Siamo lieti di comunicarvi l`apertura dei nostri nuovi uffici a Sesto

01 10/09
06
No.
No.
H O N G K O N G | ICTHA ILNI A
FISCHER NEWSLETTER
Spessore
Analisi dei Materiali
Micro Durezza
Prove dei Materiali
«editoriale»
«visto da vicino»
Egregi lettori
Siamo lieti di comunicarvi
l’apertura dei nostri nuovi uffici
a Sesto San Giovanni
Massima qualità, precisione e durata sono
senza dubbio aspetti fondamentali dei nostri
prodotti, ma ugualmente determinanti sono
la vicinanza ai clienti, la competenza e l’affida­
bilità della nostra azienda.
Oltre che nello sviluppo continuo dei nostri
strumenti abbiamo investito anche nella
competenza, ad esempio con la dotazione
­
per i laboratori applicativi di nuove risorse o
l’apertura di un nuovo laboratorio altamente
tecnologico in Svizzera (si legga anche il ser­
vizio a riguardo all’ultima pagina).
Anche nella vicinanza al cliente abbiamo
­compiuto numerosi passi in avanti, ad esem­
pio con la filiale in Brasile o i nuovi uffici in
­Spagna e Italia, piu ampi, dotati di appositi
spazi per la formazione e l’esposizione e
­attrezzati con tutti i nostri strumenti, grazie
ai quali possiamo migliorare ulteriormente
la consulenza e l’assistenza dei nostri clienti
sul posto.
Estremamente importante per il Gruppo
­Fischer nell’ultimo semestre e stata la par­
tecipazione al salone BASELWORLD 2012:
­numerosi clienti o potenziali acquirenti pro­
venienti da tutto il mondo hanno visitato il
nostro stand dimostrando interesse in parti­
colare per i nostri strumenti a raggi X per
­l’analisi dei metalli preziosi e la misura dello
spessore di rivestimento.
Ogni evoluzione richiede creativita, ma an­
che impegno e perseveranza per tenere il
passo del mercato. Siamo lieti di potervi
­
­presentare una vera e propria novita nell’am­
bito della ­
misura della durezza. I nostri
­strumenti per la misura della durezza sono
stati sviluppati per rispondere al meglio ai
più alti requisiti di stabilita e precisione.
Lo strumento consente di effettuare misu­
razioni della durezza rapidamente, anche su
strati estremamente sottili.
Buona lettura!
Walter Mittelholzer
Adriano Colombo
CEOAmministratore
Helmut Fischer Holding AG
Delegato
Helmut Fischer AG
Helmut Fischer
S.R.L.
L’ultimo decennio è stato per la Fischer Italia un pe­
riodo di grande sviluppo e di continue affermazioni
nel campo della misura dei riporti galvanici, delle ver­
nici e, soprattutto, nel mercato dell’oro e dei metalli
preziosi.
Sig. Adriano Colombo
CEO Helmut Fischer S.R.L.
Tutto questo ci ha portato a programmare un futuro
diverso: nella fattispecie abbiamo incrementato lo
spazio dedicato all’assistenza tecnica e alla vendita,
quest’ultima in particolare godrà di un grande spazio
adibito a sala dimostrazione con tutti i nostri stru­
menti a disposizione per prove e controlli.
Vi invitiamo a visitare i nostri nuovi uffici quando vor­
rete, vi aspettiamo numerosi.
«informazioni dalla pratica»
Sonde personalizzate per ogni utilizzo –
Esempio: isolante acustico a spruzzo
Immagine 1: Impiego di una sonda FA14 per la misurazione di rivestimenti
fonoassorbenti a spruzzo (Daimler AG, Stabilimento Mercedes Benz, Brema).
Nel rispetto della filosofia dichiarata dell’azienda, impegnata a
fornire soluzioni personalizzate per le più svariate applicazioni nei
più diversi settori industriali, la FISCHER offre una vasta gamma di
sonde per la misura dello spessore di rivestimento.
tito fino ad un massimo di 5 mm. La forma angolare della sonda
(vedi immagine 2, altezza 31 mm) permette di eseguire misure an­
che in punti difficili da raggiungere. Il diametro esterno della sede
del sensore misura 20 mm. Si può tgarantire cosi una centratura del
punto tale da poter eseguire una misura senza interferenze ester­
ne già su un’area circolare di 20 mm di diametro, in altre parole, fin
tanto che la grandezza della superficie da misurare non è inferiore
a quella della sonda, il risultato è garantito senza influenze esterne.
