CN114799970A - 一种溅射环定位件加工夹具及利用其的加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种溅射环定位件加工夹具及利用其的加工方法，所述溅射环定位件加工夹具包括固定夹具和更换夹具；所述固定夹具固定在加工中心工作台上，所述更换夹具可拆卸地连接在所述固定夹具上；在所述更换夹具远离所述固定夹具的一面上开设装载孔；在所述更换夹具的侧面开设与所述装载孔相连通的侧孔定位孔。本发明中固定夹具和更换夹具是可拆卸地连接方式，通过多个更换夹具之间的配合，能够实现待加工溅射环定位件的快速更换；所述溅射环定位件加工夹具中装载孔和侧孔定位孔的设置使其在一次装夹之后即可实现螺纹加工、铣方和钻侧孔，确保加工精度的同时，提高了加工效率。

Description

一种溅射环定位件加工夹具及利用其的加工方法
技术领域
本发明属于半导体器件加工技术领域，涉及溅射环定位件加工技术领域，尤其涉及一种溅射环定位件加工夹具及利用其的加工方法。
背景技术
随着半导体技术的快速发展，作为半导体产品重要制备方法的溅射镀膜法也得以不断发展，通常情况下，溅射镀膜过程中，溅射粒子从靶材表面溅射出来，沿多个不同方向离开靶材表面，使得到达基板上的靶材较少，为减少靶材的浪费，通常使用溅射环对溅射粒子进行汇聚，溅射环在溅射过程中会产生磁场，对溅射出的靶材原子运动进行约束，并且吸附溅射过程中产生的颗粒物，防止颗粒物落在产品上，造成产品报废，即溅射环通常作为靶材溅射的配套组件来使用。
在磁控溅射设备中，溅射腔室的上部区域设置靶材，下部区域设置设置基板，所述基板设置于基座上，而溅射环则位于两者之间的位置，其中溅射环包括溅射环本体和定位销，所述定位销位于溅射环本体的外环侧壁上，该溅射环本体通过定位销固定在磁控溅射腔室的侧壁上。
然而，加工溅射环定位件包括螺纹加工、铣方和钻侧孔三步，现有技术中需要多次装夹才能加工完成产品，而且需要多个夹具才能完成，且位置度精度较低，装夹一致性较差，一次只能加工一枚溅射环定位件，加工效率低。
综上所述，亟需一种新的加工方法，在确保加工精度的同时，既能在一次装夹后实现铣方和钻侧孔，又能提高加工效率。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种溅射环定位件加工夹具及利用其的加工方法，所述溅射环定位件加工夹具包括固定夹具和更换夹具；所述固定夹具固定在加工中心工作台上，所述更换夹具可拆卸地连接在所述固定夹具上；在所述更换夹具远离所述固定夹具的一面上开设装载孔；在所述更换夹具的侧面开设与所述装载孔相连通的侧孔定位孔。本发明中固定夹具和更换夹具是可拆卸的连接方式，通过多个更换夹具之间的配合，能够实现待加工溅射环定位件的快速更换；所述溅射环定位件加工夹具中装载孔和侧孔定位孔的设置使其在一次装夹之后即可实现螺纹加工、铣方和钻侧孔，确保加工精度的同时，提高了加工效率。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明的目的之一在于提供一种溅射环定位件加工夹具，所述溅射环定位件加工夹具包括固定夹具和更换夹具；所述固定夹具固定在加工中心工作台上，所述更换夹具可拆卸地连接在所述固定夹具上；在所述更换夹具远离所述固定夹具的一面上开设装载孔；在所述更换夹具的侧面开设与所述装载孔相连通的侧孔定位孔。
本发明中，固定夹具和更换夹具可拆卸地连接在一起，通过多个更换夹具之间的配合，能够实现待加工溅射环定位件的快速更换；所述溅射环定位件加工夹具中装载孔和侧孔定位孔的设置使其在一次装夹之后即可实现铣方和钻侧孔，确保加工精度的同时，提高了加工效率。
作为本发明优选的技术方案，所述固定夹具包括第一基准台和气动拉紧件，所述第一基准台固定在所述加工中心工作台上，所述气动拉紧件固定在所述第一基准台远离所述加工中心工作台的一面上。
值得说明的是，在第一基准台内部开设有气道，使气动拉紧件能够正常运作。
优选地，所述气动拉紧件与所述第一基准台通过螺栓进行固定。
作为本发明优选的技术方案，所述气动拉紧件的数量至少为2个，例如可以是2个，3个，4个等，但并不仅限于所列举的数值，该数值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，所述更换夹具包括第二基准台和装载台，所述第二基准台通过所述气动拉紧件可拆卸地连接在所述固定夹具上，所述装载台固定在所述第二基准台远离所述固定夹具的一面上。
