精準解析材料分子結構,解鎖成分鑒定與官能團分析
測試簡介
傅里葉變換紅外光譜(FTIR)通過分子振動能級躍遷產生的特征吸收峰,實現對材料化學鍵和官能團的定性及半定量分析。其高靈敏度、無損檢測特性,適用于固體、液體、薄膜等多樣品類型,廣泛應用于材料科學、化學合成、生物醫學等領域。
一、FTIR在SMT行業的核心應用場景
1、錫膏成分分析與質量控制
助焊劑檢測:FTIR可識別錫膏中松香、有機酸、溶劑(如二乙二醇己醚)等關鍵成分,通過特征峰(如松香的羰基峰~1740 cm?1)進行半定量分析,確保助焊劑比例符合工藝要求(如松香含量需維持在4.7%左右)。
污染物溯源:懸浮物中的聚酰胺類污染物可通過酰胺基(~1650 cm?1)和羰基(~1730 cm?1)吸收峰識別,避免因雜質導致焊接不良。
2、焊料化學結構變化評估
焊接過程中,FTIR可檢測焊料官能團的動態變化(如氧化產物的出現或鍵合斷裂),對比焊接前后的光譜差異,判斷焊接是否充分或存在熱損傷。
3、PCB表面污染物診斷
快速鑒定殘留的酯類、硅油或有機溶劑(如清洗劑殘留),通過特征峰定位污染源(如酯基C=O峰~1735 cm?1),輔助優化清洗工藝。
4、封裝材料失效分析
檢測模塑料老化、降解產物(如Si-O鍵斷裂~1100 cm?1),或分析引線框架上的有機污染物(如硅氧烷遷移)。
二、技術優勢與行業適配性
1、非破壞性檢測
對已完成貼片的PCB板進行檢測后,樣品無需破壞可繼續用于后續工藝,避免報廢損失。
2、高靈敏度與實時性
可檢出微量成分變化(如助焊劑含量波動0.5%),支持產線快速反饋。
3、多場景方法適配
ATR法:直接測試塊狀焊點或薄膜涂層,無需制樣;
透射法:用于錫膏分離后的溶液或粉末成分分析。
4、多技術聯用
與SEM-EDS互補:FTIR定位有機物污染,SEM-EDS分析金屬元素,提升失效分析全面性。
三、不同領域應用
1、樹脂固化率定量分析
原理:通過未固化樹脂中碳碳雙鍵(-C=C-,特征峰810 cm?1)與固化后減少程度的比值,計算固化率(參考峰為羰基C=O,1720 cm?1)。公式:固化率 = [1 - (M'/R')/(M/R)] × 100%(M/R為未固化樣品測量峰與參考峰面積比,M'/R'為固化后比值)。
應用案例:UV固化膠平行測試3次,固化率達99.08%(表1數據),確保半固化片、阻焊油墨等結合力達標。 優勢:無損測試(ATR法直接接觸樣品)、3-5分鐘快速響應,適配產線質量控制。
2、SMT工藝污染物診斷
錫膏助焊劑成分(松香羰基峰~1740 cm?1)及污染物(如聚酰胺酰胺峰~1650 cm?1)鑒定,避免焊接不良;
PCB清洗劑殘留(酯類C=O峰~1735 cm?1)或模塑料降解(Si-O峰~1100 cm?1)溯源。
3、微型污染物鑒定
光學鏡頭臟污分析中,FTIR顯微技術識別出皮膚屑(蛋白質酰胺峰~1650 cm?1)和棉纖維(纖維素O-H峰~3300 cm?1),定位無塵車間工裝污染源,快速查找問題提升生產良率。
4、封裝材料失效分析
檢測引線框架有機污染物(如硅氧烷遷移),或模塑料老化導致的Si-O鍵斷裂
技術定位:FTIR是電子行業分子級質控的核心工具,尤其在有機物分析領域不可替代,形貌分析(如SEM)及EDS元素成份分析形成完整鏈條。