CN110355520A - 压块放置装置及压块放置方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种压块放置装置及压块放置方法，涉及靶材焊接技术领域，压块放置装置包括：支架组件和承载组件；承载组件连接于支架组件，并被支架组件架起于待压工件上方；承载组件用于固定压块，且多个压块能够同时脱离承载组件并掉落于待压工件上。压块放置装置及压块放置方法能够使压块同时落在待压工件上，消除了现有技术中压块放置的时间差，以缓解现有技术中存在的放置压块，出现加压时间差导致的靶材受力不均匀，使得靶材出现翘曲甚至脱焊的问题。

Description

压块放置装置及压块放置方法

技术领域

本发明涉及靶材焊接技术领域，具体涉及一种压块放置装置及压块放置方法。

背景技术

随着社会发展，科技的进步，镀膜技术也出现了日新月异的变化，其中一种镀膜靶材在半导体制造行业中受到了广泛的应用，镀膜靶材是通过磁控溅射、多弧离子镀或其他类型的镀膜系统在适当工艺条件下溅射在基板上形成各种功能薄膜的溅射源。简单说的话，靶材就是高速荷能粒子轰击的目标材料，不同功率密度、不同输出波形、不同波长的激光与不同的靶材相互作用时，会产生不同溅射效果。例如：蒸发磁控溅射镀膜是加热蒸发镀膜等。更换不同的靶材(如铝、铜、不锈钢、钛、镍靶等)，即可得到不同的膜系(如超硬、耐磨、防腐的合金膜等)。

靶材组件是由符合溅射性能的靶材和具有一定强度的背板构成。背板可以在靶材组件装配至溅射机台中起到支撑连接作用，并具有冷却散热的功效。大规模集成电路制造中常使用磁控溅射，通常使用强度较高、并且导热、导电性高的铜材料作为背板材料，但是必须将靶材和背板材料焊接在一起才能加工成半导体工业所使用的靶材组件，使其既可以可靠地安装在溅射机台上，同时又可以在磁场、电场作用下有效控制进行溅射，并散热。

而靶材与背板焊接完成后，在冷却过程中，由于存在焊缝金属熔化后再凝固、冷却收缩受到约束而产生的热应力，现有技术中往往通过人为向靶材上均匀放置压块，使得靶材在冷却过程中与背板紧紧贴合，防止焊接残余应力带来的不良效果。然而人为地向靶材上放置压块时，在压块的放置时间上，会有一定的波动，即使多人同时放置压块也会有时间差，该压块的加压时间差会导致靶材受力不均匀，使得靶材出现翘曲甚至脱焊。

