濺射旋轉(zhuǎn)靶材管靶直線度的檢驗和矯直方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及IPC分類GOlN借助于測定材料的化學(xué)或物理性質(zhì)來測試或分析濺射靶材新材料的直線度技術(shù)，尤其是濺射旋轉(zhuǎn)靶材管靶直線度的檢驗和矯直方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于電子薄膜、光學(xué)薄膜、光電薄膜、磁性薄膜和超導(dǎo)薄膜等在高新技術(shù)和工業(yè)上的大規(guī)模開發(fā)應(yīng)用，靶材已經(jīng)逐漸發(fā)展成為一個專業(yè)化產(chǎn)業(yè)，隨著薄膜技術(shù)的不斷發(fā)展，靶材市場將進一步擴大。濺射是制備薄膜材料的主要技術(shù)之一，它利用離子源產(chǎn)生的離子，在真空中經(jīng)過加速聚集，而形成高速度能的離子束流，轟擊固體表面，離子和固體表面原子發(fā)生動能交換，使固體表面的原子離開固體并沉積在基底表面，被轟擊的固體是用濺射法沉積薄膜的原材料，稱為濺射靶材。各種類型的濺射薄膜材料無論在半導(dǎo)體集成電路、記錄介質(zhì)、平面顯示以及工件表面涂層等方面都得到了廣泛的應(yīng)用，因此，對濺射靶材這一具有高附加值的功能材料需求逐年增加。近年來，我國電子信息產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展，集成電路、光盤及顯示器生產(chǎn)線均有大量合資或獨資企業(yè)出現(xiàn)，我國已逐漸成為了世界上薄膜靶材的最大需求地區(qū)之一。
[0003]濺射合金靶材是用物理氣相沉積技術(shù)制備薄膜的核心材料，濺射合金靶材廣泛用于信息技術(shù)、太陽能技術(shù)、電子光學(xué)技術(shù)等高技術(shù)領(lǐng)域，可應(yīng)用于真空鍍膜、耐磨材料、高溫耐蝕、高檔裝飾用品等行業(yè)。濺射靶材主要有金屬類、合金類、氧化物類等形式。合金靶材主要采用冶煉、乳制等方法加工制成，熔煉法獲得合金靶材的工藝包括冶煉、鍛造和乳制，采傳統(tǒng)的靶材制作工藝是熱乳、固溶和機加工，但傳統(tǒng)的靶材制作工藝的機加工余量大，生產(chǎn)出的靶材表面凸凹、平直度較差，其尺寸精度低，成材率不高。
[0004]隨著技術(shù)的進步，靶材的設(shè)計逐漸由平面靶材向旋轉(zhuǎn)靶材過渡，因為旋轉(zhuǎn)靶材的材料利用率可以達到80%，而一般平面靶材利用率只能達到30% ;旋轉(zhuǎn)耙材在使用過程中不斷旋轉(zhuǎn)，耙材表面可以保持光滑，不會產(chǎn)生“結(jié)瘤”俗稱“靶材中毒”，可以保障成膜的均勻性，減少缺陷，提高成品率。期望通過使用旋轉(zhuǎn)靶材達到降低成本、提高膜層質(zhì)量和提高成品率的目的。對于旋轉(zhuǎn)濺射靶材，由于在濺射使用過程中，管內(nèi)裝有磁鋼，對內(nèi)徑的直線度要求很高，一般要求直線度< 0.5mm。目前市場上生產(chǎn)和使用的金屬旋轉(zhuǎn)靶材有T1、Zr、Sn、ZnAl、ZnSn、Ag、Cu、Al、In等材料，對于一些材料如Al、Sn、Cu、In等，由于材料這些金屬材料強度較差，管材容易彎曲變形，無法直接作為靶材使用，還需要內(nèi)襯不銹鋼管或鈦管作為支撐。這些金屬管靶在澆鑄、噴涂、擠壓或加工過程中，難免會產(chǎn)生彎曲變形，直線度達不到使用要求。
[0005]關(guān)于濺射靶材的檢測技術(shù)文獻公開較少，如:中國專利申請201210594604.4提供一種固體密度測量方法和檢驗靶材密度是否合格的方法，其中固體密度測量方法，包括:提供固體試樣；測量固體試樣在空氣中的質(zhì)量為第一測量質(zhì)量MO ;將固體試樣浸沒在液體中，測量固體試樣在液體中的質(zhì)量為第二測量質(zhì)量M2 ;根據(jù)MO+ P 5 gV物=M2+ P.液gV物，獲取固體試樣的體積；其中，P $為空氣的密度、P ?為液體的密度；根據(jù)固體試樣的體積以及實際質(zhì)量，獲取固體試樣的密度，所述實際質(zhì)量為MO+ P s gVfe或M2+ P液。該發(fā)明還提供一種檢驗靶材密度是否合格的方法。