专利名称：金相切片研磨装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及印制电路板制作领域，尤其涉及一种金相切片研磨装置。
背景技术：
印制电路板压合和孔金属化，是电路板两大关键工艺，是实现电路板层间可靠互联的关键。压合和电镀铜镀层质量密切关系到电路板性能，超出标准的分层、层压空洞等压合状况，超出标准的镀层空洞、孔壁缺陷等镀层状况，都有可能产生严重的性能问题，导致电路板失效。在行业标准中有严格检测要求，部分产品和客户也要求提供检测报告，甚至检测样品。为了评价压合系统和金属化孔(PTH)的质量，评价层间状况、铜箔、测量镀层或者涂层厚度等是否和规格要求一致，印制电路板板领域采用制作金相切片进行试验。金相切片试验流程一般为:切割取样一粗磨待检测试样一封胶灌模一金相切片样品一粗研磨一细研磨一抛光一微蚀一观测读数。由于金相切片制备流程操作复杂，共性低，目前主要是采用手工制作，行业也已普遍接受手工切片作为一种基础工艺。但是，手工制作方法存在以下不足:纯人工操作，效率低下，制作大量切片时需要配置较多的人手，人力资源成本高；另外这些技术很大程度上依靠单个金相切片作业者操作的熟练程度，受主观因素影响大，质量难保证一致，也不利于新手操作。因此，有些制造商也开发了自动金相切片研磨设备，采用电机带动载料盘上金相切片样品旋转进行研磨，具备自动研磨功能，但是无法预先设定研磨位置或者深度，无法一步到位研磨，而且全自动设备投入费用大，性价比低，没有得到广泛认可。无论是手工制作，还是自动研磨，一般是将待检测试样放置于胶膜，然后灌胶(水晶胶)制作成圆柱形金相切片样品，再进行研磨抛光。受金相切片制作流程复杂影响，各步骤共性低，研磨过程需要时刻观察研磨的位置和状况，采用自动化生产难度极大，手工操作更能适应这种工艺特点，故目前还是以手工制作进行研磨为主，效率不高。
实用新型内容本实用新型的目的是提出一种金相切片研磨装置，能够代替手工操作，实现自动研磨金相切片样品，而且解决现有技术的自动研磨机无法控制研磨位置和深度的缺陷，可以一步到位研磨到待检测试样金属化孔中心。为实现上述目的，本实用新型实施例提供了一种金相切片研磨装置，包括研磨抛盘、载料盘和固定盘；所述研磨抛盘表面固定有研磨砂纸，且在第一电机带动下旋转；所述研磨抛盘表面连接水源；所述载料盘上设置至少一个载料口，用于承载阶梯状金相切片样品，所述阶梯状金相切片样品包括直径依次减少的顶部、中间部和底部，其中，所述中间部和底部之间固定有待检测试样，且所述中间部和底部之间的分界线与所述待检测试样上的金属化孔的中心重合；所述载料口的直径小于所述顶部直径且大于所述中间部直径；所述固定盘上设置至少一个与所述载料盘上的载料口一一对应的加压设备，用于加压所述阶梯状金相切片样品，使所述阶梯状金相切片样品的底部在研磨过程中保持与所述研磨砂纸接触；所述载料盘和固定盘连接同一个旋转轴并在第二电机带动下同时旋转，且旋转方向与所述研磨抛盘的旋转方向相反；所述载料盘的表面到所述研磨砂纸的距离与所述阶梯状金相切片样品的中间部的闻度相等。作为上述方案的改进，所述加压设备包括壳体、收容于所述壳体内的弹性元件以及加压柱体，所述加压柱体的一端抵顶所述弹性元件，另一端伸出所述壳体外以与所述阶梯状金相切片样品相抵顶，且所述加压柱体可在所述弹性元件的作用下在所述壳体内外往返运动。作为上述方案的改进，所述载料口的直径比所述阶梯状金相切片样品的顶部直径小3 5mm,比所述阶梯状金相切片样品的中部大Imm,比所述阶梯状金相切片样品的底部大3 Smnin作为上述方案的改进，所述载料盘上设置的载料口为6个，而所述固定盘上对应设置的加压设备也为6个。作为上述方案的改进，所述阶梯状金相切片的顶部高度为3 5_，中间部高度为10 15mm,底部高度为5 7mm。