[发明专利]一种监测镀件表面金属镀层厚度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种监测镀件表面金属镀层厚度的方法。

背景技术

现在的很多器件和用具要求在基材表面镀一层一定厚度的金属，如印刷电路板(PCB)。因此，在进行镀层厚度控制的过程中，监测镀层厚度是否符合要求既能节约时间和原料，又能保证产品的性能。

目前的涂镀层测厚仪根据原理分类有磁性测厚法、涡流测厚法、电解测厚法、X射线荧光法以及超声测厚法、扫描电镜法等方法。

其中，磁性测厚法只适合测导磁材料上的非导磁层厚度的测量，涡流测厚法只适合导电金属上的非导电层厚度的测量。

化学电解法为把样品做成板快形态的电极，和另一个电极，电解池，电源组成一个闭合的电解电路，通过检测电解的电位跃迁来判断各层金属电离完毕时间t，通过电流计，记录电流大小I，由I和t可以计算出电解时通过的电量，由电量以及元素的电离价态和原子量可以计算出各层镀层的质量，再结合密度和面积，计算得出镀层厚度。该方法只适用于测试大块样品的镀层厚度，难于测得小块样品镀层的成分、层数等信息。另外，电解测厚法属于有损检测而且测试过程复杂，测试时间长。

而X射线荧光测厚仪要求事先知道各层元素以及基材材质，而且要求测试区域最小不小于2平方毫米，对测试样品尺寸和形状有较多局限性；超声波测厚法虽然适用多层涂镀层厚度的测量但是价格昂贵，测量的精度也不高；用扫描电镜测试镀层厚度的样品制备过程十分繁琐并且对电镜性能的要求也很高。

因此，在电镀和化学镀工业中需要一种能够无损监测镀层厚度的准确可靠的方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中监测镀层厚度的方法不完善的缺点，提供一种无损监测镀层厚度的准确可靠的方法。

本发明提供了一种监测镀件表面金属镀层厚度的方法，其中，所述镀件包括基材和表面金属镀层，或者包括基材、表面金属镀层和次外层，与所述表面金属镀层相邻的基材或次外层含有表面金属镀层不含有的元素，该方法包括用入射电子束轰击镀件表面，并用X射线能谱仪采集镀件表面的能谱图，根据该能谱图中是否出现所述表面金属镀层不含有的元素的特征峰和入射电子束的条件，监测镀件表面金属镀层的厚度。

本发明利用扫描电子显微镜(SEM)-X射线能谱仪(EDS)的方法可以对微小的区域和毫米级镀件进行表面镀层厚度的监测。由于能谱仪具有定性测试功能，也能对合金镀层进行监测，还能对镀层的元素进行定性分析，所以能分析盲样的镀层物质。使用本发明提供的方法监测镀层厚度不需要破坏样品，而且监测结果准确可靠。

附图说明

图1为本发明实施例1中的0.5μm标准样品的EDS谱图；

图2为本发明实施例1中的0.53μm标准样品的EDS谱图；

图3为本发明实施例2中的0.7μm标准样品的EDS谱图；

图4为本发明实施例2中的0.73μm标准样品的EDS谱图；

图5为本发明实施例3中铜箔厚度为0.1μm的覆铜板在加速电压为8KV时的EDS谱图；

图6为本发明实施例3中铜箔厚度为0.1μm的覆铜板在加速电压为9KV时的EDS谱图；

图7为本发明实施例3中铜箔厚度为0.1μm的覆铜板在加速电压为10KV时的EDS谱图。

具体实施方式

本发明提供的监测镀件表面金属镀层厚度的方法，其中，所述镀件包括基材和表面金属镀层，或者包括基材、表面金属镀层和次外层，与所述表面金属镀层相邻的基材或次外层含有表面金属镀层不含有的元素，该方法包括用入射电子束轰击镀件表面，并用X射线能谱仪采集镀件表面的能谱图，根据该能谱图中是否出现所述表面金属镀层不含有的元素的特征峰和入射电子束的条件，监测镀件表面金属镀层的厚度。

所述表面金属镀层的材料可以为任何金属元素，优选情况下，所述表面镀层金属的元素可以为铁、铜、金、银、镍、铬、铅、铂、锰、锌和钨中的一种或几种。其中，所述表层金属镀层的厚度可以为0.05-0.8微米，优选为0.1-0.6微米。当镀件的金属镀层为单层时，基材中含有表面金属镀层不含有的元素；当镀件的镀层为多层时，次外层含有表面金属镀层中不含有的元素。

EDS的基本工作原理为：电子束轰击样品表面，使样品产生X射线，该X射线的能量E＝hγ，h为普朗克常数，γ为光子振动频率。不同元素发出的特征X射线具有不同频率，即具有不同能量，检测不同光子的能量(频率γ)即可确定元素。