CN111299669A - 一种靶材的加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种靶材的加工工艺，所述靶材为G8.5钼靶材；所述工艺包括：依次进行精铣焊接面‑半精铣溅射面‑精铣溅射面‑精铣外形‑精铣R角。本发明中，通过合理安排加工工艺、选择自制刀具、设置合理加工参数、冷却方式，使得加工G8.5钼靶平面度、平行度以及产品表面粗糙度达到半导体产品的要求。

Description

一种靶材的加工工艺
技术领域
本发明涉及靶材加工领域，具体涉及一种靶材的加工工艺。
背景技术
G8.5钼靶一种长方型金属材料的液晶靶材，其长度比较长，厚度比较薄，材料硬度很高，加工时容易出现变形、振动及刀具磨损过快导致表面铣的很粗糙，使得产品的平面度、平行度以及产品表面粗超度不能达到半导体产品的要求。
靶材加工时受到刀具切削的力作用时，为使其不变形，在材料内部产生与之相对抗的内力，这两种力大小相等方向相反所以在加工过程中达到一种平衡。当加工完成后靶材受到刀具切削力消失，内部的平衡被打破产品内部产生与之抗衡的内应力发生不规则的变化导致产品发生不规则的变形。CN102059582A公开了一种钼靶材的加工方法，包括：提供钼靶材；提供冷却介质，所述冷却介质包括乳化液和水；在切削加工的过程中，将所述冷却介质均匀地喷射于被加工的钼靶材表面和加工刀具表面；所述加工刀具转速为2500～3000转/分钟，进给量为小于等于0.2毫米/次，进给速度为300～350毫米/分钟。本发明提供的钼靶材加工方法，可以改善加工效果，避免了钼靶材在加工过程中出现裂缝或崩裂的问题。CN108642457A公开了一种高世代钼靶材的生产方法，该生产方法包括：1、将两种粒径范围不同的钼粉在真空条件下混合，过筛后得到混合粉料；2、将混合粉料进行等静压处理；3、烧结处理；4、热轧处理；5；真空退火；6、水切割、铣削加工、磨床加工。通过该方法得到的钼靶材的长度可达3500mm以上，厚度≤30mm，宽度≤600mm，平面度小于0.08mm，钼含量≥99.97％，该生产方法的生产效率高，所得高世代钼靶材的致密度≥99.5％，钼靶材内部组织无气孔、裂纹、分层、夹杂等缺陷，其表面粗糙度＜0.6um，平均晶粒≤80um，晶粒均匀，可作为G10.5代线平面显示器生产的高纯钼靶；本发明提供的高世代钼靶材的生产方法，制备方法简单，生产成本较低，成品率高，有利于工业化生产。
发明内容
鉴于现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种靶材的加工工艺，通过合理安排加工工艺、选择自制刀具、设置合理加工参数、冷却方式，使得加工G8.5钼靶平面度、平行度以及产品表面粗糙度达到半导体产品的要求。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供了一种靶材的加工工艺，所述靶材为G8.5钼靶材；所述工艺包括：依次进行精铣焊接面-半精铣溅射面-精铣溅射面-精铣外形-精铣R角。
通过合理安排加工工艺(采用吸盘装夹方式，然后用250mm盘刀整体铣面的加工方法)、合理选择刀具、设置合理加工参数、冷却方式，使得加工G8.5钼靶平面度、平行度以及产品表面粗糙度达到半导体产品的要求。
作为本发明优选的技术方案，所述精铣焊接面中的刀具包括250mm盘刀。
优选地，所述精铣焊接面中的主轴转速为200-5000m/s，例如可以是200m/s、200m/s、500m/s、1000m/s、2000m/s、3000m/s、4000m/s或5000m/s等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述精铣焊接面中的进给量为100-1000mm/min，例如可以是100mm/min、200mm/min、300mm/min、400mm/min、500mm/min、600mm/min、700mm/min、800mm/min、900mm/min或1000mm/min等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述精铣焊接面中的吃刀量为0.1-1mm，例如可以是0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm或1mm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述半精铣溅射面的刀具包括250mm盘刀。