Lo spessore del materiale non è determinante per la maggior par­
te degli utilizzi pratici, in quanto è possibile eseguire misure senza
interferenze esterne per qualsiasi materiale, come l’alluminio, già
a partire da uno spessore di 0,05 mm. Come accade generalmente
per tutte le sonde a correnti indotte della FISCHER, anche la Son­
da FA14 è a compensazione di curvatura. Pertanto, la conduttività
del materiale non magnetico utilizzato non ha alcuna importanza,
cosi come eventuali leghe di alluminio diverse non influenzano la
misura dello spessore di rivestimento. Queste sono, nel complesso,
le caratteristiche principali che rendono queste sonde perfette, ad
esempio, per i rivestimenti fonoassorbenti a spruzzo utilizzati nella
costruzione delle automobili. Nello stabilimento Mercedes-Benz
di Brema (Daimler AG) l’accuratezza e la precisione di misura della
FA14 sono state approvate e certificate per l’utilizzo sia su alluminio
che su acciaio.
L’azienda si impegna a sviluppare sonde specifiche non appena
vengono scoperte nuove applicazioni per la misura dello spessore
di rivestimento, per le quali non esiste ancora una soluzione tecni­
ca adeguata.
Un tipico esempio è costituito dal controllo di qualità sui rivesti­
menti fonoassorbenti a spruzzo. Nel settore automobilistico si cer­
ca costantemente di ridurre il peso dei componenti, assicurando
allo stesso tempo, l’applicazione coerente dei metodi di produzio­
ne automatizzata. Si spiega cosi, per esempio, la sostituzione,
nell’abitacolo del veicolo, degli ingombranti pannelli insonoriz­
zanti con rivestimenti fonoassorbenti da applicare a spruzzo in
zone specifiche. L’immagine 1 mostra mostra il rivestimento appli­
cato in un’area specifica, in questo caso nella zona dei piedi del
passeggero anteriore. I rivestimenti devono essere applicati entro
tolleranze di spessore prestabilite, in modo da rispettare le disposi­
zioni relative a peso, esigenze costruttive e costi. Generalmente lo
spessore del rivestimento è compreso tra 2 e 4,5 mm. L’applicazio­
ne degli strati fonoassorbenti è possibile sia su componenti in ac­
ciaio che in alluminio. Deve essere possibile inoltre poter eseguire
la misurazione dello spessore di rivestimento anche in punti non
facilmente raggiungibili. Per questo e necessario poter disporre di
una sonda dal design compatto, che sia soggetta il meno possibile
alle influenze esterne durante la misura.
Per il campo di misura indicato non esistevano sonde specifiche.
Per le sonde esistenti il campo di misura era troppo basso, mentre
i modelli con campo di misura idoneo risultavano troppo ingom­
branti. La sonda FA14 è stata sviluppata apposta per applicazioni
di questo genere. Questa sonda lavora secondo il metodo a cor­
renti indotte (DIN EN ISO 2360), pertanto, è realizzata in modo da
consentire la misura di rivestimenti non conduttivi così come quelli
conduttivi, su materiali amagnetici, come l’alluminio, e magnetici,
come l’acciaio. Il campo di misura per entrambi i materiali e garan­
Immagine 2: Immagine 2: Sonda FA14 (utilizzabile con tutti gli strumenti
portatili della linea FMP).
Il nostro grazie va al signor Dellwisch dello stabilimento MercedesBenz di Brema (Daimler AG), reparto "Processi di lavorazione verniciatura KF-OC2 PTL" che ci ha sostenuto nella realizzazione di questa sonda con svariati suggerimenti e misurazioni pratiche. Dr. Hans-Peter Vollmar
Punto
di misura
Limite min.
[mm]
MP1
MP2
MP3
MP4
MP5
MP6
MP7
MP8
2.7
2.7
2.7
1.7
2.7
2.7
3.7
1.7
Limite max.
