CN108070815B - 一种应用于电子产业腔体设备的铝熔射层的制备工艺 - Google Patents

一种应用于电子产业腔体设备的铝熔射层的制备工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN108070815B
CN108070815B CN201711160205.6A CN201711160205A CN108070815B CN 108070815 B CN108070815 B CN 108070815B CN 201711160205 A CN201711160205 A CN 201711160205A CN 108070815 B CN108070815 B CN 108070815B
Authority
CN
China
Prior art keywords
meltallizing
sandblasting
layer
component
cleaning
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201711160205.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108070815A (zh
Inventor
惠朝先
贺贤汉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sichuan Fullerton Tak Technology Development Co Ltd
Original Assignee
Sichuan Fullerton Tak Technology Development Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sichuan Fullerton Tak Technology Development Co Ltd filed Critical Sichuan Fullerton Tak Technology Development Co Ltd
Priority to CN201711160205.6A priority Critical patent/CN108070815B/zh
Publication of CN108070815A publication Critical patent/CN108070815A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108070815B publication Critical patent/CN108070815B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/12—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the method of spraying
    • C23C4/131—Wire arc spraying
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/02—Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
    • C23C4/06—Metallic material
    • C23C4/08—Metallic material containing only metal elements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/12—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the method of spraying
    • C23C4/129—Flame spraying
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/18—After-treatment

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

本发明提供一种应用于电子产业腔体设备的铝熔射层的制备工艺，结合ARC熔射和flame熔射的工艺优缺点，配合喷砂工艺控制部件表面粗糙度均匀性，以及熔射层之间的结合力强度，达到电子产业腔体设备对结合力、particle方面的生产技术要求。