优选地，所述半精铣焊接面中的主轴转速为200-5000m/s，例如可以是200m/s、200m/s、500m/s、1000m/s、2000m/s、3000m/s、4000m/s或5000m/s等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述半精铣焊接面中的进给量为100-1000mm/min，例如可以是100mm/min、200mm/min、300mm/min、400mm/min、500mm/min、600mm/min、700mm/min、800mm/min、900mm/min或1000mm/min等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述半精铣焊接面中的吃刀量为0.1-100mm，例如可以是0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm或1mm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述精铣溅射面中的刀具包括250mm盘刀。
优选地，所述精铣溅射面中的主轴转速为200-5000m/s，例如可以是200m/s、200m/s、500m/s、1000m/s、2000m/s、3000m/s、4000m/s或5000m/s等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述精铣溅射面中的进给量为100-1000mm/min，例如可以是100mm/min、200mm/min、300mm/min、400mm/min、500mm/min、600mm/min、700mm/min、800mm/min、900mm/min或1000mm/min等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述精铣溅射面中的吃刀量为0.01-1mm，例如可以是0.01mm、0.02mm、0.03mm、0.04mm、0.05mm、0.06mm、0.07mm、0.08mm、0.09mm、0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm或1mm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述精铣外形中的刀具包括D20钨钢铣刀。
优选地，所述精铣外形中的主轴转速为200-5000m/s，例如可以是200m/s、200m/s、500m/s、1000m/s、2000m/s、3000m/s、4000m/s或5000m/s等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述精铣外形中的进给量为100-1000mm/min，例如可以是100mm/min、200mm/min、300mm/min、400mm/min、500mm/min、600mm/min、700mm/min、800mm/min、900mm/min或1000mm/min等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述精铣外形中的吃刀量为0.01-1mm，例如可以是0.01mm、0.02mm、0.03mm、0.04mm、0.05mm、0.06mm、0.07mm、0.08mm、0.09mm、0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm或1mm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述精铣外形中最后一刀的吃刀量为0.01-1mm，例如可以是0.01mm、0.02mm、0.03mm、0.04mm、0.05mm、0.06mm、0.07mm、0.08mm、0.09mm、0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm或1mm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述精铣R角中的刀具包括R3.5外圆刀。
