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11.Jul.2022

X-ray螢光-XRF 控管電鍍液成分品質的六大優勢

文章-橫幅
 
XRF控管電鍍液成分品質的六大優勢
 
電鍍是利用電解的原理將導電體鋪上一層金屬的方法根據電鍍目的不同,電鍍分為鍍鉻、鍍鋅、鍍銅、鍍鎳等,通常是為了讓產品的表面變得更光滑美觀、或是防止金屬氧化(如生鏽)等,有些電路板廠商會在產品表面鍍上銀、銅、金以增加導電性。換言之,電鍍液的品質和濃度,對產品來說有根本性的影響,如何準確又快速的檢測電鍍液的濃度,一直以來都是廠商非常關心的課題。

化學鍍(Chemical Plating),也稱為自催化鍍(Autocatalytic Plating)或無電極鍍(electroless plating),由於沉積過程是一種化學氧化還原反應,故又稱化學鍍(Chemical Plating)。在基體表面沉積合金的表面處理,和傳統需使用外部電源的電鍍不同,化學鍍中最為常用的是化學鍍鎳-磷合金技術,磷(P)的濃度與(Ni-P)鎳磷鍍層中磷(P)的含量與鍍層軟硬及打線容易程度有關,化學鍍同時具有鍍層厚度與零件形狀無關,硬度高以及優良的耐腐蝕性等優點。
 
不管各種鍍金屬層的方法, 鍍液中的目標金屬濃度是最重要的品質管控參數, 而撥離或解離的污染元素則是直接影響高階產品良率的重點. 檢驗方法相比起傳統的AA或ICP,使用XRF檢測樣品不需任何前處理,只需要把電鍍液放入樣品杯內就能進行測試,且能一次性檢測電鍍液內的所有元素, 專做元素的EA 系列因為光徑大, 大光通量因此可以做到高準確度與低檢測下限, 短測試時間。以下示範使用桌上型XRF Hitachi EA1400,進行電鍍液內的Cr、Zn進行定性定量:
 
首先確認標準品的再現性,下圖可以看到,Cr和Zn的複測再現性,均在5ppm內。
 
Hitachi EA1400檢測Cr電鍍液再現性表現說明
 
Hitachi EA1400檢測Zn電鍍液再現性表現說明
 
濃度單位:ppm 標準品濃度 第一次檢測 第二次檢測
Cr 100 100.46 102.59
Cr 650 645.98 646.92
Zn 100 103.46 103.67
Zn 150 150.31 148.33

▲標準品濃度複測若誤差值太大,後續樣品檢測結果準確性便會打折。
 
以下是電鍍液檢測結果,可以發現Cr和Zn的濃度波峰相當明顯,無受到其它元素的干擾,濃度均在廠商的要求範圍內。
 
EA1400檢測Cr電鍍液結果說明
 
EA1400檢測Zn電鍍液結果說明
 
▲Cr的能譜 ▲Zn的能譜
 
濃度單位:ppm Cr Zn
客戶要求濃度 3,800~4,000 10,100~10,300
設備檢測濃度 3,972 10,233

▲Cr和Zn的Hitachi EA1400 XRF圖譜及檢測濃度

EA1400功能說明
Hitachi EA1400兼具各式元素成分分析、鍍層厚度分析


承上總結,XRF除了在性能準確性上可達到廠商需求,相比起AA、ICP等濕式分析更有以下六大優點:
  • 測試速度快:檢測時間快,數秒內可完成檢測,可在短時間內進行大量樣品測試
  • 測試再現性佳:不會因不同人員測試同一樣品產生手法差異分析結果異同,相較濕式化學分析較受前處理因素
  • 同時分析多元素:一次檢測電鍍液內的所有金屬成分,無元素檢測限制。
  • 非破壞性檢測:樣品內若有貴重成分,檢測完成後均可回收
  • 無複雜樣品前處理:不需專業實驗室與操作人員及複雜的前處理
  • 檢測濃度彈性:標準液可根據被測溶液濃度靈活調整,無固定濃度要求
Hitachi EA系列XRF同時具有元素分析電鍍鍍層厚度檢測功能,可達到一機多效的多元應用。
 

 

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