技术领域
[0001] 本
发明涉及
电子行业用高性能陶瓷领域，特别是涉及一种片状陶瓷破坏强度测量装置及其使用方法。
背景技术
[0002] 集成
电路是现代信息社会快速发展的基石，片状陶瓷作为电路元件及外贴切元件的
支撑材料，是集成电路的核心材料之一。随着电子元件微小型化、低功耗、智能化和高可靠性发展需求以及超大规模集成电路的要求，对片状陶瓷的
密度、弯曲强度、破坏强度、表面
质量以及尺寸
精度等方面均提出了更为苛刻的要求。
[0003] 破坏强度指
工件在外
力作用下发生破坏时出现的最大
应力，本发明中破坏强度的单位为N。现有对片状陶瓷的研究主要集中在其制备工艺和产品特性，并未涉及破坏强度；现有对破坏强度的研究主要是对球压法的描述以及球压效果的分析，并未涉及装置及其使用方法的具体细节。
发明内容
[0004] 本发明的主要目的在于，提供一种片状陶瓷破坏强度测量装置及其使用方法，所要解决的技术问题是使其实现破坏强度的快速、精准测量，从而更加适于实用。
[0005] 本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种片状陶瓷破坏强度测量装置，其包括：
[0007] 所述悬挂式球形压头包括可拆卸连接的球形压头外套和球形压头
连接杆，所述球形压头外套和球形压头连接杆之间设有陶瓷压球，用于提供破坏的片状陶瓷的外力，所述球形压头连接杆与万能试验机连接；
[0008] 所述环形基座包括可拆卸连接的环形基座外套和环形基座连接杆，所述环形基座外套用于放置片状陶瓷，所述环形基座连接杆与万能试验机连接。
[0009] 本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
[0010] 优选的，前述的片状陶瓷破坏强度测量装置，其中所述球形压头外套为上端开口的筒状腔体，所述球形压头外套的底面设有通孔，所述通孔的直径小于所述陶瓷压的球的直径，使所述陶瓷压球伸出所述通孔但不脱出，所述球形压头外套的底面内设有台阶结构，所述台阶结构的内径与所述陶瓷压球的直径一致，用于
定位所述陶瓷压球。
[0011] 优选的，前述的片状陶瓷破坏强度测量装置，其中所述台阶结构的高度为陶瓷压球总高度的0.6～0.9。
[0012] 优选的，前述的片状陶瓷破坏强度测量装置，其中所述球形压头外套的底面厚度为1～2mm。
[0013] 优选的，前述的片状陶瓷破坏强度测量装置，其中所述球形压头连接杆与所述陶瓷压的球
接触部位呈内凹状，且内凹弧度与所述陶瓷压球的外圆面紧密贴合。
[0014] 优选的，前述的片状陶瓷破坏强度测量装置，其中所述球形压头连接杆的下部通过外
螺纹与所述球形压头外套连接，所述球形压头连接杆的上部设置有插销孔，通过插销与万能试验机的上横梁连接。
[0015] 优选的，前述的片状陶瓷破坏强度测量装置，其中所述环形基座外套为内部设有空腔且上下开口的圆筒状结构，所述环形基座外套的下部通过
内螺纹与所述环形基座连接杆的上部连接；所述环形基座外套的上部为容腔，所述容腔的内径与片状陶瓷的最大外径一致。
[0016] 优选的，前述的片状陶瓷破坏强度测量装置，其中所述容腔的高度为片状陶瓷的厚度的1.0～3.0倍。
[0017] 优选的，前述的片状陶瓷破坏强度测量装置，其中所述环形基座连接杆的下部设有插销孔，通过插销与万能试验机的中横梁连接。
[0018] 本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种前述的片状陶瓷破坏强度测量装置的使用方法，其包括：
[0019] 打开万能试验机控制电源，切手动控制；
[0020] 将陶瓷压球置入悬挂式球形压头外套内；
[0021] 将球形压头外套与球形压头连接杆拧紧；
[0022] 将球形压头连接杆插入万能试验机的上横梁，通过插销连接，固定
锁死；
[0023] 将环形基座连接杆插入万能试验机中横梁，通过插销连接，固定锁死；
[0024] 将环形基座外套与环形基座连接杆拧紧；
[0025] 将片状陶瓷放入环形基座外套内，通过旋转环形基座外套，调整工件中心定位；
[0026] 通过手动按钮和
滑轮，调整中横梁高度，使陶瓷压球与片状陶瓷虚接；
[0027] 打开万能试验机测试
软件，设定压缩加载速率；
[0028] 切自动控制，点击测试软件开始按钮，开始加载，直至片状陶瓷破裂，完成片状陶瓷破坏强度测试；破裂时的
载荷力即为片状陶瓷的破坏强度；
[0029] 切手动控制，松开环形基座外套，取下破裂的片状陶瓷；完成破坏强度测量。
[0030] 借由上述技术方案，本发明片状陶瓷破坏强度测量装置及其使用方法至少具有下列优点：