优选地，所述精铣R角的主轴转速为1000-4000m/s，例如可以是1000m/s、2000m/s、3000m/s或4000m/s等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述精铣R角的进给量为100-1000mm/min，例如可以是100mm/min、200mm/min、300mm/min、400mm/min、500mm/min、600mm/min、700mm/min、800mm/min、900mm/min或1000mm/min等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述精铣R角的吃刀量为0.1-1.5mm，例如可以是0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm或1.5mm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述精铣R角中最后一刀的吃刀量为0.01-0.3mm，例如可以是0.01mm、0.02mm、0.03mm、0.04mm、0.05mm、0.06mm、0.07mm、0.08mm、0.09mm、0.1mm、0.2mm或0.3mm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述工艺的铣的过程中采用切削液进行冷却。
作为本发明优选的技术方案，所述靶材为G8.5钼靶材；所述工艺包括：依次进行精铣焊接面-半精铣溅射面-精铣溅射面-精铣外形-精铣R角；
其中，所述精铣焊接面中的刀具包括250mm盘刀；所述精铣焊接面中的主轴转速为200-5000m/s；所述精铣焊接面中的进给量为100-1000mm/min；所述精铣焊接面中的吃刀量为0.1-1mm；所述半精铣溅射面的刀具包括250mm盘刀；所述半精铣焊接面中的主轴转速为200-5000m/s；所述半精铣焊接面中的进给量为100-1000mm/min；所述半精铣焊接面中的吃刀量为0.1-100mm；所述精铣溅射面中的刀具包括250mm盘刀；所述精铣溅射面中的主轴转速为200-5000m/s；所述精铣溅射面中的进给量为100-1000mm/min；所述精铣溅射面中的吃刀量为0.01-1mm；所述精铣外形中的刀具包括D20钨钢铣刀；所述精铣外形中的主轴转速为200-5000m/s；所述精铣外形中的进给量为100-1000mm/min；所述精铣外形中的吃刀量为0.01-1mm；所述精铣外形中最后一刀的吃刀量为0.01-1mm；所述精铣R角中的刀具包括R3.5外圆刀；所述精铣R角的主轴转速为1000-4000m/s；所述精铣R角的进给量为100-1000mm/min；所述精铣R角的吃刀量为0.1-1.5mm；所述精铣R角中最后一刀的吃刀量为0.01-0.3mm；所述工艺的铣的过程中采用切削液进行冷却。
与现有技术方案相比，本发明具有以下有益效果：
本发明中，通过合理安排加工工艺(采用吸盘装夹方式，然后用250mm盘刀整体铣面的加工方法)、合理选择刀具、设置合理加工参数、冷却方式，使得加工G8.5钼靶平面度、平行度以及产品表面粗糙度达到半导体产品的要求，所得G8.5钼靶的平面度、平行度及粗糙度。
具体实施方式
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下：
实施例1
本实施例提供一种靶材的加工工艺，所述靶材为G8.5钼靶材；所述工艺包括：依次进行精铣焊接面-半精铣溅射面-精铣溅射面-精铣外形-精铣R角；
其中，所述精铣焊接面中的刀具包括250mm盘刀；所述精铣焊接面中的主轴转速为200m/s；所述精铣焊接面中的进给量为100mm/min；所述精铣焊接面中的吃刀量为0.1mm；所述半精铣溅射面的刀具包括250mm盘刀；所述半精铣焊接面中的主轴转速为200m/s；所述半精铣焊接面中的进给量为100mm/min；所述半精铣焊接面中的吃刀量为0.1mm；所述精铣溅射面中的刀具包括250mm盘刀；所述精铣溅射面中的主轴转速为200m/s；所述精铣溅射面中的进给量为100mm/min；所述精铣溅射面中的吃刀量为0.01mm；所述精铣外形中的刀具包括D20钨钢铣刀；所述精铣外形中的主轴转速为1000m/s；所述精铣外形中的进给量为100mm/min；所述精铣外形中的吃刀量为0.3mm；所述精铣外形中最后一刀的吃刀量为0.1mm；所述精铣R角中的刀具包括R3.5外圆刀；所述精铣R角的主轴转速为1000m/s；所述精铣R角的进给量为100mm/min；所述精铣R角的吃刀量为0.3mm；所述精铣R角中最后一刀的吃刀量为0.1mm；所述工艺的铣的过程中采用切削液进行冷却。
