CN210014806U - 测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种测试装置，包括：测试平台，测试平台用于放置磁棒和靶材；检测组件，检测组件包括磁场检测件和测距件，磁场检测件的检测头和测距件的检测头均可移动地设置在测试平台上，磁场检测件的检测头用于检测磁棒的磁场，测距件的检测头用于检测靶材的厚度。通过本实用新型提供的技术方案，能够解决现有技术中的测试装置不能同时测试出磁棒的磁场和靶材厚度的技术问题。

Description

测试装置

技术领域

本实用新型涉及测试装置技术领域，具体而言，涉及一种测试装置。

背景技术

目前，在现代镀膜工业生产中，生产效率主要受薄膜的沉积速率和靶材的利用率两个因素的影响。磁控溅射技术与传统的蒸发及各种湿的化学薄膜沉积法相比，具有宽的膜层均匀性、膜层与基片结合牢固等优点。一旦磁控阴极的结构存在缺陷，尤其是磁场的设计不能满足靶材表面溅射区的磁场均匀分布，会造成靶材表面非均匀刻蚀，影响薄膜质量。磁场的设计好坏对后期设备运行以及镀膜质量的好坏(靶材利用率以及均匀性)有着至关重要的影响。因而，不论是在磁棒的设计过程中还是在产品检验过程中，磁棒的磁场分布，磁场强度的测试都不可缺少，另外靶材在溅射中消耗的厚度均匀性测试也很重要。

现有技术中的磁场测试装置一般通过第一手轮手动控制磁场检测件高度，第二手轮移动机构控制轴向移动，来测试磁场轴向分布以及磁场强度的强弱变化。此种测试方法需要手动操作，不能精确控制其移动距离；只能测试旋转阴极磁棒的磁场，只有磁场测试的单一功能，不能测试靶材厚度等参数。

另外，在设计阴极磁棒时，利用有限元分析软件ANSYS建模、赋予材料、划分网格、设定边界条件，施加初始载荷来模拟磁棒磁场分布，此方法虽然在一定程度上可以模拟真实的磁场分布；但由于有限元软件的局限性、划分网格的质量等都会影响到结果的真实性，只能起到辅助性设计的作用。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种测试装置，以解决现有技术中的测试装置不能同时测试出磁棒的磁场和靶材厚度的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种测试装置，包括：测试平台，测试平台用于放置磁棒和靶材；检测组件，检测组件包括磁场检测件和测距件，磁场检测件的检测头和测距件的检测头均可移动地设置在测试平台上，磁场检测件的检测头用于检测磁棒的磁场，测距件的检测头用于检测靶材的厚度。

进一步地，测试装置还包括：移动组件，移动组件的至少部分可移动地设置在测试平台上，磁场检测件的检测头和测距件的检测头均设置在移动组件上，以通过移动组件调整磁场检测件的检测头和测距件的检测头的位置。

进一步地，测试装置还包括：驱动机构，驱动机构与移动组件的至少部分连接，以通过驱动机构驱动移动组件的至少部分运动。

进一步地，测试装置还包括：控制机构，与驱动机构连接，控制机构用于控制驱动机构的工作。

进一步地，移动组件包括：第一导轨，设置在测试平台上；第二导轨，与第一导轨呈第一预定角度设置，第二导轨可移动地设置在第一导轨上；第三导轨，与第二导轨呈第二预定角度设置，第三导轨可移动地设置在第二导轨上，磁场检测件的检测头和测距件的检测头均设置在第三导轨上。

进一步地，移动组件还包括：连接臂，连接臂可移动地设置在第三导轨上，磁场检测件的检测头和测距件的检测头均设置在连接臂上。

进一步地，测试装置还包括：支撑组件，支撑组件设置在测试平台上，支撑组件用于支撑磁棒和靶材。

进一步地，测试装置还包括：第一支撑件，设置在测试平台上；第二支撑件，与第一支撑件间隔设置，第二支撑件可移动地设置在测试平台上。

进一步地，测试装置还包括：第一固定件，设置在支撑组件上，以通过第一固定件固定磁棒；和/或，第二固定件，设置在支撑组件上，以通过第二固定件固定靶材。

进一步地，测试平台包括台板和支撑架，台板设置在支撑架上，台板为蜂窝夹心结构。

应用本实用新型的技术方案，通过增加测距件，使得测试装置不仅能够对磁棒的磁场进行检测，还能够对靶材的厚度进行检测，进而可以实现统一位置的数据对比，从而可以分析靶材厚度与磁棒磁场分布的关系，从而可以得到靶材利用率等参数，有助于为磁棒设计提供数据依据。因此，通过本实用新型提供的技术方案，能够解决现有技术中的测试装置不能同时测试出磁棒的磁场和靶材厚度的技术问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本实用新型的实施例提供的测试装置的主视图；以及

