CN110408901B - 一种长管旋转靶绑定的靶材整管内壁预处理刷镀方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种长管旋转靶绑定的靶材整管内壁预处理刷镀方法，包括a、预处理前步骤、b、靶材整管固定步骤、c、靶材整管电刷镀步骤、d、电刷镀后期处理步骤和e、金属化步骤。本发明采用电刷镀方式有效保证对长管旋转靶的靶材整管内壁进行均匀性刷镀增强金属层，以保障绑定金属焊料与靶材整管之间有足够的浸润性，保障和增强长管旋转靶的绑定效果。本发明在进行电刷镀时，在靶材整管的每间隔设定距离设置阴极连接部，缩短电刷镀中阳极和阴极之间的距离，使电流密度大小保持适中，电流密度均匀，导电效果好，提高电刷镀形成的增强金属层的效率。

Description

一种长管旋转靶绑定的靶材整管内壁预处理刷镀方法

技术领域

本发明涉及旋转靶绑定预处理的技术领域，尤其是涉及一种长管旋转靶绑定的靶材整管内壁预处理刷镀方法。

背景技术

在对旋转靶的背管和靶材整管在绑定前的预处理效果直接影响旋转靶绑定的粘结牢固度和焊合率，粘结牢固度和焊合率低使旋转靶在使用时出现导电不良、散热不均、易脱落的情况，严重影响产品的使用，因此对旋转靶的绑定前的预处理尤为重要。

出于对靶材整管结构的精确控制，靶材整管内壁以钻孔、镗孔等工艺对内圆的尺寸和形状进行加工，但是长管内壁加工不可避免的粗糙度和尺寸上存在公差范围。内壁的粗糙度变动和刀具震动引起的偶然表面缺陷不可避免，在绑定时，凹陷位置的润湿和排气等问题必然会影响绑定质量。需要对靶材整管进行电刷镀形成增强金属层以填充机加工造成的粗糙或凹陷位置，使靶材整管内壁保持高度光滑，提高绑定焊合率。现有的对靶材整管进行电刷镀时只有一阴极连接部，由于靶材整管长度较长，在电刷镀过程中刷镀头与阴极连接部之间的距离过大，使靶材整管中的电流分散，导电效果不均匀，使电刷镀时金属离子沉积速率相差较远，导致操作难度高，形成的增强金属层的光滑均匀性差，电刷镀效率低。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种长管旋转靶绑定的靶材整管内壁预处理刷镀方法，有效提高旋转靶绑定前预处理效果，提高旋转靶绑定质量，提高预处理效率。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种长管旋转靶绑定的靶材整管内壁预处理刷镀方法，包括以下步骤：

a、预处理前步骤，对靶材整管内壁进行喷砂和清洗处理；

b、靶材整管固定步骤，将喷砂和清洗后的靶材整管安装于内管壁预处理加工设备的机架上，机架上铰接有一端能升降的倾斜平台，倾斜平台上设置有用于使靶材整管旋转的旋转固定部，靶材整管固定于旋转固定部内；

c、靶材整管电刷镀步骤，通过对靶材整管的内壁进行电刷镀而形成一增强金属层，包括以下子步骤，

c1)、靶材整管外壁环绕设置至少有两个阴极连接部，电源的负极电连接阴极连接部，电源的正极连接带有电刷镀液的阳极刷头；

c2)、在靶材整管的外壁环绕设置有由金属导电材料制成的阴极连接部，相邻的阴极连接部间隔80-110cm设置，以实现靶材整管内壁的阳极刷头的电刷镀位置形成一导电均匀区；

c3)、电源的电压设置在10-15V，电流设置在30-50A，通过启动内管壁预处理加工设备，使旋转固定部带动靶材整管旋转，带有电刷镀液的阳极刷头紧贴于靶材整管内壁移动，阳极刷头的移动速度为3-6次/分钟，阳极刷头每次移动的距离为1-1.5米长，电刷镀液中的金属离子通过阳极刷头在靶材整管内壁上放电结晶，使靶材整管内壁在导电均匀区内形成增强金属层，增强金属层的厚度为0.03-0.1mm；

c4)、重复c3步骤直至靶材整管内壁全部形成增强金属层；

d、电刷镀后期处理步骤，启动内管壁预处理加工设备的倾斜平台，对靶材整管内壁的残余电刷镀液进行收集，通过升起倾斜平台的一端使靶材整管整体处于倾斜状态，位置低的一侧设置有液体收集箱，残余刷镀液流入液体收集箱，再使用清水对靶材整管冲洗，对靶材整管进行加热干燥，完成靶材整管的增强金属层的电刷镀；

e、金属化步骤，通过超声发生器在增强金属层的表面使用绑定金属焊料进行超声涂覆，形成一厚度为0.08-0.1毫米的金属化层，完成靶材整管内壁的预处理。

进一步的技术方案中，。所述预处理前步骤，还包括以下子步骤，

a1)、对靶材整管的内壁进行喷砂处理，使靶材整管的内壁粗糙度达到Ra0.8-1.6；

a2)、将靶材整管放置于超声波清洗池内，向超声波池内先后加热水和酒精分别对靶材整管内壁进行清洗；

a3)、将靶材整管放入加热装置进行烘干，加热装置的温度设置在160-300℃。

进一步的技术方案中，在所述a2步骤中，将所述靶材整管在50-100℃的热水中清洗1-2小时，靶材整管在热水清洗后，所述超声波清洗池内加酒精清洗5-15分钟。

进一步的技术方案中，所述金属化步骤还包括以下子步骤，

e1)、将所述靶材整管加热至160-300℃；

e2)、在加热后的靶材整管内壁的放入所述绑定金属焊料，并使绑定金属焊料熔化；

e3)、使用超声发生器对熔化后的绑定金属焊料在所述增强金属层表面进行涂覆。

进一步的技术方案中，在所述e3步骤中，通过启动内管壁预处理加工设备，使旋转固定部带动靶材整管旋转，控制靶材整管旋转3-6转/分钟，所述超声发生器涂覆所述金属焊料的速度为10-20毫米/分钟。

