膜厚測(cè)試儀、鍍層測(cè)厚儀、金厚測(cè)試儀儀器性能、精度對(duì)比表

品牌：

原牛津儀器（Oxford)

2017年被日本日立(HITACHI)收購(gòu)

美國(guó)博曼（BOWMAN）

德國(guó)菲希爾（Fischer)

型號(hào)

X-Strata920

BA-100

XDLM-PCB 200

產(chǎn)地（測(cè)試主機(jī)）

上海

美國(guó)佛羅里達(dá)州

江蘇南通

圖片（半自動(dòng)臺(tái)）

X-Strata920(MWS)固定式樣品臺(tái)半自動(dòng)臺(tái)：         樣品臺(tái)高度固定，測(cè)量樣品高度不超過33MM，外形尺寸：寬407*深770*高305mm

BA-100-SFF半自動(dòng)臺(tái)：Z軸自動(dòng)控制方式，Z軸行程132mm；樣品倉(cāng)尺寸（高*寬*深mm）：140*310*340；機(jī)箱（高*寬*深mm）：450*450*600

XDLM-PCB 200半自動(dòng)臺(tái)：固定式樣品平臺(tái)，帶有手動(dòng)彈出功能，Z軸需手動(dòng)，可用樣品臺(tái)平臺(tái)面積600*600mm，有加長(zhǎng)樣品臺(tái)時(shí)1200*900mm；外部尺寸(寬*深*高mm）：570*760*650；帶有加長(zhǎng)平臺(tái)時(shí)：1200*1050*450

圖片（全自動(dòng)臺(tái)）

X-Strata920（AM）全自動(dòng)臺(tái)：可提供對(duì)樣品的自動(dòng)和編程控制；樣品臺(tái)尺寸：寬610*深560mm；樣品臺(tái)移動(dòng)行程：178*178mm；測(cè)量樣品高度不超過33mm

BA-100-MVM全自動(dòng)臺(tái)：可提供對(duì)樣品的自動(dòng)和編程控制；自動(dòng)Z軸行程132mm；XY樣品臺(tái)面積有350*400mm\500*600mm\600*600mm三種可選；XY行程：127*152mm

XDLM231為固定式樣品平臺(tái)；232為手動(dòng)X/Y平臺(tái)；237為可驅(qū)動(dòng)可編程X/Y平臺(tái)

原理

X射線熒光（XRF）儀器的工作原理是對(duì)被測(cè)樣品發(fā)射一束一次X射線，樣品的原子吸收X射線的能量后被激發(fā)并釋放出二次X射線。每個(gè)化學(xué)元素會(huì)釋放出特定能量的X射線。通過測(cè)量這些釋放出的二次X射線的特征能量和強(qiáng)度，X射線分析儀就能夠?qū)Ρ粶y(cè)材料的鍍層厚度和成份提供定性和定量的分析

X射線熒光（XRF）儀器的工作原理是對(duì)被測(cè)樣品發(fā)射一束一次X射線，樣品的原子吸收X射線的能量后被激發(fā)并釋放出二次X射線。每個(gè)化學(xué)元素會(huì)釋放出特定能量的X射線。通過測(cè)量這些釋放出的二次X射線的特征能量和強(qiáng)度，X射線分析儀就能夠?qū)Ρ粶y(cè)材料的鍍層厚度和成份提供定性和定量的分析

X射線熒光（XRF）儀器的工作原理是對(duì)被測(cè)樣品發(fā)射一束一次X射線，樣品的原子吸收X射線的能量后被激發(fā)并釋放出二次X射線。每個(gè)化學(xué)元素會(huì)釋放出特定能量的X射線。通過測(cè)量這些釋放出的二次X射線的特征能量和強(qiáng)度，X射線分析儀就能夠?qū)Ρ粶y(cè)材料的鍍層厚度和成份提供定性和定量的分析

