CN202726240U - 用于焊接靶材与背板的焊接平台 - Google Patents

Abstract

一种用于焊接靶材与背板的焊接平台，包括：底座，所述底座具有支撑面；隔热板，平铺于所述支撑面上；加热板，平铺于所述隔热板上，并且所述加热板为一体成型结构。本实用新型的焊接平台，对大尺寸靶材与背板进行焊接时，能够承受大尺寸靶材的重量；降低焊接工艺后形成的靶材组件的变形率、提高焊接强度和靶材组件的表面精密度，再者，焊接结束后，可以回收多余的焊料，节省焊接成本，本实用新型的焊接平台还可以减小对操作人员的安全隐患。

Description

用于焊接靶材与背板的焊接平台

技术领域

本实用新型涉及一种半导体领域，尤其涉及一种用于焊接靶材与背板的焊接平台。

背景技术

在半导体工业中，靶材组件是由符合溅射性能的靶材及能与所述靶材结合并具有一定强度的背板构成。背板可以在所述靶材组件装配至溅射基台中起到支撑作用，并具有传导热量的功效。

在溅射过程中，靶材组件所处的工作环境比较恶劣。靶材组件所处的环境温度较高，例如300℃至600℃；另外，靶材组件的一侧冲以冷却水强冷，而另一侧则处于10^-9Pa的高真空环境下，由此在靶材组件的相对二侧形成有巨大的压力差；再有，靶材组件处在高压电场、磁场中，受到各种粒子的轰击。在如此恶劣的环境下，如果靶材组件中靶材与背板之间的焊接强度较差，将导致靶材组件在受热条件下变形、开裂、并与结合的背板相脱落，使得溅射无法达到溅射均匀的效果，同时还可能会对溅射基台造成损伤。

因此，需要选择一种有效的焊接平台，以提高靶材与背板之间的焊接强度。在公开号为CN201833092U(公开日：2011年5月18日)的中国专利文献中还能发现更多的关于焊接平台的信息。

随着半导体技术的发展，靶材尺寸也越来越大，目前的焊接平台只能满足小尺寸靶材与背板的焊接，当对大尺寸靶材与背板进行焊接时，只是把现有的焊接平台进行拼接以实现大尺寸靶材与背板的焊接。一方面，拼接的焊接平台无法承受大尺寸靶材的重量；另一方面，焊接后形成的靶材组件变形率大、焊接强度差、表面精密度差；再者，焊接过程中，无法回收多余的焊料，造成焊接成本的浪费和环境的污染，而且，焊接过程中，现有的焊接平台对操作人员形成安全隐患，因此不能满足长期稳定的批量生产和使用靶材的需要。

实用新型内容

本实用新型解决的问题是现有的用于靶材与背板的焊接平台只能满足小尺寸靶材与背板的焊接，当对大尺寸靶材与背板进行焊接时，该焊接平台无法承受大尺寸靶材的重量；焊接后形成的靶材组件变形率大、焊接强度差、表面精密度差；

