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高可靠性應用中焊料合金中鉛的測定

對于大多數電子應用，禁止使用含鉛的焊料（RoHS和WEEE指令）。 但是，有時從無鉛焊料表面生長的所謂錫晶須會引起短路，從而給航空航天和軍事應用中的高可靠性（“高可靠性”）應用帶來不可接受的風險。 為了防止這種缺陷，在高可靠性應用中使用的焊料的*低鉛含量規定為3 wt％。 由于故障后果可能非常危險，因此必須通過測量鉛含量來驗證這些規格。
自從歐盟指令RoHS和WEEE實施以來，無鉛焊料在工業和商業應用中普遍用于電子產品。 但是，當暴露于壓力或苛刻的環境（例如高濕度，振動，溫度變化等）中時，純錫容易形成“晶須”，即從金屬中生長出來的類似頭發的導電的晶體晶體結構。 表面。 盡管錫晶須非常薄（通常直徑約為1 μm），但其長度卻可以達到幾毫米。 許多電子系統故障歸因于錫晶須引起的短路，錫晶須橋接了保持在不同電位的緊密間隔的電路元件。
因此，用于醫療保健，航空航天和軍事應用的電子組件的規格要求焊料合金中的鉛含量至少為3 wt％，以防止錫晶須的形成。

圖1：錫晶須會引起電路元件之間的電氣短路

為了證明正確制造了高精度產品，需要控制和驗證焊料中的鉛含量。 使用X射線熒光法可以完成一項快速，可靠且無損的測試，以確保其包含至少3％的鉛或其他合金元素。

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使用FISCHERSCOPE®X-RAYXDAL®可以快速，準確地測量焊料合金的成分。
例如，快速掃描會告訴操作員進來的零件是否通過檢查，從而消除了混合焊料的風險。 即使在返修和維修中，也要確認使用合適的焊料是不能缺少的。 此外，可以對XDAL®進行編程，以有效地篩選印刷電路板。

XDAL®的強大軟件可以模擬定義的測量應用程序的整個光譜，并將其與實際檢測到的光譜進行比較，即使沒有校準標準也可以進行準確的測量。 考慮到許多含鉛焊料合金（SnPb）的保質期有限，這一點很重要：在短短幾年內，這些合金會發生擴散效應（鉛成簇），這使得較舊的標準樣品通常不適合校準測量（請參見表1）。 但是，FISCHER在特殊制造條件下生產了自己的SnPb標準，以顯著降低時效。

樣品	樣本年限（年）	鉛濃度（wt％）
		標稱	XDAL	標準偏差
SnPb3	＜1	3.1	3.0	005
SnPb3	3-4	3.0	2.8	0.11
SnPb8	8	8.5	7.5	0.3
Eutectic SnPb	＞10	38	33.6	1.0

使用FISCHERSCOPE®X-RAYXDAL®可以輕松檢查電子組件中的鉛含量，確保足夠的Pb合金化以防止錫晶須堆積，從而避免了高可靠性應用中潛在的危險短路。