應(yīng)用范圍

線路板行業(yè)，汽車行業(yè)，緊固件，電子元器件，端子連接器，半導(dǎo)體，能源行業(yè)，陶瓷衛(wèi)浴、貴金屬等

線路板行業(yè)，汽車行業(yè)，緊固件，電子元器件，端子連接器，半導(dǎo)體，能源行業(yè)，陶瓷衛(wèi)浴、貴金屬等

線路板行業(yè)，汽車行業(yè)，緊固件，電子元器件，端子連接器，半導(dǎo)體，能源行業(yè)，陶瓷衛(wèi)浴、貴金屬等

測(cè)量元素范圍

22號(hào)鈦元素-92號(hào)鈾元素，可同時(shí)分析合金材料內(nèi)多25種元素含量

13號(hào)鋁元素-92號(hào)鈾元素，每層多可含10種元素，可同時(shí)分析合金材料內(nèi)多25種元素含量

17號(hào)氯元素-92號(hào)鈾元素，可多同時(shí)測(cè)量24種元素

分析能力

鍍層：多同時(shí)測(cè)5層（4層鍍層+基材）

鍍層：多同時(shí)測(cè)5層（4層鍍層+基材）

鍍層：多同時(shí)測(cè)5層（4層鍍層+基材）

X射線管

微聚焦型射線管鎢靶。

標(biāo)定功率50瓦，設(shè)計(jì)額定功率200瓦。

不銹鋼管，光管使用2年后容易出現(xiàn)漏油、掉電流

微聚焦型射線管鎢靶。

標(biāo)定功率50瓦，設(shè)計(jì)額定功率300瓦。

銅管體設(shè)計(jì)大功率更高，銅管體相比不銹鋼管體散熱性能更好，壽命更長(zhǎng)一般使用3-7年

標(biāo)準(zhǔn)射線管鎢靶。

沒有微聚焦，發(fā)出的斑點(diǎn)較大

X射線照射方向

從上往下

從上往下

從上往下

（菲希爾XULM型號(hào)從下往上測(cè)量，建議不要購(gòu)買、這種測(cè)量方式目前市場(chǎng)早已淘汰）

激發(fā)電壓

45Kv固定，不能切換

0-50Kv連續(xù)可調(diào)激發(fā)條件可根據(jù)實(shí)際樣品情況進(jìn)行優(yōu)化，獲取測(cè)量性能

30Kv、40Kv、50Kv三種固定切換

探測(cè)器類型

及分辨率

封氣比例接收器（PC）                  壽命一般為3-5年

分辨率約900eV

（比例接收器，能量分辨率很低，因?yàn)槭菤怏w探測(cè)器，容易受環(huán)境溫濕度影響,時(shí)常出現(xiàn)干擾，儀器必須經(jīng)常用標(biāo)準(zhǔn)片校準(zhǔn)，目前市場(chǎng)上已漸漸淘汰比例接收器)。

硅-PIN半導(dǎo)體探測(cè)器（PIN）             壽命一般為10年以上

分辨率優(yōu)于190eV

（搭載高分辨率的固態(tài)探測(cè)器，能量分辨率更高，測(cè)量相鄰元素更，儀器無需二次濾波器，峰位長(zhǎng)時(shí)間保持穩(wěn)定，無需頻繁地用標(biāo)準(zhǔn)片校準(zhǔn)儀器）                   使用硅PIN探測(cè)器元素分辨率更好，有效排除元素之間的干擾。

封氣比例接收器（PC）

壽命一般為3-5年                      分辨率約900eV

（比例接收器，能量分辨率很低，因?yàn)槭菤怏w探測(cè)器，容易受環(huán)境溫濕度影響,                 另外Fischer 只有在XDAL型號(hào)配置了半導(dǎo)體探測(cè)器售價(jià)60萬以上）

