使用熒光光譜分析法（XRF）進行RoHS驗證-X熒光光譜測ROHS

隨著歐盟RoHS*后期限的臨近，很多公司都開始采用無鉛化工藝，但要確保工藝的一致性，有效的檢測方法是必不可缺的，熒光光譜分析法（XRF）就是其中之一。許多晶圓制造廠已開始用XRF法在薄鍍層上進行無危害性成分測量，而且還用它探測擴散阻擋層裂口。
RoHS禁令簡介

RoHS是⟪電氣、電子設備中限制使用某些有害物質指令⟫（the Restriction ofthe use of certain hazardous substances in electrical andelectronicequipment）的英文縮寫，主要限制電子產品中的鉛Pb、鎘Cd、汞Hg、六價鉻Cr(VI)、多溴聯苯PBBs、多溴聯苯醚PBDEs六種有害物質含量。產品中各物質的*大容許含量（閾值）分別為：Cd為100×10-6，Pb、Hg、Cr(VI)、PBB和PBDE為1000×10-6。該指令由歐洲議會及理事會提出，歐盟成員國將于2006年7月1日起強制實施。

我國也在制定相應的法規，⟪中國電子信息產品污染防治管理辦法(征求意見稿)⟫ 第 11條就明確指出：生產者應當采取措施逐步減少并淘汰電子信息產品中鉛、汞、鎘、六價鉻、聚合溴化聯苯（PBB）、聚合溴化聯苯乙醚（PBDE）及其他有毒有害物質的含量；對于不能完全淘汰的，其有毒有害物質含量不得超過國家標準的有關規定。

熒光光譜分析法（XRF）


熒光光譜分析法（XRF）就是利用原子熒光譜線的波長和強度進行物質的定性與定量分析的方法。因為在一定實驗條件下，被測元素的濃度與熒光強度成正比，因而可據此對RoHS六種有害物質進行定量分析。
原子熒光光譜儀分為色散型和非色散型兩類，兩類儀器的結構基本相似，差別在于非色散儀器不用單色器。色散型光譜儀由輻射光源、單色器、原子化器、檢測器、顯示和記錄裝置組成。輻射光源用來激發原子使其產生原子熒光，可使用連續光源或銳線光源，常用的連續光源是氙弧燈，而可用的銳線光源有高強度空心陰極燈、無極放電燈及可控溫度梯度原子光譜燈和激光；單色器用來選擇所需的熒光譜線，排除其他光譜線的干擾；原子化器用來將被測元素轉化為原子蒸氣，分為火焰、電熱和電感耦合等類型；檢測器用來檢測光信號并轉換為電信號，常用的檢測器是光電倍增管；顯示和記錄裝置則用來顯示和記錄測量結果，包括了電表、數字表、記錄儀等。

原子熒光光譜分析法具有設備簡單、靈敏度高、光譜干擾少，工作曲線線性范圍寬，可以進行多元素測定等優點，應用廣泛。RoHS一致性熒光屏檢查流程如圖1所示。
圖1 RoHS一致性熒光屏檢查流程圖 對XRF而言，可不考慮被測物的化學焊接狀況直接鑒定原子，這使XRF特別適用于檢查鎘、鉛和汞等物質。XRF分析法能夠檢查鉻，只是不能區別有毒的六價形態和別的鉻形態。如果樣品中總的鉻含量低于對六價鉻含量的限定范圍，就表明有毒等級較低，如果不存在此狀況，就需要進行有害性化學分析。XRF還能夠檢測有溴原子的樣品，因此多溴聯二苯（PBB）和多溴聯二苯醚（PBDE）的檢查也將遵循同樣的規則，如果PBB和PBDE中的溴等級都低于限定值范圍的話，就可判定其具有一致性。照明工程師社區q;sb(XPY2^1sb3ht /D!Hez a`在半導體和電子行業有十幾家公司提供X射線測量設備。在這些公司中，目前為RoHS一致性測試提供XRF設備的公司包括：Hepco、 Horiba Jobin Yvon 、Innov-X Systems 、 Niton 和 Oxford Instruments。 r檢測程序、方法、設備與確證結 RoHS在工藝過程中主要的存在形式有：溫控器、傳感器和繼電器中的汞；焊料、CRT玻璃和燈泡中的鉛；開關、彈簧、連接器、外殼和PCB中的鎘；金屬防腐蝕涂層中的六價鉻；PCB、連接器、塑料外殼中的多溴聯苯和PBB阻燃劑；PCB、連接器、塑料外殼中的多溴二苯醚和PBDE阻燃劑。 工藝中的檢測程序包括：樣品拆分、篩選測試、確證檢測、符合性評價。 樣品拆分：電子產品的成品和半成品由多種材料組成，首先必須進行拆解，直至得到無法進一步機械拆解的*小均質材料檢測單元。 材料分類：電子電氣產品及部件的材料分類如下： 聚合物類：塑料、橡膠、泡棉等； 金屬類：金屬板材、支架等； 電子元器件類：線路板、電阻、電容等； 其他類：添加劑、涂料、顏料、絕緣漆、玻璃、搪瓷、膠木、墨水、瓷等。 注：對于無法拆解的非均質組件，須使用低溫破碎、研磨等方式制成均質檢測單元，再進行檢測。照明工程師社區|"vN:f7K 各類材料的測試項目見表1 J 表1 LM94022管腳功能 篩選測試：不同材料中有害物質的存在風險不同，篩選測試可以預先從中甄別出其中高風險的材料再進一步進行確證測②對于通過篩選測試的材料，可不再進行確證測試，節省時間和成本。常用的篩選測試方法包括：X熒光光譜法、斑點法、直讀光譜法、傅立葉紅外光譜法等。表2和表3給出了常用的篩選測試方法和確證測試方法。 表2 測試方法和設備范圍技術比較表 表3中的處理方法指的是相關國際標準和國家標準。 表3 確證測試儀器和處理方法符合性評價的內容分為以下5個方面：
①對產品拆分過程的符合性評價； ②對采用適當檢測標準的符合性評價；
③對檢測單元測試結果可靠性的評價；④對各檢測單元結果是否符合限量要求的判定 ⑤對產品是否符合RoHS的總體評價，寫出報告證書。使用要點 由于需要測量均勻樣品的成分，那么光束的直徑是非常重要的。對統裝材料而言，諸如波峰焊槽中的焊料，寬光束就足夠了；而在BGA或倒裝片粘附之前，還需核查焊料凸點的鉛含量，以確保光點直徑小于凸點。此外，因為要確定光束進入材料有多深，因此光束強度也是重要的。例如，為了核查引線上均勻性成分，就要確保光束要穿透材料本身。