发明内容

本发明的目的在于提供一种压块放置装置及压块放置方法，以缓解现有技术中存在的放置压块，出现加压时间差导致的靶材受力不均匀，使得靶材出现翘曲甚至脱焊的问题。

本发明提供一种压块放置装置，包括：支架组件和承载组件；

承载组件连接于支架组件，并被支架组件架起于待压工件上方；

承载组件用于固定压块，且多个压块能够同时脱离承载组件并掉落于待压工件上。

进一步地，承载组件可上下移动地连接于支架组件，以调节固定于承载组件上的压块与待压工件之间的距离。

进一步地，承载组件包括承载板和分别转动连接于承载板两端的滑座，滑座可上下移动的连接于相对应的支架组件；

承载板能够同步带动固定于其上的压块翻转，以使压块能够与待压工件正对。

进一步地，承载板上设有用于固定压块的卡接结构；

承载板表面具有多个承载区域，压块位于承载区域，并受到卡接结构的卡接作用；或者，承载板上开设有多个通孔，压块位于通孔中，并受到卡接结构的卡接作用。

进一步地，承载板包括电磁铁以及用于容纳电磁铁的外壳；电磁铁用于使得压块吸附或者松脱于外壳；

外壳的两端与滑座转动连接。

进一步地，外壳上具有多个承载区域，每个承载区域用来定位并承载单个压块。

进一步地，外壳的内部与每个承载区域对应的位置均设置有一个电磁铁。

进一步地，支架组件包括可输出上下方向动力的电动滑台，电动滑台的输出部与滑座连接。

进一步地，滑座上固定有电机，承载板两端分别与相对应的电机的输出端传动连接。

根据本发明，提供一种压块放置方法，包括以下步骤：

将多个压块放置于放置于外壳上；

对电磁铁通电，使得电磁铁吸附住压块；

启动电机，驱动承载板翻转，使得压块正对待压工件；

启动电动滑块，驱动承载组件下降，使得压块靠近待压工件；

对电磁铁断电，使得压块同时脱落并压住待压工件。

与现有技术相比，本发明提供的压块放置装置及压块放置方法所具有的技术优势为：

本发明提供一种压块放置装置，包括：支架组件和承载组件；承载组件连接于支架组件，并被支架组件架起于待压工件上方；承载组件用于固定压块，且多个压块能够同时脱离承载组件并掉落于待压工件上。上述结构中，压块能够固定于承载组件上，由于承载组件被支架组件架起于待压工件上方，因此压块也随承载组件被架起，当压块竖直向下正对待压工件时，使压块从承载组件上脱离，多个压块同时从承载组件上脱落，在重力的作用下，压块自由落体，并压到待压工件上。该过程中，压块同时从承载组件上脱落，压块在重力的作用下同时掉落，由于压块正对待压工件，即压块与待压工件的距离一致，因此承载组件上的压块在重力作用下到达待压工件的时间相等，因此能够同时落在待压工件上，消除了现有技术中压块放置的时间差，以缓解现有技术中存在的放置压块，出现加压时间差导致的靶材受力不均匀，使得靶材出现翘曲甚至脱焊的问题。

本发明提供的一种压块放置方法，包括以下步骤：将多个压块放置于放置于外壳上；对电磁铁通电，使得电磁铁吸附住压块；启动电机，驱动承载板翻转，使得压块正对待压工件；启动电动滑块，驱动承载组件下降，使得压块靠近待压工件；对电磁铁断电，使得压块同时脱落并压住工件。上述方法中利用通电的电磁铁吸附压块，电机驱动承载板翻转使得压块正对于待压工件，使得多个压块与待压工件的距离一致，保证电磁铁断电后，压块在重力的作用下掉落到待压工件上的时间相同，以缓解放置压块，出现加压时间差导致的靶材受力不均匀，使得靶材出现翘曲甚至脱焊的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的压块放置装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的压块放置装置的压块正对于待压工件的工作状态示意图；

图3为本发明实施例提供的承载组件及压块的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的承载组件及压块的剖面结构示意图。

图标：100－承载组件；110－承载板；111－外壳；1111－承载区域；112－电磁铁；120－滑座；130－电机；200－支架组件；300－压块；500－待压工件。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

具体结构如图1－图4所示。

本实施例提供的一种压块放置装置，根据图1－图4所示，包括：支架组件200和承载组件100；

承载组件100连接于支架组件200，并被支架组件200架起于待压工件500上方；

承载组件100用于固定压块300，且多个压块300能够同时脱离承载组件100并掉落于待压工件500上。

上述结构中，压块300能够固定于承载组件100上，由于承载组件100被支架组件200架起于待压工件500上方，因此压块300也随承载组件100被架起，当压块300竖直向下正对待压工件500时，使压块300从承载组件100上脱离，多个压块300同时从承载组件100上脱落，在重力的作用下，压块300自由落体，并压到待压工件500上。该过程中，压块300同时从承载组件100上脱落，压块300在重力的作用下同时掉落，由于压块300正对于待压工件500，即多个压块300与待压工件500的距离一致，因此承载组件100上的压块300在重力作用下到达待压工件500的时间相等，因此能够同时落在待压工件500上，消除了现有技术中压块300放置的时间差，以缓解现有技术中存在的放置压块300，出现加压时间差导致的靶材受力不均匀，使得靶材出现翘曲甚至脱焊的问题。