Description

一种应用于电子产业腔体设备的铝熔射层的制备工艺
技术领域
本发明属于热喷涂领域，具体涉及一种应用于电子产业腔体设备的铝熔射层的制备工艺。
背景技术
目前，国内半导体和平板显示行业发展迅速，工艺技术和制成要求越来越高，如半导体产业中的特征线宽逐步发展到28nm、14nm、7nm、3nm的制成要求，液晶平板显示方面由原来的G4.5(OLED)、G5(LCD)、G6(LCD)，发展到目前的G6(OLED)、G8.5(LCD)、G10.5(LCD)，其对集成电路的制作过程中腔体设备环境要求也越来越高。
现有的电子产业腔体设备，为了增大防着板(mask)、掩护板(shield)沉积膜层的能力，提高部件的使用周期，防止膜层脱离本体(peeling)现象的发生，采用喷砂和熔射的方式增加部件的表面粗糙度，根据部件不同的材质及其工艺制程要求，喷砂粗糙度Ra值一般在15 μm以内，熔射粗糙度Ra值可以达到20～30μm。现有应用于电子行业的铝熔射工艺主要有 ARC(电弧)熔射和flame(火焰)熔射两种方式。因其热喷涂原理不同，优缺点方面存在较大差异，如：ARC熔射本体结合力较好，一般可以达到30～50MPa，但因本身工艺原理缺陷，容易产生熔射灰，造成颗粒(particle)偏高问题；flame熔射相对来说结合力差，只有 10～20MPa，但因其温度均匀，热喷涂之后部件表面结构均匀，且熔射灰较少，particle问题相对容易控制。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种应用于电子产业腔体设备的铝熔射层的制备工艺，结合ARC熔射和flame熔射的工艺优缺点，配合喷砂工艺控制部件表面粗糙度均匀性，以及熔射层之间的结合力强度，达到电子产业腔体设备对结合力、particle方面的生产技术要求。
本发明的技术方案是：一种应用于电子产业腔体设备的铝熔射层的制备工艺，具体步骤如下：
步骤一、选材：选取本体母材，本体母材初始粗糙度Ra≤1μm；
步骤二、本体喷砂：使喷砂后的部件表面粗糙度均匀，粗糙度Ra值范围为8～13μm；
步骤三、清洗：对步骤二中喷砂后的部件进行清洗并干燥；
步骤四、ARC熔射：采用ARC熔射在部件表面熔射一层铝熔射层，调整熔射参数使熔射层厚度为80～120μm；
步骤五、清洗：对步骤四中ARC熔射后的部件进行清洗并干燥；
步骤六、熔射层喷砂：对部件表面ARC熔射层进行喷砂，控制喷砂压力为3～5Kg/cm2，使喷砂后的样块表面结构均匀，熔射层无异常剥离，粗糙度Ra值约为13～18μm；
步骤七、清洗：对步骤六中熔射层喷砂后的部件进行清洗并干燥；
步骤八、Flame熔射：采用flame熔射在喷砂后的ARC熔射层表面熔射一层铝熔射层，调整熔射参数使flame熔射层厚度为80～120μm；
步骤九、清洗：对步骤八中Flame熔射后的部件进行清洗并干燥。
进一步的，步骤十、无尘间清洗：在1000级以上净空房中对部件进行超声波清洗和干燥。清洗更彻底。
进一步的，步骤二中本体喷砂，采用24#白刚玉砂材对部件进行喷砂，调整喷砂压力和操作手法，使喷砂后的部件表面粗糙度均匀，粗糙度Ra值范围为8～13μm。
进一步的，步骤三和步骤七中的清洗，均是对喷砂后的部件进行,采用去离子水漂洗和超声波清洗，去除部件表层残留的砂材粉尘和本体particle影响，然后使用氮气/干燥空气 (clean dry air，CDA)进行吹扫并放入烘箱干燥处理，干燥温度为150℃，时间为2h。
进一步的，步骤五和步骤九中的清洗，均是对熔射后的部件进行50bar高压水洗和超声波清洗，并进行干燥处理。目的是为了去除部件表层粘附的熔射灰和particle微粒。
进一步的，步骤六中熔射层喷砂，采用46#白刚玉砂材对部件表面ARC熔射层进行喷砂。
本发明提到的工艺技术开发基本路线是本体喷砂、ARC熔射、熔射层喷砂、flame熔射。配合其他洗净相关工艺如高压水洗、超声波清洗等实现铝熔射层结合力大于20MPa、结构均匀、particle清洗管控方便的生产目标。
附图说明
图1是ARC熔射后表面结构；
图2是Flame熔射后表面结构；
图3是叠层结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
本发明的设计思路是结合ARC熔射和flame熔射的工艺优缺点，配合洗净相关工艺要求，开发出的ARC熔射表层附着flame熔射的工艺路线。本体选材方面可以有铝、钛、不锈钢等多种选择，本发明以工业常用的镍(Ni)钛(Ti)合金为例，实施方式如下：
1.选材：选取100mm*100mm*10mm的钛合金板块为实验对象，部件表层结构均匀，初始粗糙度Ra≤1μm；
2.本体喷砂：采用24#白刚玉(WA)砂材对钛合金样块进行喷砂，调整喷砂压力和操作手法，使喷砂后的部件表面粗糙度均匀，粗糙度Ra值范围为8～13μm；
