Image

XRF (X-ray Fluorescence Spectrometer)光譜分析原理

XRF 如何進行元素分析?

什麼是 XRF ?

首先了解 X-Ray 是如何產生 ?

波耳原子模型告訴我們,原子分為 K、L、M 層 (K 層: 2 個電子;L 層: 6 個電子;M 層: 10 個電子),不同層級的電子具備不同能量。

而產生 X-ray 分為 2 個步驟:

  • Step 1:我們讓 X-ray 燈源的正極與負極產生電壓差,使電子束加速撞擊至金屬靶材上。當金屬原子內層的電子被撞擊後,會激發至激發態而游離,空出原本所在位置。
  • Step 2:這時,外層電子會填補此空缺的電子位置,這時就會放出 X-ray。

如何用 X-ray 進行元素分析?

我們先利用燈源產生的 X-ray,照射至待測樣品上,使樣品元素中的內層電子游離,由外層電子填補內層空缺的電子位置,此時亦會放出X-ray。

依據週期表上原子序的不同,元素擁有特定的游離能量,而元素所放出的 X-ray 能量與內層電子受游離激發的能量相同。也就是說,每個元素有自己的特徵 X-ray,因此利用此原理進行光譜分析的技術稱為 X-ray Fluorescence Spectrometer (XRF)

*不同層級電子放出的能量不一致,因此,我們以電子所在的 shell 位置作為譜線命名,如圖:上圖是依據不同層級的電子進行命名;下圖是實際 XRF 圖譜。

XRF 的應用

XRF 作為非破壞性的無損檢測技術,適用於古文物、藝術品的真偽鑑定,修復,亦可透過分析元素來對應其出土年代,歷史文化背景等資訊。而在熱門的半導體產業中,XRF 是半導體封裝製程可以快速檢測 IC 樣品內部缺陷,進行金屬薄膜,鍍層厚度分析,提高產品合格率不可缺少的技術之一。

點我了解更多半導體封裝製程缺陷分析技術:micro-XRF

立即與利泓聯繫,請填寫以下資訊,我們將請專員與您聯繫。