowania jak w EDXThick800.
• Wielkość i kształt detali — złożone kształty i krawędzie (EDX-T30 z ruchem 3D), duże płyty i obudowy (EDX-PCB).
• Liczba pomiarów — programy wielopunktowe i automatyczny stolik skracają serie kontrolne.
• Dodatkowe zadania — jeśli potrzebna jest też kontrola pierwiastków objętych RoHS, lekkich pierwiastków lub składu kąpieli, trzeba uwzględnić je przy doborze modelu i programu pomiarowego.

Co przygotować do zapytania

Układ warstw i materiał podłoża, oczekiwany zakres grubości, najmniejszy obszar pomiaru, wymiary detali, liczbę pomiarów na zmianę oraz normy lub wymagania odbiorcy. Reprezentatywne próbki i wzorce pomagają sprawdzić, czy wybrana konfiguracja odpowiada wymaganiom pomiaru.

Polecane techniki i urządzenia

• EDX 2000A — podstawowy analizator grubości powłok: automatyczny pomiar mikroobszarów, detektor FAST-SDD do powłok wielowarstwowych i pomiar wielopunktowy na programowalnym stoliku.
• Spektrometry XRF — biurkowe analizatory grubości powłok, m.in. EDX-T30 oraz EDXThick800 do mikroobszarów.
• Thick800A — automatyczny pomiar wielopunktowy i pozycjonowanie stolika XY; także analiza składu kąpieli galwanicznych w odpowiedniej konfiguracji.
• EDX-PCB — duży skok roboczy do dużych płyt PCB, obudów i wafli.
• Akcesoria XRF — przygotowanie próbek referencyjnych i materiałów sypkich.