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膜厚仪对比,怎么去选择市场上的膜厚仪?
点击次数:176 发布时间:2018-10-10

目前市场上测量线路板(如:PCB、FPC)与五金行业(如:连接器、端子、汽车零部件、通讯行业等)镀金、银、镍、锡、钯、铜、等金属厚度,怎么选择市场上如此多的膜厚仪?

           首先让大家了解一下市场有哪些膜厚仪品牌;一线品牌有:美国博曼(BOWMAN)、牛津仪器(后被日本日立收购)、德国菲希尔、二线品牌:日本精工、韩国先锋、韩国EDX;三线品牌主要是国内仪器:禾苗、华唯、天瑞,上海六一等。 一线品牌美国博曼、牛津、菲希尔在市场上占有率非常高,价格22-30万左右,甚至博曼与菲希尔高瑞产品有100万以上的高精密测厚仪器,主要是应用测量薄金、镍钯金等镀层又薄测量面积又小的产品,而美国博曼的产品寿命与质量;二线品牌相对较少,主要提供给日韩企业使用,三线品牌因为是国产,价格区间在10-15万元以内,测量的镀层比较简单,只能测量很厚的镀层,如铁与镀镍、镀银,像镀薄金仪器测量数据与其它机构或客户相差太大,客户购买后体验很差。

         下面列出三个一线品牌测厚仪的对比:

 

型号X-Strata920BA-100XDLM-PCB 200
品牌原牛津仪器(Oxford),                2017年被日本日立(HITACHI)收购美国博曼(BOWMAN)德国菲希尔(Fischer)
产地(测试主机)上海美国佛罗里达州江苏南通
供应商东莞领创(HITACHI总代理)                          (2016年有位员工从广东正业离职去领创,所以才开始代理牛津)深圳鼎极天(BOWMAN总代理)                            (原为牛津总代理)广东正业(Fischer总代理)                                    (原为牛津总代理)
图片(半自动台)

X-Strata920(MWS)固定式样品台半自动台:         样品台高度固定,测量样品高度不超过33MM,外形尺寸:宽407*深770*高305mm

BA-100-SFF半自动台:Z轴自动控制方式,Z轴行程132mm;样品仓尺寸(高*宽*深mm):140*310*340;机箱(高*宽*深mm):450*450*600XDLM-PCB 200半自动台:固定式样品平台,带有手动弹出功能,Z轴需手动,可用样品台平台面积600*600mm,有加长样品台时1200*900mm;外部尺寸(宽*深*高):570*760*650mm;带有加长平台时:1200*1050*450mm
图片(全自动台)

X-Strata920(AM)全自动台:可提供对样品的自动和编程控制;样品台尺寸:宽610*深560mm;样品台移动行程:178*178mm;测量样品高度不超过33mm;

BA-100-MVM全自动台:可提供对样品的自动和编程控制;自动Z轴行程132mm;XY样品台面积有350*400mm\500*600mm\600*600mm三种可选;XY行程:127*152mm; 