进一步的技术方案中，在所述e3步骤中，所述超声发生器产生超声波，超声波作用于熔化后的液态的所述绑定金属焊料，以加快液态的绑定金属焊料中的原子移动速率和加快液态的绑定金属焊料的流动，同时也使液态的绑定金属焊料向增强金属层进一步扩散，以增强金属层与金属化层之间的润湿接触，使金属化层与增强金属层之间形成一扩散粘结层。

进一步的技术方案中，所述电刷镀液为包含锡化合物、镍化合物或铜化合物，所述阴极连接部优选金属铜材料制成。

进一步的技术方案中，在c3步骤中，所述旋转固定部的旋转速度为1转/分钟。

进一步的技术方案中，所述靶材整管的长度超过1.5米，则靶材整管间隔0.9-1.0米分别设置一阴极连接部，使靶材整管中的电流分布均匀，形成所述增强金属层的金属离子的沉积速率保持均匀。

进一步的技术方案中，所述阳极刷头包括刷镀头、固定座和正极连接部，正极连接部安装于固定座的中部，刷镀头安装于正极连接部；阳极刷头与所述靶材整管的接触面轮廓与靶材整管的内壁轮廓相匹配；阳极刷头的外周包覆有镀液擦拭部，所述刷镀头被包裹于镀液擦拭部内，所述电刷镀输液管插入至镀液擦拭部的包裹范围内。

采用上述方法后，本发明和现有技术相比所具有的优点是：

1.本发明在进行电刷镀时，在靶材整管的每间隔设定距离设置阴极连接部，缩短电刷镀装置中的阳极刷头和阴极连接部之间的距离，使电流密度大小保持适中，电流密度均匀，导电效果好，使电刷镀液中金属离子的沉积速率相近，降低操作难度，形成的增强金属层的表面高度差小，增强金属层的表面光滑度高，降低增强金属层的制作工艺难度，提高靶材的绑定焊合率，有效缩短增强金属层的制作时间，提高生产效率。

2.本发明采用电刷镀方式有效保证对长管旋转靶的靶材整管内壁进行均匀性刷镀增强金属层，以保障绑定金属焊料与靶材整管之间有足够的浸润性，保障和增强长管旋转靶的绑定效果。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的倾斜平台被顶起时的结构剖视图。

图3是本发明的电刷镀处理装置电线连接结构示意图。

图4是本发明的阳极刷头的结构示意图。

图5是本发明的阳极连接部的结构示意图。

图6是本发明的固定座的结构示意图。

图7是本发明的刷镀头的结构示意图。

图中：12-靶材整管、18-机架、19-液体收集箱；

75-旋转固定部、76-外固定部、77-内旋转部、78-倾斜平台、79-升降驱动机构；

80-电源的正极、81-电源的负极、82-刷镀滑轨、83-固定支架、84-绝缘伸缩杆、85-横向滑动块；

90-电刷镀输液管、91-阴极连接部、92-阳极连接管；93-阳极刷头、94-刷镀头、95-镀头固定孔、96-镀液擦拭部；

110-固定座、111-阳极连接通孔、112-阳极连接部、113-固定孔、114-镀头安装部、115-阳极安装部。

具体实施方式

以下仅为本发明的较佳实施例，并不因此而限定本发明的保护范围。

一种长管旋转靶绑定的靶材整管内壁预处理刷镀方法，包括以下步骤：

a、预处理前步骤，对靶材整管12内壁进行喷砂和清洗处理；

在对靶材整管12进行预处理前，必须对靶材整管12进行初步处理，初步处理包括对靶材整管12内壁进行喷砂和清洗。因靶材整管12内壁面为光滑面，在对靶材整管12内壁进行电刷镀增强金属层前，将靶材整管12内壁面变粗糙，以增加增强金属层在靶材整管12内壁的附着力。同时喷砂也能去除靶材整管12内壁的自然氧化膜。电刷镀前对靶材整管12内壁进行清洁，主要是要冲洗喷砂工序留下的颗粒物，同时除去靶材整管12内壁的脂肪类油脂和其他有机性污垢，靶材整管12的内壁良好的清洁度是以获得良好电刷镀效果的前提，并有效防止对后续工序的污染。

更为具体的，还包括以下子步骤：a1)、对靶材整管12的内壁进行喷砂处理，使靶材整管12的内壁粗糙度达到Ra0.8-1.6；靶材整管12的内壁喷砂粗糙度太小，容易造成增强金属层的附着力差，同时无法完全去除靶材整管12内壁的自然氧化膜；靶材整管12的内壁喷砂粗糙度太大，由于增强金属层的要求厚度较薄，粗糙度太大，增强金属层涂覆后无法覆盖靶材整管12的内壁，使靶材整管12内壁外露，影响金属化层的涂覆效果。优选的，Ra0.8-1.6的靶材整管12内壁粗糙度是合适的范围。

a2)、将靶材整管12放置于超声波清洗池内，向超声波池内先后加热水和酒精分别对靶材整管12内壁进行清洗；使用热水和酒精通过超声波对靶材整管12内壁进行清洗，超声波使热水和酒精产生振动有助于增强脱脂效果，同时也能将靶材整管12内壁的粗糙小凹陷处的颗粒物震出或冲出。热水和酒精能有效去除脂肪类油脂机有机性污垢，再结合超声波作用，使靶材整管12内壁清洗干净，达到电刷镀表面清洁度要求。更为具体的，在a2步骤中，将靶材整管12在50-100℃的热水中清洗1-2小时，靶材整管12在热水清洗后，超声波清洗池内加酒精清洗5-15分钟。靶材整管12通过热水和超声波酒精清洗，整体清洁度更高。

a3)、将靶材整管12放入加热装置进行烘干，加热装置的温度设置在160-300℃。将靶材整管12从超声波清洗池中移出，对清洁后的靶材整管12进行烘干，加热装置的温度设置在160-300℃，使靶材整管12内壁残余的水或酒精蒸发，以为下个电刷镀工序作准备。

b、靶材整管12固定步骤，将喷砂和清洗后的靶材整管12安装于内管壁预处理加工设备的机架18上，机架18上铰接有一端能升降的倾斜平台78，倾斜平台78上设置有用于使靶材整管12旋转的旋转固定部75，靶材整管12固定于旋转固定部75内；因靶材整管12的横截面积为圆形，在对靶材整管12的内壁进行电刷镀，将靶材整管12固定于在一个会使其旋转的设备上，更便于电刷镀操作，不用通过人工旋转，操作方便。同时倾斜平台78便于在电刷镀后的电刷镀液回收。在对电刷镀后的靶材整管12进行冲洗时，也便于冲洗过后的液体回收。自动化程度高，操作简单方便。

