CN107983801B - 一种靶材配套聚焦环的校圆工装 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了属于溅射技术领域的一种靶材配套聚焦环的校圆工装,该工装采取凸模与凹模配合校圆的一种模式。已经加工好的环靶材配套聚焦环放置在凹模的内部并且紧贴凹模的内模壁,凸模在小型油压机的作用下向下运动与凹模进行配合。凸模与凹模的间隙中为靶材配套聚焦环,凸模与凹模配合时以均匀的压力对靶材配套聚焦环进行校圆。经过适当的保压时间,达到校圆的目的。凹模底部设有弹性装置。校圆完成后凸、凹模分离时,弹性装置推动推件块向上运动,推动靶材配套聚焦环向上运动,达到一个取靶方便的目的,该工装操作简单、方便,可以避免靶材配套聚焦环圆度较差而引起的一系列问题。

Description

一种靶材配套聚焦环的校圆工装
技术领域
本发明涉及溅射技术领域,具体涉及一种靶材配套聚焦环的校圆工装。
背景技术
20世纪90年代以来,随着电子设备市场的高速发展,高纯溅射靶材的需求量日益增大以及靶材市场规模日益扩大,靶材行业的发展呈现高速增长的势头。随着国产溅射靶材的技术成熟,尤其是国产溅射靶材具备较高的性价比优势,并且符合溅射靶材国产化的政策导向,我国溅射靶材的市场规模进一步扩大,在全球市场中获得更多客户的认可,市场份额进一步提高,总的来说,靶材行业前景广阔。因此到目前位置,靶材的使用量十分庞大,而靶材配套聚焦环作为靶材的一种,用量也十分的巨大。
而靶材配套聚焦环在生产加工的过程中,涉及到的工序繁多,加工难度较大。在卷圆工序完成之后,因加工应力变形从而导致靶材配套聚焦环圆度较差。靶材配套聚焦环的形状与在使用过程中的形状不一致,如果不在安装使用前提前校圆,达到与使用情况一致的前提下,那么在使用安装的过程中就需要借助外力进行安装,在接触外力的情况下,靶材配套聚焦环内部会产生一定的应力。因此,如果靶材配套聚焦环圆度比较差的话会造成以下几个问题:
1.客户安装使用不便:因为在未校圆的前提下,产品的形状与安装使用时的形状不能达到一致,客户如果不借助外力的情况下不能顺利安装调试,借助外力安装使用,在使用完毕时仍然不方便拆卸,因此给客户在安装使用上带来了众多的不便。
2.在使用过程中,如果圆度较差,安装过程中因为借助外力导致靶材内部存在一定的应力,当温度达到200-300℃时,发生应力释放,导致靶材在使用过程中发生变形,从而导致固定产品安装的Pin松动,以致于靶材配套聚焦环的安装发生松动,靶材配套聚焦环的松动可能导致某些部位接触产生问题,从而引发磁场发生改变,改变钛离子的运动轨迹,从而导致了产品的报废。
3.在如图1所示纯钛溅射的使用过程中,因为圆度较差导致在使用过程中消耗掉的部分不均匀,在氮化钛溅射过程中,导致吸附不均匀从而导致环形靶材配套聚焦环失去平衡。失去平衡之后,环形靶材中间的磁场会发生变化,会影响钛离子的运动轨迹,也会使靶材配套聚焦环内部应力不均匀,从而加速应力释放的时间,从而导致安装松动,使产品报废。
因此,靶材配套聚焦环的圆度在靶材使用过程中起着非常重要的作用,圆度较差轻者影响靶材的使用寿命,重者可直接导致产品的报废。所以,设计一个靶材配套聚焦环的校圆工装是十分有必要的。
发明内容
针对现有技术中的问题,本发明提供一种靶材配套聚焦环的校圆工装,其特征在于,包括:模柄、凸模、凹模和弹性装置,其中模柄、尼龙材质的凸模和尼龙材质的凹模三者的轴线共线;模柄安装于凸模的顶部;凸模从上而下由轴线重合的凸模圆板、凸模校圆柱和凸模定心柱一体构成,凹模从外至内由轴线共线的凹模外空心圆柱和凹模内空心圆柱一体构成,沿凹模内空心圆柱外径的顶面周向均匀竖直开有4-6个弹性装置安装槽,且弹性装置安装槽并不穿透凹模内空心圆柱的底面;
弹性装置由推件块和强力弹簧组成,其中强力弹簧的下端与弹性装置安装槽的槽底固接,强力弹簧的上端安装有尼龙材质的推件块;推件块竖直安装于弹性装置安装槽内;