XDLM-PCB210自动台:可编程XY平台,带有自动弹出功能,但Z轴需手动,样品台面积:600*600mm;XY平台移动到最大时1000*1265*470mm

原理X射线荧光(XRF)仪器的工作原理是对被测样品发射一束一次X射线,样品的原子吸收X射线的能量后被激发并释放出二次X射线。每个化学元素会释放出特定能量的X射线。通过测量这些释放出的二次X射线的特征能量和强度,X射线分析仪就能够对被测材料的镀层厚度和成份提供定性和定量的分析X射线荧光(XRF)仪器的工作原理是对被测样品发射一束一次X射线,样品的原子吸收X射线的能量后被激发并释放出二次X射线。每个化学元素会释放出特定能量的X射线。通过测量这些释放出的二次X射线的特征能量和强度,X射线分析仪就能够对被测材料的镀层厚度和成份提供定性和定量的分析X射线荧光(XRF)仪器的工作原理是对被测样品发射一束一次X射线,样品的原子吸收X射线的能量后被激发并释放出二次X射线。每个化学元素会释放出特定能量的X射线。通过测量这些释放出的二次X射线的特征能量和强度,X射线分析仪就能够对被测材料的镀层厚度和成份提供定性和定量的分析
应用范围线路板行业,汽车行业,紧固件,电子元器件,端子连接器,半导体,能源行业,陶瓷卫浴、贵金属等线路板行业,汽车行业,紧固件,电子元器件,端子连接器,半导体,能源行业,陶瓷卫浴、贵金属等线路板行业,汽车行业,紧固件,电子元器件,端子连接器,半导体,能源行业,陶瓷卫浴、贵金属等
测量元素范围22号钛元素-92号铀元素,可同时分析合金材料内最多25种元素含量13号铝元素-92号铀元素,每层最多可含10种元素,可同时分析合金材料内最多25种元素含量17号氯元素-92号铀元素,可最多同时测量24种元素
分析能力镀层:最多同时测5层(4层镀层+基材)镀层:最多同时测5层(4层镀层+基材)镀层:最多同时测5层(4层镀层+基材)
X射线管微聚焦型射线管钨靶
标定功率50瓦,设计额定功率200瓦。
不锈钢管,光管使用2年后容易出现漏油、掉电流
微聚焦型射线管钨靶
标定功率50瓦,设计额定功率300瓦。
铜管体设计最大功率更高,铜管体相比不锈钢管体散热性能好,寿命更长一般使用3-7年
标准射线管钨靶(没有微聚焦)发出的斑点较大
X射线照射方向从上往下从上往下从上往下                                     (菲希尔XULM型号从下往上测量,建议不要购买、这种测量方式目前市场早已淘汰)
激发电压45Kv固定,不能切换0-50Kv连续可调激发条件可根据实际样品情况进行优化,获取好的测量性能。30Kv、40Kv、50Kv三种固定切换
探测器类型
及分辨率
封气比例接收器(PC)                  寿命一般为3-5年
分辨率约900eV
(比例接收器,能量分辨率很低,因为是气体探测器,容易受环境温湿度影响,时常出现干扰,仪器必须经常用标准片校准,目前市场上已渐渐淘汰比例接收器)。           以下是性能探测器排名,PC探测器性能较低,但价格便宜,SDD性能好,价格最贵。

硅-PIN半导体探测器(PIN)             寿命一般为10年以上
分辨率优于190eV

 

(搭载高分辨率的固态探测器,能量分辨率更高,测量相邻元素更精确,仪器无需二次滤波器,峰位长时间保持稳定,无需频繁地用标准片校准仪器)                   使用硅PIN探测器元素分辨率,有效排除元素之间的干扰。

