Dans le monde de l'assemblage électronique, l'utilisation d'alliages de haute qualité est essentielle à la réussite d'un produit et est vérifiée par une analyse exacte et précise du matériau. La norme IPC J-STD-006C stipule que "le pourcentage de chaque élément dans un alliage doit être déterminé par toute procédure analytique standard avec une résolution suffisante". Lorsque j'ai lu la norme industrielle commune, j'ai trouvé cette formulation particulièrement vague, étant donné que de nombreuses inspections de routine des matériaux font référence à une certaine méthode de la CIB. La majorité des laboratoires impliqués dans l'analyse des métaux de haute pureté utilisent probablement la méthode ICP-OES, ou spectroscopie d'émission optique par plasma à couplage inductif. Nous espérons que cet article vous éclairera sur les spécificités de l'ICP-OES, ainsi que sur l'expertise que cette technique requiert.
La beauté de l'ICP-OES réside dans sa capacité à mesurer simultanément la concentration de tous les analytes métalliques avec une grande sensibilité. Une fois l'échantillon préparé dans un milieu liquide, l'analyse complète sur l'instrument ne prend que quelques minutes. La solution de l'échantillon est pompée dans un nébuliseur où elle est transformée en brouillard. Le brouillard se déplace dans une torche à quartz, où il est soumis à un plasma. Le plasma est produit par la bobine d'un générateur de radiofréquences (RF) qui entoure la torche et crée un puissant champ électromagnétique. Un gaz (presque toujours de l'argon) est fourni à la torche et est ensuite ionisé, produisant un plasma à haute température (c'est le "PIC" de l'ICP-OES). Lorsque l'échantillon rencontre la torche, les atomes sont ionisés par l'argon ionisé. Les atomes de chaque élément sont constamment dépouillés d'électrons et regagnent des électrons, et ce processus émet un rayonnement électromagnétique (ou plus simplement, il produit de la lumière). Les longueurs d'onde de ce rayonnement sont qualitativement indicatives d'éléments spécifiques, et l'intensité du rayonnement pour chaque longueur d'onde correspond à la concentration de l'élément. La lumière pénètre dans le spectromètre (OES), où elle est séparée par longueur d'onde, et l'intensité est mesurée par des détecteurs. Il en résulte un spectre d'émission décrivant l'intensité du rayonnement dans une gamme de longueurs d'onde pertinentes. L'intensité des longueurs d'onde correspondant aux éléments d'intérêt est comparée à une courbe d'étalonnage établie et quantifiée par celle-ci. Cette courbe est généralement une régression linéaire créée en mesurant une série de solutions contenant des concentrations connues d'analytes.
Analyse de la composition du SAC305 par ICP-OES : Spectre complet
Analyse de la composition du SAC305 par ICP-OES : longueur d'onde de l'argent isolé
Dans notre secteur, nous nous intéressons à la composition exacte des alliages, ainsi qu'à la concentration des impuretés. L'analyse ICP-OES peut être assez délicate, et l'analyse des métaux en vrac pour les analytes métalliques présente sa propre série de défis. La dissolution efficace des échantillons nécessite le choix approprié des acides et l'application de la chaleur. Par exemple, l'étain n'entre pas en solution avec de l'acide nitrique seul, mais l'utilisation d'acide chlorhydrique risque de précipiter l'argent. Si plusieurs alliages doivent être testés, l'ordre des analyses doit être cohérent. Lorsqu'un échantillon est testé pour les impuretés, la concentration des éléments de composition dans la solution de l'échantillon est assez élevée. Certains éléments sont plus difficiles à éliminer du système que d'autres. Si un échantillon SAC305 est analysé après un échantillon étain-plomb, on peut craindre que les niveaux de plomb détectés dans l'échantillon SAC305 soient élevés par erreur, ce qui entraînerait un faux positif inacceptable. La connaissance de la séquence des alliages et de l'effet de chaque élément sur les résultats permet une quantification précise et cohérente des impuretés. En outre, la présence de certains éléments peut interférer avec la mesure d'un autre élément. Un élément a généralement quelques longueurs d'onde qui sont suffisamment sensibles pour l'analyse des impuretés. Le rapport d'un échantillon peut présenter des résultats très différents selon les longueurs d'onde pour un élément particulier, et une longueur d'onde qui fonctionne pour une matrice d'alliage peut s'avérer inutile pour une autre matrice. Par exemple, dans un échantillon de SAC305, les résultats du plomb pour deux longueurs d'onde couramment utilisées peuvent concorder, mais dans un échantillon d'or-étain, les résultats du plomb pour les deux mêmes longueurs d'onde ne concorderont pas, un seul résultat étant exact. Il est important de comprendre l'effet de chaque élément sur un spectre d'émission, ainsi que les mathématiques qui sous-tendent chaque résultat sur un rapport.
Je n'ai fait qu'effleurer les subtilités de l'analyse des métaux par ICP-OES. Chez Indium Corporation, notre équipe qualité met à profit sa riche expérience en chimie analytique pour fournir des produits de qualité qui répondent aux besoins, aux attentes et aux exigences des clients, voire les dépassent. Pour un catalogue des alliages de soudure proposés par Indium Corporation, cliquez ici pour visiter le Guide de sélection des alliages de soudure.