[mm]
3.5
3.5
3.5
2.5
3.5
3.5
4.5
2.5
Effettivo
[mm]
2.8
2.9
3.1
2.0
2.9
2.9
3.4
2.1
Tabella 1: Esempio di valori di misura tipici nel quadro del controllo di qualità
per rivestimenti fonoassorbenti applicati a spruzzo riferiti a 8 punti di misurazione prestabiliti, con MP7 oltre il valore di tolleranza (Daimler AG, stabilimento
Mercedes-Benz, Brema).
FISCHERSCOPE®
No. 06
«visto da vicino»
Controllo strumentale di indentazione su piccole
strutture con il nuovo PICODENTOR® HM500
ai sensi della norma DIN EN ISO 14577
Immagine 2: Impronte sulla sezione
trasversale di uno strato di nichel
spesso circa 15 μm (25 mN, 60s, scala
micrometrica).
impronte centrate e nel reticolo
↓
2a: Posizionamento corretto:
(durezza Martens dell’impronta
all’altezza del reticolo
HM: 3893 N/mm²).
↓
Immagine 1a: Il nuovo PICODENTOR® HM500: sistema completo con banco at-
2b: Posizionamento non corretto
tivo e armadietto di misurazione.
vicino ai bordi (HM: 2578 N/mm²).
Nel campo dei controlli strumentali di indentazione, disciplinati
­dalla norma DIN EN ISO 14577, la tendenza, in molti settori, è quella
di effettuare misurazioni su strutture sempre più piccole, geometrie
sempre più complesse e strati sempre più sottili. Rispondere in
maniera efficace a tali esigenze non richiede soltanto strumenti di
misurazione sempre più all’altezza, anche il posizionamento dei
campioni e la struttura del supporto devono essere rispettivamente
sempre più precisi e stabili. Il nuovo PICODENTOR® HM500 con
struttura in granito (immagine 1a) offre le condizioni ideali in tal
senso, come illustrato dall’esempio riportato di seguito. Sempre più
spesso viene richiesta la misurazione su sezioni trasversali, come ad
esempio, su uno strato di nichel su ottone spesso circa 15 μm. Per
evitare le interferenze dei materiali circostanti (resina per ingloba­
tura e/o ottone), la distanza dell’impronta dal bordo del rivestimen­
to deve essere almeno 2 o 3 volte la diagonale dell’impronta stessa.
In molti punti ciò rappresenta una sfida per lo strumento.
tamente verticale anche in caso di campioni non perfetta­mente
planari, oltre ad evitare spostamenti dell’oggetto da misurare. Per
ottenere impronte sufficientemente piccole, è necessario esercita­
re una forza estremamente ridotta. Il PICODENTOR® HM500 è l’ide­
ale per questo compito. Per misurazioni esenti da scosse, lo stru­
mento di misurazione deve essere protetto dalle
vibrazioni. A tale scopo il dispositivo è dotato di una stabile base di
granito, un banco attivo che smorza le oscillazioni e un armadietto
chiuso. Per potersi posizionare su superfici particolarmente picco­
le, il banco XY deve essere estremamente preciso e l’ottica deve
fornire immagini chiare. Il nuovo banco XY HMT5 soddisfa la prima
delle due esigenze, essendo, infatti, dotato di una precisione di
posizionamento unidirezionale con range inferiore a 0,5 μm.
L’ottica migliorata fornisce un’immagine ancora più nitida della
superficie del campione. In tal modo strutture molto piccole
possono essere visualizzate con la risoluzione sufficiente. L’asse Z
motorizzato e la funzione di auto focus semplificano ulteriormente
la preparazione della misurazione.
L’immagine 2 mostra le impronte nello strato di nichel. L’immagine
2a mostra l’esatta regolazione della posizione e l’impostazione di
una forza sufficientemente ridotta per eseguire correttamente la
prova. Le impronte sono sulla stessa riga al centro del rivestimento
e sufficientemente distanti dai bordi. La posizione del reticolo
mostra la precisione del posizionamento; in questo modo è più
facile rintracciare impronte molto piccole o poco definite (ad esem­
pio su materiali molto duri). L’immagine 2b mostra i risultati con un
posizionamento non preciso: le impronte non sono
centrate e il risultato è influenzato dagli altri strati.
