CN110501183B - 一种陶瓷电子元件金相切片及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种陶瓷电子元件金相切片的制备方法，包括如下步骤：(1)采用丝网印刷的方法，在陶瓷膜上印刷金属浆料，烘干后，得到具有金属层的陶瓷膜；(2)将一个具有金属层的陶瓷膜和多个陶瓷膜层叠并压合，得到基板；(3)将基板切割，得到具有金属层的识别块；(4)将识别块和待检陶瓷电子元件并列放置在同一个模具内，然后灌入胶体，待胶体固化后得到胶块；(5)将胶块研磨、抛光。本发明能够在研磨过程中为检验者提供位置信息，使检验者了解当前剖面的研磨深度以及当前剖面在陶瓷电子元件内的具体位置，可以提高陶瓷电子元件金相切片检验分析的质量及效率，简单易行，适用性强。

Description

一种陶瓷电子元件金相切片及其制备方法
技术领域
本发明涉及电子元件领域，尤其涉及一种陶瓷电子元件金相切片及其制备方法。
背景技术
通常对陶瓷电子元件或其半成品如烧结得到的陶瓷体进行金相切片检验分析时，将待检样品排列在模具内并灌封树脂制成树脂块，然后将固定在树脂块内的样品研磨、抛光，最后将树脂块放在显微镜下观察样品。有时检验者需要了解当前剖面在样品内的具体位置以及当前剖面的研磨深度，比如在发现样品存在内部缺陷时，想了解缺陷在样品内的具体位置和大致尺寸，以便分析缺陷的性质和产生原因；又或者为了更准确地控制研磨进度以免过度研磨错过所关注的剖面位置，尤其是像0201规格、01005规格、008004规格等外围尺寸极小的陶瓷电子元件更需要精确控制研磨进度。然而，常规的陶瓷电子元件在研磨过程中不能为检验者提供上述信息，导致检验分析的质量欠佳，效率低。
发明内容
基于此，本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种陶瓷电子元件金相切片的制备方法。该方法制备得到的陶瓷电子元件金相切片，使检验者能够在研磨过程中获知当前剖面的研磨深度以及当前剖面在陶瓷电子元件内的具体位置，可以提高陶瓷电子元件金相切片检验分析的质量及效率。
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：一种陶瓷电子元件金相切片的制备方法，包括如下步骤：
(1)采用丝网印刷的方法，在陶瓷膜上印刷金属浆料，烘干后，得到具有金属层的陶瓷膜，所述陶瓷膜与金属层颜色不同；
(2)将一个具有金属层的陶瓷膜和多个陶瓷膜层叠并压合，得到基板；
(3)将步骤(2)所得基板切割，得到具有金属层的识别块；
(4)将步骤(3)所得识别块和待检陶瓷电子元件并列放置在同一个模具内，然后灌入胶体，使胶体覆盖识别块和待检陶瓷电子元件并填充这些样品之间的空隙，待胶体固化后得到胶块；
(5)将步骤(4)所得胶块研磨、抛光，完成陶瓷电子元件金相切片的制备。
优选地，所述步骤(1)中，所述金属层的厚度为1～3μm。
金属浆料中的金属可以为镍、铜、钨、银等，优选采用铜，这样成本较低。陶瓷膜中的陶瓷材料可以采用适合与金属共烧的陶瓷材料，例如钛酸钡、钛酸锶、锆酸钙、氧化铝、钛酸铅、二氧化钛、氧化锌等，优选采用与待检陶瓷电子元件相同的陶瓷材料，这样制备比较方便。陶瓷膜与金属层应具有显著的颜色差异，以便于人眼分辨。金属层厚度优选为1～3μm，这样金属层可以获得良好的连续性，并且节约材料。
优选地，所述步骤(2)中，压合采用等静压法，压合后得到的基板致密一体化。
优选地，所述步骤(2)中，所述金属层位于基板的内部，以使金属层与基板形成显著的颜色差异，便于人眼分辨金属层。
优选地，所述步骤(2)中，所述基板的厚度为0.3～2mm，以使后续步骤得到的识别块能够在模具内平稳放置不易倾斜，并且节约材料。
优选地，所述步骤(3)中，所述金属层为直角三角形，所述金属层的两条直角边分别在识别块平行于层叠方向的两个相邻侧面上。
优选地，所述步骤(3)中，所述金属层的两个锐角为30°～60°。两个锐角小于30°时，对研磨深度的检测分辨度将太小，检测变得困难。
优选地，所述步骤(3)中，所述具有金属层的识别块的长为0.5～10mm，所述具有金属层的识别块的宽为0.5～10mm，所述具有金属层的识别块的长和宽不相等。如此后续可以根据待检陶瓷电子元件的尺寸或者实际的研磨深度来灵活地选择识别块的定位取向，从而增加识别块的适用性；并且可以节约材料。
优选地，所述步骤(3)中，还包括将所述具有金属层的识别块进行烧结致密化的步骤，所述烧结的温度为900℃～1600℃。烧结后的识别块强度较大，研磨时金属层不会变形。
优选地，所述步骤(4)中，在将所述识别块放置于模具中时，将识别块的金属层垂直于研磨面，以便研磨时金属层的长度随研磨深度变化而线性变化，并且检验者能够根据金属层的长度方便准确地计算出研磨深度。若金属层与研磨面水平，自然不能发挥作用，而金属层不完全垂直于研磨面的话，其线性变化速率发生改变，不便于计算。
