根据欧盟RoHS指令要求,电子电气产品中限用物质铅、汞、铬、镉和溴的**要求是,铅,汞,六价铬,多溴二苯醚(PBDE)或****(PBB)小于、等于1000mg/kg,镉小于等于100mg/kg。XRF适用于电子电气产品中限用物质铅、汞、铬、镉和溴的快速筛选,即半定量分析,这样分析方式对测试结果的要求是在68%的置信度条件下允许结果误差为30%,对基体复杂的样品(如小的电子元器件等)其误差范围要求更宽,可以达到50%。
这个方法是用来对电子电气产品基本材料中铅、镉、汞、铬、溴的筛选分析,一般来说XRF的测试结果是上述元素的总含量,而不能分辨元素的不同价态及不同化合物形态。因此六价铬、****和多溴二苯醚的实际含量需要用详细化学分析方法来进行确认。
XRF是一种通过比较来进行定量的仪器,因此它的表现依赖于校准方法(校准曲线)的质量,即依赖于选择的校准物质和选择的仪器响应模式。XRF分析易受基体干扰(吸收和加强)和光谱干扰。并不是所有类型的XRF都能够适用于各种大小及形状的样品。
有一种通用的校准方法,即基本参数校准法(FP)。FP法是指用纯的元素、纯的化合物或较少数的具有一定基体组成的校准物质来进行校准的方法。对于所有的XRF校准方法,如果校准物质的组成越接近样品,测试的准确度就越高。
有一种经验校准方法,即使用校准物质,并通过运算方法来校正基体及光谱产生的干扰(校正系数)。但是这种方法要求校准物质的元素组成和样品一致。如果校准物质中缺少某一可能产生干扰的元素,而样品中又含有该元素,测试结果可能导致很大的偏差。由于现有的校准物质数量有限,因此在一个方法中既解决所有可能的基体干扰和光谱干扰,又保持好的的准确度,是一件非常复杂或者可以说是不可能的任务。
对于有涂层的材料和多个涂层结构的材料,事先不知道涂层的结构是很难获得准确结果的,因为校准模式的选择主要依赖于样品中涂层的结构。对于一种涂层或涂层较薄的情况,必须谨慎处理以保证XRF具有足够的灵敏度可以检测出涂层中含量很低的物质。
XRF筛选分析有以下两种方式:非破坏性——对获得的样品直接进行分析;破坏性——在分析前运用机械的或化学的方法进行样品前处理。
这个测试方法的目的是对不同材料中是否存在限用物质进行筛选。这个方法提供的是一种通常被称为半定量的测试手段,那就是说,结果的相对不确定度一般在30%或更好,此时的置信度为68%。根据用户自己的需要,一些用户还可以接受更高的不确定度,通过这种半定量的测试可以令用户筛选出需要进行详细分析的材料。这种测试的主要目的是为风险管理提供信息。
为什么选择XRF检测仪
绝大多数的XRF仪器在工作中经常需要校准,以保证每次检测的准确性。为此有的光谱仪干脆每测一次之前自动校准一次,这种经常性的校准不仅耗费时间,而且耗费资源。时间和资源都将进入成本。作为国内XRF**生产企业,有数量庞大,专业精神的服务团队,为提供XRF校正服务。售后服务的及时和完备性是保证设备运转,发挥保驾**的作用。为客户免去不必要的误工损失。
XRF的真实成本
明面上的售价必须考虑,隐含着的使用成本和维护成本不能忽视,这些隐含成本大的惊人,不消一两个月功夫,一台光谱仪的钱就搭进去了;而且这个隐含成本与时俱增。
XRF的安全性
(1)人身安全
绿色制造、RoHS法规的zui根本的出发点是环保和健康;有这样的光谱仪,自身是检测有毒物质的仪器却使用铅来防护X射线漏泄;无X射线漏泄的仪器才能有人身安全的**。
(2)数据安全:
数据是检测的*终成果,数据保存、保真始终处于企业管理的**位。
XRF测试仪故障案例三:
计数率不稳定
故障分析:
X射线荧光光谱仪的常用探测器有二个:流气计数器和闪烁计数器。闪烁计数器很稳定,问题常出现在流气计数器上。
流气计数器窗膜由一块聚酯薄膜、hostaphan膜或聚丙烯薄膜镀上一层很薄(约30nm)的铝膜所构成,由于窗膜承受大气压力,一段时间后随着基体材料的延展,铝膜可能产生裂纹,从而减弱导电性能,这种情况对脉冲高度分布影响不大,但会使计数率不稳定。新型号的X射线荧光光谱仪一般都安装1μm甚至0.6μm的窗膜,而不再使用6μm的窗膜,因此流气计数器的窗膜导电性能下降的可能性增大。
检查方法[2]:在低X射线光管功率情况下,选一个KKα计数率约2000CPS的样品,测定计数率,然后用一个钾含量高的样品取代原样品,将光管调到满功率,保持2分钟,再将X射线光管功率减至原值,测量*个样品,如窗膜导电正常,将得到原计数率,如窗膜导电性能变差,会发现计数率减小,然后慢慢回升至初始值,这时就应调换窗膜。
