CN114669545A - 一种用于靶材钎焊焊缝的清洁方法 - Google Patents

一种用于靶材钎焊焊缝的清洁方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于靶材钎焊焊缝的清洁方法，所述清洁方法包括如下步骤：(1)将靶材进行第一清洗处理，得到第一靶材；(2)将步骤(1)得到的所述第一靶材进行真空处理，得到第二靶材；(3)将步骤(2)得到的所述第二靶材进行第二清洗处理，得到第三靶材；(4)将步骤(3)得到的所述第三靶材进行真空干燥处理，得到清洁后的靶材。本发明提供的清洁方法可以有效去除靶材焊缝内的油污和切削液，提高靶材的质量。

Description

一种用于靶材钎焊焊缝的清洁方法
技术领域
本发明涉及靶材领域，具体涉及一种用于靶材钎焊焊缝的清洁方法。
背景技术
靶材是薄膜溅射的主要材料之一，主要应用于集成电路、平板显示器或太阳能电池等领域。薄膜材料由靶材进行溅射得到，具体为：利用离子源产生的离子在真空中经过加速聚集，而形成高速度能的离子束流，轰击固体表面，离子和固体表面原子发生动能交换，使固体表面的原子离开固体并沉积在基底表面，被轰击的固体即为溅射靶材。
靶材由靶坯和背板焊接而成，靶坯是溅射的核心部件，通常要求较高的纯度。而背板是靶材的支撑部件，主要起到固定靶材的作用。由于高纯金属的硬度比较低，所以溅射靶材需要固定在专用的机台上完成溅射，机台内部为高电压，高真空的环境，因此，超高纯金属靶坯需要与背板通过不同的焊接工艺进行结合。目前，钎焊是一种靶坯和背板的常用焊接方法，但是经过钎焊之后，在焊接的边缘往往存在焊缝，在后续机加工过程中，机床会喷射切削液，切削液的主要成分为矿物油和油脂，切削液一旦进入到焊缝孔隙内，在后续的清洗过程中极难去除，影响靶材的品质和使用。
目前常用的焊缝清洗方法为：将靶材放入异丙醇中进行清洗，然后真空干燥，但是这种清洗方式难以去除焊缝孔隙内的污垢，并且干燥后的靶材仍然会有残留的切削液溢出。
CN214441505U公开了一种用于钛合金管板的焊缝自动化激光清洗装置，该装置利用激光来实现对焊缝氧化层的高效清洗，保证良好的清洗效果，但是需要设置专门的清洗设备和激光设备，处理成本较高。
CN113649739A公开了一种焊缝清理系统及焊缝清理方法，该方法通过激光清洗和除尘机除尘，完成对焊缝的清理。虽然对粉尘具有一定的处理效果，但是难以去除油脂等有机污垢。
因此，提供一种简单、有效的靶材钎焊焊缝的清洁方法具有重要意义。
发明内容
针对以上问题，本发明的目的在于提供一种用于靶材钎焊焊缝的清洁方法，与现有技术相比，本发明提供的清洁方法简单，可以有效去除焊缝孔隙内的油污，并且干燥后焊缝内无液体溢出。
为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供一种用于靶材钎焊焊缝的清洁方法，所述清洁方法包括以下步骤：
(1)将靶材进行第一清洗处理，得到第一靶材；
(2)将步骤(1)得到的所述第一靶材进行真空处理，得到第二靶材；
(3)将步骤(2)得到的所述第二靶材进行第二清洗处理，得到第三靶材；
(4)将步骤(3)得到的所述第三靶材进行真空干燥处理，得到清洁后的靶材。
本发明通过对靶材依次进行第一清洗处理、真空处理、第二清洗处理和真空干燥处理的组合操作，不仅可以彻底去除钎焊焊缝中的油污，还可以通过真空处理和真空干燥处理，进而调节操作的真空度，利用形成的负压将焊缝孔隙内的切削液彻底排出，得到清洁后的靶材。本发明相比于只采用异丙醇进行清洁的方法，不仅操作简单，而且对焊缝中油污和切削液的清洁效果更为彻底。
本发明提供的清洁方法是对机加工后靶材焊缝的清洁方法，机加工后的焊缝中存在切削液，其主要成分为矿物油和油脂，因而焊缝中存在残留的切削液和油污。本发明中，机加工后的靶材在进行清洁前，通常先放入异丙醇槽中清洗10-30min，先去除靶材表面的切削液。
优选地，步骤(1)所述第一清洗处理包括：将靶材放入清洗剂中，进行超声清洗。
优选地，步骤(1)所述清洗剂包括航空煤油。