对加工好的靶材进行平面度、平行度及表面粗糙度进行测试，靶材的平面度为0.5mm、平行度为0.1mm及表面粗糙度0.3μm。
实施例2
本实施例提供一种靶材的加工工艺，所述靶材为G8.5钼靶材；所述工艺包括：依次进行精铣焊接面-半精铣溅射面-精铣溅射面-精铣外形-精铣R角；
其中，所述精铣焊接面中的刀具包括250mm盘刀；所述精铣焊接面中的主轴转速为1000m/s；所述精铣焊接面中的进给量为500mm/min；所述精铣焊接面中的吃刀量为0.3mm；所述半精铣溅射面的刀具包括250mm盘刀；所述半精铣焊接面中的主轴转速为2000m/s；所述半精铣焊接面中的进给量为300mm/min；所述半精铣焊接面中的吃刀量为0.5mm；所述精铣溅射面中的刀具包括250mm盘刀；所述精铣溅射面中的主轴转速为2000m/s；所述精铣溅射面中的进给量为300mm/min；所述精铣溅射面中的吃刀量为0.3mm；所述精铣外形中的刀具包括D20钨钢铣刀；所述精铣外形中的主轴转速为2000m/s；所述精铣外形中的进给量为500mm/min；所述精铣外形中的吃刀量为0.3mm；所述精铣外形中最后一刀的吃刀量为0.5mm；所述精铣R角中的刀具包括R3.5外圆刀；所述精铣R角的主轴转速为4000m/s；所述精铣R角的进给量为500mm/min；所述精铣R角的吃刀量为0.1mm；所述精铣R角中最后一刀的吃刀量为0.05mm；所述工艺的铣的过程中采用切削液进行冷却。
对加工好的靶材进行平面度、平行度及表面粗糙度进行测试，靶材的平面度为0.3mm、平行度为0.1mm及表面粗糙度0.5μm。
实施例3
本实施例提供一种靶材的加工工艺，所述靶材为G8.5钼靶材；所述工艺包括：依次进行精铣焊接面-半精铣溅射面-精铣溅射面-精铣外形-精铣R角；
其中，所述精铣焊接面中的刀具包括250mm盘刀；所述精铣焊接面中的主轴转速为5000m/s；所述精铣焊接面中的进给量为1000mm/min；所述精铣焊接面中的吃刀量为1mm；所述半精铣溅射面的刀具包括250mm盘刀；所述半精铣焊接面中的主轴转速为5000m/s；所述半精铣焊接面中的进给量为1000mm/min；所述半精铣焊接面中的吃刀量为100mm；所述精铣溅射面中的刀具包括250mm盘刀；所述精铣溅射面中的主轴转速为5000m/s；所述精铣溅射面中的进给量为1000mm/min；所述精铣溅射面中的吃刀量为1mm；所述精铣外形中的刀具包括D20钨钢铣刀；所述精铣外形中的主轴转速为5000m/s；所述精铣外形中的进给量为1000mm/min；所述精铣外形中的吃刀量为1mm；所述精铣外形中最后一刀的吃刀量为1mm；所述精铣R角中的刀具包括R3.5外圆刀；所述精铣R角的主轴转速为4000m/s；所述精铣R角的进给量为1000mm/min；所述精铣R角的吃刀量为1.5mm；所述精铣R角中最后一刀的吃刀量为0.3mm；所述工艺的铣的过程中采用切削液进行冷却。
对加工好的靶材进行平面度、平行度及表面粗糙度进行测试，靶材的平面度为0.4mm、平行度为0.2mm及表面粗糙度0.4μm。
对比例1
与实施例1的区别仅在于取消精铣溅射面作业，对加工好的靶材进行平面度、平行度及表面粗糙度进行测试，靶材的平面度为1mm、平行度为0.8mm及表面粗糙度2.5μm。
对比例2
与实施例1的区别仅在于将精铣溅射面的中的吃刀量变为2mm，对加工好的靶材进行平面度、平行度及表面粗糙度进行测试，靶材的平面度为1.3mm、平行度为1mm及表面粗糙度1.8μm。
对比例3
与实施例1的区别仅在于将精铣溅射面的中的吃刀量变为0.01mm，对加工好的靶材进行平面度、平行度及表面粗糙度进行测试，靶材的平面度为1.5mm、平行度为1.1mm及表面粗糙度1.5μm。
对比例4
与实施例1的区别仅在于将精铣溅射面的中的进给量变为50mm/min，对加工好的靶材进行平面度、平行度及表面粗糙度进行测试，靶材的平面度为1.2mm、平行度为1.1mm及表面粗糙度1.3μm。
对比例5
与实施例1的区别仅在于将精铣溅射面的中的进给量变为2000mm/min，对加工好的靶材进行平面度、平行度及表面粗糙度进行测试，靶材的平面度为1.8mm、平行度为1.5mm及表面粗糙度1μm。
对比例6
与实施例1的区别仅在于将精铣溅射面的中的主轴转速为50m/s，对加工好的靶材进行平面度、平行度及表面粗糙度进行测试，靶材的平面度为1.2mm、平行度为1.5mm及表面粗糙度1.8μm。
对比例7
与实施例1的区别仅在于将精铣溅射面的中的主轴转速为6000m/s，对加工好的靶材进行平面度、平行度及表面粗糙度进行测试，靶材的平面度为1.5mm、平行度为1.2mm及表面粗糙度1.4μm。