优选地，所述装载台与所述第二基准台通过螺栓进行固定。
作为本发明优选的技术方案，所述装载台的形状包括长方形。
作为本发明优选的技术方案，所述装载孔沿所述装载台的边缘设置在所述装载台远离所述固定夹具的一面上上。
优选地，所述装载孔的数量≥10个，例如可以是10个，16个，20个，24个，30个，36个，40个等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述装载孔贯穿所述装载台和所述第二基准台。
值得说明的是，所述装载孔的中轴线垂直于所述装载台远离所述固定夹具的一面，所述侧孔定位孔的中轴线垂直于所述装载台的侧面，且垂直于所述装载孔的中轴线。
作为本发明优选的技术方案，在所述第一基准台远离所述加工中心工作台的一面上设置夹具定位孔。
优选地，所述夹具定位孔设置在所述气动拉紧件的中心。
优选地，在所述第二基准台靠近所述气动拉紧件的一面上，设置有与所述夹具定位孔相匹配的夹具定位桩。
作为本发明优选的技术方案，所述更换夹具还包括固定螺栓，将待加工溅射环定位件可拆卸地安装在所述装载孔中。
优选地，所述固定螺栓位于所述待加工溅射环定位件的下方。
本发明的目的之二在于提供一种利用目的之一所述溅射环定位件加工夹具的加工方法，所述加工方法包括如下步骤：
(1)将固定夹具固定在加工中心工作台上；
(2)将待加工溅射环定位件可拆卸地安装在更换夹具的装载孔中，得到待更换组件；
(3)将步骤(2)所述待更换组件可拆卸地连接在步骤(1)所述固定夹具上，经过加工，得到溅射环定位件。
值得说明的是，一个固定夹具可以与多个更换夹具配套使用，当一个更换夹具正在进行步骤(3)所述加工时，将待加工溅射环定位件安装在另一个更换夹具中备用，通过多个更换夹具之间的配合，能够实现待加工溅射环定位件的快速更换。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述安装的方式为：沿着第二基准台至装载台的方向，将待加工溅射环定位件装入装载孔中，而后将固定螺栓装入装载孔中固定所述待加工溅射环定位件。
优选地，步骤(3)中，通过夹具定位孔和夹具定位桩确定所述待更换组件的位置，通过气动拉紧件将待更换组件可拆卸地连接在所述固定夹具上。
值得说明的是，步骤(2)中，待加工溅射环定位件安装在装载孔后，存在高于装载台的凸出部分；步骤(3)所示加工包括依次进行的螺纹加工、铣方和钻侧孔。在加工时，首先，从待加工溅射环定位件的中心处、沿中轴线依次进行打孔和攻丝完成螺纹加工；然后，将待加工溅射环定位件高于装载台的凸出部分进行铣方；最后，沿着侧孔定位孔在待加工溅射环定位件上加工出侧孔。
示例性的，溅射环定位件加工夹具包括固定夹具和更换夹具；所述固定夹具包括第一基准台和至少2个气动拉紧件；所述固定夹具中的第一基准台固定在加工中心工作台上；所述气动拉紧件通过螺栓固定在所述第一基准台远离所述加工中心工作台的一面上；在所述第一基准台远离所述加工中心工作台的一面上、所述气动拉紧件的中心设置夹具定位孔；所述更换夹具包括第二基准台和装载台，所述装载台通过螺栓固定在所述第二基准台远离所述固定夹具的一面上；所述更换夹具中的第二基准台通过所述气动拉紧件可拆卸地连接在所述固定夹具上；所述装载台的形状包括长方形；在所述第二基准台靠近所述气动拉紧件的一面上，设置有与所述夹具定位孔相匹配的夹具定位桩；在所述更换夹具远离所述固定夹具的一面上开设装载孔，在所述更换夹具的侧面开设与所述装载孔相连通的侧孔定位孔；所述装载孔沿所述装载台的边缘设置，所述装载孔贯穿所述装载台和所述第二基准台；所述装载孔的数量≥10个；所述更换夹具还包括固定螺栓，将待加工溅射环定位件可拆卸地安装在所述装载孔中。
将固定夹具固定在加工中心工作台上；沿着第二基准台至装载台的方向，将待加工溅射环定位件装入装载孔中，而后将固定螺栓装入装载孔中固定所述待加工溅射环定位件，得到待更换组件；待加工溅射环定位件安装在装载孔后，存在高于装载台的凸出部分；通过夹具定位孔和夹具定位桩确定所述待更换组件的位置，通过所述气动拉紧件将所述待更换组件可拆卸地连接在所述固定夹具上；进行加工时，先从待加工溅射环定位件的中心处、沿中轴线依次进行打孔和攻丝完成螺纹加工，再将待加工溅射环定位件高于装载台的凸出部分进行铣方，最后，沿着侧孔定位孔在待加工溅射环定位件上加工出侧孔，得到溅射环定位件。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明所述溅射环定位件加工夹具包括装载孔和侧孔定位孔，仅一次装夹即可实现螺纹加工、铣方和钻侧孔；