3.清洗：对喷砂后的部件进行,去离子水漂洗和超声波清洗(10inch/cm2，15min)，去除部件表层残留的砂材粉尘和本体particle影响，然后使用氮气/干燥空气(clean dryair， CDA)进行吹扫并放入烘箱干燥处理，干燥温度为150℃，时间为2h；
4.ARC熔射：采用ARC熔射在样块表面熔射一层铝熔射层，调整熔射参数使熔射层厚度为80～120μm；ARC熔射后表面结构如图1所示；
5.清洗：对ARC熔射后的样块进行50bar高压水洗和超声波清洗，目的是为了去除部件表层粘附的熔射灰和particle微粒，并进行干燥处理；
6.熔射层喷砂：采用46#白刚玉(WA)砂材对样块表面ARC熔射层进行喷砂，控制喷砂压力为3～5Kg/cm2，使喷砂后的样块表面结构均匀，熔射层无异常剥离，粗糙度Ra值约为13～18μm；
7.清洗：重复3工艺步骤对喷砂处理后的ARC熔射层样块进行清洗和干燥，目的同步骤 3所述内容；
8.Flame熔射：采用flame熔射在喷砂后的ARC熔射层表面熔射一层铝熔射层，调整熔射参数使flame熔射层厚度为80～120μm；Flame熔射后表面结构如图2所示；
9.清洗：重复5工艺步骤对flame熔射后的样块进行清洗和干燥，目的同步骤5所述内容；
10.无尘间清洗：在1000级以上净空房中对部件进行超声波清洗和干燥。
最终叠层结构如图3所示，对按照以上工艺流程制作的部件进行结合力测试和表面洁净度(particle)检验。结合力测试可以采用HD-615A-S拉力测试仪进行，particle检测采用表面微粒检测仪进行，其中结合力测试结果为21.5Mpa(20～25MPa)，particle检测ea≥0.3 μm为0.27/cm2(常规情况下，测量结果小于3即可满足LCD、OLED工艺生产要求，测量结果小于1即可满足半导体28nm以下工艺制程要求)。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种应用于电子产业腔体设备的铝熔射层的制备工艺，其特征在于：具体步骤如下：
步骤一、选材：选取本体母材，本体母材初始粗糙度Ra≤1μm；
步骤二、本体喷砂：使喷砂后的部件表面粗糙度均匀，粗糙度Ra值范围为8～13μm；
步骤三、清洗：对步骤二中喷砂后的部件进行清洗并干燥；
步骤四、ARC熔射：采用ARC熔射在部件表面熔射一层铝熔射层，调整熔射参数使熔射层厚度为80～120μm；
步骤五、清洗：对步骤四中ARC熔射后的部件进行清洗并干燥；
步骤六、熔射层喷砂：对部件表面ARC熔射层进行喷砂，控制喷砂压力为3～5Kg/cm2，使喷砂后的样块表面结构均匀，熔射层无异常剥离，粗糙度Ra值为13～18μm；
步骤七、清洗：对步骤六中熔射层喷砂后的部件进行清洗并干燥；
步骤八、Flame熔射：采用flame熔射在喷砂后的ARC熔射层表面熔射一层铝熔射层，调整熔射参数使flame熔射层厚度为80～120μm；
步骤九、清洗：对步骤八中Flame熔射后的部件进行清洗并干燥。
2.根据权利要求1所述的一种应用于电子产业腔体设备的铝熔射层的制备工艺，其特征在于：步骤十、无尘间清洗：在1000级以上净空房中对部件进行超声波清洗和干燥。
3.根据权利要求1所述的一种应用于电子产业腔体设备的铝熔射层的制备工艺，其特征在于：步骤二中本体喷砂，采用24#白刚玉砂材对部件进行喷砂，调整喷砂压力和操作手法，使喷砂后的部件表面粗糙度均匀，粗糙度Ra值范围为8～13μm。
4.根据权利要求1所述的一种应用于电子产业腔体设备的铝熔射层的制备工艺，其特征在于：步骤三和步骤七中的清洗，均是对喷砂后的部件进行,采用去离子水漂洗和超声波清洗，然后使用氮气/干燥空气进行吹扫并放入烘箱干燥处理，干燥温度为150℃，时间为2h。
5.根据权利要求1所述的一种应用于电子产业腔体设备的铝熔射层的制备工艺，其特征在于：步骤五和步骤九中的清洗，均是对熔射后的部件进行50bar高压水洗和超声波清洗，并进行干燥处理。
6.根据权利要求1所述的一种应用于电子产业腔体设备的铝熔射层的制备工艺，其特征在于：步骤六中熔射层喷砂，采用46#白刚玉砂材对部件表面ARC熔射层进行喷砂。
CN201711160205.6A 2017-11-20 2017-11-20 一种应用于电子产业腔体设备的铝熔射层的制备工艺 Active CN108070815B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711160205.6A CN108070815B (zh) 2017-11-20 2017-11-20 一种应用于电子产业腔体设备的铝熔射层的制备工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711160205.6A CN108070815B (zh) 2017-11-20 2017-11-20 一种应用于电子产业腔体设备的铝熔射层的制备工艺