同时，本发明还提供一种所述制备方法制备得到的陶瓷电子元件金相切片。
相对于现有技术，本发明的有益效果为：
本发明能够在研磨过程中为检验者提供位置信息，使检验者了解当前剖面的研磨深度以及当前剖面在陶瓷电子元件内的具体位置，可以提高陶瓷电子元件金相切片检验分析的质量及效率，简单易行，适用性强。识别块占用模具的面积可忽略，因此模具内可放置更多的待检陶瓷电子元件，提高检验效率。
附图说明
图1为本发明的陶瓷电子元件金相切片的制备方法的流程图；
图2为用于印刷金属层的丝网图形示意图；
图3为识别块的外观示意图；
图4为识别块的剖面图；
图5为将识别块和待检陶瓷电子元件放置在模具内的示意图；
其中，12、金属层；1、识别块；2、待检陶瓷电子元件；3、模具。
具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
本发明所述陶瓷电子元件金相切片，结合图1，通过以下方法制备所得：
步骤1、采用丝网在陶瓷膜上印刷金属浆料，烘干后得到具有金属层的陶瓷膜。
金属浆料中的金属可以为镍、铜、钨、银等，优选采用铜，这样成本较低。陶瓷膜中的陶瓷材料可以采用适合与金属共烧的陶瓷材料，例如钛酸钡、钛酸锶、锆酸钙、氧化铝、钛酸铅、二氧化钛、氧化锌等，优选采用与待检陶瓷电子元件相同的陶瓷材料，这样制备比较方便。陶瓷膜与金属层应具有显著的颜色差异，以便于人眼分辨。金属层厚度优选为1～3μm，这样金属层可以获得良好的连续性，并且节约材料。用于印刷金属浆料的丝网的图形可以如图2所示。
步骤2、将一个具有金属层的陶瓷膜和多个陶瓷膜层叠并压合，得到基板。
压合优选采用等静压法。压合后得到的基板致密一体化。基板的厚度优选为0.3～2mm，以使后续步骤得到的识别块能够在模具内平稳放置不易倾斜，并且节约材料。金属层位于基板的内部，以使金属层与基板形成显著的颜色差异，便于人眼分辨金属层。
步骤3、将基板切割，得到具有金属层的识别块。
按切割线将基板纵横切割，得到多个长方体的具有金属层的识别块。参阅图3和图4，识别块1包含金属层12。金属层位于识别块的内部。金属层为直角三角形，两条直角边分别在识别块平行于层叠方向的两个相邻侧面上，并且长度分别等于识别块的长和宽。金属层的两个锐角的角度为30°～60°，两个锐角小于30°时，对研磨深度的检测分辨度将太小，检测变得困难。具有金属层的识别块的长和宽可以为0.5～10mm。优选的，识别块的长和宽不相等，如此后续可以根据待检陶瓷电子元件的尺寸或者实际的研磨深度来灵活地选择识别块的定位取向，从而增加识别块的适用性；并且可以节约材料。
优选的，将切割得到的具有金属层的识别块烧结，以使识别块进一步致密化。烧结温度可以为900℃～1600℃。烧结后的识别块强度较大，研磨时金属层不会变形。
步骤4、将识别块和待检陶瓷电子元件并列放置在同一个模具内，然后灌入胶体，待胶体固化后得到胶块。
参阅图5，将识别块1和待检陶瓷电子元件2并列放置在同一个模具3内，使识别块的金属层垂直于研磨面，平稳端正地放置好，以便研磨时金属层的长度随研磨深度变化而线性变化，并且检验者能够根据金属层的长度方便准确地计算出研磨深度。然后灌入胶体，使胶体覆盖识别块和待检陶瓷电子元件并填充这些样品之间的空隙，待胶体固化后得到胶块。胶体可以选择水晶胶、丙烯酸树脂等。
步骤5、将胶块研磨、抛光，完成陶瓷电子元件金相切片的制备。
可以将胶块用自动研磨机研磨，这样研磨后的胶块厚度均匀。随着研磨的进行，金属层在识别块的剖面呈现的线段发生线性增减，研磨过程中可以随时观察识别块的剖面，以调整研磨进度。可以利用金相显微镜对陶瓷电子元件进行检验，检验时可以同时测量金属层在识别块的剖面呈现的线段的长度，从而获知当前剖面的研磨深度以及当前剖面在陶瓷电子元件内的具体位置，为下一步的检验分析提供参考。
实施例1
本发明所述陶瓷电子元件金相切片的一种实施例，本实施例所述陶瓷电子元件金相切片的制备方法具体如下：
采用丝网在陶瓷膜上印刷镍金属浆料，烘干后得到具有金属层的陶瓷膜。陶瓷膜中的陶瓷材料为钛酸钡，金属层厚度为1μm。将一个具有金属层的陶瓷膜和多个陶瓷膜层叠并采用等静压法压合，得到基板。基板的厚度为0.3mm。金属层位于基板的内部，并且金属层到基板垂直于层叠方向的两个表面的距离相等。按切割线将基板纵横切割，得到多个长方体的具有金属层的识别块。金属层位于识别块的内部。金属层为直角三角形，两条直角边分别在识别块平行于层叠方向的两个相邻侧面上，并且长度分别等于识别块的长和宽。金属层的两个锐角的角度分别为30°和60°。具有金属层的识别块的宽为0.5mm。将识别块和待检陶瓷电子元件并列放置在同一个模具内，然后灌入水晶胶，待水晶胶固化后得到胶块。将胶块研磨、抛光，完成陶瓷电子元件金相切片的制备。
实施例2