L’immagine 3 mostra le curve di indentazione relative alle impron­
te delle immagini precedenti (rosso: precisione di posizionamento
elevata, blu: precisione di posizionamento scarsa). È facile notare
come le deviazioni tra le singole misurazioni siano più consistenti
in caso di posizionamento non sufficientemente preciso. Pertanto,
sono necessarie più misurazioni, con un significativo aumento dei
Il campione per la sezione trasversale viene fissato nel supporto
per sezioni trasversali del misuratore di durezza HM (Immagine 1b).
In tal modo viene garantito un posizionamento del indentato esat­
Immagine 1b: Supporto per inserimento e fissaggio di campioni per sezioni
trasversali.
N o . 0 6 FISCHERSCOPE®
tempi. L’immagine 3b mostra i valori medi di durezza Martens
risultanti da entrambe le prove: gli effetti del non scorretto
posizionamento si rispecchiano in maniera anche più evidente
nella dispersione delle durezze Martens.
Immagine 3: Risultati con posizionamento corretto e non corretto (25 mN, 60s).
3a: Curve di
Conclusioni
La tabella 1 riassume le misure e mostra il valore medio e
la deviazione standard. Anche se i valori medi all’interno del range
di dispersione coincidono, con un posizionamento non corretto è
necessario effettuare più misurazioni per raggiungere un livello
accettabile di precisione.
Riassumendo: la precisione di posizionamento, l’ottica eccellente
e l’asse Z motorizzato non solo semplificano le procedure di
misurazione, bensì permettono anche un sostanziale risparmio
di tempo, aumentando inoltre la sicurezza dei risultati. ­indentazione con
posizionamento
­corretto e non
­corretto.
3b: Durezze
Dr. Tanja Haas
Martens risultanti.
Numero di
misurazioni
Valore
medio
N/mm²
Deviazione
standard
N/mm²
Coefficiente
di variazione
%
Minimo
N/mm²
Massimo
N/mm²
Posizionamento
corretto
12
3836
127
3.3
3674
4165
Posizionamento
non corretto
15
3,401
911
26.8
281
4,192
Tabella 1: Durezze Martens e relativa deviazione standard per misurazioni in diverse condizioni.
«informazioni dalla pratica»
Controllo Qualità nei processi produttivi con
il ­diagramma diagnostico della lavorazione FDD
Il controllo di produzione ai fini dell’assicurazione qualità gioca un
ruolo determinante in tutti i settori industriali e quindi anche nei
processi di rivestimento. Il diagramma FDD è utile per rappresen­
tare graficamente le statistiche di lavorazione, ad esempio i valori
medi dello spessore del rivestimento con la relativa uniformità, in
ordine di priorità. Consente di riconoscere immediatamente le irre­
golarità all’interno di un sistema complesso, fornendo agli addetti
ai lavori una panoramica grafica rapida e pratica delle dispersioni
nella distribuzione di lavorazione. Il diagramma FDD è incluso del
software FISCHER Data-Center e in svariati dispositivi di misura a
marchio Fischer.
Grazie alla rappresentazione, particolarmente semplice, sotto for­
ma di linee di tendenza, il diagramma FDD consente il monitorag­
gio e l’ottimizzazione dei processi di lavorazione. Si tratta di uno
strumento utile e facile da utilizzare, che consente ad ogni addetto
ai lavori, anche senza conoscenze di controllo statistico della quali­
tà, di riconoscere rapidamente, e di conseguenza eliminare, even­
tuali fattori di disturbo o cause di dispersione, in quanto pone in
evidenza, in maniera immediata, se il processo esaminato rispetta
o meno gli eventuali parametri di specifica.
Fig. 2: Zone di misurazione sul
cofano del motore con i rispettivi punti di misurazione.
Esempi di campi di applicazione del diagramma FDD:
• In fase di impostazione e implementazione dei processi
produttivi, il diagramma FDD rappresenta un importante
strumento software, semplice ed efficace.
•
Ai fini del controllo degli acquisti, viene utilizzato per
confrontare direttamente i valori di misura di pezzi di
­produttori, fornitori o lotti diversi.