探測(cè)器類型解析

檢測(cè)器的發(fā)展史：

1:封氣正比計(jì)數(shù)器：高基線噪音，分辨率差，三萬CPS的飽和度，容易飽和，受氣溫和濕度影響，經(jīng)常需要重新校準(zhǔn)，四十年前的探測(cè)器。 

2:Si-PIN半導(dǎo)體探測(cè)器，低噪音水平，高分辨率，五萬CPS的飽和度，不容易飽和，元素分析間隔更大，半導(dǎo)體冷卻，非常穩(wěn)定且不受氣候影響。                                       3:SDD硅漂移探測(cè)器，低基線噪音，高計(jì)數(shù)檢測(cè)，高分辨率，一百萬的CPS，很難飽和，廣泛的元素測(cè)量范圍，半導(dǎo)體冷卻非常穩(wěn)定且不受氣候影響。

所有Bowman XRF儀器都使用硅探測(cè)器，以獲得高分辨率，低噪音水平和大的整體穩(wěn)定性。確保實(shí)現(xiàn)的鍍層厚度測(cè)量和元素分析。

圖2為兩種探測(cè)器對(duì)比，紅色為封氣比例接收器所獲得的譜峰，綠色為硅PIN半導(dǎo)體探測(cè)器所獲得的譜峰。

封氣比例接收器所獲取的譜峰重疊現(xiàn)象嚴(yán)重。

系統(tǒng)預(yù)熱時(shí)間

由于采用氣態(tài)探測(cè)器，受溫濕度影響大，需要等探測(cè)器穩(wěn)定后才能開始測(cè)量，預(yù)熱時(shí)間需要超過30分鐘。（預(yù)熱時(shí)間長(zhǎng)，探測(cè)器不穩(wěn)定，結(jié)果可能隨溫濕度產(chǎn)生變化）

射線管在出廠前經(jīng)過嚴(yán)格調(diào)教，且采用半導(dǎo)體探測(cè)器，預(yù)熱時(shí)間短，開機(jī)后5分鐘內(nèi)可以開始測(cè)量。

由于采用氣態(tài)探測(cè)器，受溫濕度影響大，需要等探測(cè)器穩(wěn)定后才能開始測(cè)量，預(yù)熱時(shí)間需要超過30分鐘。（預(yù)熱時(shí)間長(zhǎng)，探測(cè)器不穩(wěn)定，結(jié)果可能隨溫濕度產(chǎn)生變化）

X射線光程

（射線管窗口離開樣品表面距離）

大于4英寸

小于2英寸                                 （BA100采用了新的技術(shù)，具有更緊湊的光學(xué)結(jié)構(gòu)，X射線光程短，減少射線能量損失，優(yōu)化樣品激發(fā)效果，改善測(cè)量重復(fù)性）

大于4英寸

準(zhǔn)直器

圓形：0.1、0.15、0.2、0.3mm；                 矩形：0.05 x0.25、0.05 x0.05、0.05x0.25

圓形：0.1、0.2、0.3、0.6mm；         矩形：0.025x0.25、0.05x0.05、0.05x0.25

圓形：0.1、0.2mm；                          矩形：0.3*0.05, 0.05x0.05

成像系統(tǒng)

30倍光學(xué)放大                         （可選50倍）

30倍光學(xué)放大                         （可選50倍）

20倍光學(xué)放大

Z軸聚焦方式

自動(dòng)激光聚焦

自動(dòng)激光聚焦

手動(dòng)聚焦，每次測(cè)量需要人工調(diào)試，聚焦效率低,不同人測(cè)量數(shù)據(jù)不一樣

信號(hào)及視頻處理

需要在電腦內(nèi)部插入的信號(hào)處理卡（MCA卡）及的視頻卡；                  MCA卡價(jià)格15000-18000元整，視頻卡價(jià)格2500-3000元整，因?yàn)樾枰娔X提供的插槽。電腦發(fā)生故障需要更新?lián)Q代，必須從供應(yīng)商購(gòu)買電腦，電腦6000-7000元整