本实施例的可选技术方案中，承载组件100可上下移动地连接于支架组件200，以调节固定于承载组件100上的压块300与待压工件500之间的距离。

本实施例的可选技术方案中，承载组件100包括承载板110和分别转动连接于承载板110两端的滑座120，滑座120可上下移动的连接于相对应的支架组件200；

承载板110能够同步带动固定于其上的压块300翻转，以使压块300能够与待压工件500正对。

将支架组件200设置于承载组件100的两侧，并与承载组件100的两端连接，保证了承载组件100的稳定性，由于承载组件100需要承载多个重量较重的压块300，因此其整体重量较大，两个支架组件200对承载组件100以及压块300进行稳定支撑，保证了整体结构的稳定性，防止承载组件100脱落。同时，支架组件200设置于承载组件100的两侧，可以避让出压块300掉落的空间，使得压块300能够顺利脱落并压至待压工件500上。

优选地，承载组件100包括滑座120，该滑座120转动连接于承载板110两端，且滑座120可上下移动的连接于相对应的支架组件200。当压块300固定于承载板110上，且压块300竖直向下正对于待压工件500时，调节该滑座120带动承载板110下降并接近待压工件500，优选地，使得压块300与待压工件500之间的距离控制在0.5mm以内，使压块300脱离承载板110，压块300同时压至待压工件500上；该结构的设置，使得压块300与待压工件500间的距离可调，压块300脱离前，调近压块300与待压工件500间的距离，防止压块300与待压工件500间距离过大，使得压块300对待压工件500造成冲击，损坏待压工件500。当选用包括电磁铁112的承载板110时，加压完成后，对电磁铁112通电，由于电磁铁112与压块300间的距离较近，通过电磁铁112的磁力即可直接将压块300吸附回承载板110上，提升滑座120，使得承载板110承载着压块300升高，便于取下压块300。

具体地，该承载板110可转动地与滑座120连接，使得承载板110能够绕水平轴转动。转动承载板110，使得承载板110上的压块竖直向上，将压块300固定于承载板110上，转动承载板110，使得压块300竖直向下正对于待压工件500。该结构使得压块300装载与拆卸变得方便，例如，直接向承载板下侧面上装载压块300时，需要在对电磁铁112通电的情况下才能够进行，且由于电磁铁112磁力较强，一旦将压块300放置于承载板110上，便不方便调整移动。而利用承载板110可转动的特点，将承载板110的装载面朝上设置，无需对电磁铁112通电即可实现对压块300的装载，便于将压块300的装载和调整。采用卡接结构固定压块300时，同理，当承载板110的装载面朝上设置时，压块直接放置于承载板110上，压块300不会掉落，便于卡接固定。

本实施例的可选技术方案中，承载板110上设有用于固定压块300的卡接结构；

承载板110表面具有多个承载区域1111，压块300位于承载区域1111，并受到卡接结构的卡接作用；或者，承载板110上开设有多个通孔，压块位于通孔中，并受到卡接结构的卡接作用。

具体地，承载板110的承载面上滑动连接有第一卡接臂和第二卡接臂第一卡接臂与第二卡接臂的端部均连接有夹持部，两个卡接臂上套设有弹簧，弹簧的一端与承载面上的凸台抵接，该凸台为弹簧提供了支撑位置，在弹簧弹力作用下两个卡接臂在承载面上的滑轨上滑动并推动夹持部夹紧压块300，优选地，夹持部上具有多个能够贴合压块300外侧壁的结构，利用该结构能够同时贴合并夹持紧多个压块300。当压块300需要同时脱离承载板110时，人为拨动第一卡接臂和第二卡接臂，使得弹簧压缩，同时，两个夹持部相互远离，脱离压块300，使得压块300在重力的作用下同时掉落于待压工件500上。

