陶瓷板结合力拉脱测试方法与流程

文档序号:23312250发布日期:2020-12-15 11:43阅读:269来源:国知局

本发明属于镀层测试方法技术领域,具体的涉及一种陶瓷板结合力拉脱测试方法。



背景技术:

材料表面工程技术在现代社会得到越来越广泛的应用,对材料表面进行涂层处理是材料表面改性的一种重要方法,在该项技术中,涂层与基材的结合力是表征材料表面处理效果的一项重要指标。

目前涂层与基材之间力作用的测试方法主要有以下几种:弯曲法:弯曲法适用于在线状、丝状、片状基体镀膜后,镀层与基体间结合力的检测,是一种完全定性的检测方法;热震法:将有镀层的试样在箱式电阻炉加热30-60min,然后在空气或室温的水中冷却,由于镀层和基体材质不同,收缩率不同,急冷后再镀层与基体间产生一个分离力,如果镀层结合强度不高就会凸起或脱落;冲击试验法:制作一试片,在液压万能机械性能实验机上,用直径为20mm的球状冲头以0.2-0.5mm/s的速度向镀层方向冲压,当冲头冲进1mm或2mm即停止,然后通过观察镀层剥离情况来判断结合力强度;此外,还包括划痕法和剪切结合强度法。

陶瓷基板材料以其优良的导热性和气密性,广泛应用于功率电子、电子封装、混合微电子与多芯片模块等领域。物理气相沉积法镀铜工艺仅需250-350℃左右的温度即可完成散热基板的制作,完全避免了高温对于材料所造成的破坏或尺寸变异的现象,也排除了制造成本费用高的问题。

陶瓷板镀铜后,进行拉脱结合力测试过程中,往往因为陶瓷易碎的特性而造成膜层被拉下之前陶瓷先断裂,且陶瓷镀铜板经过曝光、显影、刻蚀等传统方法获得检测用陶瓷板镀铜方块的做法,费时费力,加之现有的检测方法只能定性或者半定性的测定镀层结合力的好坏,不能定量的测定基体与镀层结合力的大小,且检测结果的重现性差,测试过程繁琐,因此,有必要探索一种既能定性又能定量检测陶瓷镀铜板镀层结合力的方法。



技术实现要素:

本发明的目的是:提供一种陶瓷板结合力拉脱测试方法。该测试方法既能够定量又能够定性的检测陶瓷镀铜板镀层结合力的大小,且检测方法简单,易于实施。

本发明所述的陶瓷板结合力拉脱测试方法,由以下步骤组成:

(1)在陶瓷镀铜板上截取一定尺寸的方块,并保证每个截取的方块能切割到陶瓷基体,得到陶瓷镀铜板检测样;

(2)将陶瓷镀铜板检测样的另一面铜层刷上焊锡膏,然后将陶瓷镀铜板检测样的整面与铜箔压合在一起;

(3)将压合在一起的陶瓷镀铜板检测样和铜箔于240-255℃下恒温加热,待焊锡膏熔融后,将压合在一起的陶瓷镀铜板检测样和铜箔取下降温,制备得到检测样a;

(4)将检测样a放置在剥离试验机拉力平台上,并固定;

(5)将拉力铜丝一端焊接到检测样a上,保证焊接范围正好占据检测样a的面积,另一端与剥离试验机拉伸装置进行固定;

(6)启动剥离试验机拉伸程序,进行膜层的拉脱测试,即可得到结合力,检测完毕,对检测样a进行后处理。

其中:

步骤(1)中所述的方块的尺寸为4-5mm×4-5mm,截取的方块的个数≥10个。

步骤(2)中所述的铜箔的厚度为4-7mm,优选5mm,采用手压合或者机械压合的方式将铜箔与陶瓷镀铜版压合在一起。

步骤(3)中所述的于恒温加热台上,设定加热温度为240-255℃,待焊锡膏熔融后,将压合在一起的陶瓷镀铜板检测样和铜箔取下降温到20-30℃。

步骤(4)-(6)中所述的剥离试验机均为单柱桌上型电脑式剥离试验机。

步骤(4)中所述的将边缘带螺纹孔的检测样a放置在剥离试验机拉力平台上,穿过螺纹孔用紧固螺栓固定好。

步骤(6)中所述设定拉伸速率为0.01mm/s-0.1mm/s之间的某个确定速率,进行膜层的匀速拉脱测试。

步骤(6)中所述的后处理为检测样a拉脱测试结束后,取下检测样a,将其放在恒温加热台上,设定温度为240-255℃,待焊锡膏熔融后,将检测样a中的陶瓷镀铜板和铜箔进行分离,并将铜箔表面清理干净,检测完毕。

本发明与现有技术相比,具有以下有益效果:

(1)本发明所述的陶瓷板结合力拉脱测试方法,既能够定量又能够定性的检测陶瓷镀铜板镀层结合力的大小,且检测方法简单,易于实施。

(2)本发明所述的陶瓷板结合力拉脱测试方法,测试方法重现性好,准确度高。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步描述。

实施例1

本实施例1所述的陶瓷板结合力拉脱测试方法,由以下步骤组成:

(1)在陶瓷镀铜板上截取一定尺寸的方块,并保证每个截取的方块能切割到陶瓷基体,得到陶瓷镀铜板检测样;

(2)将陶瓷镀铜板检测样的另一面铜层刷上焊锡膏,然后将陶瓷镀铜板检测样的整面与铜箔压合在一起;

(3)将压合在一起的陶瓷镀铜板检测样和铜箔于240℃下恒温加热,待焊锡膏熔融后,将压合在一起的陶瓷镀铜板检测样和铜箔取下降温,此时陶瓷镀铜板检测样和铜箔完全贴合在一起,制备得到检测样a;

(4)将检测样a放置在剥离试验机拉力平台上,并固定;

(5)将拉力铜丝一端焊接到检测样a上,保证焊接范围正好占据检测样a的面积,另一端与剥离试验机拉伸装置进行固定;

(6)启动剥离试验机拉伸程序,进行膜层的拉脱测试,即可得到结合力,检测完毕,对检测样a进行后处理。

其中:

步骤(1)中所述的方块的尺寸为4mm×4mm,截取的方块的个数为10个。

步骤(2)中所述的铜箔的厚度为4mm,采用手压合的方式将铜箔与陶瓷镀铜版压合在一起。

步骤(3)中所述的于恒温加热台上,设定加热温度为240℃,待焊锡膏熔融后,将压合在一起的陶瓷镀铜板检测样和铜箔取下降温到20℃。

步骤(4)-(6)中所述的剥离试验机均为单柱桌上型电脑式剥离试验机。

步骤(4)中所述的将边缘带螺纹孔的检测样a放置在剥离试验机拉力平台上,穿过螺纹孔用紧固螺栓固定好。

步骤(6)中所述设定拉伸速率为0.01mm/s,进行膜层的匀速拉脱测试。

步骤(6)中所述的后处理为检测样a拉脱测试结束后,取下检测样a,将其放在恒温加热台上,设定温度为240℃,待焊锡膏熔融后,将检测样a中的陶瓷镀铜板和铜箔进行分离,并将铜箔表面清理干净,检测完毕。

实施例1所述的10块检测样a的测试结果如表1所示,经计算拉脱强度平均值为1252n/cm2

表1实施例1检测样测试结果

实施例2

本实施例2所述的陶瓷板结合力拉脱测试方法,由以下步骤组成:

(1)在陶瓷镀铜板上截取一定尺寸的方块,并保证每个截取的方块能切割到陶瓷基体,得到陶瓷镀铜板检测样;

(2)将陶瓷镀铜板检测样的另一面铜层刷上焊锡膏,然后将陶瓷镀铜板检测样的整面与铜箔压合在一起;

(3)将压合在一起的陶瓷镀铜板检测样和铜箔于255℃下恒温加热,待焊锡膏熔融后,将压合在一起的陶瓷镀铜板检测样和铜箔取下降温,此时陶瓷镀铜板检测样和铜箔完全贴合在一起,制备得到检测样a;