由于出于对靶材整管12结构的精确控制，在绑定前需要对靶材整管12的内壁以钻孔、镗孔等工艺对靶材整管12的内圆尺寸和形状进行加工，由于对内壁进行机加工的难度大，造成靶材整管12内壁出现较大的粗糙度和表面凹陷缺陷，在绑定时，凹陷位置的润湿性和排气问题会严重影响旋转靶的绑定质量。传统工艺方法仅使用绑定金属焊料对靶材整管12内壁进行金属化，在靶材整管12的内壁形成一层金属化层，是无法确保较深的机加工造成的刀痕等形成的凹陷缺陷处被完全填充，因此绑定质量无法保证，需要在靶材整管12内壁与金属化层之间增加一电刷镀的增强金属层以完成机加工所造成的凹陷位置、刀痕和粗糙位置的填充。

c、靶材整管12电刷镀步骤，通过对靶材整管12的内壁进行电刷镀而形成一增强金属层。由于靶材整管12细长、体积大且重量大，且仅需在靶材整管12内壁增加一增强金属层，采用电刷镀方式制作增强金属层，设备简单，操作灵活，靶材整管12外壁不需要作额外的包裹处理，因此仅仅需要阳极刷头93对靶材整管12内壁进行电刷镀即可，无需对靶材整管12外壁等做额外的包覆保护和过多的移动。通过电刷镀能有效控制增强金属层的均匀性，有效弥补因靶材整管12太长而无法检测查看靶材整管12内壁金属化层均匀性的技术缺陷，金属化层的涂覆不均匀性直接影响绑定金属焊料与靶材整管12之间的浸润性，因此金属化层的均匀性无法保障，旋转靶的浸润性无法保证，导致旋转靶的绑定质量不稳定。对靶材整管12内壁增加一增强金属层，以利用增强金属层增加绑定金属焊料与靶材整管12之间的浸润性，因增强金属层的均匀性能有效控制，绑定金属焊料与靶材整管12之间的浸润性得到有效的控制和保障。

更为具体的，还包括以下子步骤：

c1)、靶材整管12外壁环绕设置至少有两个阴极连接部91，电刷镀装置的电源的负极81电连接阴极连接部91，电刷镀装置的电源的正极80连接带有电刷镀液的阳极刷头93；

在电刷镀时，靶材整管12连接电源的负极81，阳极刷头93连接电源的正极80，带有电刷镀液的阳极刷头93在靶材整管12的内壁表面擦拭，电刷镀液中的金属离子在靶材整管12的表面与阳极刷头93接触的各点上发生放电结晶，增强金属层随时间的增加而逐渐变厚，由于阳极刷头93与靶材整管12有一定的相对运动速度，因而增强金属层上的各点来说是一个断续结晶的过程。电刷镀液为包含锡化合物、镍化合物或铜化合物。

c2)、在靶材整管12的外壁环绕设置有由金属导电材料制成的阴极连接部91，相邻的阴极连接部91间隔80-110cm设置，以实现靶材整管12形成一导电均匀区；

表1.1为在靶材整管12设置1个阴极连接部91与在靶材整管12每间隔设定距离设置阴极连接部91的实验对比数据。

表1.1为靶材整管12的长度为2.7米长时，在靶材整管12的一端设置1个阴极连接部91和每间隔80-110cm分别设置阴极连接部91的实验对比数据。靶材整管12设置1个阴极连接部91时，电刷镀形成增强金属层所用时间为4小时。而在靶材整管12每间隔80-110cm分别设置1个阴极连接部91时，电刷镀形成增强金属层所用时间为1.5小时。由于靶材整管12的长度长达1.5米或以上，阳极刷头93在靶材整管12的位置离阴极连接部91越近，形成的电流密度大小适中，电流密度均匀，导电的效果好，形成增强金属层所用的时间越短，形成增强金属层的效率高。相反的，电源的负极在靶材整管12的连接位置离阳极刷头93越远，电流密度小，电流分散，导电效果差，形成增强金属层所用的时间越长，需要电刷镀的时间更长才能达到要求的增强金属层的厚度。

在优选的实施方式中，所述靶材整管12的长度超过1.5米，则靶材整管12间隔0.9-1.0米分别设置一阴极连接部91，使靶材整管12中的电流分布均匀，形成所述增强金属层的金属离子的沉积速率保持均匀。

从表1.2将阴极连接部91设置在离旋转靶材的一侧端头100cm的位置环绕安装有一阴极连接部91，从表1.2看出，电流聚集于阴极连接部91的左右两侧，电流分布不均导致各点形成的增强金属层的差异较大，接近阴极连接部91两侧位置形成的增强金属层的厚度较厚，远离阴极连接部91位置形成的增强金属层的厚度较薄，在靶材整管12上设置1个环形的阴极连接部91，由于接近阴极连接部91的位置的电流强度强，电流密度均匀，导电效果好，形成的增强金属层所用的时间短，远离阴极连接部91的位置的电流强度弱，电流密度分散，导电效果差，形成增强金属层所用的时间长，由于各位置的电流强度相差较远，在操作时对形成增强金属层厚度的时间难把控，操作难度大，从而使形成的增强金属层的均匀性差。

表1.2靶材整管12上设置1个环形的阴极连接部91，在旋转靶材沿长度方向每间隔40cm，不同距离同一截面的不同角度检测到的增强金属层的厚度数据。

表1.3在靶材整管12上每间隔80cm分别设置一个环形的阴极连接部91，在旋转靶材沿长度方向每间隔20cm，不同距离同一截面的不同角度检测到的增强金属层的厚度数据。

