離子濺射儀靠高能離子轟擊
靶材,把靶材原子“打”出來,在基片上形成薄膜。靶材必須牢固地貼在背板上,否則濺射時溫度升高會脫開。焊得好不好,直接決定設備能不能連續工作。下面用為大家介紹其常用焊接工藝:
一、靶材與背板材料
靶材多為純金屬或陶瓷,如銅、鋁、ITO、鎢鈦。背板用銅或鉬,導熱快,強度高。焊接前要把兩者表面車平,粗糙度Ra≤1.6μm,氧化層用砂紙或酸洗去掉,露出金屬光澤。
二、釬焊(常用)
釬料:銀基焊片Ag72Cu28,熔點780℃;銦基焊片熔點更低,用于陶瓷靶。
步驟:
1.把靶材、背板、焊片一起放進真空釬焊爐。
2.抽真空到5×10?³Pa,開始升溫。先以5℃/min升到600℃保溫10 min,去除氣體。
3.再升到釬料熔點以上30-50℃,焊片熔化后靠毛細作用填滿縫隙。
4.降溫到300℃以下再充氬氣破空,防止氧化。
檢驗:超聲無損檢測,空洞率≤5%。如果有大面積未焊透,需重新補焊。
三、擴散焊(適合高熔點靶材)
把靶材和背板在真空中加壓升溫,溫度通常為材料熔點的0.7倍,壓力10-20 MPa,保溫1-2小時,界面原子互相擴散成一體。優點是無焊料污染,缺點是設備貴,周期長。
四、電子束焊(局部快速焊)
用電子束直接熔化靶材與背板接觸邊,形成焊縫。速度快、熱影響區小,但只適用于小尺寸靶材,焊縫需磨平,防止打火。
五、焊后處理
1.機加工:把焊接組合件外圓車到設備要求尺寸,保證同心度≤0.05 mm。
2.清洗:超聲清洗10 min去油污,再用無水乙醇擦干,真空包裝待用。
3.標記:在背板側面激光打編號,方便追溯批次。
六、常見缺陷與對策
1.空洞:真空度不足或表面未清潔,重新抽真空并提高溫度均勻性。
2.裂紋:降溫過快,調整降溫速率≤3℃/min。
3.脫焊:釬料量不足,增加焊片厚度0.1-0.2 mm。
七、安全提示
高溫操作時戴隔熱手套,爐體冷卻到60℃以下再開門。釬焊用銀基焊片含重金屬,邊角料集中回收,不隨意丟棄。
靶材焊接的核心是“干凈、真空、溫度、時間”四個參數。按標準流程操作,可保證焊接強度≥50 MPa,濺射時溫度升到200℃也不會脫靶。