[0031] 1、本发明的测量装置采用悬挂式球形压头以及可旋转式的环形基座，将其与万能试验机通过插销连接，解决了工件装卡繁琐、工件装卡精度不高、装卡不够灵活等问题，极大地简化了装卡工程，提升了测量效率；极大地提升了测量的便捷性和测量精度。此外，仅须通过更换环形基座外套即可实现多种规格的片状陶瓷的破坏强度的测量，具有很强的通用性。测量结果直观、通用性强，本发明可实现片状陶瓷的破坏强度的直接测量、直接读取，结果直观，便于统一产品交付标准、提升交付可靠性。
[0032] 2、本发明的测量装置通过联用万能试验机，可实现破坏强度的快速、精准测量。该装置具有结构简单、操作便捷以及测量精度高等特点，可有效保障产品的交付效率以及交付质量。
[0033] 上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照
说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳
实施例并配合
附图详细说明如后。
附图说明
[0034] 图1是本发明实施例的一种片状陶瓷破坏强度测量装置的结构示意图；
[0035] 图2是本发明实施例的一种片状陶瓷破坏强度测量装置在工作时的结构示意图。
具体实施方式
[0036] 为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的片状陶瓷破坏强度测量装置及其使用方法，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构或特点可由任何合适形式组合。
[0037] 如图1所示，本发明的一个实施例提出的一种片状陶瓷破坏强度测量装置，其包括：悬挂式球形压头1和环形基座4，其中，
[0038] 所述悬挂式球形压头1包括可拆卸连接的球形压头外套12和球形压头连接杆11，所述球形压头外套12和球形压头连接杆11之间设有陶瓷压球2，用于提供破坏的片状陶瓷3的外力，所述球形压头外套12与万能试验机连接；
[0039] 所述环形基座4包括可拆卸连接的环形基座外套41和环形基座连接杆42，所述环形基座外套41用于放置片状陶瓷3，所述环形基座连接杆42与万能试验机连接。
[0040] 本发明中的可拆卸连接，可以为卡接、
螺纹连接或其它连接方式。优
选定球形压头外套和球形压头连接杆的形状相配合，球形压头连接杆恰好伸入球形压头外套中，与球形压头外套相配合连接。环形基座外套和环形基座连接杆的形状相配合，环形基座连接杆恰好伸入环形基座外套中，与环形基座外套相配合连接。
[0041] 本发明不限制片状陶瓷的形状，包括圆形、方形、非规则形状。当测量不同规格的片状陶瓷时，若样品差距小，如将最大外径为Φ10的片状陶瓷更换成Φ20的片状陶瓷，只需要更换环形基座外套，可以方便换样品；若样品差距大，如将最大外径为Φ10的片状陶瓷换成Φ100的片状陶瓷，就需要同时更换环形基座外套和环形基座连接杆。不需要更换悬挂式球形压头，就可以方便的进行测量。
[0042] 本发明不限制悬挂式球形压头和环形基座的材质，优选不锈
钢、
合金等金属材质。
[0043] 如图2所示，在使用时，将陶瓷压球2与片状陶瓷3虚接，通过旋转环形基座4的环形基座外套可以调整片状陶瓷的定位中心，使陶瓷压球2正好位于片状陶瓷的中心
位置，设定压缩加载速率，直至片状陶瓷3破裂。
[0044] 作为优选实施方案，所述球形压头外套12为上端开口的筒状腔体，所述球形压头外套的底面设有通孔，所述通孔的直径小于所述陶瓷压球2的直径，使所述陶瓷压球2伸出所述通孔但不脱出，所述球形压头外套12的底面内设有台阶结构121，所述台阶结构121的内径与所述陶瓷压球2的直径一致，用于定位所述陶瓷压球2。
[0045] 作为优选实施方案，所述台阶结构121的高度为陶瓷压球2总高度的0.6～0.9。
[0046] 作为优选实施方案，所述球形压头外套12的底面厚度为1～2mm。
[0047] 本发明的台阶结构的最大内径与陶瓷压球的直径一致，以便于陶瓷压球的准确定位；该台阶结构的总高度为陶瓷压球总高度的0.6～0.9，以确保装卡紧密；该台阶结构的底部内孔直径略小于陶瓷压球直径，以确保陶瓷压球只有一小部分能够穿过该台阶结构，而整体不能够穿过；该台阶结构的底部厚度在1mm～2mm范围之内，以确保测量时满足上球形压头外套无
变形以及陶瓷压球与片状陶瓷能够有效接触。
[0048] 作为优选实施方案，所述球形压头连接杆11与所述陶瓷压球2的接触部位呈内凹状，且内凹弧度与所述陶瓷压球2的外圆面紧密贴合。