• In attivita di ricerca e sviluppo, serve per valutare i dati spe­
rimentali e verificare le effettive differenze eventualmente
riscontrate.
Il diagramma FDD consente di rispondere a domande specifiche, in
base alla strategia di misura adottata.
Esempio 1: verifica della dell’omogeneità di misura del rivestimento del cofano del motore di un veicolo
È richiesto, come caratteristica di qualità, lo stesso spessore di rive­
stimento sull’intera superficie del cofano del motore. Le misure sul
cofano in oggetto vengono effettuate con una sonda a contatto.
La caratteristica principale del diagramma FDD è la capacità di ese­
guire il controllo di qualità su un prodotto composto da più parti:
in questo caso, infatti, il cofano del motore viene suddiviso in
6 zone di misura, ognuna delle quali viene considerata parte a se
stante (vedere figura 2).
Per ogni zona vengono eseguite tre singole misure. Dai valori di
misura di ogni zona si calcola quindi il valore medio e l’uniformità.
I valori medi vengono linearizzati sulla linea di tendenza del dia­
gramma FDD in ordine crescente (vedere figura 4).
FISCHERSCOPE®
No. 06
Il contenuto informativo del diagramma FDD®
Quattro situazioni negative:
1. Mancato raggiungimento del valore di tolleranza: un punto (valore
medio) si trova al di sotto del valore limite inferiore (UGW)
2. A
ndamento verticale: i valori medi sono estremamente diversi
tra loro
3. R
aggruppamento: colori diversi dei punti, concentrazioni di
punti
4. B
arre di errore estese (linee verticali rosse): Nonostante tutti i
valori medi rientrino nei limiti di tolleranza, un numero notevole
di valori di misura singoli ricade all’esterno.
Il processo di lavorazione può essere ottimizzato.
Quattro situazioni positive:
1. Tutti i punti (valori medi) rientrano nei limiti di tolleranza.
2. A
ndamento orizzontale: i valori medi si differenziano in
maniera lieve tra loro
3. D
istanza tra i punti regolare, nessun raggruppamento: si
vede dal colore dei punti univoco
4. Nessuna barra di errore (linee verticali rosse): tutti i valori di
misura singoli rientrano nei limiti di tolleranza prestabiliti
Il processo di lavorazione è ottimizzato.
Fig. 1: Rappresentazione semplificata del diagramma FDD.
to. Le misure sono state raggruppate in un blocco e sono stati cal­
colati il valore medio e la distribuzione. I valori medi sono stati ela­
borati in ordine crescente dal diagramma FDD (linea di tendenza) e
proiettate su una retta del diagramma in base alla dimensione (ve­
dere figura 5).
Fig. 4: Utilizzo del
d / µm
Fig. 3: Distribuzione spaziale dei valori medi di spessore del rivestimento sul co-
130
OGW
diagramma FDD
fano del motore. Il «gruppo verde» (zone di misurazione 2,3,4 e 6) si differenzia
125
per la valutazione
sistematicamente dal «gruppo blu» (zone di misurazione 1,5).
120
dell’omogeneità del
115
rivestimento.
Tra i valori medi relativi alle zone di misurazione 2, 3, 4 e 6, rappre­
sentate nel diagramma FDD da punti dello stesso colore (verde),
non si riscontra alcuna differenza sistematica. Le zone di misura 1 e
5 (colore blu) formano, invece, un gruppo a sé stante. Neanche i
valori medi di spessore del rivestimento interni a quest’ultimo
gruppo presentano differenze sistematiche. Se il diagramma FDD
mostra punti o barre di errore verticali di colore diverso, significa,
tuttavia, che esistono differenze sistematiche tra i valori medi di
spessore del rivestimento. Nell’esempio precedente (Fig. 4) il
«gruppo verde» va separato sistematicamente dal «gruppo blu».
