X射线测厚仪.ppt

X射线测厚仪,-x射线在薄膜工业中的应用,测厚仪的发展,上世纪50-60年代-同位素测厚仪上世纪70年代前期-双束光测厚仪上世纪70年代后期-单束光测厚仪现如今：激光测厚仪、涡流测厚仪、电容式测厚仪、超声波测厚仪、磁感应测厚仪等。,什么是X射线测厚仪,X射线测厚仪是一种通过使用X射线照射薄膜样品后检测其衰减程度或样品所发出荧光x光来测量样品厚度的仪器。,X射线测厚仪的工作原理,按照X射线测厚仪的工作原理可把X射线测厚仪分为两类荧光X射线测厚仪透射X射线测厚仪,荧光X射线测厚仪工作原理,物质经X射线或粒子射线照射后，由于吸收多余的能量而变成不稳定的状态。从不稳定状态要回到稳定状态，此物质必需将多余的能量释放出来，而此时是以荧光或光的形态被释放出来。测量这被释放出来的荧光的强度。获得荧光强度后绘出荧光射线谱，使用软件（如WinFTM-德产X射线测厚仪）可得到厚度。,优点：此方法可以做到无标准样测量，同时可以对薄膜成分进行分析。,透射X射线测厚仪原理,X射线穿过薄膜时，将有一部分射线被吸收，被吸收部分与薄膜厚度成一定函数关系，通过被测量吸收强度可计算出薄膜厚度。,若一X射线出射强度为U，有如下关系：其中U0为发射源与探测器之间只有空气时探测到的信号强度。,透射X射线测厚仪原理,A为一个未知的常数是被测材质的吸收系数通过上面的函数关系可以算出d，即薄膜厚度。,由于A与是未知常数，因此进行计算时需要提前知道这两个数，即进行标准式样的制备与测量。,透射X射线测厚仪的构造,透射X射线测厚仪的构造,操作终端：进行数据的设置，输出结果，一般一台PC机（装有设备程序）就能搞定主电控柜：对仪器进行电气控制（使用专业电器控制设备）冷却器：给X光源降温C形架：对样品进行照射与数据采集。,C形架的构造与运做原理,2019/12/15,11,可编辑,C形架的构造与运做原理,高压电源：给X射线管提供高电压，以激发X射线X射线管：图中为电子枪电离室：对X射线强度进行测定前放：对电信号进行放大，将电信号传入计算器。,电离室工作原理与其他探测方法,电离室用于测量出射X射线能量，由室壁导电的充气容器和中心电极组成。X射线进人电离室后，便在气体中产生电离现象。在电离室的外壳和中心电极之间加有适当电压，用来收集所产生的离子或电子。这个电压不能太高，以避免外部电场或碰撞电离等引起电荷倍增。电离室的输出电流与所充气体的压力、化学成分、电离室的容积以及人射线的能量有关。尽管电离过程十分复杂，但产生一对电荷载流子所需的能量是一定的，与电离室粒子的类型和能量无关，即与探测器的工作条件无关。电离室的响应波段取决于窗口材料和填充的工作气体。,电离室工作原理与其他探测方法,光电倍增管检测器光电倍增管检测器主要由闪烁晶体、光电倍增管、前置放大器组成,结构如图所示。闪烁晶体将X射线转换成可见光至紫外线的波长范围内的信号,通过光电倍增管将微弱的光信号转换为一定的电信号,经前置放大器将电信号放大至010倍。,X射线测厚仪参数与适用范围（举例）,荧光X射线测厚仪韩国MicroPioneerXRF-2000,一般荧光X射线测厚仪适用于：多层金属薄膜测厚印刷电路板，金属层测厚各种涂层，覆盖层测厚,适用范围的解释,XRF2000可测六层.误差大约如下:第一层5%.第二层10%.第三层15%.第四层20%.第五层25%.第六层为底材,X射线测厚仪参数与适用范围,透射X射线测厚仪,美国480型X射线测厚仪,适用于：单层薄膜测厚,两种X射线测厚仪的优缺点分析,荧光X射线测厚仪优点：可脱离标准样可测量覆盖层可测量多层式样缺点：无法在