本发明采用航空煤油为清洗剂进行清洗，可以通过航空煤油置换出焊缝孔隙内的油污和切削液，对焊缝的清洗更为彻底，并且航空煤油可以通过加热进行挥发，不会残留在靶材表面。
优选地，步骤(1)所述航空煤油的温度为30-70℃，例如可以是30℃、32℃、35℃、38℃、40℃、42℃、45℃、48℃、50℃、52℃、55℃、58℃、60℃、62℃、65℃、68℃或70℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
本发明优选控制航空煤油的温度在特定范围，可以彻底去除焊缝内的油污。
优选地，步骤(1)所述超声清洗的频率为25-40kHz，例如可以是25kHz、28kHz、30kHz、32kHz、34kHz、36kHz、38kHz或40kHz，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述超声清洗的时间为60-150min，例如可以是60min、70min、80min、90min、100min、110min、120min、130min、140min或150min，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
本发明中，将第一清洗处理后的靶材进行干燥，通常采用气枪将靶材表面的液体吹干，采用气枪吹干不仅快速，而且更有利于焊缝内的切削液排出。
优选地，步骤(2)所述真空处理包括：采用真空包装膜对第一靶材进行包装，然后抽走真空包装膜内的空气。
本发明的真空处理通过抽真空的方式可以瞬间形成较大的负压，有利于将焊缝内的液体排出，本发明中的真空处理可以多次进行，直至没有液体排出，一般进行1-2次，真空处理完成后，采用异丙醇溶液浸润的净化布将靶材焊缝处擦拭干净。
优选地，步骤(3)所述第二清洗处理包括：将第二靶材放入清洗剂中，进行超声清洗。
优选地，步骤(3)所述清洗剂包括航空煤油。
优选地，步骤(3)所述航空煤油的温度为30-70℃，例如可以是30℃、32℃、35℃、38℃、40℃、42℃、45℃、48℃、50℃、52℃、55℃、58℃、60℃、62℃、65℃、68℃或70℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(3)所述超声清洗的频率为25-40kHz，例如可以是25kHz、28kHz、30kHz、32kHz、34kHz、36kHz、38kHz或40kHz，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(3)所述超声清洗的时间为60-150min，例如可以是60min、70min、80min、90min、100min、110min、120min、130min、140min或150min，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(4)所述真空干燥处理的真空度＞5×10-3Pa，例如可以是5.5×10- 3Pa、6×10-3Pa、6.5×10-3Pa或7×10-3Pa，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，所述真空干燥处理的温度为70-100℃，例如可以是70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃或100℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，所述真空干燥处理的时间为12-24h，例如可以是12h、14h、16h、18h、20h、22h或24h，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
作为本发明的优选技术方案，所述清洁方法包括以下步骤：
(1)将靶材放入30-70℃的航空煤油中，在25-40kHz下进行超声清洗60-150min，得到第一靶材；