Affinchè vengano rispettate le condizioni di specifica, l’utente
deve, quindi, intervenire in due modi distinti. Nella zona di misura
5 la barra di errore oltrepassa il valore limite superiore, pertanto, in
questo caso, la distribuzione deve essere ridotta. I valori medi di
misura delle zone 1 e 5 vanno ridotti. L’obiettivo è quello di riunire
tutti i valori medi di spessore del rivestimento in un unico gruppo
in base alle ottimizzazioni proposte. L’obiettivo è rappresentato
dalla barra grigia verticale e può essere raggiunto utilizzando la
funzione di diagnosi della qualità FDD. Le funzioni di ripartizione
nei due gruppi «verde» e «blu» convogliano, grazie ad appositi in­
terventi di produzione, nella funzione più ampia rappresentata dal
«gruppo grigio».
Esempio 2: verifica della ripetibilità del processo di rivestimento del cofano del motore, riferita a una serie di prodotto.
Sono state effettuate misurazioni su 8 cofani della stessa serie, con
sei punti di misura (vedere figura 2) e una sola misura per ogni pun­
N o . 0 6 110
105
UGW
100
3
4
6
2
1
5
FDD® Streubalken = +/- 2,5 * s
Block
Fig. 5: Utilizzo del
d / µm
diagramma FDD per
135
OGW
130
la valutazione della
125
ripetibilità del pro-
120
cesso di rivestimento,
115
riferita a una serie di
110
prodotto.
105
UGW
100
1
FDD® Streubalken = +/- 2,5 * s
5
8/2
3
4/6 7
Block
I punti della figura 5 presentano un solo colore, il che indica l’assen­
za di differenze sistematiche tra le misure effettuate su diversi
­cofani. Nonostante tutti i valori medi ricadano all’interno della tol­
leranza prestabilita, le barre di errore, tuttavia, oltrepassano i limiti
di tolleranza. Ciò significa che molto probabilmente parte della
produzione dovrà essere scartata. Per poter eseguire in sicurezza il
processo, la dispersione relativa al singolo cofano deve quindi es­
sere ridotta (vedere esempio 1).
Ing. (FH) Rainer Hammermüller
FISCHERSCOPE®
«visto da vicino»
Rivelatore al silicio (SDD – Silicon Drift Detector):
strumenti e applicazioni
Grazie alle proprietà fisiche migliorate, il rivelatore al silicio (SDD)
apre nuovi orizzonti di utilizzo (a riguardo vedere anche l’articolo
sul rivelatore (SDD), FISCHERCOPE No. 2/10), in particolare, la misu­
razione con impulsi sempre più rapidi, la determinazione dello
spessore di strati sempre più sottili e microelementi, e l’analisi di
elementi con numeri atomici bassi. Il rivelatore SDD, nel frattempo,
ha trovato applicazione in una larga serie di campi, tre dei quali
vengono approfonditi di seguito.
Analisi di metalli preziosi
In situazioni di analisi di me­
talli preziosi che richiedono
un numero più elevato possi­
bile di campioni, come, ad
esempio, nei laboratori di
prova o per i produttori di
leghe, i dispositivi dotati di
rivelatore SDD risultano par­
ticolarmente adatti, in quan­
to consentono di operare con
estrema rapidità di impulso FISCHERSCOPE® X-RAY XAN® 150
e, di conseguenza, garantis­
cono una ripetibilità ottimale. Nel caso specifico delle leghe d’oro
utilizzate nel settore orafo si ottengono in media valori pari allo
0.3‰ circa, vale a dire da 2 a 3 volte migliori rispetto a quelli otte­
nuti con strumenti con rivelatore a diodo PIN.
Lega
Au999.9
Au900Ag50Cu50
Au750Ag50Cu200
Au750Pd100Cu80Ni
Au585Ag45Cu370
Au333Ag75Cu470Zn
XDV®-SDD
0.23
0.37
0.21
0.36
0.37
0.26
XAN®150
0.22
0.34
0.36
0.50
0.38
0.37
Tabella 1: Precisione di ripetibilità (tempo di misura 60 sec.) in ‰ per diverse
Analisi delle sostanze nocive dei giocattoli.
r­ivelabilità del piombo in vari materiali. Anche per altri metalli
­pesanti come, ad esempio, il cadmio, l’argento, l’arsenico e il bario,
possono essere raggiunti i limiti di rivelabilità.