上述实施例和对比例的测试中。平面度是在大理石平台上用山测W5004塞尺测量，平行度用深度三丰571-211-20卡尺测量，表面粗糙度用SJ-210粗糙度仪器测量的。
通过上述实施例和对比例的结果可知，本发明中，通过合理安排加工工艺、选择自制刀具、设置合理加工参数、冷却方式，使得加工G8.5钼靶平面度、平行度以及产品表面粗糙度达到半导体产品的要求。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征，但本发明并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种靶材的加工工艺，其特征在于，所述靶材为G8.5钼靶材；所述工艺包括：依次进行精铣焊接面-半精铣溅射面-精铣溅射面-精铣外形-精铣R角。
2.如权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述精铣焊接面中的刀具包括250mm盘刀；
优选地，所述精铣焊接面中的主轴转速为200-5000m/s；
优选地，所述精铣焊接面中的进给量为100-1000mm/min；
优选地，所述精铣焊接面中的吃刀量为0.1-1mm。
3.如权利要求1或2所述的工艺，其特征在于，所述半精铣溅射面的刀具包括250mm盘刀；
优选地，所述半精铣焊接面中的主轴转速为200-5000m/s；
优选地，所述半精铣焊接面中的进给量为100-1000mm/min；
优选地，所述半精铣焊接面中的吃刀量为0.1-100mm。
4.如权利要求1-3任一项所述的工艺，其特征在于，所述精铣溅射面中的刀具包括250mm盘刀；
优选地，所述精铣溅射面中的主轴转速为200-5000m/s；
优选地，所述精铣溅射面中的进给量为100-1000mm/min；
优选地，所述精铣溅射面中的吃刀量为0.01-1mm。
5.如权利要求1-4任一项所述的工艺，其特征在于，所述精铣外形中的刀具包括D20钨钢铣刀；
优选地，所述精铣外形中的主轴转速为200-5000m/s；
优选地，所述精铣外形中的进给量为100-1000mm/min；
优选地，所述精铣外形中的吃刀量为0.01-1mm。
6.如权利要求1-5任一项所述的工艺，其特征在于，所述精铣外形中最后一刀的吃刀量为0.01-1mm。
7.如权利要求1-6任一项所述的工艺，其特征在于，所述精铣R角中的刀具包括R3.5外圆刀；
优选地，所述精铣R角的主轴转速为1000-4000m/s；
优选地，所述精铣R角的进给量为100-1000mm/min；
优选地，所述精铣R角的吃刀量为0.1-1.5mm。
8.如权利要求1-7任一项所述的工艺，其特征在于，所述精铣R角中最后一刀的吃刀量为0.01-0.3mm。
9.如权利要求1-8任一项所述的工艺，其特征在于，所述工艺的铣的过程中采用切削液进行冷却。
10.如权利要求1-9任一项所述的工艺，其特征在于，所述靶材为G8.5钼靶材；所述工艺包括：依次进行精铣焊接面-半精铣溅射面-精铣溅射面-精铣外形-精铣R角；
其中，所述精铣焊接面中的刀具包括250mm盘刀；所述精铣焊接面中的主轴转速为200-5000m/s；所述精铣焊接面中的进给量为100-1000mm/min；所述精铣焊接面中的吃刀量为0.1-1mm；所述半精铣溅射面的刀具包括250mm盘刀；所述半精铣焊接面中的主轴转速为200-5000m/s；所述半精铣焊接面中的进给量为100-1000mm/min；所述半精铣焊接面中的吃刀量为0.1-100mm；所述精铣溅射面中的刀具包括250mm盘刀；所述精铣溅射面中的主轴转速为200-5000m/s；所述精铣溅射面中的进给量为100-1000mm/min；所述精铣溅射面中的吃刀量为0.01-1mm；所述精铣外形中的刀具包括D20钨钢铣刀；所述精铣外形中的主轴转速为200-5000m/s；所述精铣外形中的进给量为100-1000mm/min；所述精铣外形中的吃刀量为0.01-1mm；所述精铣外形中最后一刀的吃刀量为0.01-1mm；所述精铣R角中的刀具包括R3.5外圆刀；所述精铣R角的主轴转速为1000-4000m/s；所述精铣R角的进给量为100-1000mm/min；所述精铣R角的吃刀量为0.1-1.5mm；所述精铣R角中最后一刀的吃刀量为0.01-0.3mm；所述工艺的铣的过程中采用切削液进行冷却。
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