另外，还可在承载板110上开设通孔，将压块300穿设于通孔中，用阻挡板代替上述第一卡接臂与第二卡接臂的端部的夹持部，在弹簧的作用下，两个卡接臂在滑轨上滑动，直至阻挡板遮住通孔，阻挡板能够阻挡压块300脱出该通孔，当压块300需要同时脱离承载板110时，人为拨动第一卡接臂和第二卡接臂，使得弹簧压缩，同时，两个阻挡板相互远离，当通孔完全露出时，压块300在重力的作用下同时脱出通孔并掉落于待压工件500上。优选地，可以在承载板110的两个承载面上均设置上述卡接结构，且阻挡板能够挡住通孔的两个开口，使得压块300能够从两个承载面的任意一面脱离或者装载于通孔。

此外，上述第一卡接臂与第二卡接臂与弹簧配合方式可用电推杆，气缸或者液压杆代替。

本实施例的可选技术方案中，承载板110包括电磁铁112以及用于容纳电磁铁112的外壳111；电磁铁112用于使得压块300吸附或者松脱于外壳111；

外壳111的两端与滑座120转动连接。

优选地，承载板110包括外壳111和电磁铁112，该外壳111内部具有容纳腔，电磁铁112设置于容纳腔中，该外壳111选用软磁钢板材质，软磁钢板具备导磁性，且其剩磁很小；利用其导磁性，当电磁铁112通电后，可直接使外壳111磁化用于吸附压块300；而利用其剩磁小，消磁快的特点，在电磁铁112断电后，外壳111几乎瞬间失磁，使得压块300在重力作用下脱落，防止由于外壳111磁化导致的，压块300粘连、无法脱落，甚至发生仅部分压块300脱落导致压块300加压时间出现偏差的问题。由于压块300重量较大，选用钢板作为外壳111保证了承载组件100的强度，防止承载组件100因压块300过重而发生变形。优选地，该外壳111选用长方体空壳结构，该外壳111的上下两个面积较大的面作为承载面。

另外该电磁铁112可以用永磁吸盘代替，永磁吸盘具有操作手柄，能够控制该永磁吸盘的磁性出现或消失，从而实现对压块吸附或松脱。

需要说明的是，上述压块采用比重较大的铸铁或其它能被电磁铁112吸附的铁磁性材料制作。

本实施例的可选技术方案中，外壳111上具有多个承载区域1111，每个承载区域1111用来定位并承载单个压块300。

具体地，在两个承载面上进行的网格化标记，每个网格内为一个压块300的承载区域1111，将压块300放置于该承载区域1111内，实现对压块300的定位，使得压块300以指定位置脱落至待压工件500上，使得压块300能够根据需求精准地压至待压工件500上。需要说明的是，该承载区域1111的划分不一定是均匀的，而是根据待压工件500的压力分布需求进行分布。

本实施例的可选技术方案中，外壳111的内部与每个承载区域1111对应的位置均设置有一个电磁铁112。

每个承载区域1111所对应外壳111内部的空腔中均设置有一个电磁铁112，使得每个电磁铁112能够独立控制一个压块300的吸附与脱离；当需要压块300同时压至待压工件500时，可以同时切断所有电磁铁112的供电，使得所有电磁铁112同时断电失去磁性，使得压块300同时脱离承载组件100，并同时压至待压工件500上；在某些特殊工况下，需要压块300分批或者逐次压至待压工件500上时，可以分别控制指定的电磁铁112的通断，以实现对压块300吸附或脱离承载组件100的控制，从而控制压块300压至待压工件500上的时间、数量以及位置，满足多种工况的需求。优选地，外壳111为上下壳分体结构，上下壳体通过卡接、粘接或者螺纹连接在一起，将电磁铁112粘接于外壳111内部，或者通过铆接在壳体上的螺柱将电磁铁固定在外壳111内部。电磁铁112通过导线与外界的开关以及电源进行电气连接，优选地，每个电磁铁112与电源的支路上均设置有一个开关，可以单独控制电磁铁112的通断；另外电源的干路上设置有总开关能够控制所有电磁铁112的通断，实现同时控制电磁铁112断电，使得压块300同时脱落的效果。