無需在電腦內(nèi)部插入的信號(hào)處理卡和視頻卡， 客戶可以隨時(shí)更換電腦，日后電腦升級(jí)換代不受任何限制，客戶可直接在京東上自行購(gòu)買電腦更換。

需要在電腦內(nèi)部插入的視頻卡，視頻卡的價(jià)格2500-3000元整，并且需要電腦提供的插槽。萬一電腦發(fā)生故障需要更新?lián)Q代，十分麻煩，只能從供應(yīng)商高價(jià)購(gòu)買電腦，電腦價(jià)格6000-7000元整

儀器與電腦連接

儀器和電腦之間有5根連接線，可能會(huì)帶來干擾源(其中AB線、波譜線、視頻線需要每半年更換、否則經(jīng)常出現(xiàn)干擾）尤其是當(dāng)機(jī)器使用了兩、三年后，經(jīng)常發(fā)生由于信號(hào)干擾導(dǎo)致的雜波，影響測(cè)量。連接線太多，導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。電源線和數(shù)據(jù)線之間的干擾、數(shù)據(jù)線和數(shù)據(jù)線之間的干擾，在客戶應(yīng)用要求不斷嚴(yán)格，鍍層厚度越來越薄的趨勢(shì)下，這些不穩(wěn)定的因素和干擾將直接影響測(cè)量重復(fù)性

儀器和電腦之間僅需一根USB線連接，簡(jiǎn)潔、方便，杜絕信號(hào)干擾源。（只有一根電源線與一根USB連接線）

儀器連接線有3根，較少，同樣減少了干擾源

標(biāo)準(zhǔn)片庫(kù)

軟件不具備標(biāo)準(zhǔn)片庫(kù)功能

軟件標(biāo)準(zhǔn)配備標(biāo)準(zhǔn)片庫(kù)功能、使用簡(jiǎn)單，節(jié)約時(shí)間                             （標(biāo)準(zhǔn)片庫(kù)的好處：

1、方便對(duì)標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行管理和維護(hù)，記錄標(biāo)準(zhǔn)片的信息、校準(zhǔn)日期等

2、存儲(chǔ)常用元素的波譜，方便校準(zhǔn)檔案的建立和維護(hù)）

軟件內(nèi)置標(biāo)準(zhǔn)片庫(kù)、使用時(shí)較為復(fù)雜

測(cè)量能力

由于探測(cè)器分辨率差、背景高，X射線信號(hào)光程大，信號(hào)衰減明顯，當(dāng)Au層厚度低于0.05微米（50納米）時(shí)，測(cè)量重復(fù)性差，或者無法給出測(cè)量數(shù)據(jù)；由于硬件、軟件的限制，當(dāng)總厚度超過30um時(shí)，測(cè)量重復(fù)性明顯變差，或者無法得到測(cè)量數(shù)據(jù)，提示OOR（八十年代的產(chǎn)品CMI900，技術(shù)缺乏革新，2010年換了個(gè)外殼X-Strata920又繼續(xù)在市場(chǎng)上賣，2017出售給日本日立性能無任何改善，在未來幾年有被停產(chǎn)的壓力）

借助更好的半導(dǎo)體探測(cè)器，優(yōu)化的光學(xué)設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)個(gè)納米的鍍層厚度檢測(cè)，比如Au/Pd/NiP/CuPCB應(yīng)用，當(dāng)Au厚度僅有5納米，Pd厚度只有20納米時(shí)，仍然可以獲得相對(duì)穩(wěn)定的數(shù)據(jù)；通過調(diào)整測(cè)量焦距以及配合不同規(guī)格的一次濾波器，可實(shí)現(xiàn)較厚的厚度測(cè)量，比如Cr/Ni/Cr/ABS應(yīng)用，總厚度可以達(dá)到超過60um。

由于采用氣態(tài)探測(cè)器，在測(cè)量薄金時(shí)，重復(fù)性較差。