(2)采用真空包装膜对步骤(1)得到的所述第一靶材进行包装，然后抽走真空包装膜内的空气，得到第二靶材；
(3)将步骤(2)得到的所述第二靶材放入30-70℃的航空煤油中，在25-40kHz下进行超声清洗60-150min，得到第三靶材；
(4)将步骤(3)得到的所述第三靶材在真空度＞5×10-3Pa，70-100℃下真空干燥处理12-24h，得到清洁后的靶材。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明提供的清洁方法可以彻底去除靶材焊缝内的油污，并且彻底排出焊缝内残留的切削液，清洁后的靶材焊缝内无液体溢出，焊缝内无油污残留，溅射效果更佳优异。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
本实施例提供一种用于靶材钎焊焊缝的清洁方法，所述清洁方法包括以下步骤：
(1)将靶材放入50℃的航空煤油中，在32kHz下进行超声清洗105min，然后用气枪吹干，得到第一靶材；
(2)采用真空包装膜对步骤(1)得到的所述第一靶材进行包装，然后抽走真空包装膜内的空气，得到第二靶材；
(3)将步骤(2)得到的所述第二靶材放入50℃的航空煤油中，在32kHz下进行超声清洗105min，得到第三靶材；
(4)将步骤(3)得到的所述第三靶材在真空度为5.5×10-3Pa，85℃下真空干燥处理18h，得到清洁后的靶材。
实施例2
本实施例提供一种用于靶材钎焊焊缝的清洁方法，所述清洁方法包括以下步骤：
(1)将靶材放入30℃的航空煤油中，在40kHz下进行超声清洗60min，然后用气枪吹干，得到第一靶材；
(2)采用真空包装膜对步骤(1)得到的所述第一靶材进行包装，然后抽走真空包装膜内的空气，得到第二靶材；
(3)将步骤(2)得到的所述第二靶材放入70℃的航空煤油中，在25kHz下进行超声清洗150min，得到第三靶材；
(4)将步骤(3)得到的所述第三靶材在真空度为6×10-3Pa，70℃下真空干燥处理24h，得到清洁后的靶材。
实施例3
本实施例提供一种用于靶材钎焊焊缝的清洁方法，所述清洁方法包括以下步骤：
(1)将靶材放入70℃的航空煤油中，在25kHz下进行超声清洗150min，然后用气枪吹干，得到第一靶材；
(2)采用真空包装膜对步骤(1)得到的所述第一靶材进行包装，然后抽走真空包装膜内的空气，得到第二靶材；
(3)将步骤(2)得到的所述第二靶材放入30℃的航空煤油中，在40kHz下进行超声清洗60min，得到第三靶材；
(4)将步骤(3)得到的所述第三靶材在真空度为6×10-3Pa，100℃下真空干燥处理12h，得到清洁后的靶材。
实施例4
本实施例提供一种用于靶材钎焊焊缝的清洁方法，与实施例1相比的区别仅在于步骤(1)和步骤(3)中航空煤油的温度均为20℃。
实施例5
本实施例提供一种用于靶材钎焊焊缝的清洁方法，与实施例1相比的区别仅在于步骤(1)和步骤(3)中的航空煤油均替换为异丙醇。
对比例1
本对比例提供一种用于靶材钎焊焊缝的清洁方法，与实施例1相比的区别仅在去掉步骤(1)，即：
(1)采用真空包装膜对靶材进行包装，然后抽走真空包装膜内的空气，得到第一靶材；
(2)将步骤(1)得到的所述第一靶材放入50℃的航空煤油中，在32kHz下进行超声清洗105min，得到第二靶材；
(3)将步骤(2)得到的所述第二靶材在真空度为5.5×10-3Pa，85℃下真空干燥处理18h，得到清洁后的靶材。
对比例2
本对比例提供了一种用于靶材钎焊焊缝的清洁方法，与实施例1相比的区别仅在去掉步骤(2)，即：
(1)将靶材放入50℃的航空煤油中，在32kHz下进行超声清洗105min，然后用气枪吹干，得到第一靶材；
(2)将步骤(1)得到的所述第一靶材放入50℃的航空煤油中，在32kHz下进行超声清洗105min，得到第二靶材；
(3)将步骤(2)得到的所述第二靶材在真空度为5.5×10-3Pa，85℃下真空干燥处理18h，得到清洁后的靶材。
将实施例1-5和对比例1-2所得清洁后的靶材焊缝剖开，用异丙醇润湿的净化布擦拭焊缝的剖面，检查是否含有切削液及油污，结果如表1所示。