图2示出了根据本实用新型的实施例提供的测试装置的俯视图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、测试平台；11、台板；12、支撑架；20、移动组件；21、第一导轨；22、第二导轨；23、第三导轨；24、连接臂；30、驱动机构；41、第一支撑件；42、第二支撑件；51、第一固定件；52、第二固定件；60、磁场检测件的检测头；70、测距件的检测头；80、靶材。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1和图2所示，本实用新型实施例提供了一种测试装置，该测试装置包括：测试平台10和检测组件。测试平台10用于放置磁棒和靶材80。检测组件包括磁场检测件和测距件，磁场检测件的检测头60和测距件的检测头70均可移动地设置在测试平台10上，磁场检测件的检测头60用于检测磁棒的磁场，测距件的检测头70用于检测靶材80的厚度。具体的，本实施例总的磁场检测件可以为高斯计，测距件可以为激光测距件。

采用本实施例提供的测试装置，通过增加测距件，使得测试装置不仅能够对磁棒的磁场进行检测，还能够对靶材80的厚度进行检测，进而可以实现统一位置的数据对比，从而可以分析靶材80厚度与磁棒磁场分布的关系，从而可以得到靶材80利用率等参数，有助于为磁棒设计提供数据依据。

为了更好地对磁棒磁场和靶材80厚度进行检测，本实施例中的测试装置还包括移动组件20，移动组件20的至少部分可移动地设置在测试平台10上，磁场检测件的检测头60和测距件的检测头70均设置在移动组件20上，以通过移动组件20调整磁场检测件的检测头60和测距件的检测头70的位置。

为了更精确地控制检测组件的移动，本实施例中的测试装置还包括驱动机构30，驱动机构30与移动组件20的至少部分连接，以通过驱动机构30驱动移动组件20的至少部分运动。本实施例中的驱动机构30可以为驱动电机。

在本实施例中，测试装置还包括控制机构，控制机构与驱动机构30连接，控制机构用于控制驱动机构30的工作。本实施例中的控制机构可以为上位机。

具体的，本实施例中的移动组件20包括：第一导轨21、第二导轨22和第三导轨23，第一导轨21设置在测试平台10上。第二导轨22与第一导轨21呈第一预定角度设置，第二导轨22可移动地设置在第一导轨21上。第三导轨23与第二导轨22呈第二预定角度设置，第三导轨23可移动地设置在第二导轨22上，磁场检测件的检测头60和测距件的检测头70均设置在第三导轨23上。采用这样的设置，能够更好地调节磁场检测件的检测头60和测距件的检测头70的检测位置。本实施例中的第一导轨21为X轴直线导轨，第二导轨22为Z轴直线导轨，第三导轨23为Y轴直线导轨。

具体的，本实施例中的移动组件20还包括连接臂24，连接臂24可移动地设置在第三导轨23上，磁场检测件的检测头60和测距件的检测头70均设置在连接臂24上。具体的，该连接臂24可以为悬臂，悬臂的至少部分突出第三导轨23设置。

为了提高磁棒和靶材80的设置稳定性，本实施例中的测试装置还包括支撑组件。支撑组件设置在测试平台10上，支撑组件用于支撑磁棒和靶材80。

具体的，本实施例中的测试装置还包括第一支撑件41和第二支撑件42。第一支撑件41设置在测试平台10上。第二支撑件42与第一支撑件41间隔设置，第二支撑件42可移动地设置在测试平台10上，以根据磁棒的结构调节第一支撑件41和第二支撑件42之间的距离。在本实施例中第一支撑件41可以为固定支撑，第二支撑件42可以为滑动支撑。

