X선 도금층 두께 측정기는 형광 자극과 신호 분석을 통해 비접촉식 두께 측정을 실현하는데, 그 핵심 원리는 형광 자극, 신호 포획, 원소 분리 및 두께 계산의 네 가지 핵심 부분으로 나눌 수 있다:

형광 자극

계기는 초소형 X선관 (예: 텅스텐 표적 또는 몰리브덴 표적) 을 탑재하여 에너지를 조절할 수 있는 고에너지 X선 빔을 발사한다.방사선이 도금층을 관통할 때, 원자 내층 전자 (예: K층) 는 격추되어 빈 구멍을 형성하고, 외층 전자 (예: L층) 는 약진하여 메울 때 특징인 X선 형광을 방출한다.예를 들어, 니켈 도금층은 자극 하에 8.26keV의 특징 형광을 방출하며, 그 에너지는 원자 서수와 엄격히 대응하여 원소 인식의"지문"이 된다.

신호 캡처

도금층과 기저원소가 같지 않아 양자 형광에너지에 차이가 있다.기기는 고해상도 실리콘 드리프트 탐지기(SDD)를 통해 두 종류의 형광 신호를 동시에 포착한다.금도금층 (Au) 의 구리 기저 (Cu) 에서의 측정을 예로 들면, 금형광 (68.8keV) 과 구리형광 (8.05keV) 은 스펙트럼 그래프에서 독립된 피크를 형성하고 다도분석기 (MCA) 를 통해 신호를 분리한다.도금층이 합금 (예: 주석 납 합금) 이면 롤링 처리 혼합 형광 신호를 풀어야 한다.

두께 계산

표준 곡선법: 서로 다른 두께의 표준 샘플의 형광 강도를 미리 측정하고 두께-강도 데이터베이스를 구축합니다.예를 들어, 어떤 기기의 0.1-10μm 니켈 도금층 측정은 20조의 표준 샘플을 통해 2차 다항식 곡선을 입안하여 오차를 ±0.05μm 이내로 제어한다.

박막FP법(기본매개변수법): X선과 물질이 상호작용하는 양자이론을 바탕으로 도금층 밀도, 기저흡수계수 등의 매개변수를 입력하고 반복 알고리즘을 통해 두께를 직접 계산한다.이 방법은 표준 샘플 없이 Au/Ni/Cu 3도금과 같은 다중 레이어 도금 레이어의 동기화 분석에 적용됩니다.