表1.2和表1.3分别选用厚度为16mm的靶材整管12。

本发明在该靶材整管12上环绕设置由金属导电材料制成的阴极连接部91，优选地，阴极连接部91优选金属铜材料制成。金属铜的导电性能较优。因此阴极连接部91在此处起电传导作用，选用导电性能好的材料，能有更好传导电的作用。阴极连接部91环绕并抵贴靶材整管12设置，从而在阴极连接部91与靶材整管12之间的形层一圆环接触圈，电刷镀装置的电源的负极上的电流沿着圆环接触圈进行传导，并沿着圆环接触圈发散至靶材整管12，从而形成一电流密度均匀的圆柱形电刷镀电场。从表1.3的数据看出，在靶材整管12上每间隔80cm分别设置一个环形的阴极连接部91，由于在该截面处的各点电流分布均匀，导电性好，在同一截面上的不同点形成的增强金属层厚度基本均匀，在同一截面内的增强金属层的厚度差保持在较小的范围内。因此在靶材整管12上环绕间隔设置多个阴极连接部91能使电流分布更均匀，导电性能更好，形成电刷镀液中的金属离子沉积速度相近，从而形成增强金属层厚度的时间更容易把控，降低操作难度，使增强金属层表面均匀性更好。电刷镀形成的增强金属层受到阳极刷头93与的阴极连接部91位置距离的影响，因此阴极连接部91每间隔80-110cm设置一个，以实现阳极刷头93与的阴极连接部91之间的距离保持在合适的范围内，在该范围内的电流密度大小适中，电流密度均匀，导电效果好，以形成一导电均匀区，形成增强金属层的速率更为平均，从而更为容易控制增强金属层的表面均匀性。

结合表1.1、1.2和表1.3可以看出，阳极刷头93离阴极连接部91距离越远，阳极刷头93电刷镀同样时间情况下，形成的增强金属层厚度越薄，电镀效率低，因此在对长度长达2米以上的靶材整管12金属电刷镀时，阳极刷头93与阴极连接部91之间的距离会影响增强金属层的形成速率，因增强金属层形成速率会随阳极刷头93离阴极连接部91之间的距离发生变化，对长度较长的仅设置1个阴极连接部91的靶材整管12进行电刷镀时，增加了电刷镀操作难度，使增强金属层的表面均匀性无法保证。

从表1.3的数据可以看出，在同一直线每间距20cm取点检测到的增强金属层的表面高度差保持在0.002mm范围内，在同一截面每旋转30°取点检测得到的增强金属层的表面高度差保持在0.002mm范围内，说明每间隔80cm设置一个环形的阴极连接部91，能使靶材整管12的电流分布均匀，在阳极刷头93进行电刷镀时，能形成一导电均匀区，该阳极刷头93在导电均匀区内形成一表面至靶材整管12外壁的光滑的增强金属层。

从表1.2和表1.3均在距离靶材整管12起始点100cm处分别选取一环形截面，从表1.2看出，电流聚集于阴极连接部91的左右两侧，由于金属离子的沉淀速率差异大，操作难度高，电流分布不均导致各点形成的增强金属层的差异较大，而从表1.3的数据看出，在该截面处的各点电流分布均匀，导电性好，在同一截面上的不同点形成的增强金属层的表面高度差小，在同一截面内的增强金属层的厚度差保持在0.005mm范围内。

因靶材整管12的长度较长，且每次阳极刷头93的移动距离为1-1.5米长，因此要经过阳极刷头93分段完成靶材整管12的电刷镀才能形成完整的增强金属层。

由于电刷镀形成的增强金属层受到阳极刷头93与的阴极连接部91位置距离的影响，因此阴极连接部91每间隔80-110cm设置一个，以实现阳极刷头93与的阴极连接部91之间的距离保持在合适的范围内，在该范围内的电流密度大小适中，电流密度均匀，导电效果好，以形成一导电均匀区，在该区内进行电刷镀形成的增强金属层的表面光滑性高，均匀性好。

c3)、电刷镀装置的电源的电压设置在10-15V，电流设置在30-50A，通过启动使靶材整管12匀速自转的加工设备，即内管壁预处理加工设备，使旋转固定部75带动靶材整管12旋转，带有电刷镀液的阳极刷头93紧贴于靶材整管12内壁移动，阳极刷头93的移动速度为3-6次/分钟，阳极刷头93每次移动的距离为1-1.5米长，电刷镀液中的金属离子通过阳极刷头93在靶材整管12内壁上放电结晶，使靶材整管12内壁在导电均匀区内形成增强金属层，增强金属层的厚度为0.03-0.1mm；旋转固定部75的旋转速度为1转/分钟。

将电源的电压和电流设置好，启动内管壁预处理加工设备，旋转固定部75按照设定的旋转方式带动靶材整管12进行旋转。

结合表1.1、1.2和表1.3可以看出，阳极刷头93离阴极连接部91距离越远，阳极刷头93电刷镀同样时间情况下，形成的增强金属层厚度越薄，电镀效率低，同时增强金属层的附着力越差，因此在对长度长达1.5米以上的靶材整管12金属电刷镀时，阳极刷头93与阴极连接部91之间的距离会影响增强金属层的刷镀效率。

c4)、重复c3步骤直至靶材整管12内壁全部形成增强金属层；因靶材整管12的长度较长，且每次阳极刷头93的移动距离为1-1.5米长，因此要经过阳极刷头93分段完成靶材整管12的电刷镀才能形成完整的增强金属层。

d、电刷镀后期处理步骤，启动内管壁预处理加工设备的倾斜平台78，对靶材整管12内壁的残余刷镀液进行收集，通过升起倾斜平台78的一端使靶材整管12整体处于倾斜状态，位置低的一侧设置有液体收集箱19，残余刷镀液流入液体收集箱19，再使用清水对靶材整管12冲洗，对靶材整管12进行加热干燥，完成靶材整管12的增强金属层的电刷镀；