具体的，测试装置还可以包括第一固定件51，第一固定件51设置在支撑组件上，以通过第一固定件51固定磁棒；或者，测试装置还可以包括第二固定件52，第二固定件52设置在支撑组件上，以通过第二固定件52固定靶材80；或者，测试装置可以包括第一固定件51和第二固定件52，第一固定件51设置在支撑组件上，以通过第一固定件51固定磁棒，第二固定件52设置在支撑组件上，以通过第二固定件52固定靶材80。

为了更好地度磁棒和靶材80进行固定，本实施例中的测试装置包括第一固定件51和第二固定件52。第一固定件51设置在支撑组件上，以通过第一固定件51固定磁棒。第二固定件52设置在支撑组件上，以通过第二固定件52固定靶材80。其中，当磁棒为旋转阴极时，第一固定件51可以为半月锁紧卡箍已进行径向锁紧；当磁棒为平面阴极时，通过螺钉进行固定。第二固定件52可以为靶材80安装板，板材安装板上设置有卡接部，以将靶材80卡接在固定支撑和滑动支撑之间。

本实施例中的测试平台10包括台板11和支撑架12，台板11设置在支撑架12上。其中，台板11为蜂窝夹心结构，这样能够提高隔震效果。

本实施例中的测试装置能够解决测试时需要手动调节高斯计的高度与轴向位置、只能测试磁棒的磁场的缺陷，克服了在设计磁棒时只使用有限元法分析方法的局限性，更加真实地反映磁场分布，使得测量和设计更加准确。采用本实施例提供的测试装置不仅可以测试旋转阴极磁棒磁场，还可以测试平面阴极磁棒磁场。另外由于测试装置包括测距仪，因而测试装置具备测试靶材80厚度的功能，可实现同一位置的数据对比，可以分析靶材80厚度与磁场分布的关系，从而可以得到靶材80利用率等参数，有助于为磁棒设计提供数据依据。

本实施例的台板11为台面无磁阻尼光学平台，平台尺寸为(长)3200mmX(宽)1500mmX(高)800mm，采用台面为无磁阻尼光学平台能够保证在测试过程中没有其他磁场干扰以及台面的平面度。具体的，无磁阻尼光学平台的台面材料为304无磁不锈钢。且台面表面平面度高，外界磁场干扰小，测量数据更加精确。

在台板11的一侧安装通过伺服电机控制的三维移动平台(直线移动导轨)，台板11的另一侧安装有固定支撑和滑动支撑，其中滑动支撑可以轴向调整。旋转阴极左右两端采用轴承进行支撑，且采用半月锁紧卡箍径向固定。平面阴极搭在固定支撑和滑动支撑的上端边缘台阶上，使用螺钉固定(旋转阴极与平面阴极不同时安装测试)。在Y轴移动导轨上通过螺钉安装悬臂结构，在悬臂上安装高斯计探头传感器和激光测距探头，其中，高斯计探头传感器与高斯计通信连接(高斯计选择台式三维式的)。通过上位机的软件操作，可以实现三维移动导轨的移动，并得到不同时刻磁棒的三维矢量磁场分布与磁场强度数据，导出EXCEL数据文件。通过对EXCEL数据文件的处理可以得到二维标准图、二维颠倒图、二维雷达图、三维曲线图、三维网状图、三维立体图。同时，本实施例中通过激光探头检测靶材80厚度，并得到靶材80使用前和使用后的厚度数据及曲线。最后通过数据分析，检验产品质量，分析产品问题，为磁棒设计提供数据理论基础。

本实施例的测试装置包括如下部件；一个台面无磁阻尼光学平台，长3200mm宽1500mm高800mm，该光学平台底部设置有减震脚轮，可以随时移动；一个X轴直线导轨(机械臂X)，一个Y轴直线导轨(机械臂Y)，一个Z轴直线导轨(机械臂Z)；一个安装高斯计探头与激光测距探头的悬臂；两个支撑阴极与靶材80的支撑板，两个固定阴极左右轴端径向的锁紧卡箍。

本实施例中的测试平台10的安装过程如下：首先将光学阻尼平台放置于洁净间光整地面上并调整台面至水平状态，按照预先指定台面的位置(平台台面螺纹孔定制加工)，在平台一侧安装三维移动平台以及控制的电机且调试至理想状态，在Y轴直线导轨上合适位置安装上设计好的悬臂，在悬臂上设置有多排安装孔，该安装孔用来安装已经装好的有高斯计探头以及激光测距探头的探头支架(通过设计保证两探头在轴线上零位重合)。其中，高斯计探头垂直于桌面安装于磁棒轴心上方，尽量接近磁棒表面，并将其固定锁死。

