在电子组装领域，使用优质合金是产品成功的关键，并通过对材料进行准确和精确的分析来验证。IPC J-STD-006C 规定，"合金中各元素的百分比应通过任何具有足够分辨率的标准分析程序来确定"。当我通读联合工业标准时，我发现这一措辞特别模糊，因为许多例行材料检查都提到了某种 IPC 方法。大多数从事高纯度金属分析的实验室都可能采用 ICP-OES 或电感耦合等离子体光发射光谱法。希望这篇文章能对 ICP-OES 的具体细节以及该技术所需的专业知识有所启发。
ICP-OES 的优势在于能够同时高灵敏度地测量所有金属分析物的浓度。在液体介质中制备好样品后，在仪器上进行全面分析只需几分钟。样品溶液被泵入雾化器，在雾化器中转化为雾状。雾气进入石英炬，在那里受到等离子体的作用。等离子体由射频（RF）发生器的线圈产生，该线圈环绕火炬并产生强大的电磁场。气体（几乎总是氩气）被提供给炬，随后被电离，产生高温等离子体（这就是 ICP-OES 的 "ICP"）。当样品遇到火炬时，原子会被电离氩电离。每种元素的原子都在不断被剥夺电子并重新获得电子，这一过程会发出电磁辐射（或更简单地说，产生光）。这种辐射的波长是特定元素的定性指标，每个波长的辐射强度与元素的浓度相对应。光进入光谱仪（OES），在这里按波长进行分离，并由探测器测量其强度。由此产生的发射光谱描述了相关波长范围内的辐射强度。与相关元素相对应的波长强度会与既定的校准曲线进行比较和量化。该曲线通常是通过测量一系列含有已知浓度分析物的溶液而形成的线性回归。
利用 ICP-OES 对 SAC305 进行成分分析：全光谱
利用 ICP-OES 对 SAC305 进行成分分析：隔离银波长
在我们的行业中，我们关心合金的确切成分以及杂质的浓度。ICP-OES 分析可能相当棘手，而检测大块金属中的金属分析物也会带来一系列挑战。样品的有效溶解需要选择适当的酸和加热。例如，仅使用硝酸不会使锡进入溶液，但使用盐酸则有使银沉淀的风险，因此在制备 SAC305 样品时需要多加考虑。如果要测试多种合金，分析的顺序也需要合理安排。在对样品进行杂质测试时，样品溶液中成分元素的浓度会相当高。有些元素比其他元素更难从系统中冲洗出来。如果在分析锡铅样品之后再分析 SAC305 样品，就会担心 SAC305 样品中检测到的铅含量会错误地升高，从而导致不可接受的假阳性。了解合金的先后顺序以及每种元素对结果的影响，可以对杂质进行准确一致的定量。此外，某些元素的存在会干扰另一种元素的测量。一种元素通常只有几个波长对杂质分析足够敏感。样品报告可能会显示特定元素的不同波长之间存在巨大差异，对一种合金基体有效的波长可能对另一种基体毫无用处。例如，在 SAC305 样品中，两个常用波长的铅检测结果可能一致，但在金锡样品中，同样两个波长的铅检测结果却不一致，只有一个结果是准确的。了解每个元素对发射光谱的影响以及报告中每个结果背后的数学原理非常重要。
I’ve only scratched the surface of the intricacies involved in the analysis of metals by ICP-OES. Here at Indium Corporation, our quality team uses their wealth of experience in analytical chemistry to provide quality products that meet or exceed customer needs, expectations, and requirements. For a catalog of solder alloys offered by Indium Corporation, click here to visit the Solder Alloy Selector Guide.