(2)本发明所述溅射环定位件加工夹具中固定夹具和更换夹具可拆卸地连接在一起，通过多个更换夹具之间的配合，能够实现待加工溅射环定位件的快速更换，而且，更换夹具能够一次性装夹多个待加工溅射环定位件，加工效率提高。
附图说明
图1为本发明所述溅射环定位件加工夹具的结构示意图；
图2为本发明所述固定夹具的结构示意图；
图3为本发明所述更换夹具的结构示意图；
图4为本发明所述更换夹具在A方向的结构示意图；
图5为本发明所述更换夹具沿B-B'方向的截面图；
其中，10-固定夹具；11-第一基准台；12-气动拉紧件；13-夹具定位孔；20-更换夹具；21-第二基准台；22-装载台；23-装载孔；24-侧孔定位孔；25-夹具定位桩；26-固定螺栓；30-待加工溅射环定位件。
具体实施方式
需要理解的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本领域技术人员理应了解的是，本发明中必然包括用于实现工艺完整的必要管线、常规阀门和通用泵设备，但以上内容不属于本发明的主要发明点，本领域技术人员可以基于工艺流程和设备结构选型进可以自行增设布局，本发明对此不做特殊要求和具体限定。
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
在一个具体的实施方式中，提供一种溅射环定位件加工夹具，溅射环定位件加工夹具的结构如图1-图5所示，所述溅射环定位件加工夹具包括固定夹具10和更换夹具20；所述固定夹具10固定在加工中心工作台上，所述更换夹具20可拆卸地连接在所述固定夹具10上；在所述更换夹具20远离所述固定夹具10的一面上开设装载孔23；在所述更换夹具20的侧面开设与所述装载孔23相连通的侧孔定位孔24。
进一步地，所述固定夹具10包括第一基准台11和气动拉紧件12，所述第一基准台11固定在所述加工中心工作台上，所述气动拉紧件12固定在所述第一基准台11远离所述加工中心工作台的一面上。
进一步地，所述气动拉紧件12与所述第一基准台11通过螺栓进行固定。
进一步地，所述气动拉紧件12的数量为2个。
进一步地，所述更换夹具20包括第二基准台21和装载台22，所述装载台22固定在所述第二基准台21远离所述固定夹具10的一面上。
进一步地，所述装载台22与所述第二基准台21通过螺栓进行固定。
进一步地，所述第二基准台21通过所述气动拉紧件12可拆卸地连接在所述固定夹具10上。
进一步地，所述装载台22的形状包括长方形。
进一步地，所述装载孔23沿所述装载台22的边缘设置在所述装载台22远离所述固定夹具10的一面上上。
进一步地，所述装载孔23的数量为20个。
进一步地，所述装载孔23贯穿所述装载台22和所述第二基准台21。
值得说明的是，所述装载孔23的中轴线垂直于所述装载台22远离所述固定夹具10的一面，所述侧孔定位孔24的中轴线垂直于所述装载台22的侧面，且垂直于所述装载孔23的中轴线。
进一步地，在所述第一基准台11远离所述加工中心工作台的一面上设置夹具定位孔13。
进一步地，所述夹具定位孔13设置在所述气动拉紧件12的中心。
进一步地，在所述第二基准台21靠近所述气动拉紧件12的一面上，设置有与所述夹具定位孔13相匹配的夹具定位桩25。
进一步地，所述更换夹具20还包括固定螺栓26，将待加工溅射环定位件30可拆卸地安装在所述装载孔23中。
进一步地，所述固定螺栓26位于所述待加工溅射环定位件30的下方。
示例性的，溅射环定位件加工夹具包括固定夹具10和更换夹具20；所述固定夹具10包括第一基准台11和2个气动拉紧件12；所述固定夹具10中的第一基准台11固定在加工中心工作台上；所述气动拉紧件12通过螺栓固定在所述第一基准台11远离所述加工中心工作台的一面上；在所述第一基准台11远离所述加工中心工作台的一面上、所述气动拉紧件12的中心设置夹具定位孔13；所述更换夹具20包括第二基准台21和装载台22，所述装载台22通过螺栓固定在所述第二基准台21远离所述固定夹具10的一面上；所述更换夹具20中的第二基准台21通过所述气动拉紧件12可拆卸地连接在所述固定夹具10上；所述装载台22的形状为长方形；在所述第二基准台21靠近所述气动拉紧件12的一面上，设置有与所述夹具定位孔13相匹配的夹具定位桩25；在所述更换夹具20远离所述固定夹具的一面上开设20个装载孔23，在所述更换夹具20的侧面开设与所述装载孔23相连通的侧孔定位孔24；所述装载孔23沿所述装载台22的两条长边设置，所述装载孔23贯穿所述装载台22和所述第二基准台21；所述更换夹具20还包括固定螺栓26，将待加工溅射环定位件30可拆卸地安装在所述装载孔23中。
