[发明专利]一种基材表面镀层的测定方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种基材表面镀层的测定方法。

背景技术

现在的很多器件和用具(如手机的外壳或按键)一般在基材表面镀一层或多层金属，因此，在进行品质控制和问题分析时，要求准确测定出镀层的成分和厚度，当镀层为多层金属时还需要准确测试出多层金属的层数和排列次序。

现有的测定表面镀层的方法有化学电解法、显微镜观察法和能谱法。化学电解法为把样品做成板快形态的电极，和另一个电极，电解池，电源组成一个闭合的电解电路，通过检测电解的电位跃迁来判断各层金属电离完毕时间t，通过电流计，记录电流大小，由I和t可以计算出电解时通过的电量Q＝It，由电量以及元素的电离价态n和原子量M可以计算出各层镀层的质量m＝MQ/n，再结合密度ρ和面积A，由d＝m/Aρ计算得出镀层厚度；该方法只适用于测试大块样品的镀层厚度，难于测得小块样品镀层的成分、层数等信息。显微镜观测法的步骤包括将基材的横截面进行化学处理(比如：染色处理)，然后在显微镜下(包括电子显微镜)观测经过化学处理后的基材横截面，该方法需要对基材的横截面进行化学处理，步骤繁琐，仅能粗略观测镀层的厚度，无法测定镀层的其它信息如镀层成分。能谱法使用能谱仪进行测定，只能定性或半定量的测试电镀器件的镀层成分，无法获知厚度、层数等信息。

因此，如上所述，现有的测定表面镀层的方法无法准确地测定出镀层的成分和厚度。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有的测定表面镀层的方法无法准确地测定出镀层的成分和厚度的缺点，提供一种能够准确地测定出镀层成分和厚度的基材表面镀层的测定方法。

本发明提供了一种基材表面镀层的测定方法，其中，该方法包括利用电子显微镜检测基材和镀层的横截面，确定镀层和基材的分界；利用能谱仪对镀层区域进行线扫描，根据能谱图上元素的特征峰确定镀层的组成，一种元素的特征峰的线扫描距离为含有该元素的镀层的厚度。

本发明的方法结合使用电子显微镜和能谱仪，能够准确地检测出镀层的组成和厚度。如果待检测的镀层为多层镀层，除了能够测出各层的组成和厚度，本发明的方法还可以准确地测定出镀层的层数及排列顺序。因此，本发明的方法可以用于对镀件半成品及产品进行检验和品质控制。

附图说明

图1为实施例1中得到的能谱图；

图2为实施例1中得到的线扫描的图谱；

图3为实施例2中得到的样品B的线扫描的图谱；

图4为实施例2中得到的样品C的线扫描的图谱。

具体实施方式

本发明提供的基材表面镀层的测定方法包括利用电子显微镜检测基材和镀层的横截面，确定镀层和基材的分界；利用能谱仪对镀层区域进行线扫描，根据能谱图上元素的特征峰确定镀层的组成，一种元素的特征峰的线扫描距离为含有该元素的镀层的厚度。

根据本发明的方法，基材和镀层的横截面可以通过常规的切割方法对基材和位于基材表面的镀层进行垂直切割而得到。在利用电子显微镜检测之前，还可以对基材的横截面依次进行磨光、抛光和导电化，以利于用电子显微镜检测。

研磨的方法包括用砂纸摩擦通过切割而得到的横截面。所述砂纸可以为各种常规的研磨用砂纸，如600#水砂纸和M14金相砂纸。

抛光的方法可以为抛光膏抛光和/或无毛布抛光。所述抛光膏可以为常规的各种抛光膏，例如hohn&ho’hn GmbH-D-5657 Haanl抛光膏。抛光之后，可以用无水酒精将横截面表面清洗干净。

所述导电化的方法包括用导电胶将基材固定在电子显微镜的样品台上然后真空蒸镀金层。金层的厚度可以为15-25纳米。可以采用常规的真空蒸镀设备来形成金层，例如中国科学院科学仪器厂生产的SBC-2型表面处理机。

在本发明的方法中，可以使用常规的各种电子显微镜，如扫描电子显微镜。扫描电子显微镜的结构和使用方法已为本领域技术人员所公知，扫描电子显微镜主要由电子光学系统(镜筒)、偏转系统、信号检测放大系统、图像显示和记录系统、电源系统和真空系统组成。

本发明的方法利用电子显微镜来确定基材和镀层的分界。电子显微镜的检测条件包括真空度为10^-6至10^-4帕，负载电流为80-120微安，工作距离为10-15毫米，束斑直径为15-25纳米。所述工作距离为最后一级物镜光栏底表面与基材的横截面上表面之间的距离。所述真空度表示电子显微镜系统内的绝对压力的大小。