X-RAY熒光測(cè)厚法原理

X-RAY是原子內(nèi)層電子在高速運(yùn)動(dòng)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(jī)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(duì)于金屬層厚度一般采用X-RAY熒光法（X-RAYfluorescence analysis）。

X-RAY熒光測(cè)厚法原理是利用X-RAY射擊到待測(cè)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(lái)的熒光量的多少，得以計(jì)算出皮膜厚度。

當(dāng)一種物料受到X-RAY的撞擊（Bombardment）時(shí)，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(lái)脫離的價(jià)層（Shell）中便產(chǎn)生一個(gè)“空洞”（Void）。當(dāng)另外有其他的電子從高價(jià)層中落下來(lái)填補(bǔ)該空洞的時(shí)候，其多余的能量便以X-RAY能量的光子釋放出來(lái)，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(jiàn)圖2。各種熒光X-RAY的發(fā)射能階（LimittedEnergy Lenel，也就是波長(zhǎng)）與其再原子序（Atomic Number）成正比，而且和該物質(zhì)的特性有關(guān)系，其譜線的數(shù)量（Quantity，也就是強(qiáng)度）是與該物質(zhì)的厚度有關(guān)。通過(guò)這樣的機(jī)理，可以對(duì)物質(zhì)進(jìn)行定性和定量分析。也就是如果能夠采用適當(dāng)?shù)膬x器（Instrumentaition），通過(guò)計(jì)算機(jī)便可以很快利用X-RAY去測(cè)量該材料的厚度。

X-RAY測(cè)量?jī)x器的基本結(jié)構(gòu)包括X-RAY光管/光源（X-RAY Tude）、準(zhǔn)直器（Collimator，或叫瞄準(zhǔn)儀）及一個(gè)比例記數(shù)器（Propertional Counter），參見(jiàn)圖3。



X-RAY光管由一個(gè)帶鈹（Be）窗口的防射線的重金屬罩和一個(gè)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(guò)準(zhǔn)直器（Collimator）將發(fā)散的X-RAY變成平行的射線束，瞄準(zhǔn)發(fā)射到待測(cè)量的物體上，物體所反射的光子會(huì)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(jié)合光譜分析（Spectrom Analysis），通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)曲線法原理，利用電腦進(jìn)行復(fù)雜計(jì)算，從而獲得測(cè)量物質(zhì)的厚度。