在靶材整管12内壁电刷镀形成完整的增强金属层后，需要对靶材整管12内壁的残余电刷镀液进行回收。在本发明的内管壁预处理加工设备中，靶材整管12固定于一倾斜平台78，该倾斜平台78的一端可升起，使靶材整管12处于倾斜状态，靶材整管12的一端对准液体收集箱19，从而靶材整管12内的残余电刷镀液随之流进液体收集箱19，液体收集箱19收集完成后，将液体收集箱19移走，换另一液体收集箱19放置于原来放置的位置，然后对靶材整管12进行冲洗，因靶材整管12还处于倾斜状态，从而冲洗的液体直接流进更换后的液体收集箱19进行收集。增加对液体的重复利用，防止有害液体流入环境，绿色环保。进而对靶材整管12进行加热干燥，为下一步对靶材整管12内壁进行涂覆金属化层做准备。

e、金属化步骤，通过超声发生器在增强金属层的表面使用绑定金属焊料进行超声涂覆，形成一厚度为0.08-0.1mm的金属化层，完成靶材整管12内壁预处理。

在增强金属层的表面使用超声发生器进行超声涂覆形成一金属化层，以进一步增加绑定金属焊料和靶材整管12内壁之间的浸润性，包括以下子步骤，

e1)、将靶材整管12加热至160-300℃；加热靶材整管12，以后续熔化绑定金属焊料作准备。

e2)、在加热后的靶材整管12内壁的放入绑定金属焊料，并使绑定金属焊料熔化；绑定金属焊料放置于加热后的靶材整管12的内壁，因靶材整管12内温度高于绑定金属焊料的熔点，因此绑定金属焊料能保持液态，便于超声发生器对液态的绑定金属焊料在靶材整管12内壁进行涂覆。

e3)、使用超声发生器对熔化后的绑定金属焊料在增强金属层表面进行涂覆。具体的，通过启动内管壁预处理加工设备，使旋转固定部75带动靶材整管12旋转，控制靶材整管12旋转3-6转/分钟，超声发生器涂覆金属焊料的速度为10-20毫米/分钟。超声发生器产生超声波，超声波作用于熔化后的液态的绑定金属焊料，以加快液态的绑定金属焊料中的原子移动速率和加快液态的绑定金属焊料的流动，同时也使液态的绑定金属焊料向增强金属层进一步扩散，以增强金属层与金属化层之间的润湿接触，使金属化层与增强金属层之间形成一扩散粘结层。

现有的在对旋转靶绑定均为分段绑定，分段绑定时的每段靶材整管12的长度较短，能方便观察到靶材整管12内壁金属化层的形成情况，以确保后续在进行绑定时绑定金属焊料与靶材整管12之间的有足够浸润性，才能有效保证旋转靶的绑定质量。如表1.3所示，基于靶材整管12过长过细的特殊性，无法检查确认金属化层的形成情况，从而无法保证旋转靶的绑定质量，靶材整管12的绑定质量不稳定，且靶材整管12通过机加工后形成的粗糙表面或凹陷位置，只通过在靶材整管12的内壁形成金属化层是无法填补完整，因此在金属化层与靶材整管12绑定面之间通过电刷镀手段增加一层增强金属层作为过渡，对凹陷处较为明显的位置作较好的填补，使靶材整管12的内壁形成良好的光滑形貌。同时使用本发明在靶材整管12每间隔80-110cm设置一阴极连接部91，从而形成的表面光滑性好增强金属层，再在增强金属层的基础上进一步超声涂覆金属化层，金属化层与增强金属层之间形成一扩散粘结层，该扩散粘结层形成在表面光滑性好的增强金属层，增强金属化层与增强金属层之间的粘结性，从而保证细长型的靶材整管12绑定时绑定金属焊料与靶材整管12之间的有足够浸润性，才能有效保证旋转靶的绑定质量。同时，超声涂覆装置产生的超声波进行绑定金属焊料的涂覆，通过超声作用，使增强金属层与金属化层之间的润湿接触，使金属化层与增强金属层之间形成一扩散粘结层，更加强化金属化层与增强金属层之间的粘结力。使旋转靶材的绑定效果更优。此发明方案，也适用于绑定金属焊料与靶材整管12的金属结合力不强的旋转靶绑定方案。

其中一实施方式，靶材整管12的材质为钼，电刷镀液为镍化合物，绑定金属焊料选用金属铟。

具体的内管壁预处理加工设备包括：阳极刷头93包括刷镀头94、固定座110和阳极连接部112，阳极连接部112安装于固定座110的中部，刷镀头94安装于阳极连接部112；阳极刷头93与靶材整管12的接触面轮廓与靶材整管12的内壁轮廓相匹配，阳极刷头93的外周包覆有镀液擦拭部96，刷镀头94被包裹于镀液擦拭部96内，电刷镀输液管90插入至镀液擦拭部96的包裹范围内。当然，阳极刷头93可人工操作进行电刷镀，或自动化电刷镀。

内管壁预处理加工设备，如图1-图7所示，包括机架18，机架18安装有倾斜平台78，机架18的一侧设置有液体收集箱19，倾斜平台78的中部设置有旋转固定部75，旋转固定部75包括外固定部76和内旋转部77，外固定部76安装于倾斜平台78，内旋转部77滑动连接于外固定部76，倾斜平台78安装有电刷镀处理装置和固定支架83，固定支架83分别安装在倾斜平台78的两端，电刷镀处理装置包括阳极刷头93、绝缘伸缩杆84和刷镀滑轨82，阳极刷头93滑动安装于刷镀滑轨82，刷镀滑轨82的两端分别安装于固定支架83，绝缘伸缩杆84的一端连接于阳极刷头93，绝缘伸缩杆84的另一端连接于固定支架83。

本发明的加工设备可以对长达2.5米以上的靶材整管12进行电刷镀作业，提高对靶材整管12电刷镀作业的自动化程度，能通过控制装置控制靶材整管12刷镀时的旋转速度和阳极刷头93的移动速度，有效保证电刷镀层的厚度及致密性，同时也提高电刷镀的工作效率。

