X荧光镀层厚度测量条件选择及方法研究

    0  引言

    电镀层厚度测量是镀层物性检测的重要项目之一，伴随着新型工程材料开发、微电子技术应用和标准化事业进程，镀层测厚技术近十年来在国内外得到迅速发展，主 要体现在电路设计将大量采取专用芯片和实现模块化结构，整机功能进一步拓展完善并力求智能化。与此同时，各种配件、连接器等产品的电镀层厚度测试日趋增 多，由于各厂家测试时的测量条件、测试方法有所差异，测量结果差异较大，为此对影响测量结果的各种因素进行研究，力求得到具有较高准确度的测试方法。

    1   测量原理

    X射线荧光测厚仪是一种非接触式金属镀层动态测厚仪，透过次级辐射所产生的不同能量特性来辨认元素。其工作原理是由X射线管产生初级X射线 荧光照射在受检物质表面上时，元素的电子层内的电子将被激发，而因为能量的原因一连串的电子补充到被激发的电子“空档”。由于能量的改变，特定的元素便会 产生特定的辐射，再用半导体或其他合适的比例接收器来收集辐射讯号，从能量(谱)及强度的大小进行分析便可以识别元素及进行定量分析。

     2  测试过程

    首先对X射线荧光测厚仪预热，并对仪器进行基准频谱的校准，根据所测产品镀层情况选择适当的测量程式，依据测试位置形状、大小选择准直器， 并利用仪器附带的标准片对测量程式进行校准，把所测产品安放在测量位置，利用对焦装置(自动对焦或手动对焦)完成调焦步骤，设定测量时间，开始测量，记录 测量结果，测试工作完成。

    3   影响测试结果的因素

    对以上测量过程进行分析发现影响测量结果的因素有测量程式的选择、测量程式校准、准直器大小、测量时间和对焦等。为进一步研究X射线测厚仪 的镀层厚度测量性能，我们把影响测量结果的因素分类为测量条件和测量方法来研究。分别从测量条件(准直器、测量时间、测量程式、镜头对焦方式)和测量方法 (有标准片校准及不同校准方法)方面考虑，设计并进行分组测量实验，分析不同的测量条件及测量方法对测量结果的影响，以便选择合适的测量条件和测量方法提 高厚度测量的准确性和可靠性。实验中以一组Ni/Cu标准片(Ni层厚度分别为1．3μm、6．2μm、6．3μm、6．4μm、9．6μm，分别记为 Ni/Cu－1．3、Ni/Cu－6．2、Ni/Cu－6．3、Ni/Cu－6．4、Ni/Cu－9．6)为测量对象，使用FISCHERSCOPE X－FAY XDAL测厚仪测量Ni层的厚度。