(4)将检测样a放置在剥离试验机拉力平台上,并固定;

(5)将拉力铜丝一端焊接到检测样a上,保证焊接范围正好占据检测样a的面积,另一端与剥离试验机拉伸装置进行固定;

(6)启动剥离试验机拉伸程序,进行膜层的拉脱测试,即可得到结合力,检测完毕,对检测样a进行后处理。

其中:

步骤(1)中所述的方块的尺寸为5mm×5mm,截取的方块的个数为15个。

步骤(2)中所述的铜箔的厚度为7mm。

步骤(3)中所述的于恒温加热台上,设定加热温度为255℃,待焊锡膏熔融后,将压合在一起的陶瓷镀铜板检测样和铜箔取下降温到30℃。

步骤(4)-(6)中所述的剥离试验机均为单柱桌上型电脑式剥离试验机。

步骤(4)中所述的将边缘带螺纹孔的检测样a放置在剥离试验机拉力平台上,穿过螺纹孔用紧固螺栓固定好。

步骤(6)中所述设定拉伸速率为0.1mm/s,进行膜层的匀速拉脱测试。

步骤(6)中所述的后处理为检测样a拉脱测试结束后,取下检测样a,将其放在恒温加热台上,设定温度为255℃,待焊锡膏熔融后,将检测样a中的陶瓷镀铜板和铜箔进行分离,并将铜箔表面清理干净,检测完毕。

实施例2所述的15块检测样a的测试结果如表2所示,经计算拉脱强度平均值为1209n/cm2

表2实施例2检测样测试结果

实施例3

本实施例3所述的陶瓷板结合力拉脱测试方法,由以下步骤组成:

(1)在陶瓷镀铜板上截取一定尺寸的方块,并保证每个截取的方块能切割到陶瓷基体,得到陶瓷镀铜板检测样;

(2)将陶瓷镀铜板检测样的另一面铜层刷上焊锡膏,然后将陶瓷镀铜板检测样的整面与铜箔压合在一起;

(3)将压合在一起的陶瓷镀铜板检测样和铜箔于248℃下恒温加热,待焊锡膏熔融后,将压合在一起的陶瓷镀铜板检测样和铜箔取下降温,此时陶瓷镀铜板检测样和铜箔完全贴合在一起,制备得到检测样a;

(4)将检测样a放置在剥离试验机拉力平台上,并固定;

(5)将拉力铜丝一端焊接到检测样a上,保证焊接范围正好占据检测样a的面积,另一端与剥离试验机拉伸装置进行固定;

(6)启动剥离试验机拉伸程序,进行膜层的拉脱测试,即可得到结合力,检测完毕,对检测样a进行后处理。

其中:

步骤(1)中所述的方块的尺寸为4.5mm×4.5mm,截取的方块的个数为12个。

步骤(2)中所述的铜箔的厚度为5mm。

步骤(3)中所述的于恒温加热台上,设定加热温度为248℃,待焊锡膏熔融后,将压合在一起的陶瓷镀铜板检测样和铜箔取下降温到25℃。

步骤(4)-(6)中所述的剥离试验机均为单柱桌上型电脑式剥离试验机。

步骤(4)中所述的将边缘带螺纹孔的检测样a放置在剥离试验机拉力平台上,穿过螺纹孔用紧固螺栓固定好。

步骤(6)中所述设定拉伸速率为0.06mm/s,进行膜层的匀速拉脱测试。

步骤(6)中所述的后处理为检测样a拉脱测试结束后,取下检测样a,将其放在恒温加热台上,设定温度为248℃,待焊锡膏熔融后,将检测样a中的陶瓷镀铜板和铜箔进行分离,并将铜箔表面清理干净,检测完毕。

实施例3所述的12块检测样a的测试结果如表3所示,经计算拉脱强度平均值为1257n/cm2

表3实施例3检测样测试结果

这三组实例,平均数分别为1252n/cm2,1209n/cm2,1257n/cm2,相差比较小,说明本方法测试的准确性比较高,膜层撕裂之前板子没有被拉碎的现象。三组数据偏差比较小,说明测试数据稳定性好。

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