再者，焊接过程中，无法回收多余的焊料，造成焊接成本的浪费和环境的污染；

而且，焊接过程中，现有的焊接平台对操作人员形成安全隐患，因此不能满足长期稳定的批量生产和使用靶材的需要。

为解决上述问题，本实用新型提供了一种用于焊接靶材与背板的焊接平台，包括：

底座，所述底座具有支撑面；

隔热板，平铺于所述支撑面上；

加热板，平铺于所述隔热板上，并且所述加热板为一体成型结构。

可选的，还包括回收槽，设置于所述底座上，所述回收槽具有开口，以便在焊接过程中多余的焊料通过所述开口流至所述回收槽中。

可选的，所述底座包括：支撑架和设置于支撑架上的支撑台，所述支撑台的上表面为支撑面。

可选的，所述回收槽与所述支撑台或支撑架连接；所述开口方向面向所述加热板的底面。

可选的，所述加热板的底部设置有至少一个加热管。

可选的，所述加热管为环形。

可选的，所述加热板底部设置有导线接头固定部件，所述每一个加热管具有加热管接线，每一个加热管的加热管接线均与所述导线接头固定部件连接。

可选的，所述加热管为多个时，所述每一个加热管的加热管接线并联设置。

可选的，所述支撑面的面积小于等于加热板的上表面积。

可选的，所述隔热板的上表面积等于支撑面的面积。

与现有技术相比，本实用新型的技术方案具有以下优点：

现有的用于焊接靶材与背板的焊接平台是由小尺寸焊接平台拼接而成，焊接过程中的高温和高压，使得各个小尺寸的焊接平台之间会产生大小不同的应力，此时的拼接式焊接平台的应力分布不均，从而使得拼接式焊接平台在焊接过程中变形较大。本实用新型的用于焊接靶材与背板的焊接平台中的加热板为一体成型设计，可以避免现有技术中出现的变形问题，进而可以避免因焊接平台变形对焊接工艺产生的影响。具体来说，可以使放置在加热板上的背板和大尺寸靶材平整，并且使得背板和大尺寸靶材的待焊接面平整，避免大尺寸靶材与背板的待焊接面之间存在空气，防止部分大尺寸靶材与背板的待焊接面发生氧化，从而提高焊接组件的结合强度，减小焊接组件的变形率；加热板的一体成型设计，还可以避免形成的焊接组件表面产生划痕，从而提高焊接组件的表面精密度。另外，加热板的一体成型设计，可以省略现有的拼接式焊接平台上设有的托盘，以提高焊接平台对待焊接靶材组件的导热性。再者，加热板的一体成型设计，可以避免现有的拼接式焊接平台上的拼接处堆积被氧化的多余的焊料，从而可以使得焊接平台易于清洗。

更进一步的，本实用新型在底座上设置回收槽，焊接过程中多余的焊料流至所述回收槽中。由于回收槽距离加热管较远，因此回收槽的温度较低，多余的焊料流至回收槽后瞬息凝固，凝固的过程中一方面由于温度没有达到焊料的氧化温度，另一方面凝固速度较快，因此焊料没有被氧化，实现了多余焊料的回收。

附图说明

图1是现有的用于焊接靶材与背板的焊接平台的俯视图；

图2是现有的用于焊接靶材与背板的焊接平台的侧视图；

图3是本实用新型的一个实施例的用于焊接靶材与背板的焊接平台的俯视图；

图4是本实用新型的一个实施例的用于焊接靶材与背板的焊接平台的侧视图；

图5是本实用新型的另一个实施例的用于焊接靶材与背板的焊接平台的侧视图。

具体实施方式

请参考图1和图2，发明人发现和分析得知：当对大尺寸靶材与背板进行焊接时，先用定位螺丝10将小尺寸焊接平台11固定连接形成拼接式焊接平台12，然后在拼接式焊接平台12上放有一个托盘13(图1中为了显示各个小尺寸焊接平台11未示意出托盘13)，托盘13的作用为减小定位螺丝10对待焊接靶材组件的划伤，以及在焊接的过程中避免大量多余的焊料流至拼接式焊接平台12的拼接缝隙处，难以清理。接着，将背板(图未示)与大尺寸靶材(图未示)放在托盘13上，拼接式焊接平台12内的加热管14对背板与大尺寸靶材进行加热，以实现大尺寸靶材与背板的焊接。

经过一段时间的焊接工艺后，拼接式焊接平台12由于是小尺寸焊接平台11拼接而成，拼接处会无法承受大尺寸靶材和背板的重量出现裂缝现象。焊接过程中，在高温和高压下，由于各个小尺寸焊接平台11之间会产生大小不同的应力，使得拼接式焊接平台上12的应力分布不均，进而使拼接式焊接平台12变形，拼接式焊接平台12的变形对上述焊接工艺还存在下列影响：(1)焊接的高温和高压同样使得设置在拼接式焊接平台12上的托盘13也发生变形，从而使得放置在托盘13上的背板在高温高压下也发生变形，即影响背板的待焊接面的平整度。(2)放置于背板上的大尺寸靶材由于材质较软会随着背板的变形而发生变形，因此，使得放置在背板上的大尺寸靶材也无法平整，从而影响大尺寸靶材的待焊接面的平整度，焊接工艺后，会形成变形的焊接组件。(3)焊接过程中，向大尺寸靶材与背板的待焊接面涂焊料时，焊料因大尺寸靶材与背板待焊接面的不平整向外流至托盘13，因此，背板与大尺寸靶材待焊接面之间存在无法填满焊料的空缺，空缺中的空气使得焊接加热过程中的大尺寸靶材与背板的部分待焊接面发生氧化，形成的焊接组件焊接强度差。具体为，由于大尺寸靶材与背板的待焊接面不平整，背板与拼接式焊接平台12的接触面变少，使得待焊接靶材组件的待焊接面的受热温度不均匀，背板与拼接式焊接平台12的接触的地方对应的待焊接面达到焊接温度的时间短，背板与拼接式焊接平台12没有接触的地方对应的待焊接面达到焊接温度的时间长；由于空缺中空气的存在，当背板与拼接式焊接平台12的没有接触的地方对应的待焊接面达到焊接温度时，背板与拼接式焊接平台12的接触的地方对应的待焊接面已经发生氧化，氧化处无法实现大尺寸靶材与背板的焊接，从而影响焊接组件的结合强度。(4)焊接过程中变形的托盘13容易使形成的焊接组件表面产生划痕，使得焊接靶材的表面精密度差。

