CN103792119B - 一种用于金相制样的模具和金相制样方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于金相制样的模具和金相制样方法，所述金相制样方法包括：获取待观测的一个或多个样品；将所述一个或多个样品放置并固定在模具的相应槽中；以及对固定在一起的所述一个或多个样品和所述模具进行研磨、抛光和观测，如此可以使用快速固化材料将样品固定在模具中而不影响制样的质量，从而能够缩短制样时间，提高了分析效率。

Description

一种用于金相制样的模具和金相制样方法

技术领域

本发明涉及微观分析测试领域，具体地，涉及一种用于金相制样的模具和金相制样方法。

背景技术

目前，在许多领域中都需要进行微观分析测试，例如材料学中的金相分析、元素成分分析；半导体领域中的微型结构的形貌观测等，在这些分析观测中都需要对待观测、分析的样品进行“金相制样”，然后才能放到电子显微镜里进行观测分析和测量。

通常金相制样的步骤是：

（1）对于体积大的样品（如硅圆片、封装好的器件等）进行切割，以切割成合适的“小样品”；

（2）用商用的镶样机或手工把待观测的“小样品”镶嵌在模具内的树脂中，如图1所示的是制样的模具；

（3）树脂固化后被从模具中取出，通过研磨抛光机或者手工对被观测的样品进行研磨、抛光，以获取待观测的金相样品，如图2所示。

然而，在上述金相制样过程中，镶嵌样品时最常用的树脂是环氧树脂。而这种环氧树脂在常温下固化需要8个小时左右；即使加热固化，也需要2至4小时。可见该方法的制样时间太长，极大地降低了分析效率。虽然也可以选用其它少数快速固化材料，如牙托粉等，但获得的金相样品的质量较差。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于金相制样的模具和金相制样方法，通过该金相制样的模具和金相制样方法能够缩短制样时间，从而提高了分析效率。

为了实现上述目的，本发明提供一种金相制样方法，所述金相制样方法包括：获取待观测的一个或多个样品；将所述一个或多个样品垂直放置并固定在模具的相应槽中；以及对固定在一起的所述一个或多个样品和所述模具进行研磨、抛光和观测。

此外，本发明还提供一种用于金相制样的模具，所述模具具有多个槽，且其中每个槽的一个侧面与底面垂直。

本发明通过将待观测样品固定在模具的相应槽中，并对固定在一起的所述一个或多个样品和所述模具进行研磨、抛光和观测，如此可以使用快速固化材料将样品固定在模具中而不影响制样的质量，从而有效地缩短制样时间，提高了样品的分析效率。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是现有用于金相制样的模具的示意图；

图2是使用图1所示模具制成的金相样品的示意图；

图3是根据本发明实施方式的用于金相制样的模具的示意图；以及

图4是使用图3所示模具实现镶样的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

图3是根据本发明实施方式的用于金相制样的模具的示意图。如图3所示，本发明所提供的用于金相制样的模具具有多个槽10，且所述多个槽10位于模具的同一侧。

但是应该理解本发明所提供的模具并不局限于图3所示情形，其中槽10的数量可以是任意合适的，而且根据研磨、抛光方式（如采用研磨抛光机研磨、抛光或采用手持研磨、抛光）所制成的模具的形状也可以是不同于图3所示的形状，如圆形。

为了便于镶嵌不同大小和厚度的“小样品”，可以在模具上加工不同尺寸（如宽度和深度不同）多个槽10，多个槽10的尺寸可以与待观测样品的尺寸接近（例如槽的宽度与待观测样品的宽度接近），并且槽10的槽口不仅仅可以是图3所示的长方形，可以是任何合适的形状，如楔形。所述槽10的形状尺寸可以依据通常待观测样品的形状尺寸来制作，以便可以适用于普遍待观测样品。

以下将详细描述使用上述模具进行金相制样的方法步骤。该金相制样方法可以包括：获取待观测的一个或多个样品；将所述一个或多个样品放置并固定在模具的相应槽中；以及对固定在一起的所述一个或多个样品和所述模具进行研磨、抛光和观测。

其中，在制样过程中，可以先将模具加热到一定温度后，将一个或多个待观测样品20放置到相应的槽10中（例如根据样品尺寸形状选择合适的槽10）。之后，将石蜡融化使其流到模具的槽10和待观测样品20之间的缝隙中，如此在石蜡冷却后待观测样品20将被牢牢地固定在模具的相应槽中（如图4所示的所实现的镶样图）。应该注意的是本发明并不局限于石蜡，任何合适的可以快速固化的材料均可以用于固定样品。