本实施例的可选技术方案中，支架组件200包括可输出上下方向动力的电动滑台，电动滑台的输出部与滑座120连接。

电动滑台包括驱动电机、螺纹杆、输出部以及壳体，驱动电机的输出轴与螺纹杆的一端传动连接，并能够驱动螺纹杆转动，输出部与滑座120连接，且为了滑座120在竖直方向上稳定移动，将滑座120与壳体上的滑轨滑动配合，输出部具有内螺纹结构，内螺纹结构与螺纹杆配合，驱动电机驱动螺纹杆转动时，在螺纹结构的作用下，螺纹杆转动驱动输出部在螺纹杆上移动，从而使得与输出部连接的滑座120沿壳体的滑轨上下滑动。该电动滑台升降行程控制精确，满足该承载组件100对高度位置精确的要求，使得压块300与待压工件500之间的距离能够控制在0.5mm以内，满足压块300脱落时的高度要求。

需要说明的是，该电动滑台的具体工作与那里可参考现有技术。

本实施例的可选技术方案中，滑座上固定有电机，承载板两端分别与相对应的电机的输出端传动连接。

采用电机130驱动承载板110旋转，能够精确控制承载板110的转动角度，从而精确控制承载面的方向，保证压块300正对于待压工件500，从而保证压块300与待压工件500之间的距离一致，确保压块300能够同时的，无时间差的压至待压工件500。

本实施例提供一种压块放置方法，包括以下步骤：

将多个压块300放置于放置于外壳111上；

对电磁铁112通电，使得电磁铁112吸附住压块300；

启动电机130，驱动承载板110翻转，使得压块300正对待压工件500；

启动电动滑块，驱动承载组件100下降，使得压块300靠近待压工件500；

对电磁铁112断电，使得压块300同时脱落并压住待压工件500。

上述方法中利用通电的电磁铁112吸附压块300，电机130驱动承载板110翻转使得压块300正对于待压工件500，使得多个压块300与待压工件500间的距离一致，保证电磁铁112断电后，压块300在重力的作用下掉落到待压工件500上的时间相同，以缓解放置压块300，出现加压时间差导致的靶材受力不均匀，使得靶材出现翘曲甚至脱焊的问题。

此外，每个压块300分别放置于承载组件100的承载板110上划分出的承载区域1111中，保证了压块300的排布均匀，使得压块300在掉落并压至待压工件500时，能够均匀分布，保证工件受力均匀。而在对电磁铁112断电之前控制滑座120升降，使压块300靠近待压工件500，是为了防止压块300距离待压工件500过远，在掉落至待压工件500上时，冲击过大，使得工件脱焊甚至损坏工件。

本实施例利用上述压块放置装置及压块放置方法，对焊接完成后的靶材进行加压冷却。

靶材焊接于背板上，并放置于平面上，靶材的待压工件500的待压平面朝上，两个电动滑台设置于靶材两侧，两个电动滑台的输出部上分别固定有滑座120，两个滑座120上分别固定有电机130，两个电机130的输出轴分别与承载板110的外壳111的两端连接，并能够驱动外壳111绕输出轴的轴线翻转，上述外壳111的上下两面均为承载面，承载面上划分有网格状的承载区域1111，外壳111内部的腔体中与每个承载区域1111对应的位置处均设置有一个电磁铁112。