另外，焊接过程中，多余的焊料流至托盘发生氧化而无法回收；而且，在拼接式焊接平台12的拼接处也会堆积被氧化的多余的焊料，使多余的焊料无法回收，此时的焊接平台在焊接工艺后也难以清洗，造成焊接成本的浪费和环境的污染。

再者，请继续结合参考图1和图2，现有技术的加热管设置在所述拼接式焊接台12的底部，为相互平行的条状结构，每根条状加热管14的两端设置有接线，因此，条状加热管14的接线设置在拼接式焊接台12的边缘处。在焊接过程中，从拼接式焊接台12流淌下的焊料很容易接触到接线发生短路甚至电击现象，而工作人员一般在拼接式焊接台12的边缘处进行操作，因此，短路甚至是电击现象对工作人员的人身存在很大的安全隐患。

为此，发明人经过创造性劳动，获得了一种用于焊接靶材与背板的焊接平台。下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。由于本实用新型重在解释原理，因此，未按比例制图。并且，图中各个部件仅起示意作用，并不对本实用新型中各个部件的结构起到限定作用。

图3是本实用新型一个实施例的用于焊接靶材与背板的焊接平台的俯视图，图4是本实用新型的一个实施例的用于焊接靶材与背板的焊接平台的侧视图。请结合参考图3和图4，用于焊接靶材与背板的焊接平台30包括：

底座31，所述底座具有支撑面，用于放置待焊接组件；所述底座31包括支撑架311和位于支撑架311上的支撑台312，所述支撑面为支撑台312的上表面；

隔热板32，平铺于所述支撑面上；

加热板33，平铺于所述隔热板32上，并且所述加热板33为一体成型结构；

本实用新型中的用于焊接靶材与背板的焊接平台还包括回收槽34，设置于所述底座31上，所述回收槽具有开口341，以便在焊接过程中多余的焊料通过所述开口流至所述回收槽34中。

在具体实施例中，所述支撑架311包括若干个支撑腿313，以使设置在支撑架311上的支撑台312能够承受设置其上的隔热板32、加热板33以及后续的待焊接靶材组件的总重量。较优的，可以设置横梁314来连接上述若干个支撑腿313，加固所述支撑架311的承重能力。在其它实施例中，所述支撑架311的结构不限于此，也可以为长方体、正方体等形状，只要能够较好的承受后续的上述总重量即可。本实施例中，所述支撑架311的材料可以为金属、方钢或槽钢。较优的选用方钢，一方面承重能力较好，另一方面，经济耐用而且美观。

支撑台312位于支撑架311上，所述支撑台312的形状和待焊接靶材组件的形状相匹配，即如果待焊接靶材组件的形状为圆柱体，所述支撑台312的形状为圆柱体，如果待焊接靶材组件的形状为方体，所述支撑台312的形状为方体等。所述支撑台312的材料与所述支撑架311的材料相同。

隔热板32，平铺于所述支撑面上，加热板33下。隔热板32的作用为把从加热板33散发出的热量反射到加热板33中，对底座31起到隔热作用。所述隔热板32的形状和支撑台312的形状相匹配，即如果支撑台312的形状为圆柱体，所述隔热板32的形状为圆柱体，如果支撑台312的形状为方体，所述隔热板32的形状为方体等。隔热板32的上表面积等于支撑台312的上表面积，即隔热板32的上表面积等于支撑面的面积。隔热板32的下表面积等于隔热板32的上表面积。所述隔热板32的材料为石棉或云母杆，以便起到更好的隔热作用。

