Die Röntgenfluoreszenz-Schichtdickenmessung (XRF / RFA) gehört zu den modernsten und präzisesten zerstörungsfreien Prüfverfahren in der industriellen Galvanotechnik und Elektronikfertigung (mittels Schichtdickenmessung Methoden). Sie ermöglicht die simultane Bestimmung von Schichtdicken und Materialzusammensetzungen bei Einzel- und Mehrschichtsystemen im Nanometer- bis Mikrometerbereich nach DIN EN ISO 3497.
Physikalisches Funktionsprinzip der XRF-Messung
Eine Röntgenröhre strahlt hochenenergetische Primär-Röntgenstrahlung auf die Probe. Diese Strahlung schlägt Elektronen aus den inneren Schalen der Atome der Beschichtung und des Grundwerkstoffs heraus. Beim Nachrücken von Elektronen aus höheren Energieniveaus wird charakteristische Fluoreszenzstrahlung (Sekundärstrahlung) emittiert, die für jedes chemische Element eindeutig ist (Fingerabdruck-Spektrum).
Ein hochauflösender Halbleiterdetektor (z. B. SDD - Silicon Drift Detector) erfasst die Intensität der charakteristischen Linien. Aus der Schwächung der Substratstrahlung oder der Intensität der Schichtstrahlung berechnet die Analysensoftware die exakte Schichtdicke.
Vorteile der XRF-Methode
- Zerstörungsfrei: Die Probe wird während der Messung weder mechanisch noch chemisch verändert.
- Mehrschichtanalyse: Messung von komplexen Schichtsystemen (z. B. Au/Ni/Cu auf Messing oder ZnNi auf Stahl) in einem einzigen Messvorgang.
- Keine Probenpräparation nötig: Direktmessung an kleinsten Bauteilen, Steckkontakten oder Leiterplattenbahnen durch Kollimatoren bis hinab zu wenigen Mikrometern Spotgröße.
Für fertigungsbegleitende Qualitätskontrollen wird die XRF-Analyse ideal durch die Haftfestigkeitsprüfung von Beschichtungen und optische Oberflächenanalysen ergänzt.
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