在电刷镀时，靶材整管12固定安装于旋转固定部75的内旋转部77中，刷镀滑轨82安装于靶材整管12的轴线上，阳极刷头93的刷镀面朝下，启动加工设备，通过水泵将电刷镀液流入电刷镀输液管90，电刷镀液到达阳极刷头93处并留出电刷镀输液管90，电刷镀液将镀液擦拭部96浸湿，镀液擦拭部96浸湿至规定湿度，开始电刷镀工作，内旋转部77与靶材整管12相对外固定部76旋转，旋转固定部75按照设定的旋转速度旋转，以配合电镀层形成的时间旋转，在电刷镀过程中，电刷镀输液管90源源不断地向镀液擦拭部96提供电刷镀液。阳极刷头93的长度(刷镀头94即沿靶材整管12的长度方向的长度)为一电刷镀单位长度，在阳极刷头93与旋转靶材的接触面上旋转完一圈后的面积为一电刷镀单位面积，一电刷镀单位面积的电刷镀层已完成，阳极刷头93沿刷镀滑轨82方向向未电刷镀区域移动一电刷镀单位长度，随着靶材整管12的旋转继续进行电刷镀，不断地循环，直至整个靶材整管12内壁的电刷镀层完成，电刷镀层完成后，通过升降驱动机构79将倾斜平台78的一端顶起，使靶材整管12发生倾斜，旋转靶被顶起的一端高，接近倾斜平台78铰接于固定支架83的靶材整管12一端为低，此时在靶材整管12内的电刷镀液顺着靶材整管12的斜度流向液体收集箱19。

机架18内设置有升降驱动机构79，升降驱动机构79驱动连接倾斜平台78的一端，倾斜平台78的另一端铰接于机架18，液体收集箱19位于铰接有倾斜平台78的机架18一侧。升降驱动机构79可选齿轮与齿条啮合，通过电机驱动齿轮旋转从而驱动齿条上升或下降，或选用电动液压千斤顶等电动驱动装置，升降驱动机构79将倾斜平台78的一端向上抵顶，使倾斜平台78的一端向上移动，另一端铰接于机架18，使倾斜平台78整体发生倾斜，因靶材整管12固定于旋转固定部75，且刷镀滑轨82、绝缘伸缩杆84和阳极刷头93均位于靶材整管12内，且刷镀滑轨82和绝缘伸缩杆84的端部安装于靶材整管12之外的固定支架83上，因此将倾斜平台78整体倾斜从而带动靶材整管12、固定支架83、滑轨、绝缘伸缩杆84和阳极刷头93同时倾斜，能避免因需要将靶材整管12倾斜而变动与靶材整管12连接或接触的部件位置，倾斜平台78整体倾斜，整体稳定性更好，使用更安全。

外固定部76固定安装于倾斜平台78的顶面，内旋转部77滑动连接于外固定部76内腔中，用于固定靶材整管12的内旋转部77沿加工设备的长度方向为中空设置，旋转固定部75包括旋转驱动装置，旋转驱动装置驱动连接内旋转部77，内旋转部77相对外固定部76旋转。内旋转部77的中空形状与靶材整管12的外壁形状相适应，旋转驱动装置传动连接内旋转部77，以实现驱动内旋转部77匀速旋转，在电刷镀过程中使靶材整管12旋转。

具体的，刷镀滑轨82安装于阳极刷头93的上方，电刷镀输液管90和阳极连接管92位于绝缘伸缩杆84上，机架18的一侧旋转设置有收放装置和收放驱动装置，收放驱动装置驱动收放装置旋转，收放装置的旋转速度与阳极刷头93的滑动速度相适应，电刷镀输液管90和阳极连接管92分别缠绕于收放装置。在电刷镀过程中，阳极刷头93根据控制系统的控制在刷镀滑轨82上前后移动，在移动过程中，绝缘伸缩杆84为多段拼接结构，绝缘伸缩杆84随着阳极刷头93的移动进行相应地伸缩以匹配阳极刷头93的移动距离，同时，阳极刷头93在刷镀滑轨82上前后移动时，收放装置同时也与阳极刷头93滑动距离相适应地收放缠绕在收放装置上的电刷镀输液管90和阳极连接管92，以使电刷镀输液管90和阳极连接管92至阳极刷头93的长度适宜，若电刷镀输液管90和阳极连接管92至阳极刷头93的长度过短会影响阳极刷头93的移动，电刷镀输液管90和阳极连接管92至阳极刷头93的长度过长则有可能会凸出触碰至电刷镀层，影响电刷镀层的质量。

更为具体的，刷镀滑轨82包括横向滑动块85和横向驱动机构，横向滑动块85的一侧滑动安装于刷镀滑轨82，横向滑动块85的另一侧连接于阳极刷头93，横向滑动块85驱动连接于横向驱动机构。

加工设备设置有控制装置，控制装置分别控制连接横向驱动机构、升降驱动机构79、收放驱动装置和旋转驱动装置。横向驱动机构驱动横向滑动块85带动阳极刷头93沿刷镀滑轨82方向移动。升降驱动机构79驱动倾斜平台78的一端上升或下降。收放驱动装置驱动收放装置对电刷镀输液管90和阳极连接管92收卷或放出。旋转驱动装置驱动内旋转部77带动靶材整管12进行旋转，横向驱动机构、升降驱动机构79、收放驱动装置和旋转驱动装置之间相互配合，通过控制装置同一控制，从而保证靶材整管12的旋转速度，阳极刷头93的移动距离等参数均可量化，使电刷镀效果更好，减少人工操作，提高生产自动化，提高生产效率。

电刷镀处理装置，图3-图7所示，包括电源、用于输送电刷镀液的电刷镀输液管90，电刷镀处理装置包括阳极刷头93和至少两个用于连接在靶材整管12外壁的阴极连接部91，阳极刷头93设置有阳极连接管92，阳极连接管92的一端连接于阳极刷头93，阳极连接管92的另一端连接电源的正极80，电刷镀输液管90的一端固定于阳极刷头93，电刷镀输液管90的另一端连接电刷镀液，阴极连接部91与靶材整管12同轴安装，阴极连接部91设置有数量与阴极连接部91数量相等的负极连接管，各负极连接管的一端与对应的阴极连接部91连接，负极连接管的另一端分别连接电源的负极81。

