案例分析 | 使用激光诱导击穿光谱技术（LIBS）对Hi Fi连接器进行分析

今天我们有幸邀请到了Gerweck Surface Technology公司的Hans Ullrich Eckert，他将向我们介绍他和他的同事们是如何通过LIBS技术在质量保证中克服电镀产品中典型的微观缺陷和污染挑战的。我们都知道，因为即使是连接器等小样品上的细小缺陷，也会显著降低产品质量，导致整批产品的失败。Hans Ullrich在电镀行业拥有超过40年的专业经验，目前是Gerweck公司的工艺技术开发负责人。

这次给大家介绍的这是一个Hi Fi连接器，用于非常高端的保真连接系统，非常昂贵。大家可以在这里看到，这些白色的斑点。我们想要知道如何能去除这些斑点？其组件的功能是否仍然正常？清除这些斑点后，是否有可能再重新加工？

从图片中大家能看到这些斑点，也清楚地看到其中的某个斑点，某个污染，这些残留物在靠近毛刺的位置。这个时候，显微镜就会拍摄多张照片，然后计算出，比方说哪一张是清晰的，并把它做成一个多层的图像，这样就可以获得一个你想观察的斑点的更高分辨率的照片，可以观察到多个区域的镍。

这是镍区，同样的步骤，我们先观察一个看起来不错的区域；然后更换物镜，用激光照射镍区，以获得分析结果；然后提高分辨率，开始进行检测，激光启动之前需要短暂的几秒钟；然后再次实时获得结果，再次将其保存在数据库中；然后再分析。

镍区LIBS过程

镍区LIBS结果

 现在我们开始准备进行光学检测。对比数据库中的光谱，大家可以看到来自残留物的光谱和来自镍区的光谱它们是完全不同的，这个很明显。但现在的问题是，它是什么？因此，需要改变数据库，比较检测出的光谱和数据库中的光谱，根据数据库的信息显示这主要是钠。如果大家现在比较这两个光谱，可以看到这主要是钠，与镍基的程序相同。如果你把这两个放在一起，你会看到，或多或少你从基础材料中得到的所有峰值，你也会在理论上的镍或镍的光谱中找到。因此，很明显，除了镍本身，镍上没有太多的其他东西，上图则是比较得出的结果。

现在，我们详细解释一下这看起来像什么。这是你之前看到的光谱。红色的是我们的残留物，绿色的线是数据库根据理论上反应的钠提供的，这意味着这里只有两个峰是典型的钠的峰。大家可以看到周围没有太多的其他东西，也就是说表面上是钠盐，钠的浓度相对较高，没有其他金属。

斑点（红线）与钠（绿线）LIBS谱图对比

 另一方面，如果我将其与镍进行比较，组件上的残留物非常厚，激光无法穿过，没有看到镍，这意味着它不能穿过残留物到达镍的位置。对我们来说，这些残留物的影响是显著的。根据这些结论，我们判断残留物是钠盐。它可能是氢氧化钠或碳酸钠，因为非常厚，激光达不到镍。

镍电镀层（绿线）与斑点（红线）LIBS谱图对比

 在这个案例中，我们还可以创建自己的数据库。我们有一个数据库，也就是我们所说的原材料，我们把生产线上使用的所有标准材料放在这里。不管这是化学材料还是我们工具的材料，我们都可以直接比较，了解我们在零件上发现的材料或污染是否来自于电镀过程。

发现可以用它来研究表面以下的区域。如果我们在一个区域进行激光照射，我们可以穿过电镀层，然后观察电镀层的下面，而不需要制作横截面。这一点是无法通过例如EDX实现的，因为你只能看到表面，你需要做横截面才能看到下面的情况。这可以帮助我们确定污染是仅存在于表面，还是已经涉及更深处？我们能不能穿过并查看这个层面下一或两微米处是否有污染？LIBS就适合这样的工作！

LIBS最 大的好处是当我们使用显微镜观察一个区域时，如果看到有异常，便可以立即检查它是什么。它真的是一种污染吗？或者只是氧化变色？这是一种将光学和分析方法相结合的多功能性。这将会对日常业务提供很大的帮助。

正如之前所说，LIBS能带来很大的优势。可以创建自己的数据库，收集环境中使用的材料并将其存储至数据库，然后可以把发现的任何东西与数据库进行比较。总而言之，徕卡DM 6M LIBS强大的功能满足了同时用于开发、故障排除和根本原因分析等多样化功能需求！

最 后，通过测试，我们发现，在这些白色区域上没有检测到任何外来金属。污染物是钠化合物，这表示那不是工艺中的金属盐，也不是电镀过程中产生的。那一定是我们通常在预处理中就已经存在的。样品一定是在生产过程中被污染了。

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