[0049] 具体的，球形压头连接杆的内凹面光滑、无毛刺，以防接触不实。
[0050] 作为优选实施方案，所述球形压头连接杆11的下部通过
外螺纹与所述球形压头外套12连接，所述球形压头连接杆11的上部设置有插销孔111，通过插销与万能试验机的上横梁连接。
[0051] 作为优选实施方案，所述环形基座外套41为内部设有空腔且上下开口的圆筒状结构，所述环形基座外套41的下部通过内螺纹与所述环形基座42连接杆的上部连接；所述环形基座外套的上部为容腔411，所述容腔411的内径与片状陶瓷3的最大外径一致。
[0052] 作为优选实施方案，所述容腔411的高度为片状陶瓷3的厚度的1.0～3.0倍。
[0053] 具体的，环形基座外套的内径与片状陶瓷的最大外径一致，以便于准确定位；环形基座外套的容腔高度为片状陶瓷厚度的1.0～3.0倍，以便于通过旋转环形基座外套可以调整片状陶瓷的定位中心，并能够实现快速装取工件。
[0054] 作为优选实施方案，所述环形基座连接杆42的下部设有插销孔421，通过插销与万能试验机的中横梁连接。
[0055] 本发明的测量装置采用悬挂式球形压头以及可旋转式的环形基座，解决了工件装卡精度不高、装卡不够灵活等问题，极大地提升了测量的便捷性和测量精度。
[0056] 本发明的测量装置采用环形基座，以及插销式连接结构，解决了工件装卡繁琐的问题，极大地简化了装卡工程，提升了测量效率；此外，仅须通过更换环形基座外套，就可实现多种规格的片状陶瓷的破坏强度测量，具有很强的同用性。
[0057] 如图1和2所示，本发明的另一实施例提出一种片状陶瓷破坏强度测量装置的使用方法，其包括：
[0058] (1)打开万能试验机控制电源，切手动控制；
[0059] (2)将陶瓷压球3置入悬挂式球形压头外套12；
[0060] (3)将球形压头外套12与球形压头连接杆11拧紧；
[0061] (4)将球形压头连接杆11插入万能试验机上横梁，通过插销连接球形压头111与上横梁，固定锁死；
[0062] (5)将环形基座连接杆42插入万能试验机中横梁，通过插销连接环形基座连接杆421与中横梁，固定锁死；
[0063] (6)将环形基座外套41与环形基座连接杆42拧紧；
[0064] (7)将片状陶瓷3放入环形基座外套41，通过旋转环形基座外套41，调整工件中心定位；
[0065] (8)通过手动按钮和滑轮，调整中横梁高度，使得陶瓷压球2与片状陶瓷3虚接；
[0066] (9)打开万能试验机测试软件，设定压缩加载速率；加载速率可以是
[0067] 0.1mm/min～5mm/min；
[0068] (10)切自动控制，点击测试软件开始按钮，开始加载，直至片状陶瓷3破裂，完成片状陶瓷破坏强度测试；破裂时的载荷力就是片状陶瓷的破坏强度；
[0069] (11)切手动控制，松开环形基座外套41，取下破裂的片状陶瓷；完成破坏强度测量。
[0070] 采用前述的片状陶瓷破坏强度测量装置及其使用方法，分别对同一批次的圆形和非规则图形的片状陶瓷进行测量，将测得的数据列在表1中。
[0071] 表1测量数据
[0072] 编号 破坏强度/N 备注1 75 圆形
2 72 圆形
3 69 圆形
4 73 圆形
5 71 非规则形
6 70 非规则形
7 72 非规则形
8 74 非规则形
[0073] 由表1可见，本发明的片状陶瓷破坏强度测量装置及其使用方法得到的数据具有可重复性，并具有可实操行。
[0074] 在发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“
水平”、“垂直”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方法或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。
[0075] 此外，在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0076] 在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
[0077] 可以理解的是，上述装置中的相关特征可以相互参考。另外，上述实施例中的“第一”、“第二”等是用于区分各实施例，而并不代表各实施例的优劣。
[0078] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单
修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