然后可以直接对模具和待观测样品20同时进行磨样。在完成磨样后，可以对待观测样品20进行观测；观测完成后，将样品取走，模具可以再次被使用。如此直至模具被研磨至不能被研磨抛光机夹持或手持后，可以将模具遗弃。

另外，应该注意的是，在待观测样品较薄的情况下，可以先在槽10中放置一合适的支持物以便将待观测样品20支持在槽口附近，从而可以减小需研磨的尺寸，节省研磨时间。在放置样品时，待观测面可以与模具的槽口面平行以便于研磨后的观测，例如在观测主要成分的情况下，如果待观测面与槽口平面不平行，研磨时待观测面上可能存在部分表面未被研磨的情况，从而可能影响观测结果。

而且，根据本发明所提供的金相制样的方法，对于金相制样的不同需求，可以选用不同材料来制作模具。例如，在用于制作微观结构分析和尺度测量的样品时，可以选用普通的不锈钢、铜、铝等金属材料、塑料或其它各种树脂材料；在用于制作主要成分分析的样品时，则可以选择不含有待观测样品20成分的材料。例如，在分析一个电子器件金属外壳的材质和电镀层成分的情况中，不宜采用不锈钢的材料，这是因为大多数封装电子器件的金属外壳一般均采用铁镍合金或钢制成的，因此，如果模具采用不锈钢材料，在研磨、抛光过程中，该不锈钢模具中的铁元素会影响样品的成分含量分析，因而可以选用铜、铝、塑料或其它树脂类材料来制作模具。同样地，如果待观测样品20是硅圆片，由于硅圆片上面会有铜布线，在需要分析铜布线成的情况下，就不宜选用铜来制作模具，而可以选用不锈钢、铝、塑料或其它树脂类材料。

由于对固定在一起的一个或多个样品和模具直接进行磨样，因此，使用快速固化材料也不会影响制样的质量，而且本发明所提供的槽的尺寸与待观测样品的尺寸接近，进一步确保了使用快速固化材料能够不影响制样的直来那个，所以本发明可以采用快速固化的材料来固定待观测样品20，如此与现有技术相比，极大地缩短了固化时间，从而在缩短制样时间提高分析效率的同时保证了制样的质量。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种金相制样方法，其特征在于，所述金相制样方法包括：

获取待观测的一个或多个样品；

通过快速固化的材料将所述一个或多个样品固定在模具的相应槽中；以及

对固定在一起的所述一个或多个样品和所述模具进行研磨、抛光和观测，

其中，所述通过快速固化的材料将所述一个或多个样品固定在模具的相应槽中包括通过将融化的石蜡流到所述模具的槽与所述一个或多个样品之间的缝隙中来将所述一个或多个样品固定在所述模具的相应槽中。

2.根据权利要求1所述的金相制样方法，其特征在于，所述方法还包括在观测结束后，所述样品被从所述模具中取出。

3.根据权利要求1所述的金相制样方法，其特征在于，所述模具具有多个槽，且所述多个槽位于模具的同一侧。

4.根据权利要求3所述的金相制样方法，其特征在于，所述多个槽具有不同尺寸，且所述槽的槽口为长方形或楔形。

5.根据权利要求1所述的金相制样方法，其特征在于，所述模具由金属材料、塑料或其它各种树脂材料制成。

6.根据权利要求1-5中任一权利要求所述的金相制样方法，其特征在于，制成所述模具的材料与待观测样品的组成材料不同。

7.一种用于金相制样的模具，其特征在于，所述模具具有多个槽，且所述多个槽位于模具的同一侧，

在金相制样过程中，通过快速固化的材料将待观测的一个或多个样品固定在模具的相应槽中，并对固定在一起的所述一个或多个样品和所述模具进行研磨、抛光和观测，其中所述快速固化的材料包括石蜡。

8.根据权利要求7所述的模具，其特征在于，所述多个槽具有不同尺寸，且所述槽的槽口为长方形或楔形。

9.根据权利要求7所述的模具，其特征在于，所述模具由金属材料、塑料或其它各种树脂材料制成。

10.根据权利要求7所述的模具，其特征在于，制成所述模具的材料与待观测样品的组成材料不同。