Misurazione dello spessore dello strato di alluminio
­(esempio: wafer di silicio rivestito in alluminio)
I rivestimenti in alluminio trovano diverse applicazioni in campo
elettronico. Lo spessore estremamente ridotto e la radiazione di flu­
orescenza assente con materiali di base come l’ABS, o comunque ri­
Matrice
Limite di rivelabilità
Pb/ppm
Valore limite
RoHS
1,000 ppm
ABS
Al
CuZn
2
6
50
DIN EN 71
90 ppm
CPSIA
100 ppm
Tabella 2: Limite di rivelabilità del piombo in diversi materiali, misurato con lo
strumento XDVR-SDD in rapporto ai valori limite stabiliti dalle diverse regolamentazioni in materia .
leghe d’oro misurate con FISCHERSCOPE® X-RAY XDVR-SDD e XAN® 150.
Determinazione di
sostanze nocive
La determinazione di sostan­
ze nocive è di fondamentale
importanza per i produttori e
i distributori di molti prodot­
ti. Esistono diverse regola­
mentazioni, tra le quali le
normative RoHs (restrizione
dell’uso di sostanze pericolo­
se), DIN EN 71 (Sicurezza dei
giocattoli) e la legge ameri­ FISCHERSCOPE® X-RAY XDV®-SDD
cana per il miglioramento
della sicurezza dei prodotti
(CPSIA, Consumer Product Safety Improvement Act), che fissano i
livelli massimi in materia, con particolare riferimento alla presenza
di metalli pesanti. Gli strumenti FISCHERSCOPE® X-RAY XDV®-SDD
e XAN® 150 si rivelano particolarmente utili per la determinazione,
in modo semplice e non distruttivo, di sostanze nocive nei prodot­
ti più disparati. La tabella 2 mostra, a titolo di esempio, i limiti di
FISCHERSCOPE® X-RAY XUV® 773
dotta, nel caso del silicio, rendono necessaria la misurazione diretta
dell’alluminio. Considerata l’energia delle radiazioni Al-K (circa 1,5
keV), l’elevata sensibilità del rivelatore SDD per energie basse risulta
di indubbio vantaggio. La figura 1 mostra lo spettro relativo allo
strato di rivestimento in alluminio (spessore ca. 1 μm) di un wafer di
silicio, misurato con il rivelatore XDV®-SDD (curva rossa). Ben eviden­
FISCHERSCOPE®
No. 06
Tabella 3: Misurazione
su un campione di wafer di silicio rivestito in
alluminio con tempo
Strumento
XDV®-SDD
XUV® 773
Al/nm
X.
979
953
S
11.4
2.4
di misura pari a 20 sec.
ti sono le linee di fluorescenza dell’alluminio e del silicio. Considerato
che la radiazione di fluorescenza a questo livello di energia viene già
abbondantemente assorbita dall’aria, è possibile aumentarne decis­
amente l’intensità procedendo ad una misurazione sottovuoto con
lo strumento FISCHERSCOPE® X-RAY XUV® 773 (curva blu). La tabella
3 mostra i risultati quantitativi sullo stesso campione. Già con il rive­
latore XDV®-SDD si è ottenuta una misurazione dello strato di allumi­
nio sufficientemente affidabile. Il modello XUV® 773 offre, tuttavia,
una precisione di ripetibilità migliorata di oltre 4 volte.
Figura 1: Spettro del campione di wafer di silicio rivestito in alluminio, misurato
Dr. Bernhard Nensel
con i rivelatori XDVR-SDD e XUVR 773.
«visto da vicino»
Elevata ripetibilità e correttezza della misura
degli strati di Au / Pd su lead frame
Nel campo dell’elettronica vengono utilizzati rivestimenti di spes­
sore sempre più ridotto. Perciò aumentano i requisiti che la tecni­
ca di misurazione deve rispettare per poter fornire parametri affi­
dabili per il controllo e la regolazione della produzione in campo
industriale. Un esempio di questa tendenza è il sistema di rivesti­
mento in Au/Pd/Ni/Cu di circuiti stampati con spessori per Au e Pd
fino a pochi nm. Come metodo di misura per il controllo qualità di
questi sistemi multistrato si preferiscono gli strumenti a fluore­
scenza di raggi X.