本发明所述陶瓷电子元件金相切片的一种实施例，本实施例所述陶瓷电子元件金相切片的制备方法具体如下：
采用丝网在陶瓷膜上印刷铜金属浆料，烘干后得到具有金属层的陶瓷膜。陶瓷膜中的陶瓷材料为锆酸钙。金属层厚度为3μm。将一个具有金属层的陶瓷膜和多个陶瓷膜层叠并采用等静压法压合，得到基板。基板的厚度为2mm。金属层位于基板的内部，并且金属层到基板垂直于层叠方向的两个表面的距离相等。按切割线将基板纵横切割，得到多个长方体的具有金属层的识别块，再将识别块在900℃下烧结。金属层位于识别块的内部。金属层为直角三角形，两条直角边分别在识别块平行于层叠方向的两个相邻侧面上，并且长度分别等于识别块的长和宽。金属层的两个锐角的角度分别为40°和50°。具有金属层的识别块的长为10mm。将识别块和待检陶瓷电子元件并列放置在同一个模具内，然后灌入丙烯酸树脂，待丙烯酸树脂固化后得到胶块。将胶块研磨、抛光，完成陶瓷电子元件金相切片的制备。
实施例3
本发明所述陶瓷电子元件金相切片的一种实施例，本实施例所述陶瓷电子元件金相切片的制备方法具体如下：
采用丝网在陶瓷膜上印刷钨金属浆料，烘干后得到具有金属层的陶瓷膜。陶瓷膜中的陶瓷材料为氧化铝。金属层厚度为2μm。将一个具有金属层的陶瓷膜和多个陶瓷膜层叠并采用等静压法压合，得到基板。基板的厚度为1mm。金属层位于基板的内部，并且金属层到基板垂直于层叠方向的两个表面的距离相等。按切割线将基板纵横切割，得到多个长方体的具有金属层的识别块，再将识别块在1600℃下烧结。金属层位于识别块的内部。金属层为直角三角形，两条直角边分别在识别块平行于层叠方向的两个相邻侧面上，并且长度分别等于识别块的长和宽。金属层的两个锐角的角度分别为35°和55°。具有金属层的识别块的长为2mm。将识别块和待检陶瓷电子元件并列放置在同一个模具内，然后灌入丙烯酸树脂，待丙烯酸树脂固化后得到胶块。将胶块研磨、抛光，完成陶瓷电子元件金相切片的制备。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (9)

1.一种陶瓷电子元件金相切片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)采用丝网印刷的方法，在陶瓷膜上印刷金属浆料，烘干后，得到具有金属层的陶瓷膜，所述陶瓷膜与金属层颜色不同；
(2)将一个具有金属层的陶瓷膜和多个陶瓷膜层叠并压合，得到基板；
(3)将步骤(2)所得基板切割，得到具有金属层的识别块，所述金属层为直角三角形，所述金属层的两条直角边分别在识别块平行于层叠方向的两个相邻侧面上，所述具有金属层的识别块的长和宽不相等；
(4)将步骤(3)所得识别块和待检陶瓷电子元件并列放置在同一个模具内，然后灌入胶体，使胶体覆盖识别块和待检陶瓷电子元件并填充这些样品之间的空隙，待胶体固化后得到胶块；
(5)将步骤(4)所得胶块研磨、抛光，完成陶瓷电子元件金相切片的制备。
2.如权利要求1所述的陶瓷电子元件金相切片的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述金属层的厚度为1～3μm。
3.如权利要求1所述的陶瓷电子元件金相切片的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述金属层位于基板的内部。
4.如权利要求1或3所述的陶瓷电子元件金相切片的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述基板的厚度为0.3～2mm。
5.如权利要求1所述的陶瓷电子元件金相切片的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述金属层的两个锐角为30°～60°。
6.如权利要求1所述的陶瓷电子元件金相切片的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述具有金属层的识别块的长为0.5～10mm，所述具有金属层的识别块的宽为0.5～10mm。
7.如权利要求1所述的陶瓷电子元件金相切片的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，还包括将所述具有金属层的识别块进行烧结致密化的步骤，所述烧结的温度为900℃～1600℃。
8.如权利要求1所述的陶瓷电子元件金相切片的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，在将所述识别块放置于模具中时，将识别块的金属层垂直于研磨面。
9.一种由权利要求1～8任一项所述制备方法制备得到的陶瓷电子元件金相切片。
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