表1
是否含有切削液 是否含有油污
实施例1 不含切削液 表面光洁，不含油污
实施例2 不含切削液 表面光洁，不含油污
实施例3 不含切削液 表面光洁，不含油污
实施例4 不含切削液 含有微量的油污
实施例5 不含切削液 含有微量的油污
对比例1 不含切削液 含有少量油污
对比例2 含有切削液 含有少量油污
从表1可以看出以下几点：
(1)从实施例1-5可以看出，本发明提供的清洁方法可以有效去除焊缝内的切削液，并且有效去除焊缝内的油污，从而提高靶材的质量。
(2)综合比较实施例1和实施例4-5可以看出，实施例1中以航空煤油为清洗剂，并控制航空煤油的温度为50℃，相较于实施例4中以异丙醇为清洗剂，实施例5中航空煤油的温度为20℃而言，本发明优选采用航空煤油为清洗剂并控制航空煤油的温度，可以彻底去除焊缝内的油污。
(3)综合比较实施例1和对比例1-2可以看出，对比例1与实施例1相比的区别仅在去掉步骤(1)，对比例2与实施例1相比的区别仅在去掉步骤(2)，对比例1-2的焊缝中均含有少量的油污，并且对比例1的焊缝中含有切削液，由此表明，本发明通过依次进行第一清洗处理、真空处理、第二清洗处理和真空干燥处理，可以彻底去除焊缝内的切削液和油污。
综上所述，本发明提供的清洁方法可以有效去除焊缝内的油污和切削液，有利于提升靶材质量，达到更好的溅射效果。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种用于靶材钎焊焊缝的清洁方法，其特征在于，所述清洁方法包括以下步骤：
(1)将靶材进行第一清洗处理，得到第一靶材；
(2)将步骤(1)得到的所述第一靶材进行真空处理，得到第二靶材；
(3)将步骤(2)得到的所述第二靶材进行第二清洗处理，得到第三靶材；
(4)将步骤(3)得到的所述第三靶材进行真空干燥处理，得到清洁后的靶材。
2.根据权利要求1所述的清洁方法，其特征在于，步骤(1)所述第一清洗处理包括：将靶材放入清洗剂中，进行超声清洗。
3.根据权利要求2所述的清洁方法，其特征在于，步骤(1)所述清洗剂包括航空煤油；
优选地，步骤(1)所述航空煤油的温度为30-70℃。
4.根据权利要求2或3所述的清洁方法，其特征在于，步骤(1)所述超声清洗的频率为25-40kHz；
优选地，步骤(1)所述超声清洗的时间为60-150min。
5.根据权利要求1-4任一项所述的清洁方法，其特征在于，步骤(2)所述真空处理包括：采用真空包装膜对第一靶材进行包装，然后抽走真空包装膜内的空气。
6.根据权利要求1-5任一项所述的清洁方法，其特征在于，步骤(3)所述第二清洗处理包括：将第二靶材放入清洗剂中，进行超声清洗。
7.根据权利要求6所述的清洁方法，其特征在于，步骤(3)所述清洗剂包括航空煤油；
优选地，步骤(3)所述航空煤油的温度为30-70℃。
8.根据权利要求6或7所述的清洁方法，其特征在于，步骤(3)所述超声清洗的频率为25-40kHz；
优选地，步骤(3)所述超声清洗的时间为60-150min。
9.根据权利要求1-8任一项所述的清洁方法，其特征在于，步骤(4)所述真空干燥处理的真空度＞5×10-3Pa；
优选地，所述真空干燥处理的温度为70-100℃；
优选地，所述真空干燥处理的时间为12-24h。
10.根据权利要求1-9任一项所述的清洁方法，其特征在于，所述清洁方法包括以下步骤：
(1)将靶材放入30-70℃的航空煤油中，在25-40kHz下进行超声清洗60-150min，得到第一靶材；
(2)采用真空包装膜对步骤(1)得到的所述第一靶材进行包装，然后抽走真空包装膜内的空气，得到第二靶材；
(3)将步骤(2)得到的所述第二靶材放入30-70℃的航空煤油中，在25-40kHz下进行超声清洗60-150min，得到第三靶材；
(4)将步骤(3)得到的所述第三靶材在真空度＞5×10-3Pa，70-100℃下真空干燥处理12-24h，得到清洁后的靶材。
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