加热板33，设置于所述隔热板32上，对大尺寸靶材与背板的焊接提供热量。所述加热板33的形状和待焊接靶材组件的形状相匹配，即如果待焊接靶材组件的形状为圆柱体，所述加热板33的形状为柱体，如果待焊接靶材组件的形状为方体，所述加热板33的形状为方体等。加热板33为一体成型结构，而且加热板33的表面光滑。结合具体实施方式中发明人分析的内容，加热板33的一体成型设计，可以避免现有的拼接式焊接平台发生变形从而对焊接工艺有影响，使放置在加热板33上的背板和大尺寸靶材平整，并且使得背板和大尺寸靶材的待焊接面平整，避免大尺寸靶材与背板的待焊接面之间存在空气，防止部分大尺寸靶材与背板的待焊接面发生氧化，从而提高焊接组件的结合强度，减小焊接组件的变形率。加热板33的一体成型设计，并且表面光滑，同样可以避免焊接组件表面产生划痕，从而提高焊接组件的表面精密度。

另外，加热板33的一体成型设计，可以省略现有的拼接式焊接平台12上设有的托盘13。以提高焊接平台对待焊接靶材组件的导热性。

再者，加热板33的一体成型设计，避免现有的拼接式焊接平台上的拼接处堆积被氧化的多余的焊料，焊接过程中多余的焊料可以沿着光滑的加热板33流至回收槽34，实现多余焊料的回收，同样可以使得焊接平台易于清洗。

本实用新型加热板33的底部设置有至少一个加热管，该加热管可以为环形以及其他形状。具体实施例中，加热管为环状，加热板33的底部设有环形凹槽，环状结构加热管35嵌在所述环形凹槽内。环状加热管35产生的热量更加分散，因此环状加热管35比条状加热管对待焊接靶材组件的加热更加均匀。环状加热管35之所以选择嵌入的安装方式安装在所述加热板33的底部，是因为嵌入方式可以更方便的进行更换。在其它实施例中，也可以采用其它的安装方式来安装环状加热管35。

请继续参考图1和图2，不同于现有技术的条状加热管14两端的加热管接线处设置在所述现有的焊接台的边缘，本实施例中的环状加热管35的加热管接线为连接于导线接头固定部件36上，导线接头固定部件36对所述环状加热管35的加热管接线起固定作用。所述导线接头固定部件36设置在所述加热板33底部，可以具体位于非边缘位置，所述底部的非边缘位置可以为底部的中心位置、或者是底部中心与加热板33四周的之间的位置。优选，设置在中心位置。在焊接过程中，环状加热管35的加热管接线的上述设计可以避免从加热板33流淌下的焊料接触到环状加热管35的加热管接线，发生短路甚至电击现象，减小对工作人员的人身安全隐患。

当加热板33的底部嵌有多个环状加热管35时，相邻的环状加热管35平行设置，并且每个环状加热管35之间的间距相等，使加热板33释放出的热量更加均匀分布。另外，本实施例中，每个环状加热管35是独立设置的，即每个环状加热管35的加热管接线为并联设置，即使一个环状加热管35损坏，也不影响其它环状加热管35的使用。

本实施例中，加热板33的厚度为100mm～150mm，如果加热板33太厚，加热板33的表面距离环状加热管35太远，不容易导热，降低焊接效率，并且对待焊接靶材组件33进行加热时，耗电量较大，同样造成焊接成本的浪费。如果加热板33太薄，待焊接靶材组件放置在加热板33上，容易造成加热板33的变形。

本实施例中，加热板33的上表面积等于加热板33的下表面积，加热板33的上表面积大于等于隔热板32的上表面积，且加热板33的边缘处与隔热板32的边缘处之间的距离L为0mm～20mm，当加热板33的边缘处与隔热板32的边缘处之间的距离大于20mm，造成加热板33材料的浪费。如果加热板33的上、下表面的面积小于隔热板32的上、下表面积，焊接过程中，多余焊料会从加热板33流至隔热板32上，而隔热板32是由石棉或云母杆组成，对多余的焊料造成污染，而使其无法回收。加热板33的材料为导热性良好的材料，可以将环状加热管35产生的热量传递至加热板33上的待焊接靶材组件上。而且加热板33的材料为不容易变形的材料，例如模具钢或铝板。当加热板33的材料为模具钢时，加热板33不容易变形，但是模具钢的导热性略差；当加热板33的材料为铝时，加热板33的导热性能较好，但是如果焊接温度很高，铝加热板容易变形。因此，加热板33的材料可以根据具体工艺来选择，但需要选择导热性能较好的材料，例如金属。

