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異物分析技術(shù)與應(yīng)用案例

異物分析是一種檢測和分析產(chǎn)品上微小嵌入異物、表面污染物及析出物成分的技術(shù)。異物分析的目的是確保產(chǎn)品或材料的質(zhì)量、安全性和性能，防止?jié)撛诘慕】怠h(huán)境或功能風(fēng)險(xiǎn)。異物分析廣泛應(yīng)用于化工產(chǎn)品、航空產(chǎn)品及其零部件、汽車產(chǎn)品及其零部件、LCM系列產(chǎn)品、PCB&PCBA、電子元件及半導(dǎo)體產(chǎn)品等。廣東省華南檢測技術(shù)有限公司通過表面觀察、成分鑒定等手段，確定異物性質(zhì)，找出污染源或配方問題。

一、異物分析方案流程：

1、在實(shí)施異物分析的過程中，首先進(jìn)行的是表面觀察，主要采用光學(xué)顯微鏡（OM）來查看異物是存在于表面還是嵌入在基體材料內(nèi)。

2、 進(jìn)行異物成分的初步鑒定，傅里葉變換紅外光譜儀(FTIR)設(shè)備常被用來鑒定異物主成分是有機(jī)物還是無機(jī)物。

3、根據(jù)異物的屬性選擇適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)物或無機(jī)物分析手段，如氣相色譜儀-質(zhì)譜分析（GCMS）等設(shè)備用于有機(jī)物異物分析，而測試表面無機(jī)異物和表征元素使用掃描電鏡能譜儀（SEM-EDS）和光電子能譜儀（XPS）等。

然而在實(shí)際情況中，異物的解析過程往往比上述的手段更加復(fù)雜，要選用合適的分析方案和分析手段，才能提高分析效率。

二、異物分析檢測設(shè)備介紹

異物分析檢測設(shè)備在多個(gè)領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用，其中包括OM光學(xué)顯微鏡、FTIR、GC-MS/MS和SEM-EDS等技術(shù)。以下是對這些技術(shù)的介紹：

1、OM光學(xué)顯微鏡（Optical Microscope）：它是一種利用光學(xué)原理將微小物體放大成像的儀器，用于提取微細(xì)結(jié)構(gòu)信息。光學(xué)顯微鏡的分辨率有限，分辨率大約為0.2微米，放大倍率通常不會超過1000倍。

2、傅立葉變換紅外光譜儀（FTIR）：FTIR廣泛應(yīng)用于塑料、橡膠、纖維等材料的定性與定量分析。它通過分析樣品分子對特定頻率紅外光的吸收，來識別分子結(jié)構(gòu)。FTIR的特點(diǎn)包括分析速度快、不破壞樣品、操作簡便，適用于固態(tài)、液態(tài)或氣態(tài)樣品。

3、氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜（GC-MS/MS）：GC-MS/MS技術(shù)依靠高靈敏度和強(qiáng)抗干擾能力，在化學(xué)、生物和環(huán)境分析中得到廣泛應(yīng)用。它通過氣相色譜分離復(fù)雜樣品中的化合物，然后通過串聯(lián)質(zhì)譜進(jìn)行鑒定和定量分析。

4、掃描電子顯微鏡與能量色散X射線光譜儀（SEM-EDS）：SEM-EDS結(jié)合了掃描電子顯微鏡的高分辨率成像能力和EDS的元素分析能力。SEM通過電子束與樣品相互作用產(chǎn)生的信號成像，而EDS分析樣品中的元素種類和含量。這種組合廣泛用于材料的微觀形貌觀察和微區(qū)成分分析。

每種技術(shù)都有其獨(dú)特的應(yīng)用和優(yōu)勢，選擇適合的分析方法通常取決于樣品的類型和所需分析的信息。例如，F(xiàn)TIR適合于有機(jī)異物分析，而SEM-EDS適合于無機(jī)異物或表面元素分析。GC-MS/MS則常用于復(fù)雜有機(jī)混合物的分析，如食品和飼料中的污染物。OM光學(xué)顯微鏡則適用于初步的形態(tài)觀察和大體結(jié)構(gòu)分析。

三、異物分析相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)方法 

1、掃描電子顯微鏡分析方法通則 JY/T 0584-2020

2、微束分析 能譜法定量分析 GB/T 17359-2012 ISO 22309: 2006  

3、紅外光譜分析方法通則 GB/T 6040-2019

四、FTIR送樣要求

1、設(shè)備僅適用于測有機(jī)物與部分無機(jī)物質(zhì)；易燃易爆、強(qiáng)酸強(qiáng)堿、有放射性危害、有毒性及金屬樣品不可測。

2、適用于液體、固體等各種形式的樣品；樣品必須預(yù)先純化和除水干燥，以保證有足夠的純度，避免損壞儀器和水峰對樣品譜圖的干擾。

3、紅外光譜對樣品的適用性廣泛，具有測試迅速，重復(fù)性好，試樣用量少等特點(diǎn)。

（1）固體和粉末樣品：塊狀樣品表面盡量平整，需提供約100mg，如有相關(guān)制樣要求請?jiān)谖袉紊蠘?biāo)明。

（2）液體樣品：不得含有游離水，非水溶性的油狀或稠液體可直接測試。

4、對接觸空氣容易變質(zhì)樣品要提前告知，并提供保存方法。

五、異物分析典型案列：金屬包腳和極片結(jié)構(gòu)處的異物分析    

收到3PCS某器件樣件，其金屬包腳和極片開口的跑道型槽內(nèi)有污染物現(xiàn)象，廣東省華南檢測技術(shù)有限公司通過FTIR分析、EDS分析等方法對樣品進(jìn)行分析。

選取樣件2進(jìn)行分析，在超景深顯微鏡下觀察其金屬包腳及極片，利用取樣針刮取部分疑似污染物，放于FTIR儀器分析。根據(jù)傅里葉紅外光譜譜圖分析，與樣件2相似的物質(zhì)為Poly（dimethylsiloxane）（聚二甲基硅氧烷），又名二甲基硅油。

進(jìn)一步由EDS數(shù)據(jù)分析，樣件2的包腳及極片上除了其本身的材質(zhì)以外，都測出含有Si元素，且極片邊緣上Si含量較高，同時(shí)也檢測出少量Cu元素，且于邊緣的大塊碎片上也測出有Sn元素，這兩種元素的來源推測來自包腳。

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廣東省華南檢測技術(shù)有限公司簡介

廣東省華南檢測技術(shù)有限公司專注于汽車電子和消費(fèi)電子等領(lǐng)域的可靠性檢測服務(wù)。公司坐落于東莞大嶺山鎮(zhèn)，鄰近松山湖高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)，配備了行業(yè)內(nèi)先進(jìn)的測試設(shè)備和專業(yè)技術(shù)團(tuán)隊(duì)。華南檢測技術(shù)有限公司的客戶涵蓋多個(gè)行業(yè)，包括半導(dǎo)體、電子元件、納米材料、通信、新能源、汽車、航空航天、教育和科研等領(lǐng)域。