[發(fā)明專利]一次真空將濺射鉭環(huán)件凸臺(tái)焊接在環(huán)體上的方法

無效

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• 申請日: 2012-08-16
• 公開（公告）號(hào): CN102990216A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張春恒;汪凱;李桂鵬;李兆博;王鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 寧夏東方鉭業(yè)股份有限公司
• 主分類號(hào): B23K15/00
• 分類號(hào): B23K15/00
• 代理公司: 寧夏專利服務(wù)中心 64100
• 代理人: 徐淑芬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及有色金屬冶金技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種一次真空將濺射鉭環(huán)件凸臺(tái)焊接在環(huán)體上的方法。

背景技術(shù)

物理氣相沉積（PVD）是半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)過程中最關(guān)鍵的工藝之一，其目的是把金屬或金屬的化合物以薄膜的形式沉積到硅片或其他的基板上，并隨后通過光刻與腐蝕等工藝的配合，最終形成半導(dǎo)體芯片中復(fù)雜的配線結(jié)構(gòu)。物理氣相沉積是通過濺射機(jī)臺(tái)來完成的，濺射鉭環(huán)件就是用于上述工藝中的一個(gè)非常重要的關(guān)鍵耗材，其在半導(dǎo)體工藝中的主要作用有兩點(diǎn)：

第一：約束濺射粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，起到聚焦的作用；

第二：吸附濺射過程中產(chǎn)生的大的顆粒物，起到凈化的作用。

濺射鉭環(huán)件是由環(huán)件和焊接在環(huán)件上的凸臺(tái)組成。目前，應(yīng)用在半導(dǎo)體行業(yè)的濺射鉭環(huán)件主要有兩種結(jié)構(gòu)，一種12，環(huán)件有7個(gè)凸臺(tái)；一種8，環(huán)件有5個(gè)凸臺(tái)，兩種結(jié)構(gòu)的焊接方法是一樣的。

現(xiàn)有技術(shù)中，濺射鉭環(huán)件的凸臺(tái)與環(huán)件之間根據(jù)AMS??2681B標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行焊接，即采用電子束焊接。電子束焊接必須在真空室完成，在環(huán)體上焊接七個(gè)凸臺(tái)，一般的做法是：裝配凸臺(tái)（1個(gè)）、進(jìn)真空室、抽真空、焊接、放氣和出真空室，焊接7個(gè)凸臺(tái)就需要循環(huán)以上工序7次，加工效率極低，對能源是很大的浪費(fèi)。同時(shí)，在進(jìn)行電子束焊接時(shí)，由于凸臺(tái)不進(jìn)行固定，導(dǎo)致電子束在起弧時(shí)，能量過于集中于一點(diǎn)，使凸臺(tái)翹起，嚴(yán)重影響焊接質(zhì)量，產(chǎn)生廢品。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種有效提高加工效率，降低生產(chǎn)成本，提高焊接質(zhì)量的一次真空將濺射鉭環(huán)件凸臺(tái)焊接在環(huán)體上的方法。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的所采取的技術(shù)方案為：

一種一次真空將濺射鉭環(huán)件凸臺(tái)焊接在環(huán)體上的方法，其特征是：首先將凸臺(tái)和環(huán)件分別酸洗，然后將所有凸臺(tái)固定在環(huán)件上，最后將固定好凸臺(tái)的環(huán)件裝夾在三爪卡盤上，通過W軸的旋轉(zhuǎn)依次完成多個(gè)凸臺(tái)的焊接。

上述酸洗是在體積比為5?：3：1的HCl、HF和H₂SO₄的混合酸液中進(jìn)行，酸洗時(shí)間控制在8—10分鐘。

上述凸臺(tái)固定利用夾具實(shí)現(xiàn)，夾具將環(huán)件夾緊，然后利用捆綁絲將凸臺(tái)固定在夾具上。

所述凸臺(tái)中心的螺紋孔內(nèi)配套連接有螺絲，螺絲上開有孔，捆綁絲穿過孔后捆綁在夾具上。

所述捆綁絲為鉭絲。

所述夾具采用鋁材制備。

凸臺(tái)焊接時(shí)的起弧點(diǎn)靠近鉭絲一側(cè)，且不能將鉭絲熔斷。

本發(fā)明采用夾具將凸臺(tái)和環(huán)體進(jìn)行固定，然后進(jìn)行電子束焊接，這樣只需要抽一次真空即可完成所有凸臺(tái)的焊接，最大限度的簡化了加工工藝，從而大大提高了加工效率，降低了加工成本，同時(shí)由于先將凸臺(tái)全部固定，避免電子束焊接時(shí)凸臺(tái)變形，減少了廢品的產(chǎn)生，提高了加工質(zhì)量。

附圖說明

圖1為濺射鉭環(huán)件結(jié)構(gòu)示意簡圖；

圖2本發(fā)明中焊接夾具軸測圖；

圖3為凸臺(tái)固定局部示意圖；

圖4為焊接起弧點(diǎn)示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的一次真空將濺射鉭環(huán)件凸臺(tái)焊接在環(huán)體上的方法，具體為：

1、焊接前表面處理，為了保證焊接質(zhì)量，焊接前必須對環(huán)體和凸臺(tái)進(jìn)行酸洗處理，消除油污等雜質(zhì)。上述酸洗是指采用5?：3：1的HCl、HF和H₂SO₄的混合酸液中進(jìn)行，酸洗時(shí)間控制在8—10分鐘，徹底去除焊接裝配處的污染及氧化。

2、凸臺(tái)固定，如圖2及圖3所示，圖中1-鉭絲，2-螺絲，3-凸臺(tái)，4-環(huán)體，5-夾具。利用凸臺(tái)3中心的螺紋孔，車削對應(yīng)的螺絲2，螺絲2和凸臺(tái)3通過螺紋連接，在螺絲2的另一端有Φ1.2的孔，將Φ1.0的鉭絲穿過，環(huán)體4通過夾具5固定，鉭絲捆綁在夾具上，從而實(shí)現(xiàn)將凸臺(tái)固定在環(huán)體上。夾具材料為鋁材，可避免對電子束的干擾。選用鉭絲作為捆綁絲，是為了避免其他材料在焊接時(shí)對焊接質(zhì)量產(chǎn)生影響。

3、電子束焊接，將固定好凸臺(tái)的環(huán)件裝夾在三爪卡盤，通過電子束W軸的旋轉(zhuǎn)依次完成多個(gè)凸臺(tái)的焊接。焊接時(shí)起弧點(diǎn)見圖示，1-鉭絲，3-凸臺(tái)，A-起弧點(diǎn)，起弧點(diǎn)靠近鉭絲一側(cè)，但不能將鉭絲熔斷。這樣可以保證在鉭絲燒斷前凸臺(tái)已完成45%以上的焊接，確保焊接時(shí)凸臺(tái)不產(chǎn)生變形。鉭絲在焊接時(shí)直接熔斷，實(shí)踐證明，對焊接質(zhì)量不產(chǎn)生影響。