图例:两种探测器对比
红色为封气比例接收器所获得的谱峰,绿色为硅PIN半导体探测器所获得的谱峰。
封气比例接收器所获取的谱峰重叠现象严重。

封气比例接收器(PC)
寿命一般不3-5年                      分辨率约900eV  
(比例接收器,能量分辨率很低,因为是气体探测器,容易受环境温湿度影响,                 另外Fischer 只有在XDAL型号配置了半导体探测器售价60万以上)
系统预热时间由于采用气态探测器,受温湿度影响大,需要等探测器稳定后才能开始测量,预热时间需要超过30分钟。(预热时间长,探测器不稳定,结果可能随温湿度产生变化)射线管在出厂前经过严格调教,且采用半导体探测器,预热时间短,开机后5分钟内可以开始测量。由于采用气态探测器,受温湿度影响大,需要等探测器稳定后才能开始测量,预热时间需要超过30分钟。(预热时间长,探测器不稳定,结果可能随温湿度产生变化)
X射线光程
(射线管窗口离开样品表面距离)
大于4英寸              小于2英寸                                 (BA100采用了新的技术,具有更紧凑的光学结构,X射线光程最短,减少射线能量损失,优化样品激发效果,改善测量重复性)大于4英寸
准直器圆形:0.1、0.15、0.2、0.3mm;                 矩形:0.05 x0.25、0.05 x0.05、0.05x0.25圆形:0.1、0.2、0.3、0.6mm;         矩形:0.025x0.25、0.05x0.05、0.05x0.25圆形:0.1、0.2mm;                          矩形:0.3*0.05
成像系统30倍光学放大                         (可选50倍)30倍光学放大
(50倍可选)
20倍光学放大
Z轴聚焦方式自动激光聚焦自动激光聚焦手动聚焦,每次测量需要人工调试,聚焦效率低,不同人测量数据不一样 
样品仓开槽式开槽式开槽式
Z轴控制及XY平台半自动台:Z轴自动控制、XY平台需手动;  全自动台:Z轴自动控制、XY平台可自动编程半自动台:Z轴自动控制、XY平台需手动;  全自动台:Z轴自动控制、XY平台可自动编程半自动台:Z轴需手动、XY平台需手动;           全自动台:Z轴需手动、XY平台可自动编程
滤波器钴(Co),用于去除铜(Cu)对镍(Ni)的干扰4 位置一次滤波器,自由切换
信号及视频处理需要在电脑内部插入专用的信号处理卡(MCA卡)及专用的视频卡;                  MCA卡价格15000-18000元整,专用视频卡价格2500-3000元整,因为需要电脑提供专用的插槽。电脑发生故障需要更新换代,必须从供应商购买专用电脑,专用电脑6000-7000元整 无需在电脑内部插入专用的信号处理卡和视频卡, 客户可以随时更换电脑,日后电脑升级换代不受任何限制,客户可直接在京东上自行购买电脑更换。需要在电脑内部插入专用的视频卡,专用视频卡的价格2500-3000元整,并且需要电脑提供专用的插槽。万一电脑发生故障需要更新换代,十分麻烦,只能从供应商高价购买专用电脑,专用电脑价格6000-7000元整
仪器与电脑连接仪器和电脑之间有5根连接线,可能会带来干扰源(其中AB线、波谱线、视频线需要每半年更换、否则经常出现干扰)尤其是当机器使用了两、三年后,经常发生由于信号干扰导致的杂波,影响测量。连接线太多,导致系统不稳定。电源线和数据线之间的干扰、数据线和数据线之间的干扰,在客户应用要求不断严格,镀层厚度越来越薄的趋势下,这些不稳定的因素和干扰将直接影响测量重复性 仪器和电脑之间仅需一根USB线连接,简洁、方便,杜绝信号干扰源。(只有一根电源线与一根USB连接线)仪器连接线有3根,较少,同样减少了干扰源
软件界面及用户体验软件在八、九十年代研发至今,没有更新,基于传统的技术,对显示器的分辨率有依赖采用新技术建立的用户界面,简洁、清晰,操作方便。软件在八、九十年代研发至今,一直不更新基于传统的技术,界面繁琐、对显示器的分辨率有依赖
测量报告需要点击几个按钮才能导出报告,只能保存一张图片,并且需要用手工进行插入 。一键导出,并且自动保存每一个测量点的图像,方便客户跟踪实际测量情况不详
标准片库软件不具备标准片库功能软件标准配备标准片库功能、使用简单,节约时间                             (标准片库的好处:
1、方便对标准样品进行管理和维护,记录标准片的信息、校准日期等
2、存储常用元素的波谱,方便校准档案的建立和维护)
软件内置标准片库、使用时较为复杂                        (标准片库的好处:
1、方便对标准样品进行管理和维护,记录标准片的信息、校准日期等
2、存储常用元素的波谱,方便校准档案的建立和维护)
校准档案建立权限开放给客户,客户可以根据实际情况随意添加新的校准档案和分析程序权限开放给客户,客户可以根据实际情况随意添加新的校准档案和分析程序权限不开放给客户,厂商在客户增加档案时收取费用,灵活性低,使用成本高(除非双方合作较多,供应商利润较高的情况下,才会远程视频协助安装)
测量能力由于探测器分辨率差、背景高,X射线信号光程大,信号衰减明显,当Au层厚度低于0.05微米(50纳米)时,测量重复性差,或者无法给出测量数据;由于硬件、软件的限制,当总厚度超过30um时,测量重复性明显变差,或者无法得到测量数据,提示OOR(八十年代的产品CMI900,技术缺乏革新,2010年换了个外壳X-Strata920又继续在市场上卖,2017出售给日本日立性能无任何改善,在未来几年有被停产的压力)借助好的半导体探测器,优化的光学设计,可以实现数个纳米的镀层厚度检测,比如Au/Pd/NiP/CuPCB应用,当Au厚度仅有5纳米,Pd厚度只有20纳米时,仍然可以获得相对稳定的数据;通过调整测量焦距以及配合不同规格的一次滤波器,可实现较厚的厚度测量,比如Cr/Ni/Cr/ABS应用,总厚度可以达到超过60um。由于采用气态探测器,在测量薄金时,重复性较差。
可变焦距测量固定单一焦距自动台可支持多种测量焦距(可变焦距测量可方便实现对凹形样品的测量。)固定单一焦距
服务点东莞、上海、北京深圳、上海、成都、西安东莞、江苏

 

 

 

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