作为上述方案的改进，所述阶梯状金相切片内固定的待检测试样由至少一个电路板切片构成并通过定位钢针串联起来，且所述至少一个电路板切片上的金属化孔位于同一水平面。作为上述方案的改进，每一所述电路板切片的金属化孔大小一致，包括位于同一水平线上的多个检测孔和定位孔，藉由所述定位钢针穿过每一电路板切片的定位孔，以将所述电路板切片串联起来且使所述电路板切片上的金属化孔位于同一水平面。本实用新型实施例提供的金相切片研磨装置，通过阶梯状金相切片样品和研磨装置的结合，实现了金相切片的自动研磨，有效提高研磨效率；另外，还可以精密控制研磨位置和深度，一次到位研磨到金属化孔中心。
图1是本实用新型提供的金相切片研磨装置的一个实施例的结构示意图；图2是图1所示的金相切片样品的结构示意图；图3是图2所示的金相切片样品中的待检测试样的结构示意图；图4是图3所示的待检测试样中的单个试样的结构示意图；图5 图7展示了图1所示的金相切片研磨装置的工作过程。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。参考图1，本实用新型提供了一种金相切片研磨装置，该金相切片研磨装置包括研磨抛盘31、载料盘32和固定盘33。其中，所述研磨抛盘31表面固定有研磨砂纸311，且所示研磨抛盘31和研磨砂纸311在第一电机(图未示)带动下同时旋转，且该研磨抛盘31表面连接水源。所述载料盘32上设置至少一个载料口 321，用于承载金相切片样品，该阶梯状金相切片样品的结构如图2所示(后面详细描述)。所述固定盘33上设置至少一个与所述载料盘32上的载料口 321一一对应的加压设备331，用于加压所述阶梯状金相切片样品，使所述阶梯状金相切片样品的底部在研磨过程中保持与所述研磨砂纸311接触。所述载料盘32和固定盘33连接同一个旋转轴34并在第二电机35带动下同时旋转，且旋转方向与所述研磨抛盘31的旋转方向相反。如图2所示，该阶梯状金相切片样品12包括直径依次减少的顶部121、中间部122和底部123，可选的，所述顶部121直径25 30mm，高度3 5mm;所述中间部122直径20 25mm,高度10 15_ ;所述底部123直径15 20mm,高度5 7_。该阶梯状金相切片样品12的底部123通过研磨后会被全部研磨掉。该阶梯状金相切片样品12内固定有待检测试样20，该待检测试样20固定在中间部122和底部123之间，且所述中间部122和底部123之间的分界线与所述待检测试样20的金属化孔的中心重合。待检测试样20的结构如图3所示，为了提高效率，一个金相切片样品可以集中多个试样，选择将几个试样放在一起制作成一个待检测试样。从电路板上割取需要制作金相切片样品的金属化孔，通过粗磨后制作成单个试样。如图4所示，该单个试样21包括多个位于同一水平线上的金属化孔，该金属化孔大小一致且个数> 3，该金属化孔包括检测孔和定位孔，其中，同一水平线上的两端金属化孔作为定位孔，用于连接定位钢针，其余的作为检测孔。在本实施例中，采用定位钢针(直径比金属化孔小0.1mm)将多个试样21两端的金属化孔一一对应串联起来以构成如图4所示的待检测试样20，且使待检测试样20上的金属化孔保持在同一水平面上。再次参考图1，所述载料口 321的直径小于所述阶梯状金相切片样品12的顶部直径，同时大于所述阶梯状金相切片样品的中间部和底部直径，可选的，所述载料口 321的直径比所述阶梯状金相切片样品的顶部直径小3 5mm，比所述阶梯状金相切片样品的中间部直径大1mm，比所述阶梯状金相切片样品的底部直径大3 5mm。