现有的旋转靶绑定多为分段绑定，分段的旋转靶长度较短，一般在绑定前进行对旋转靶的背管和靶材整管12进行预处理，对靶材整管12的预处理会进行刷镀，在刷镀时会对靶材整管12连接电源的负极81，在刷镀笔上连接电源的正极80进行电刷镀。因分段绑定的靶材整管12在连接处会形成接缝，在磁控溅射时会影响镀膜的均匀性，为了避免这问题发生因此采取一次性整管绑定。

在电刷镀时对电流密度会有一定的要求，靶材整管12的长度一般在2.5米以上，由于靶材整管12的长度过长，使刷镀时的电流密度过低，导致电刷镀时离子的沉积速度慢，电刷镀效果差，电刷镀效率低。本发明在靶材整管12的外壁设置有至少2个阴极连接部91，阴极连接部91由电阻较小的导电材料制成，该阴极连接部91的优选材料为铜，电源的负极81分别同时连接各阴极连接部91，电源的正极80与阳极刷头93连接，打开电源，在阳极刷头93在靶材整管12内壁进行刷镀时，因有多个阴极连接部91分布在靶材整管12长度方向的不同位置上，使在靶材整管12的各区域的电流密度均匀，有效防止个别区域电流密度过大的现象出现，从而保证电刷镀液中的金属离子的沉积速度，电刷镀层的表面高度差小，增强金属层的表面光滑性好，电刷镀效果好，电刷镀效率高。

作为优选地，相邻的阴极连接部91之间的距离设置在90cm-100cm。阴极连接部91之间的距离设置过密容易造成电流密度过高，阴极连接部91之间的距离设置过长容易造成电流密度过低，因此阴极连接部91之间的距离要选取合适的长度，才能得到合适的电流密度。更为优选地，各阴极连接部91间隔相等地设置于靶材整管12的外壁，阴极连接部91围绕于靶材整管12的外壁。各阴极连接部91间隔相等设置使各区域的电流密度更为均匀。

直流电流的负极与阴极连接部91连接，形成电刷镀处理装置的阴极。直流电流的正极与阳极刷头93连接，形成电刷镀处理装置的阳极。具体的阳极结构为，阳极刷头93包括刷镀头94、固定座110和阳极连接部112，阳极连接部112安装于固定座110的中部，刷镀头94安装于阳极连接部112。刷镀头94优选由石墨材料制成。阳极连接部112优选由导电性能好的材料制成。

更为具体的，刷镀头94的外侧形状(刷镀头94的外侧为与靶材整管12接触电刷镀的一侧)与靶材整管12的内侧形状相匹配，刷镀头94的一侧开设有镀头固定孔95，镀头固定孔95插装于阳极连接部112。刷镀头94的外侧形状与靶材整管12的内侧形状相匹配，在进行电刷镀时，阳极刷头93与靶材整管12之间的贴合度更高，有助于镀层的形成。

固定座110为中空，固定座110的侧面开设有阳极连接通孔111，阳极连接部112安装于固定座110的中空位置，阳极连接部112的侧面设置有固定孔113，固定孔113与阳极连接通孔111对应连接。阳极连接部112的下端凸出设置有一镀头安装部114，镀头固定孔95安装于镀头安装部114，阳极连接部112的上端向内凹陷形成阳极安装部115，阳极安装部115与阳极连接管92的一端连接。作为优选的，阳极连接通孔111和固定孔113的数量相同，阳极连接通孔111和固定孔113的位置相对应，阳极连接通孔111和固定孔113通过螺母连接固定，正极连接孔和固定孔113的数量各设置4个，在固定座110和阳极连接部112的圆周侧面间隔均等分布，固定效果更好。镀头固定孔95与镀头安装部114的活动连接方式可选择多种，可以使卡扣连接或螺纹连接。优选的，在镀头固定孔95的内壁和镀头安装部114的外侧分别设置螺纹，镀头固定孔95和镀头安装部114螺纹连接。

阳极刷头93的外周包覆有镀液擦拭部96，刷镀头94被包裹于镀液擦拭部96内，电刷镀输液管90插入至镀液擦拭部96的包裹范围内。镀液擦拭部96可由医用脱脂棉、涤纶棉套或人造毛套等软质并能吸收液体的材质制成。刷镀头94被全部包裹在镀液擦拭部96内，电刷镀输液管90的出液口与镀液擦拭部96接触，或电刷镀输液管90的出液口位于镀液擦拭部96的包裹范围的内侧，使电刷镀输液管90的输入液体能与镀液擦拭部96接触，并润湿镀液擦拭部96，在电刷镀过程中，电刷镀输液管90不断向镀液擦拭部96提供电刷镀液，使镀液擦拭部96中的电刷镀液量满足刷镀要求。

刷镀头94的上方安装有一刷镀滑轨82，刷镀头94滑动安装于刷镀滑轨82，刷镀头94的一侧设置有一绝缘伸缩杆84，电刷镀输液管90和阳极连接管92固定或放置于绝缘伸缩杆84。刷镀滑轨82包括横向滑动块85和横向驱动机构，横向滑动块85的一侧滑动安装于刷镀滑轨82，横向滑动块85的另一侧连接于阳极刷头93，横向滑动块85驱动连接于横向驱动机构。横向驱动机构可以选用直线气缸，横向驱动机构也可以选用由电机所驱动的传动链条、同步传动带或传动杆，绝缘伸缩杆84的伸缩长度或距离与阳极刷头93在刷镀滑轨82上的滑动距离相适应。刷镀滑轨82的两端固定于固定支架83，固定支架83可固定于墙壁或地面等可固定位置。绝缘伸缩杆84远离刷镀头94的一端固定于固定支架83。将阳极刷头93安装于一刷镀滑轨82，并通过横向驱动机构驱动阳极刷头93横向移动，能有效控制阳极刷头93在电刷镀过程中的移动速度，从而控制刷镀头94在各区域形成镀层的厚度，保证镀层质量，同时也提高生产自动化，提高工作效率。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种长管旋转靶绑定的靶材整管内壁预处理刷镀方法，其特征在于：包括以下步骤：