Per determinare le possibilità d’impiego dei dispositivi a fluore­
scenza di raggi X entro specifiche soglie sono state effettuate se­
rie di misurazioni similari effettuate con altri metodi fisici. I cam­
pioni sono stati misurati sia con la fluorescenza di raggi X, sia con
la dispersione di Rutherford sia con la fluorescenza di raggi X asso­
luta tramite radiazione sincrotronica.
Figura 2: Distribuzione laterale degli spessori di un campione con rivestimento
di Au di pochi nm.
Negli strati di Au con spessori di circa 4, 6 e 9 nm, i risultati dei
­dispositivi a fluorescenza di raggi X si trovavano ogni volta tra gli
Figura 1: Misurazione ad alta risoluzione di un sistema multistrato in Au/Pd/Ni su
altri due metodi, mentre la Deviazione Standard era nell’ordine di
grandezza inferiore ai nm. Ciò conferma non solo la dispersione
ridotta, ma anche la correttezza delle misure con i dispositivi a
fluorescenza di raggi X. La tracciabilità dei risultati è garantita
­dagli standard di taratura sviluppati da FISCHER appositamente
per queste operazioni. Le capacità dei dispositivi a fluorescenza
di raggi X consente anche la scansione del campione, laddove
­necessario, per stabilire l’uniformità degli spessori (vedi fig. 2).
La combinazione della più moderna tecnologia di rivelazione
(SDD) con le eccellenti prestazioni del software di analisi WinFTM®
consente di effettuare la misurazione affidabile di spessori di
­rivestimento anche nell’ordine di grandezza inferiore ai 10 nm e
inferiore. Per l’applicazione sui lead frame si consigliano i disposi­
tivi della serie FISCHERSCOPE® X-RAY XDV-SDD in caso di misure
su campioni relativamente normali e XDV-μ in caso di strutture di
dimensioni molto piccole. La speciale ottica di questo tipo di
­dispositivi permette un punto di misurazione di soli 20 μm sul
campione.
un lead frame e rappresentazione dei risultati con il software di analisi WinFTM.
N o . 0 6 FISCHERSCOPE®
«informazioni dalla pratica»
Helmut Fischer Technologie AG –
Laboratorio di analisi dei materiali
L’obiettivo del nuovo laboratorio è fornire analisi tecniche di ele­
vata qualita ad un’ampia gamma di utenti. L’HFTlab funzionera,
infatti, come laboratorio di servizio per varie industrie affermate,
­oltre ad essere utilizzato a supporto dei clienti dell’intero Gruppo
Helmut Fischer, nel caso vengano richiesti chiarimenti e studi sulla
misurabilita particolarmente impegnativi. Costituira, inoltre, un
centro d’interesse anche per giovani imprese del cantone di Zug il
quale, in qualita di partner del laboratorio HFTlab, sponsorizza i
progetti di varie aziende in espansione.
I servizi offerti includono misure con tutti gli strumenti Fischer (mi­
sura dello spessore di rivestimento, analisi, misura della durezza,
ecc.); a questi metodi si aggiungono microscopia, esami micro­
grafici e analisi chimiche con la ICP-OES ecc. Il laboratorio HTFlab
può supportarvi nella certificazione dei vostri materiali di riferi­
mento al fine di calibrare i vostri strumenti di misura, aiutandovi
quindi ad approfondire la conoscenza dei materiali che utilizzate
(rivelandone anche i piu piccoli dettagli), nonche ad analizzare le
composizioni o a quantificare la durezza, la conducibilita ecc. dei
componenti o delle materie prime. Per ulteriori dettagli chiedete al
vostro contatto Fischer sul posto o visitate il sito Web HFTlab.com.
Saremo lieti di poter collaborare con voi!
Dr. Daniel Sutter
HELMUT FISCHER S.R.L.
Via G. Di Vittorio, 307/29 | 20099 SESTO SAN GIOVANNI (MI)
Tel. (+39) 02-2552626 | Fax (+39) 02-2570039
[email protected]
FISCHERSCOPE®
No. 06
hellerdruck.com
Alla fine di marzo è stato ufficialmente inaugurato il laboratorio
di analisi dei materiali HFTlab di Hünenberg. Alla cerimonia di
apertura hanno partecipato esponenti del mondo politico ed
economico.