在本实施例中，所述加压设备331包括固定在所述固定盘33上的壳体331a、收容于所述壳体331a内的弹性元件331b (具体为弹簧)以及加压柱体331c，所述加压柱体331c的一端抵顶所述弹性元件331b(优选的，与弹性元件331b连接),另一端伸出所述壳体331a外以与所述阶梯状金相切片样品相抵顶，且所述加压柱体331c可在所述弹性元件331b的作用下在所述壳体331a内外往返运动。在没有将所述阶梯状金相切片样品置于载料盘32上的载料口 321前，该加压设备331的弹性元件331b处于自然状态(如果弹性元件331b与加压柱体331c连接则由于加压柱体331c的重力作用下处于拉伸状态)，当将所述阶梯状金相切片样品置于载料盘32上的载料口 321时，该加压设备331的弹性元件331b处于压缩状态，而随所述阶梯状金相切片样品的底部被研磨，该加压柱体331c在所述弹性元件331b的反向回复作用下运动，从而推动所述阶梯状金相切片样品下降以保持与所述研磨砂纸311接触研磨。在本实施例中，所述载料盘32与固定盘33相对的表面320 (在本实施例中为上表面)到所述研磨砂纸311的距离H与所述阶梯状金相切片样品的中间部的高度相等。这样，随研磨的进行，水源(该装置配置有一个水源)喷水使研磨砂纸311能够有效去除所述阶梯状金相切片样品的底部物料(水晶胶)，同时，所述阶梯状金相切片样品在所述弹性元件331b的反向回复作用下不断下降；当所述阶梯状金相切片样品的顶部正好卡在所述载料盘32的表面320上，使所述阶梯状金相切片样品无法继续下降时，刚好将所述阶梯状金相切片样品的底部全部研磨掉，并研磨到所述阶梯状金相切片样品的金属化孔中心，露出所述金属化孔中心的横切面，从而实现精密控制研磨位置和深度。优选的，所述第一电机和第二电机35为无级调速电机。可以理解的，在本实用新型实施例中，为了方便描述，仅以所述载料盘32上设置一个载料口 321以及所述固定盘33对应设置一个加压设备331进行描述。但是，载料口 321和对应的加压设备331数量不局限于图1中所示的一个，可以设置多个。一般情况下，所述载料盘32上可设置的载料口为6个，而所述固定盘33上对应设置的加压设备也为6个。下面，结合图5 图7，进一步描述本实施例的金相切片研磨装置的工作过程:参考图5，首先，将所述阶梯状金相切片样品12置于所述载料盘32上的载料口321上，使阶梯状金相切片样品12的底部与所述研磨砂纸311相接触，且阶梯状金相切片样品的顶部抵顶所述加压设备331的加压柱体331c，这时，加压设备331的弹性元件331b处于压缩状态，这样，该阶梯状金相切片样品被所述加压设备331压紧在所述载料盘32上，且阶梯状金相切片样品12的底部与所述研磨砂纸311相接触以进行研磨。参考图6，随研磨的进行，水源喷水使研磨砂纸311能够有效去除所述阶梯状金相切片样品12的底部物料(水晶胶)，同时，该加压柱体331c在所述弹性元件331b的反向回复作用下运动，从而推动所述阶梯状金相切片样品12下降，使阶梯状金相切片样品12的底部保持与所述研磨砂纸311接触以继续研磨。参考图7，当所述阶梯状金相切片样品12的顶部正好卡在所述载料盘32的表面320上，使所述阶梯状金相切片样品12无法继续下降时，研磨终止，这时，刚好将所述阶梯状金相切片样品的底部全部研磨掉，并研磨到所述阶梯状金相切片样品的金属化孔中心，以露出所述金属化孔中心的横切面。这样，粗研磨到此结束。得到粗研磨的金属化孔中心横切面后，可以通过另外一个加工位(图中未示)进行细磨，得到所需要的金相切片。综上所述，本实用新型的金相切片研磨装置实现了金相切片自动快速研磨到金属化孔(PTH)中心，可高效率大批量制作金相切片。通过阶梯状金相切片样品和研磨装置的结合，实现了金相切片的自动研磨，有效提高研磨效率，而且可以精密控制研磨位置和深度。