a、预处理前步骤，对靶材整管(12)内壁进行喷砂和清洗处理；

b、靶材整管(12)固定步骤，将喷砂和清洗后的靶材整管(12)安装于内管壁预处理加工设备的机架(18)上，机架(18)上铰接有一端能升降的倾斜平台(78)，倾斜平台(78)上设置有用于使靶材整管(12)旋转的旋转固定部(75)，靶材整管(12)固定于旋转固定部(75)内；

c、靶材整管(12)电刷镀步骤，通过对靶材整管(12)的内壁进行电刷镀而形成一增强金属层，包括以下子步骤，

c1)、靶材整管(12)外壁环绕设置至少有两个阴极连接部(91)，电源的负极(81)电连接阴极连接部(91)，电源的正极(80)连接带有电刷镀液的阳极刷头(92)；

c2)、在靶材整管(12)的外壁环绕设置有由金属导电材料制成的阴极连接部(91)，相邻的阴极连接部(91)间隔80-110cm设置，以实现靶材整管(12)内壁的阳极刷头(92)的电刷镀位置形成一导电均匀区；

c3)、电刷镀装置的电源的电压设置在10-15V，电流设置在30-50A，通过启动内管壁预处理加工设备，使旋转固定部(75)带动靶材整管(12)旋转，带有电刷镀液的阳极刷头(92)紧贴于靶材整管(12)内壁移动，阳极刷头(92)的移动速度为3-6次/分钟，阳极刷头(92)每次移动的距离为1-1.5米长，电刷镀液中的金属离子通过阳极刷头(92)在靶材整管(12)内壁上放电结晶，使靶材整管(12)内壁在导电均匀区内形成增强金属层，增强金属层的厚度为0.03-0.1mm；

c4)、重复c3步骤直至靶材整管(12)内壁全部形成增强金属层；

d、电刷镀后期处理步骤，启动内管壁预处理加工设备的倾斜平台(78)，对靶材整管(12)内壁的残余电刷镀液进行收集，通过升起倾斜平台(78)的一端使靶材整管(12)整体处于倾斜状态，位置低的一侧设置有液体收集箱(19)，残余刷镀液流入液体收集箱(19)，再使用清水对靶材整管(12)冲洗，对靶材整管(12)进行加热干燥，完成靶材整管(12)的增强金属层的电刷镀；

e、金属化步骤，通过超声发生器在增强金属层的表面使用绑定金属焊料进行超声涂覆，形成一厚度为0.08-0.1毫米的金属化层，完成靶材整管(12)内壁预处理。

2.根据权利要求1所述的一种长管旋转靶绑定的靶材整管内壁预处理刷镀方法，其特征在于：所述预处理前步骤，还包括以下子步骤，

a1)、对所述靶材整管(12)的内壁进行喷砂处理，使靶材整管(12)的内壁粗糙度达到Ra0.8-1.6；

a2)、将靶材整管(12)放置于超声波清洗池内，向超声波池内先后加热水和酒精分别对靶材整管(12)内壁进行清洗；

a3)、将靶材整管(12)放入加热装置进行烘干，加热装置的温度设置在160-300℃。

3.根据权利要求2所述的一种长管旋转靶绑定的靶材整管内壁预处理刷镀方法，其特征在于：在所述a2步骤中，将所述靶材整管(12)在50-100℃的热水中清洗1-2小时，靶材整管(12)在热水清洗后，所述超声波清洗池内加酒精清洗5-15分钟。

4.根据权利要求1所述的一种长管旋转靶绑定的靶材整管内壁预处理刷镀方法，其特征在于：所述金属化步骤还包括以下子步骤，

e1)、将所述靶材整管(12)加热至160-300℃；

e2)、在加热后的靶材整管(12)内壁的放入所述绑定金属焊料，并使绑定金属焊料熔化；

e3)、使用超声发生器对熔化后的绑定金属焊料在所述增强金属层表面进行涂覆。

5.根据权利要求4所述的一种长管旋转靶绑定的靶材整管内壁预处理刷镀方法，其特征在于：在所述e3步骤中，通过启动内管壁预处理加工设备，使旋转固定部(75)带动靶材整管(12)旋转，控制靶材整管(12)旋转3-6转/分钟，所述超声发生器涂覆所述金属焊料的速度为10-20毫米/分钟。

6.根据权利要求5所述的一种长管旋转靶绑定的靶材整管内壁预处理刷镀方法，其特征在于：在所述e3步骤中，所述超声发生器产生超声波，超声波作用于熔化后的液态的所述绑定金属焊料，以加快液态的绑定金属焊料中的原子移动速率和加快液态的绑定金属焊料的流动，同时也使液态的绑定金属焊料向增强金属层进一步扩散，以增强金属层与金属化层之间的润湿接触，使金属化层与增强金属层之间形成一扩散粘结层。

7.根据权利要求1所述的一种长管旋转靶绑定的靶材整管内壁预处理刷镀方法，其特征在于：所述电刷镀液为包含锡化合物、镍化合物或铜化合物，所述阴极连接部(91)优选金属铜材料制成。

8.根据权利要求7所述的一种长管旋转靶绑定的靶材整管内壁预处理刷镀方法，其特征在于：在c3步骤中，所述旋转固定部(75)的旋转速度为1转/分钟。

9.根据权利要求1至8任一项所述的一种长管旋转靶绑定的靶材整管内壁预处理刷镀方法，其特征在于：所述靶材整管(12)的长度超过1.5米，则靶材整管(12)间隔0.9-1.0米分别设置一阴极连接部，使靶材整管(12)中的电流分布均匀，形成所述增强金属层的金属离子的沉积速率保持均匀。

10.根据权利要求9所述的一种长管旋转靶绑定的靶材整管内壁预处理刷镀方法，其特征在于：所述阳极刷头(92)包括刷镀头(94)、固定座和阳极连接部(115)，阳极连接部(115)安装于固定座的中部，刷镀头(94)安装于阳极连接部(115)；

阳极刷头(92)与所述靶材整管(12)的接触面轮廓与靶材整管(12)的内壁轮廓相匹配；阳极刷头(92)的外周包覆有镀液擦拭部(96)，所述刷镀头(94)被包裹于镀液擦拭部(96)内，电刷镀输液管(90)插入至镀液擦拭部(96)的包裹范围内。

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