进行校圆工作时,靶材配套聚焦环位于凸模和凹模所围成的环状空间中,凸模与凹模间的配合确保在校圆的完整流程中,靶材配套聚焦环表面的花纹不被碰伤。
所述凸模位于所述凹模的上方。
所述凸模定心柱的底面边缘倒有圆角,凸模校圆柱的底面边缘倒有圆角。
所述凹模外空心圆柱高出凹模内空心圆柱的长度与凸模校圆柱的长度相等;凸模校圆柱的直径等于靶材配套聚焦环的内径;凹模外空心圆柱的内径等于靶材配套聚焦环的外径;凹模内空心圆柱的内径等于凸模定心柱的直径。
所述推件块的外形等于弹性装置安装槽。
所述推件块高度为35-45mm,安装后的弹性装置在自然情况下,其推件块的顶端高出凹模内空心圆柱的顶面10mm。
本发明的有益效果为:
1、实现了靶材配套聚焦环的快速校圆工序。
2、该工装可反复多次利用,每件靶材校圆完成后,形状大小,靶材状态均为一致。
3、该工装操作简单、效率明显,工人上手操作比较容易,校圆过程更多为机械校圆,避免了人为误差;
4、该工装可根据靶材生产出来了特殊情况,对保压时间进行一个合适调整,运用灵活、方便。
5、该工装直接提高了靶材配套聚焦环的使用寿命、用较短的时间提高了产品的质量。
附图说明
图1是靶材配套聚焦环的使用环境示意图;
图2是本发明靶材配套聚焦环校圆工装实施例中的凸模与凹模配合校圆时的示意图,图中黑色实体部分为靶材配套聚焦环;
图3是本发明实施例中校圆完成后,凸模与凹模分离是的示意图,图中黑色实体部分为靶材配套聚焦环;
图4是本发明实施例中凸模的剖面示意图;
图5是本发明实施例中凹模的剖面示意图;
图6是本发明实施例中凹模的俯视示意图;
图7是本发明实施例中弹性装置的侧视示意图。
图中:1-模柄、2-凸模、3-靶材配套聚焦环、4-凹模、5-弹性装置、201- 凸模定心柱、202-凸模校圆柱、203-凸模圆板、401-凹模外空心圆柱、402- 凹模内空心圆柱、403-弹性装置安装槽、501-推件块、502-强力弹簧。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施例做进一步的说明:
如图2至图4所示的凸模2从上而下由凸模圆板203、凸模校圆柱202 和凸模定心柱201一体构成,且凸模圆板203、凸模校圆柱202和凸模定心柱201的轴线重合;其中凸模校圆柱202的直径等于靶材配套聚焦环3的内径;凸模定心柱201的底面边缘倒有圆角,凸模校圆柱202的底面边缘倒有圆角。
如图2、图3、图5和图6所示的凹模4从外至内由凹模外空心圆柱401 和凹模内空心圆柱402一体构成,且凹模外空心圆柱401和凹模内空心圆柱 402的轴线共线、底面共面,凹模外空心圆柱401高出凹模内空心圆柱402 的长度与凸模校圆柱202的长度相等;沿凹模内空心圆柱402外径的顶面周向均匀竖直开有4-6个弹性装置安装槽403,且弹性装置安装槽403并不穿透凹模内空心圆柱402的底面,以便安装弹性装置5;凹模外空心圆柱401 的内径等于靶材配套聚焦环3的外径;凹模内空心圆柱402的内径等于凸模定心柱201的直径,凹模内空心圆柱402中的内部空心在保证凹模的强度的基础上可以节省材料,但该内部空心的主要作用为排除空气,具体来说当凸模配合向下运动时,该内部空心用于排除凸模2与凹模4之间的空气。
如图2、图3和图7弹性装置5由推件块501和强力弹簧502组成,其中且强力弹簧502的下端与弹性装置安装槽403的槽底固接,强力弹簧502 的上端安装有外形与弹性装置安装槽403匹配且高度为35-45mm的推件块 501;推件块501竖直安装于弹性装置安装槽403内,安装后的弹性装置在自然情况下,其推件块501的顶端高出凹模内空心圆柱402的顶面约10mm,以便工作过程中放取靶材配套聚焦环3;推件块501的存在避免了弹簧直接接触靶材配套聚焦环,因此避免了对靶材配套聚焦环的划伤。
