X-RAY熒光測厚法原理

X-RAY是原子內(nèi)層電子在高速運動電子的沖擊下產(chǎn)生躍遷而發(fā)射的光輻射，可分為連續(xù)X-RAY和特征X-RAY兩種，常用波段為0.1-20埃（A0）。

X-RAY分析法按照產(chǎn)生的機理可以劃分為X-RAY熒光法（X-RAY fluorescence analysis）和X-RAY吸收光譜法（X-RAY absorption spectroscopy）和X-RAY衍射分析法（X-RAY diffraction analysis）等。在PCB行業(yè)，對于金屬層厚度一般采用X-RAY熒光法（X-RAYfluorescence analysis）。

X-RAY熒光測厚法原理是利用X-RAY射擊到待測量的物體表面上，而反射出熒光，利用皮膜反射的熒光與基材反射熒光的不同性質(zhì)，與基材反射回來的熒光量的多少，得以計算出皮膜厚度。

當一種物料受到X-RAY的撞擊（Bombardment）時，原子中的某些電子在獲得足夠的能量而脫離（Spin Off）各原子正常軌道的制約后，在原來脫離的價層（Shell）中便產(chǎn)生一個“空洞”（Void）。當另外有其他的電子從高價層中落下來填補該空洞的時候，其多余的能量便以X-RAY能量的光子釋放出來，此X-RAY又在射擊到其他物質(zhì)上，并再度產(chǎn)生第二次的X-RAY熒光（X-RAY fluorescence），參見圖2。各種熒光X-RAY的發(fā)射能階（LimittedEnergy Lenel，也就是波長）與其再原子序（Atomic Number）成正比，而且和該物質(zhì)的特性有關系，其譜線的數(shù)量（Quantity，也就是強度）是與該物質(zhì)的厚度有關。通過這樣的機理，可以對物質(zhì)進行定性和定量分析。也就是如果能夠采用適當?shù)膬x器（Instrumentaition），通過計算機便可以很快利用X-RAY去測量該材料的厚度。

X-RAY測量儀器的基本結構包括X-RAY光管/光源（X-RAY Tude）、準直器（Collimator，或叫瞄準儀）及一個比例記數(shù)器（Propertional Counter），參見圖3。



X-RAY光管由一個帶鈹（Be）窗口的防射線的重金屬罩和一個具有絕緣性能的真空玻璃罩組成的套管，其作用是在高壓電源（50-100KV）的激發(fā)下產(chǎn)生連續(xù)的X-RAY，其所發(fā)射的射線通過準直器（Collimator）將發(fā)散的X-RAY變成平行的射線束，瞄準發(fā)射到待測量的物體上，物體所反射的光子會在比例記數(shù)器管中將氣體游離化，產(chǎn)生電脈沖輸出，電脈沖輸出與入射光子能量成正比，然后結合光譜分析（Spectrom Analysis），通過標準曲線法原理，利用電腦進行復雜計算，從而獲得測量物質(zhì)的厚度。