将固定夹具10固定在加工中心工作台上；沿着第二基准台21至装载台22的方向，将待加工溅射环定位件30装入装载孔23中，而后将固定螺栓26装入装载孔23中固定所述待加工溅射环定位件30，得到待更换组件；待加工溅射环定位件30安装在装载孔23后，存在高于装载台22的凸出部分；通过夹具定位孔13和夹具定位桩25确定所述待更换组件的位置，通过所述气动拉紧件12将所述待更换组件可拆卸地连接在所述固定夹具10上；进行加工时，先从待加工溅射环定位件30的中心处、沿中轴线依次进行打孔和攻丝完成螺纹加工，再将待加工溅射环定位件30高于装载台22的凸出部分进行铣方，最后，沿着侧孔定位孔24在待加工溅射环定位件30上加工出侧孔，得到溅射环定位件。
本实施方式中，所述溅射环定位件加工夹具包括装载孔和侧孔定位孔，在一次装夹之后即可实现螺纹加工、铣方和钻侧孔；所述溅射环定位件加工夹具中固定夹具和更换夹具可拆卸地连接在一起，且更换夹具能够一次性装夹20个待加工溅射环定位件，加工效率高。
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)

1.一种溅射环定位件加工夹具，其特征在于，所述溅射环定位件加工夹具包括固定夹具和更换夹具；所述固定夹具固定在加工中心工作台上，所述更换夹具可拆卸地连接在所述固定夹具上；在所述更换夹具远离所述固定夹具的一面上开设装载孔；在所述更换夹具的侧面开设与所述装载孔相连通的侧孔定位孔。
2.根据权利要求1所述的溅射环定位件加工夹具，其特征在于，所述固定夹具包括第一基准台和气动拉紧件，所述第一基准台固定在所述加工中心工作台上，所述气动拉紧件固定在所述第一基准台远离所述加工中心工作台的一面上；
优选地，所述气动拉紧件与所述第一基准台通过螺栓进行固定。
3.根据权利要求2所述的溅射环定位件加工夹具，其特征在于，所述气动拉紧件的数量至少为2个。
4.根据权利要求2或3所述的溅射环定位件加工夹具，其特征在于，所述更换夹具包括第二基准台和装载台，所述第二基准台通过所述气动拉紧件可拆卸地连接在所述固定夹具上，所述装载台固定在所述第二基准台远离所述固定夹具的一面上；
优选地，所述装载台与所述第二基准台通过螺栓进行固定。
5.根据权利要求4所述的溅射环定位件加工夹具，其特征在于，所述装载台的形状包括长方形。
6.根据权利要求4或5所述的溅射环定位件加工夹具，其特征在于，所述装载孔沿所述装载台的边缘设置在所述装载台远离所述固定夹具的一面上上；
优选地，所述装载孔的数量≥10个；
优选地，所述装载孔贯穿所述装载台和所述第二基准台。
7.根据权利要求4-6任一项所述的溅射环定位件加工夹具，其特征在于，在所述第一基准台远离所述加工中心工作台的一面上设置夹具定位孔；
优选地，所述夹具定位孔设置在所述气动拉紧件的中心；
优选地，在所述第二基准台靠近所述气动拉紧件的一面上，设置有与所述夹具定位孔相匹配的夹具定位桩。
8.根据权利要求1-7任一项所述的溅射环定位件加工夹具，其特征在于，所述更换夹具还包括固定螺栓，将待加工溅射环定位件可拆卸地安装在所述装载孔中；
优选地，所述固定螺栓位于所述待加工溅射环定位件的下方。
9.一种利用权利要求1-8任一项所述溅射环定位件加工夹具的加工方法，其特征在于，所述加工方法包括如下步骤：
(1)将固定夹具固定在加工中心工作台上；
(2)将待加工溅射环定位件可拆卸地安装在更换夹具的装载孔中，得到待更换组件；
(3)将步骤(2)所述待更换组件可拆卸地连接在步骤(1)所述固定夹具上，经过加工，得到溅射环定位件。
10.根据权利要求9所述溅射环定位件加工夹具的加工方法，其特征在于，步骤(2)所述安装的方式为：沿着第二基准台至装载台的方向，将待加工溅射环定位件装入装载孔中，而后将固定螺栓装入装载孔中固定所述待加工溅射环定位件；
优选地，步骤(3)中，通过夹具定位孔和夹具定位桩确定所述待更换组件的位置，通过气动拉紧件将待更换组件可拆卸地连接在所述固定夹具上。
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