X-ray Fluorescence Analysis of Lead in Tin Plating Using Theoretical Intensity of Scattered X-rays - Analysis of RoHS Regulated Elements by Energy Dispersive X-ray Fluorescence Spectrometer (EDX)

Aplikace |  | ShimadzuInstrumentace
X-ray
Zaměření
Materiálová analýza
Výrobce
Shimadzu

Význam tématu


V elektronických zařízeních jsou tenké kovové povlaky nezbytné pro ochranu a funkčnost kontaktů. Obsah olova v cínových vrstvách podléhá nařízení RoHS, které omezuje maximální koncentraci. Při kvantitativní analýze tenkých filmů metodou EDX-XRF jsou však výsledky ovlivněné tloušťkou povlaku, což může vést k nepřesnostem a nutnosti nákladných doplňkových metod.

Cíle a přehled studie / článku


Cílem práce bylo vyvinout postup pro korekci kvantitativních hodnot olova v cínových povlacích na základě teoretické intenzity rozptýlených rentgenových paprsků. Autoři kombinovali kalibrační křivku pro stanovení Pb, FP (fundamental parameter) metodu pro určení tloušťky povlaku a následný výpočet korekčního faktoru. Postup byl ověřen na různých elektronických komponentech a validován pomocí mikroEDX.

Použitá metodika a instrumentace


  • EDX-720 energy dispersive X-ray fluorescence spectrometer se zdrojem Rh, Si(Li) detektorem, kolimátorem 10 mm a napětím 50 kV.
  • Měření PbLβ1 intenzity vůči RhKα Rayleighovu rozptylu a kalibrační křivka pro koncentrace Pb.
  • FP metoda pro stanovení tloušťky cínového povlaku na základě citlivostní křivky intenzity SnKα vůči Rayleighovu rozptylu.
  • µEDX-1200 energy dispersive micro X-ray fluorescence spectrometer pro validaci bez tvarových efektů (průměr analytické plošky 50 µm).

Hlavní výsledky a diskuse


  • Olovo v cínovém povlaku odporového terminálu bylo nejprve kvantifikováno na 313,4 ppm.
  • FP metodou byla naměřena tloušťka povlaku 9,1 µm, z níž vyplynul korekční faktor 0,87.
  • Korekce vedla k hodnotě 272,7 ppm olova.
  • Validace µEDX-1200 (≈269 ppm) potvrdila správnost korekce.
  • Postup byl dále aplikován na různé komponenty (displejový terminál, diodu, podložku, konektor, integrovaný obvod, odpor, jiskřiště) a vždy přinesl dobrou shodu mezi EDX po korekci a µEDX.

Přínosy a praktické využití metody


  • Rychlá screeningová analýza RoHS prvků v tenkých kovových povlacích.
  • Eliminace systematické chyby způsobené rozdílnou tloušťkou povlaku.
  • Minimalizace potřeby doplňkových metod ICP a úspora času i nákladů.
  • Možnost univerzální aplikace na různé substráty a povlaky.

Budoucí trendy a možnosti využití


  • Rozšíření korekční metodiky na další RoHS-regulované prvky, jako Cd, Cr, Ni, Zn.
  • Automatizace výpočtu teoretických intenzit a korekčních faktorů v rámci software spektrometrů.
  • Integrace do online monitorovacích systémů výrobních linek.
  • Aplikace na složité vícevrtstvové a heterogenní povlaky.

Závěr


Navržená kombinace kalibrační křivky a FP metody poskytuje spolehlivý postup pro korekci koncentrace olova v tenkých cínových povlacích pomocí EDX-XRF. Validace metodiky mikroEDX prokázala její přesnost a robustnost. Tento přístup zefektivňuje screening RoHS analýzy a snižuje nároky na další laboratorní techniky.

Reference


  • M. Nishino, Bunseki, 6, 286 (2007)
  • C10G-E016D: RoHS/ELV Complying with European Chemical Substance Regulations, Shimadzu Corporation, 2009
  • H. Ochi a kol., Shimadzu Review, 60, 137 (2003)
  • H. Ochi et al., Shimadzu Review, 66, 257 (2009)
  • IEC 62321 Annex D: Practical application of screening by X-ray fluorescence spectrometry (2008)
  • T. Shiraiwa, N. Fujino, Jpn. J. Appl. Phys., 5, 886 (1966)
  • H. Ochi, H. Okashita, Shimadzu Review, 45, 51 (1988)
  • H. Ochi, S. Watanabe, Advances in X-Ray Chemical Analysis, 37, 45 (2006)
  • H. Ochi, S. Watanabe, H. Nakamura, X-ray Spectrom., 37, 245 (2008)

Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Shimadzu EDX-7200 X-ray Fluorescence Spectrometer
Shimadzu EDX-7200 X-ray Fluorescence Spectrometer
2021|Shimadzu|Brožury a specifikace
Energy Dispersive X-ray Fluorescence Spectrometer EDX-7200
Shimadzu EDX-8100  X-ray Fluorescence Spectrometer
Shimadzu EDX-8100 X-ray Fluorescence Spectrometer
2023|Shimadzu|Brožury a specifikace
EDX-8100 - Energy Dispersive X-ray Fluorescence Spectrometer