在平台的另一侧靠近平台边缘合适位置安装固定支撑零件(已装好轴承)，然后根据阴极长度确定滑动支撑的大致安装位置，滑动支撑可轴向调整，将旋转阴极安装于两支撑之间，并采用半月锁紧卡箍径向锁紧。然后将靶材80通过靶材80安装板安装在两支撑之间，将高斯计与高斯计探头连接，通过控制软件操作三维移动平台进行X、Y、Z三个矢量方向的精确移动，并实时记录阴极磁棒的三维磁场分布以及磁场强度数据，同时也可以获得靶材80厚度同一位置的数据。在测量平面阴极时，需先将旋转阴极拆卸，然后调整滑动支撑，调整至合适位置，将平面阴极搭在滑动支撑的上端边缘台阶上，使用螺钉固定。然后进行后续相同步骤进行测量。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：可以通过上位机精确控制导轨的移动距离，智能精确，提供真实可靠的数据；既可以测试磁棒的磁场，又可以测试靶材的厚度，可实现同一位置的磁棒磁场与靶材厚度的数据对比，从而能够得到靶材的利用率、厚度均匀性等参数与磁场的关系。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种测试装置，其特征在于，包括：

测试平台(10)，所述测试平台(10)用于放置磁棒和靶材；

检测组件，所述检测组件包括磁场检测件和测距件，所述磁场检测件的检测头和所述测距件的检测头均可移动地设置在所述测试平台(10)上，所述磁场检测件的检测头用于检测所述磁棒的磁场，所述测距件的检测头用于检测所述靶材的厚度。

2.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述测试装置还包括：

移动组件(20)，所述移动组件(20)的至少部分可移动地设置在所述测试平台(10)上，所述磁场检测件的检测头和所述测距件的检测头均设置在所述移动组件(20)上，以通过所述移动组件(20)调整所述磁场检测件的检测头和所述测距件的检测头的位置。

3.根据权利要求2所述的测试装置，其特征在于，所述测试装置还包括：

驱动机构(30)，所述驱动机构(30)与所述移动组件(20)的至少部分连接，以通过所述驱动机构(30)驱动所述移动组件(20)的至少部分运动。

4.根据权利要求3所述的测试装置，其特征在于，所述测试装置还包括：

控制机构，与所述驱动机构(30)连接，所述控制机构用于控制所述驱动机构(30)的工作。

5.根据权利要求2所述的测试装置，其特征在于，所述移动组件(20)包括：

第一导轨(21)，设置在所述测试平台(10)上；

第二导轨(22)，与所述第一导轨(21)呈第一预定角度设置，所述第二导轨(22)可移动地设置在所述第一导轨(21)上；

第三导轨(23)，与所述第二导轨(22)呈第二预定角度设置，所述第三导轨(23)可移动地设置在所述第二导轨(22)上，所述磁场检测件的检测头和所述测距件的检测头均设置在所述第三导轨(23)上。

6.根据权利要求5所述的测试装置，其特征在于，所述移动组件(20)还包括：

连接臂(24)，所述连接臂(24)可移动地设置在所述第三导轨(23)上，所述磁场检测件的检测头和所述测距件的检测头均设置在所述连接臂(24)上。

7.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述测试装置还包括：

支撑组件，所述支撑组件设置在所述测试平台(10)上，所述支撑组件用于支撑所述磁棒和所述靶材。

8.根据权利要求7所述的测试装置，其特征在于，所述测试装置还包括：

第一支撑件(41)，设置在所述测试平台(10)上；

第二支撑件(42)，与所述第一支撑件(41)间隔设置，所述第二支撑件(42)可移动地设置在所述测试平台(10)上。

9.根据权利要求7所述的测试装置，其特征在于，所述测试装置还包括：

第一固定件(51)，设置在所述支撑组件上，以通过所述第一固定件(51)固定所述磁棒；和/或，

第二固定件(52)，设置在所述支撑组件上，以通过所述第二固定件(52)固定所述靶材。

10.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述测试平台(10)包括台板(11)和支撑架(12)，所述台板(11)设置在所述支撑架(12)上，所述台板(11)为蜂窝夹心结构。

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