另外，中國專利申請201310018789.9涉及一種大長徑比TiAl管靶材成形方法，包括(I)組裝包套模具；(2)原料Ti粉末、Al粉末裝填及封焊；(3)真空熱除氣；(4)熱等靜壓致密化成形；(5)去除包套模具:(6)產(chǎn)品精加工；本發(fā)明通過對包套模具結(jié)構(gòu)進行創(chuàng)新設(shè)計，保證包套模具具備良好的焊接性，并實現(xiàn)TiAl靶材與背管的整體綁定，通過原材料粉末粒度優(yōu)化選擇以及真空混料，制備出成分均勻，無偏析的T1、Al混合粉末；采用特殊的粉末裝填工藝，保證管靶裝粉密度及均勻度；通過優(yōu)化的真空熱除氣及致密化成形工藝選擇，保證在壓制成形后TiAl管靶材的致密度及直線度。通過大量試驗對真空熱除氣、以及熱等靜壓致密化成形工藝參數(shù)進行優(yōu)化，保證在壓制成形后TiAl管靶材的致密度及直線度，并可獲得材料晶粒細小、成分均勻、致密度高、質(zhì)量穩(wěn)定性好的大長徑比TiAl管靶材(多Φ64X Φ80X 1200mm)。該類技術(shù)間接地通過對密度以及均勻度的控制提高直線度，效果有限。
[0006]此外，尚未有專用的方法或設(shè)備可供采用，使得相關(guān)工作僅能借助人工目測或借助測量工具完成。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種濺射旋轉(zhuǎn)靶材管靶直線度的檢驗和矯直方法，解決金屬旋轉(zhuǎn)靶材管內(nèi)徑直線度的精確檢測和矯直。
[0008]本發(fā)明的目的將通過以下技術(shù)措施來實現(xiàn):把管靶放置在轉(zhuǎn)動輪上，把紅外線探頭放在管靶內(nèi)中間位置；紅外線檢測數(shù)顯表顯示的數(shù)值為探頭到管靶內(nèi)壁的距離；固定紅外線探頭，轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)靶材，根據(jù)數(shù)顯表上的數(shù)值變化來計算管靶的軸向直線度；最大值與最小值的差異(Max-Min)反應(yīng)直線度的大??；取最大和最小值的差，作為判斷依據(jù)；若Max-MinX).5mm，則需要矯直；矯直方法，把管靶放在液壓矯直機上，把管靶兩端支起，壓管革巴的中間，控制下壓量，當(dāng)Max-Min ^ 0.5mm時，矯直完成。
[0009]尤其是，檢驗和矯直裝置包括機架、數(shù)顯表、支撐輥對、軸芯桿、紅外線探頭、壓輥和液壓臂；機架下部安裝支撐輥對，該支撐輥對由二個相互平行且水平安置的剛性轉(zhuǎn)輥構(gòu)成，機架外側(cè)上安裝數(shù)顯表，機架內(nèi)中部安裝軸芯桿，軸芯桿上安裝紅外線探頭，機架內(nèi)側(cè)支撐輥對中部上方安裝壓輥，壓輥上側(cè)通過液壓臂連接。
[0010]尤其是，軸芯桿端部連接端架，該端架的端部安裝在機架上。
[0011 ] 尤其是，軸芯桿通過彈性撐臂向外側(cè)輻射地連接內(nèi)撐輪。
[0012]尤其是，軸芯桿中空而且兩端外套裝內(nèi)撐輪。
[0013]尤其是，紅外線探頭和壓輥沿軸芯桿軸向移動。
[0014]尤其是，至少二組紅外線探頭和壓輥沿軸芯桿軸向均勻分布。
[0015]本發(fā)明的優(yōu)點和效果:結(jié)合紅外線測量和液壓矯直，簡便易行，操作方便。檢測精確。設(shè)備易于制造、安裝、操作和維護，同時，也便于自動化設(shè)計和改造，檢測和矯正一次完成，省時省人工，安全節(jié)能高效。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明實施例1中一種利用檢驗和矯直方法的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]附圖標記包括:機架1、數(shù)顯表2、管靶3、端架4、支撐輥對5、彈性撐臂6、軸芯桿7、內(nèi)撐輪8、紅外線探頭9、壓輥10、液壓臂11。
[0018]
【具體實施方式】
[0019]本發(fā)明原理在于，把紅外線測量和液壓矯直配合，利用紅外線進行直線度檢測原理是通過位于管靶中間位置的紅外線探頭測量探頭到管靶內(nèi)壁的距離，轉(zhuǎn)動管靶，通過儀表顯示的數(shù)據(jù)變化，來判斷管靶的直線度。利用液壓矯直的工作原理是，把管靶兩端架在轉(zhuǎn)輪上