XRF分析原理也就是X射线光谱分析仪的分析原理。X射线光谱分析仪通常可分为两大类,波长色散X射线荧光光谱仪(WDXRF)和能量色散X射线荧光光谱仪(EDXRF),波长色散光谱仪主要部件包括激发源、分光晶体和测角仪、探测器等,而能量色散光谱仪则只需激发源和探测器和相关电子与控制部件,相对简单。
标准配置
移动样品平台。
信噪比增强器。
电制冷Si-PIN探测器。
信号检测电子电路。
高低压电源。
大功率X光管。
计算机及喷墨打印机
性能特点
1. ROHS检测分析仪采用TianRay技术――*特的激发X光源,样品激发结构和探测系统,大大提高仪器元素的检测灵敏度(降低检出限);
2. 具有现代化的外观,结构和色彩,上盖电动控制开关,更人性化;
3. 准直器,滤光片自动切换,可适应不同的样品测试要求;
4. 大容量的样品腔和高清摄像头,样品测量更灵活方便。
XRF仪器的精度=精密度+准确度
首先解释一下精度的概念。用户关注的精度,实际上包含了精密度和准确度两项不同的内容。用户所需求的高精度仪器一方面要有好的测量精密度,即多次测量的离散型要小,另一方面要有好的准确性,即与真实含量的偏差要小。
精密度
精密度即检测结果的离散性,通常以多次检测的标准偏差S来计算,客户如果更关心多次测量的较差,可以用正负二倍标准偏差来换算,D=±2S,意思是任意两次检测结果的差有95%的可能性小于D。对于XRF类分析仪器,精密度的保证,是与所分析谱线的强度(计数率)密切相关的,对于同一个样品,通常谱线强度越高,精密度就越好。例如SDD探测器性能优于Si-PIN的一个重要指标就是它允许更高的计数*,并且保持分辨率不变。
准确度
另一个反映仪器精度的指标是准确度,指的是检测结果偏离真实值的程度,对于能量色散型XRF仪器而言,要得到好的准确度,首先要有好的解谱算法得到准确的特征线强度,其次要有好的、合适的定量方法从强度中得到准确的含量。
XRF:X射线荧光光谱分析,人们通常把X射线照射在物质上而产生的次级X射线叫X射线荧光,而把用来照射的X射线叫原级X射线。XRF已广泛应用于冶金、地质、有色、建材、商检、环保、卫生等各个领域。
XRF的优点:
a) 分析速度高。测定用时与测定精密度有关,但一般都很短,2~5分钟就可以测完样品中的全部待测元素。
b) X射线荧光光谱跟样品的化学结合状态无关,而且跟固体、粉末、液体及晶质、非晶质等物质的状态也基本上没有关系。(气体密封在容器内也可分析)但是在高分辨率的精密测定中却可看到有波长变化等现象。特别是在**软X射线范围内,这种效应更为显著。波长变化用于化学位的测定。
c) 非破坏分析。在测定中不会引起化学状态的改变,也不会出现试样飞散现象。同一试样可反复多次测量,结果重现性好。
d) X射线荧光分析是一种物理分析方法,所以对在化学性质上属同一族的元素也能进行分析。
e) 分析精密度高。
f) 制样简单,固体、粉末、液体样品等都可以进行分析。
XRF的缺点:
a)难于作分析,故定量分析需要标样。
b)对轻元素的灵敏度要低一些。
c)*受相互元素干扰和叠加峰影响。
IPC-4556是关于印刷电路板化学镀镍/化学镀钯/浸金(ENEPIG)表面处理的规范。该规范于2013年1月发布,其中给出了IPC对于实现可靠的PCB表面处理的详细指南,旨在确保PCB在金、铜和铝线镀层应用中保持佳的使用寿命、可焊性和引线键合。该规范涵盖了一系列PCB表面处理参数,用于确保PCB实现可靠的接触性能,其包括:视觉参考、附着力、可焊性、清洁度和电解腐蚀。然而,该文件主要侧重于镍、钯和金层的特定厚度范围。一方面,钯层必须足够厚,以阻止镍扩散到金表面,从而防止化学镀镍层过度腐蚀。(过度腐蚀会导致焊点变得不可靠)。而另一方面,如果钯层太厚,焊点会变脆,终可能会失效。因此需要金层来保护钯层免受可能对引线键合和焊接产生不利影响的污染,而且金层必须大于规定的厚度。IPC-4556规定,镀层厚度必须使用x射线荧光(XRF)方法来测量。IPC在开发该规范时采用XRF镀层测厚仪进行了大量的测试,因此制定出了一套详细的测量标准,包括设备设置、测量报告和校准建议。
XRF谱线强度计算
简单的计算谱线强度的方法是感兴趣区加和(感兴趣区边界线性背景扣除),该算法的重复性误差较小,可能更*得到较好的检测精密度,但这种算法对于重叠谱处理能力很差,在有谱重叠的情况下,难以得到谱线的真实强度。当采用“标准”定量算法时这会带来很大的准确度方面的问题,但对于后面将要提到的折线法却是有利的,因为这种算法的特殊性(非标准算法)可以使经由不准确的谱线强度得到的含量结果也“看起来很美”。通常,在科学、严谨的XRF分析软件中为了得到较好的定量准确度,会用到解谱算法,在有重叠谱的时候,能够将谱线强度计算的尽量准确。这也是为什么我们采用解谱算法而不是前述简单强度算法的原因。