如何為(wèi)您的镀层工(gōng)艺计算很(hěn)好的测量时间

   日期：2019-08-23

获得合适的金属镀层厚度至关重要。若镀层太薄，则其不能(néng)起到保护底层基材的作(zuò)用(yòng)；若镀层太厚，则成本太高，或者部件不适合它的外壳。


XRF分(fēn)析是公(gōng)认的测量镀层厚度的方法。这种分(fēn)析快速、无损且准确率非常高。然而，当您每天需要测量数百或数千件样品时，您需要尽可(kě)能(néng)减少测量次数，同时保持精(jīng)确读数。问题是如何在切实可(kě)行的短测量时间内找到能(néng)使您获得所需准确性的佳点。

测量时间的影响
使用(yòng)XRF分(fēn)析，测量时间越長(cháng)，读数越精(jīng)确。对于镀层厚度，这意味着镀层越薄，可(kě)允许公(gōng)差越小(xiǎo)，则需要更長(cháng)的测量时间。但这种相关性并非線(xiàn)性关系。如需将精(jīng)密度提高2倍，您需要将测量时间提高4倍。

但实际情况并非如此简单，因為(wèi)影响测量时间的另一个因素是准直器尺寸。

使用(yòng)x射線(xiàn)准直器是為(wèi)了设定样品被测區(qū)域的目标尺寸。基本要求是测量區(qū)域适合部件的尺寸和几何形状。如果目标區(qū)域过大，则测量斑点将涵盖样品周围的區(qū)域，并将给出样品和样品周围任何东西的混合结果。如果样品旁边无任何东西，则测量结果可(kě)能(néng)不正确，且仪器将再次给出错误结果。

因此，您可(kě)能(néng)认為(wèi)好的办(bàn)法是使用(yòng)小(xiǎo)的准直器，以保证高准确度。但这会产(chǎn)生一个问题。准直器越小(xiǎo)，精(jīng)密度越差。如果需要保持一定的精(jīng)密度，可(kě)能(néng)需要改变测量时间。好的解决方案是使用(yòng)超适合您的样品的准直器。如果无法采取通用(yòng)尺寸方法，则您需要理(lǐ)解准直器尺寸、时间和精(jīng)密度之间的关系，并根据需要调整XRF。

控制极限、测量时间和置信度
让我们看看测量时间的实际效果及其如何影响您的工(gōng)艺。假设您的镀层厚度需要介于给定的很(hěn)小(xiǎo)值（控制下限，LCL）和很(hěn)大值（控制上限，UCL）之间。也可(kě)以说，LCL是有(yǒu)效镀层的很(hěn)小(xiǎo)厚度，UCL是部件在规定的很(hěn)大公(gōng)差内的很(hěn)大電(diàn)镀厚度。為(wèi)控制成本，大多(duō)数工(gōng)厂将需要控制其工(gōng)艺，以使镀层厚度尽可(kě)能(néng)靠近LCL，同时确保不会低于这一临界规格。

為(wèi)清楚起见，我们将使用(yòng)一些数字以显示可(kě)接受公(gōng)差如何随测量时间而变化（这些数字只用(yòng)于说明，不应用(yòng)作(zuò)工(gōng)艺控制的基础）。

如果您的LCL是200 µin，则您的目标镀层厚度需要高于该值多(duō)少呢(ne)？这就与您的测量时间有(yǒu)关联。如果您想将测量时间保持在5秒(miǎo)以内，则通过使用(yòng)上表中(zhōng)的数字可(kě)知，您必须将目标镀层厚度设置為(wèi)260 µin，以确保您的镀层厚度始终高于临界200 µin（LCL@200 µin+3σ精(jīng)密度@60 µin）。但如果您可(kě)以接受80秒(miǎo)的测量时间，这意味着您的操作(zuò)可(kě)以更接近LCL（+/-15 µin），且您的目标镀层厚度将為(wèi)215 µin。

较短的测量时间允许您增加测试频率或使用(yòng)XRF设备进行其他(tā)类型的分(fēn)析。其还可(kě)让您的操作(zuò)员腾出时间用(yòng)于执行其他(tā)任務(wù)。在第二种情况下，電(diàn)镀化學(xué)品的成本可(kě)能(néng)会更低，但在实践中(zhōng)，您必须将其与额外测量时间的成本进行权衡。具(jù)體(tǐ)取决于您自身的工(gōng)艺工(gōng)作(zuò)流和生产(chǎn)负荷。

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