如图2和图3所示的一种靶材配套聚焦环的校圆工装,该工装由模柄1、凸模2、凹模4和弹性装置5组成,其中模柄1安装于凸模2的顶部,模柄 1的轴线与凸模2和凹模4的轴线三者共线,凸模2位于所述凹模4的上方;凸模2、凹模4与推件块501的材质均为尼龙材质,采用尼龙材质有一个主要的原因为:该靶材配套聚焦环3的表面有滚花处理,在氮化钛类靶材溅射使用过程中,该靶材配套聚焦环除了将钛原子离子化外还起到一个吸附的作用,而滚花处理可以加强这种吸附效果,因此在校圆处理的过程中,不可碰伤表面花纹;校圆力由油压机提供。
本实施例校圆工装在工作过程中,首先将高度为284.6±0.1mm、厚度为 3.18±0.25mm、外径为的未校圆靶材配套聚焦环3放入凹模 4之中,然后启动油压机,使凸模2向下运动,缓慢与凹模4进行配合,在油压机的作用下,凸模2向下运动压缩弹性装置5,运动至推件块501上表面与凹模内空心圆柱402的顶面水平,也就是弹性装置5处于压缩状态时,弹性装置中的推件块501充当凹模4里的一部分,且此时靶材配套聚焦环3位于凸模2和凹模4所围成的环状空间中;凸模2、凹模4和推件块501三部分相互配合保压时间10min,完成校圆;
校圆完成后进行分离时,凸模2跟随油压机一同向上移动,并与凹模4 逐渐分离,同时分离弹性装置5发生回弹,向上推动靶材配套聚焦环3;直至弹性装置5恢复原状,此时将靶材配套聚焦环向外弹出一定高度,手工直接取出靶材配套聚焦环3,完成一次完整的校圆流程;
在该校圆工装在工作过程中,校圆凸模2中的凸模圆板203除了参与校圆工作外,还起着定位台阶的作用,在油压机的作用下,凸模2向下运动,当向下运动到一定距离的时候,凸模2接触各弹性装置5并将各弹性装置5 同时向下压缩,当各弹性装置5中的推件块501的上表面被压缩到与凹模内空心圆柱402顶部达到水平的时候,凸模圆板203底部接触凹模4外空心圆柱401顶部,完成定位,凸模2不再向下运动。

Claims (3)

1.一种靶材配套聚焦环的校圆工装,其特征在于,包括:模柄(1)、凸模(2)、凹模(4)和弹性装置(5),其中模柄(1)、尼龙材质的凸模(2)和尼龙材质的凹模(4)三者的轴线共线;模柄(1)安装于凸模(2)的顶部;凸模(2)从上而下由轴线重合的凸模圆板(203)、凸模校圆柱(202)和凸模定心柱(201)一体构成,凹模(4)从外至内由轴线共线的凹模外空心圆柱(401)和凹模内空心圆柱(402)一体构成,沿凹模内空心圆柱(402)外径的顶面周向均匀竖直开有4-6个弹性装置安装槽(403),且弹性装置安装槽(403)并不穿透凹模内空心圆柱(402)的底面;
弹性装置(5)由推件块(501)和强力弹簧(502)组成,其中强力弹簧(502)的下端与弹性装置安装槽(403)的槽底固接,强力弹簧(502)的上端安装有尼龙材质的推件块(501);推件块(501)竖直安装于弹性装置安装槽(403)内;
进行校圆工作时,靶材配套聚焦环(3)位于凸模(2)和凹模(4)所围成的环状空间中,凸模(2)与凹模(4)间的配合确保在校圆的完整流程中,靶材配套聚焦环(3)表面的花纹不被碰伤;
所述凹模外空心圆柱(401)高出凹模内空心圆柱(402)的长度与凸模校圆柱(202)的长度相等;凸模校圆柱(202)的直径等于靶材配套聚焦环(3)的内径;凹模外空心圆柱(401)的内径等于靶材配套聚焦环(3)的外径;凹模内空心圆柱(402)的内径等于凸模定心柱(201)的直径;
所述推件块(501)高度为35-45 mm,安装后的弹性装置(5)在自然情况下,其推件块(501)的顶端高出凹模内空心圆柱(402)的顶面10mm。
2.根据权利要求1所述的一种靶材配套聚焦环的校圆工装,其特征在于,所述凸模(2)位于所述凹模(4)的上方。
3.根据权利要求1所述的一种靶材配套聚焦环的校圆工装,其特征在于,所述凸模定心柱(201)的底面边缘倒有圆角,凸模校圆柱(202)的底面边缘倒有圆角。
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