另外，由于研磨装置的载料盘设计了 6个载料位，一次可以同时研磨6个金相切片样品，实现了高效率批量制作金相切片，而手工研磨只能研磨一个样品。以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种金相切片研磨装置，其特征在于，包括研磨抛盘、载料盘和固定盘； 所述研磨抛盘表面固定有研磨砂纸，且在第一电机带动下旋转；所述研磨抛盘表面连接水源； 所述载料盘上设置至少一个载料口，用于承载阶梯状金相切片样品，所述阶梯状金相切片样品包括直径依次减少的顶部、中间部和底部，其中，所述中间部和底部之间固定有待检测试样，且所述中间部和底部之间的分界线与所述待检测试样上的金属化孔的中心重合；所述载料口的直径小于所述顶部直径且大于所述中间部直径； 所述固定盘上设置至少一个与所述载料盘上的载料口一一对应的加压设备，用于加压所述阶梯状金相切片样品，使所述阶梯状金相切片样品的底部在研磨过程中保持与所述研磨砂纸接触； 所述载料盘和固定盘连接同一个旋转轴并在第二电机带动下同时旋转，且旋转方向与所述研磨抛盘的旋转方向相反； 所述载料盘的表面到所述研磨砂纸的距离与所述阶梯状金相切片样品的中间部的高度相等。
2.如权利要求1所述的金相切片研磨装置，其特征在于，所述加压设备包括壳体、收容于所述壳体内的弹性元件以及加压柱体，所述加压柱体的一端抵顶所述弹性元件，另一端伸出所述壳体外以与所述阶梯状金相切片样品相抵顶，且所述加压柱体可在所述弹性元件的作用下在所述壳体内外往返运动。
3.如权利要求1所述的金相切片研磨装置，其特征在于，所述载料口的直径比所述阶梯状金相切片样品的顶部直径小3 5mm，比所述阶梯状金相切片样品的中部大1mm，比所述阶梯状金相切片样品的底部大3 5_。
4.如权利要求1所述的金相切片研磨装置，其特征在于，所述载料盘上设置的载料口为6个，而所述固定盘上对应设置的加压设备也为6个。
5.如权利要求1所述的金相切片研磨装置，其特征在于，所述阶梯状金相切片的顶部高度为3 5mm,中间部高度为10 15mm,底部高度为5 7mm。
6.如权利要求1所述的金相切片研磨装置，其特征在于，所述阶梯状金相切片内固定的待检测试样由至少一个电路板切片构成并通过定位钢针串联起来，且所述至少一个电路板切片上的金属化孔位于同一水平面。
7.如权利要求6所述的金相切片研磨装置，其特征在于，每一所述电路板切片的金属化孔大小一致，包括位于同一水平线上的多个检测孔和定位孔，藉由所述定位钢针穿过每一电路板切片的定位孔，以将所述电路板切片串联起来且使所述电路板切片上的金属化孔位于同一水平面。
专利摘要本实用新型公开了一种金相切片研磨装置，包括研磨抛盘、载料盘和固定盘；所述研磨抛盘表面固定有研磨砂纸，且在第一电机带动下旋转；所述研磨抛盘表面连接水源；所述载料盘上设置至少一个载料口，用于承载阶梯状金相切片样品，该阶梯状金相切片样品包括直径依次减少的顶部、中间部和底部，其中，所述中间部和底部之间固定有待检测试样，且所述中间部和底部之间的分界线与所述待检测试样上的金属化孔的中心重合；所述载料口的直径小于所述顶部直径且大于所述中间部直径；所述固定盘上设置至少一个与所述载料盘上的载料口一一对应的加压设备，用于加压所述阶梯状金相切片样品，使所述阶梯状金相切片样品的底部在研磨过程中保持与所述研磨砂纸接触；所述载料盘和固定盘连接同一个旋转轴并在第二电机带动下同时旋转，且旋转方向与所述研磨抛盘的旋转方向相反；所述载料盘的表面到所述研磨砂纸的距离与所述阶梯状金相切片样品的中间部的高度相等。
文档编号B24B37/27GK203031436SQ201220741309
公开日2013年7月3日 申请日期2012年12月28日 优先权日2012年12月28日
发明者陈亮, 刘丁文, 唐有军, 刘国汉 申请人:广州杰赛科技股份有限公司