本实施例中，所述回收槽34为具有开口341的长方体槽，设置于所述底座31上，即所回收槽34与所述支撑台312和支撑架311连接、并且在所述支撑台312的下方，回收槽34的开口方向朝上即朝向加热板33的底面，即支撑面的相对面。其它实施例中回收槽34可以与所述支撑台312连接，也可以与所述支撑台312连接。焊接过程中多余的焊料从加热板33流下，通过所述开口341流至回收槽34的底部而凝固。回收槽34的材料较佳为不锈钢，焊料凝固后，不锈钢材料的回收槽34便于焊料的及时清理，以便能够使得焊料回收使用。

其它实施例中，请参考图5，所述回收槽34’还可以设置在支撑台312的侧方，回收槽34’的开口341’方向朝上，焊接过程中多余的焊料从加热板33流下，通过所述开口341’流至回收槽34’的底部而凝固。焊接工艺结束后，焊料被及时清理并继续使用。

其它实施例中，所述回收槽可以为具有开口的正方体槽、圆柱体槽等具有较大底面积的槽体。

其它实施例中，所述回收槽还可以为多个，平均设置在所述焊接平台的边缘处，例如，如果焊接平台的加热板为圆形，所述回收槽可以平均的设置在所述焊接平台的圆周处；如果焊接平台的加热板为方形，方形加热板的每条边各设一个回收槽。

结合具体实施方式中发明人分析的内容，现有技术中，多余的焊料一方面流至托盘，另一方面流至拼接式焊接平台的拼接处，由于托盘和上述拼接处离拼接式焊接平台的加热板很近，因此托盘和上述拼接处的温度较高，焊料会发生氧化，造成焊料的无法回收和难清理。本实用新型在支撑架311上设置回收槽34，焊接过程中多余的焊料流至所述回收槽中，由于回收槽距离环状加热管35较远，因此回收槽的温度较低，多余的焊料流至回收槽34会瞬息凝固，凝固的过程中一方面由于温度没有达到焊料的氧化温度，另一方面凝固速度较快，因此焊料没有被氧化，实现了多余焊料的回收。

本实用新型的用于焊接靶材与背板的焊接平台也适用于小尺寸靶材的焊接。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型的技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种用于焊接靶材与背板的焊接平台，其特征在于，包括：

底座，所述底座具有支撑面；

隔热板，平铺于所述支撑面上；

加热板，平铺于所述隔热板上，并且所述加热板为一体成型结构。

2.如权利要求1所述的焊接平台，其特征在于，还包括回收槽，设置于所述底座上，所述回收槽具有开口，以便在焊接过程中多余的焊料通过所述开口流至所述回收槽中。

3.如权利要求2所述的焊接平台，其特征在于，所述底座包括：支撑架和设置于支撑架上的支撑台，所述支撑台的上表面为支撑面。

4.如权利要求3所述的焊接平台，其特征在于，所述回收槽与所述支撑台或支撑架连接；所述开口方向面向所述加热板的底面。

5.如权利要求1所述的焊接平台，其特征在于，所述加热板的底部设置有至少一个加热管。

6.如权利要求5所述的焊接平台，其特征在于，所述加热管为环形。

7.如权利要求5所述的焊接平台，其特征在于，所述加热板底部设置有导线接头固定部件，所述每一个加热管具有加热管接线，每一个加热管的加热管接线均与所述导线接头固定部件连接。

8.如权利要求5所述的焊接平台，其特征在于，所述加热管为多个时，所述每一个加热管的加热管接线并联设置。

9.如权利要求1所述的焊接平台，其特征在于，所述支撑面的面积小于等于加热板的上表面积。

10.如权利要求1所述的焊接平台，其特征在于，所述隔热板的上表面积等于支撑面的面积。

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