離子濺射儀靶材的焊接工藝說(shuō)明

　　離子濺射儀靠高能離子轟擊靶材，把靶材原子“打”出來(lái)，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(shí)溫度升高會(huì)脫開。焊得好不好，直接決定設(shè)備能不能連續(xù)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(dǎo)熱快，強(qiáng)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(diǎn)780℃；銦基焊片熔點(diǎn)更低，用于陶瓷靶。

　　步驟：

　　1.把靶材、背板、焊片一起放進(jìn)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(diǎn)以上30-50℃，焊片熔化后靠毛細(xì)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(yàn)：超聲無(wú)損檢測(cè)，空洞率≤5%。如果有大面積未焊透，需重新補(bǔ)焊。

　　三、擴(kuò)散焊（適合高熔點(diǎn)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(diǎn)的0.7倍，壓力10-20 MPa，保溫1-2小時(shí)，界面原子互相擴(kuò)散成一體。優(yōu)點(diǎn)是無(wú)焊料污染，缺點(diǎn)是設(shè)備貴，周期長(zhǎng)。

　　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(qū)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(jī)加工：把焊接組合件外圓車到設(shè)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(wú)水乙醇擦干，真空包裝待用。

　　3.標(biāo)記：在背板側(cè)面激光打編號(hào)，方便追溯批次。

　　六、常見缺陷與對(duì)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(guò)快，調(diào)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(shí)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(shí)間”四個(gè)參數(shù)。按標(biāo)準(zhǔn)流程操作，可保證焊接強(qiáng)度≥50 MPa，濺射時(shí)溫度升到200℃也不會(huì)脫靶。