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PCB金層厚度測試:XRF測厚儀校準規(guī)范指南

  • 2025-04-14 09:48:00
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 在PCB制造過程中,金層厚度的精確測量對于確保產(chǎn)品質(zhì)量和性能至關(guān)重要。X射線熒光(XRF)測厚儀作為一種非接觸式、無損檢測工具,被廣泛應(yīng)用于金層厚度的測量。然而,為了確保測量結(jié)果的準確性和可靠性,建立一套完善的XRF測厚儀校準規(guī)范和測試誤差補償模型是必不可少的。

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 一、XRF測厚儀校準規(guī)范

 (一)校準標準

1. 校準標準片選擇:建議使用與被測量的ENEPIG(電鍍鎳/浸金)厚度有相似厚度的國家標準的可追蹤式校準法。對于銅厚度大于30μm的情況,應(yīng)使用金和鈀直接電鍍在鎳/銅/PCB上的單三層標準片進行校準;若測量具有不同銅厚度的板,則應(yīng)采用金和鈀直接電鍍在鎳箔上的三層標準片。

2. 校準頻率:定期校準XRF測厚儀,以確保其測量精度。建議每月至少進行一次全面校準,并在每次測量前進行快速校準,以檢查儀器的穩(wěn)定性和準確性。

 

 (二)測量條件

1. 測量區(qū)域選擇:在一個焊盤尺寸為1.51.5mm或等效面積上進行測量。使用X射線熒光分析儀的準直器應(yīng)始終小于用于測量的焊盤,具體的準直器不應(yīng)該超過所測量的特征焊盤尺寸的30%。對于較小尺寸的焊盤,測量時間需要隨準直器面積的減少而相應(yīng)增加。

2. 環(huán)境控制:在穩(wěn)定的環(huán)境條件下進行測量,避免溫度、濕度和氣流等因素對測量結(jié)果的影響。建議在恒溫恒濕的實驗室環(huán)境中進行校準和測量。

 

 二、金層厚度測試誤差補償模型

 (一)誤差來源分析

1. 溴干擾:PCB環(huán)氧樹脂層壓板通常含有溴的阻燃化合物。在測量過程中,溴的X射線可能會與金的L-β峰重疊或干擾,導(dǎo)致測量誤差。對于金的實際厚度為0.1μm,如果溴的干擾沒有考慮或修正,測量值可能是0.15μm到0.25μm或更大。

2. 化學(xué)鍍鎳層中磷含量:電鍍過程中使用的藥水不同,會導(dǎo)致鍍層中的磷含量不同。如果樣品的磷含量小于校準標準,化學(xué)鍍鎳厚度的測量將會偏高。

 

 (二)誤差補償模型建立

1. 峰值去卷積算法:XRF儀器已提供峰值去卷積軟件。該軟件可以將復(fù)合的金+溴峰分解到各自的組成部分,從而獨立提取出金L-β峰強度信息。對于PCB板浸金的精確測量,使用峰值去卷積程序是可靠的做法,并且在許多情況下,對于金層厚度測量精確度最大化是至關(guān)重要的。

2. 多元線性回歸模型:通過收集大量不同厚度的金層樣品數(shù)據(jù),建立多元線性回歸模型,將測量值與實際值進行擬合。模型中應(yīng)考慮溴干擾、磷含量等因素對測量結(jié)果的影響,從而對測量誤差進行補償。

 

 (三)誤差補償模型優(yōu)化

1. 數(shù)據(jù)更新與模型修正:定期收集新的測量數(shù)據(jù),對誤差補償模型進行更新和修正。通過不斷優(yōu)化模型參數(shù),提高模型的準確性和適應(yīng)性。

2. 儀器升級與維護:定期對XRF測厚儀進行升級和維護,確保其性能穩(wěn)定。同時,更新儀器的軟件和硬件,以提高測量精度和誤差補償能力。

 

 三、誤差補償模型應(yīng)用效果

通過建立和應(yīng)用誤差補償模型,可以顯著提高XRF測厚儀在測量0.05-0.1μm金層厚度時的準確性,將測試誤差控制在±5%以內(nèi)。這不僅有助于提高PCB產(chǎn)品的質(zhì)量控制水平,還能降低因測量誤差導(dǎo)致的生產(chǎn)成本增加和產(chǎn)品質(zhì)量問題。

 

總之,建立完善的XRF測厚儀校準規(guī)范和誤差補償模型,對于確保PCB金層厚度測量的準確性和可靠性具有重要意義。通過不斷優(yōu)化校準方法和誤差補償模型,可以為PCB制造企業(yè)提供更精確、更高效的金層厚度檢測手段,從而提升產(chǎn)品質(zhì)量和市場競爭力。