该压块放置装置的工作过程为，通过电机130驱动承载板110转动，使得承载面朝上设置，将压块300分别放置于承载区域1111上，将电磁铁112通电，压块300在电磁铁112的作用下吸附于承载面的承载区域1111上，通过电机130驱动承载板110转动，使得承载有压块300的承载面朝下，且压块300正对于待压工件500，启动电动滑块，使得滑座120带动承载板110下降，直至压块300与靶材之间的距离小于等于0.5mm，将电磁铁112断电，压块300与承载板110脱离，在重力的作用下同时压至靶材上。当完成加压冷却过程后，将电磁铁112通电，压块300在电磁铁112的吸力下直接与吸附于该承载板110上，启动电动滑块将承载板110升高，通过电机130驱动承载板110转动，使得承载面再次朝上，将电磁铁112断电，将压块300从承载板110上取下，完成该加压过程。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种压块放置装置，其特征在于，包括：支架组件(200)和承载组件(100)；

所述承载组件(100)连接于所述支架组件(200)，并被所述支架组件(200)架起于待压工件(500)上方；

所述承载组件(100)用于固定压块(300)，且多个所述压块(300)能够同时脱离所述承载组件(100)并掉落于所述待压工件(500)上。

2.根据权利要求1所述的压块放置装置，其特征在于，所述承载组件(100)可上下移动地连接于所述支架组件(200)，以调节固定于所述承载组件(100)上的所述压块(300)与所述待压工件(500)之间的距离。

3.根据权利要求2所述的压块放置装置，其特征在于，所述承载组件(100)包括承载板(110)和分别转动连接于所述承载板(110)两端的滑座(120)，所述滑座(120)可上下移动的连接于相对应的所述支架组件(200)；

所述承载板(110)能够同步带动固定于其上的所述压块(300)翻转，以使所述压块(300)能够与所述待压工件(500)正对。

4.根据权利要求3所述的压块放置装置，其特征在于，所述承载板(110)上设有用于固定所述压块(300)的卡接结构；

所述承载板(110)表面具有多个承载区域(1111)，所述压块(300)位于所述承载区域(1111)，并受到所述卡接结构的卡接作用；或者，所述承载板(110)上开设有多个通孔，所述压块(300)位于通孔中，并受到所述卡接结构的卡接作用。

5.根据权利要求3所述的压块放置装置，其特征在于，所述承载板(110)包括电磁铁(112)以及用于容纳所述电磁铁(112)的外壳(111)；所述电磁铁(112)用于使所述压块(300)吸附或者松脱于所述外壳(111)；

所述外壳(111)的两端与所述滑座(120)转动连接。

6.根据权利要求5所述的压块放置装置，其特征在于，所述外壳(111)上具有多个承载区域(1111)，每个所述承载区域(1111)用来定位并承载单个所述压块(300)。

7.根据权利要求6所述的压块放置装置，其特征在于，所述外壳(111)的内部与每个所述承载区域(1111)对应的位置均设置有一个所述电磁铁(112)。

8.根据权利要求3－7中任意一项所述的压块放置装置，其特征在于，所述支架组件(200)包括可输出上下方向动力的电动滑台，所述电动滑台的输出部与所述滑座(120)连接。

9.根据权利要求3－7中任意一项所述的压块放置装置，其特征在于，所述滑座(120)上固定有电机(130)，所述承载板(110)两端分别与相对应的所述电机(130)的输出端传动连接。

10.一种压块放置方法，其特征在于，包括以下步骤：

将多个压块(300)放置于承载组件(100)中承载板(110)的外壳(111)上；

对所述外壳(111)内的电磁铁(112)通电，使得所述电磁铁(112)吸附住所述压块(300)；

启动电机(130)，驱动所述承载板(110)翻转，使得所述压块(300)正对待压工件(500)；

启动电动滑块，驱动所述承载组件(100)下降，使得所述压块(300)靠近所述待压工件(500)；

对所述电磁铁(112)断电，使得所述压块(300)同时脱落并压住所述待压工件(500)。