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108070815A CN108070815A (zh) 2018-05-25
CN108070815B true CN108070815B (zh) 2019-08-16

Family

ID=62157584

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711160205.6A Active CN108070815B (zh) 2017-11-20 2017-11-20 一种应用于电子产业腔体设备的铝熔射层的制备工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108070815B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109182945A (zh) * 2018-09-20 2019-01-11 芜湖通潮精密机械股份有限公司 一种用于提高半导体腔体铝溶射层使用寿命的溶射工艺
CN112226721A (zh) * 2020-07-28 2021-01-15 安徽富乐德科技发展股份有限公司 一种应用于电子产业设备腔体的铜熔射层的制备工艺
CN114196900B (zh) * 2021-12-17 2023-08-08 富乐德科技发展（天津）有限公司 一种半导体芯片制造业不锈钢材质部件表面处理方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0684549B2 (ja) * 1988-06-08 1994-10-26 株式会社日本アルミ 溶射皮膜を備えたアルミニウム母材の製造方法
DE10162276C5 (de) * 2001-12-19 2019-03-14 Watlow Electric Manufacturing Co. Rohrförmiger Durchlauferhitzer und Heizplatte sowie Verfahren zu deren Herstellung
CN102286718A (zh) * 2010-06-17 2011-12-21 上海宝钢设备检修有限公司 提高热喷涂涂层与金属基材结合强度的方法
CN102242332B (zh) * 2011-06-20 2013-10-02 江铃汽车股份有限公司 一种熔射表面处理工艺
CN104593620B (zh) * 2015-01-12 2016-07-06 福州大学 一种耐铝液腐蚀磨损的铝液除气用转子制备及其修复方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN108070815A (zh) 2018-05-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108070815B (zh) 一种应用于电子产业腔体设备的铝熔射层的制备工艺
CN111359985A (zh) 一种电子信息行业生产设备腔体零部件的精密洗净方法
KR101893884B1 (ko) 금속-고분자 수지 접합체 제조방법
CN107400842B (zh) 半导体装置电弧复合涂层加工方法
TW200949013A (en) Ceramic sprayed member, making method, abrasive medium for use therewith
CN112521183A (zh) 一种干式刻蚀工艺用陶瓷件的熔射方法
WO2019029133A1 (zh) 一种smd石英晶体谐振器加工方法及其谐振器
CN112490106B (zh) 一种应用于干式刻蚀工艺的上部电极等离子熔射方法
CN108554746A (zh) 一种半导体刻蚀腔体用梯度陶瓷溶射层的制备方法
CN106048543B (zh) 半导体晶片表面真空镀膜工艺
Isotahdon et al. Corrosion protection provided by electrolytic nickel and tin coatings for Nd–Fe–B magnets
CN107096782A (zh) 一种MicroLED玻璃基板超声波清洗方法
CN110571134B (zh) 一种挡板上钼及其氧化物的清洗工艺
TWI524823B (zh) 印刷配線板之製造方法及以該印刷配線板製造方法所製得之印刷配線板
CN102286734B (zh) 一种钛合金表面金属镀覆的前处理工艺及金属镀覆方法
JP5412290B2 (ja) 耐食性部材
TW201001520A (en) Ceramic coating on surface of component in pre-clean chamber for semiconductor fabrication apparatus
CN111826632A (zh) 一种非晶硅薄膜的沉积方法及沉积设备
CN108496246A (zh) 狭缝阀门涂层及用于清洁狭缝阀门的方法
Zhijun et al. Investigation of paint removal by atmospheric pressure plasma jet
CN102367583A (zh) 一种钼制零件的镀镍工艺
KR20050109457A (ko) 성막 장치용 구성부품 및 그 세정 방법
US6227943B1 (en) Method and system for pre-cleaning and post-cleaning deposited metal
CN107151773A (zh) 一种基于织构形状提高涂层结合强度的结构和方法
CN107287580A (zh) 一种铝基复合材料的化学镀镍方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant