靶材加工吹气装置以及机械加工设备的制作方法

本发明涉及半导体领域，尤其涉及一种靶材加工吹气装置以及机械加工设备。

背景技术：

靶材在机械加工过程中容易产生切屑。而现有技术主要采用高纯度的材料作为靶材材料，切屑不容易断，当加工过程中切屑量积累到一定程度，会对靶材加工产生诸多不良影响，例如：堆积的切屑容易影响车刀进程，位于斜面的切削会影响车刀与靶材之间的锥度配合，甚至切削容易损伤已加工好的靶材表面，使靶材表面产生划伤或使靶材表面纹路不均匀，进而降低靶材的良率，还容易在使用过程中出现放电现象。

因此，在靶材加工过程中及时对切屑进行清理十分重要。目前通常采用的去除切屑方式是在加工过程中，当工作人员看到排屑不顺畅或不断屑时，人工采用气枪吹去切屑，但采用所述方法后靶材的质量依旧无法得到保障。

技术实现要素：

本发明解决的问题是提供一种靶材加工吹气装置以及机械加工设备，从而提高靶材的良率。

为解决上述问题，本发明提供一种靶材加工吹气装置。所述装置固定于机床上，用于在机械加工过程中自动并持续对靶材表面进行吹气以吹去切屑。所述靶材加工吹气装置包括：

吹气喷头，设置于所述机床上，用于对靶材表面进行吹气以去除靶材表面上因机械加工产生的切屑；

供气装置，用于在机械加工过程中向所述吹气喷头提供吹气气体。

可选的，所述靶材加工吹气装置还包括固定装置，用于将所述吹气喷头固定于所述机床上。

可选的，所述供气装置包括：

气缸，用于提供吹气气体；

进气内管，所述进气内管一端与所述气缸连接，另一端设置于所述固定装置内，用于传送来自所述气缸的吹气气体；

导气内管，所述导气内管一端设置于所述固定装置内且与所述进气内管相连，另一端与所述吹气喷头连接，用于向所述吹气喷头提供吹气气体；

气体调节阀，设置于所述固定装置内，用于控制所述吹气气体所产生的气压；

导气外管，包裹所述导气内管以保护所述导气内管。

可选的，所述导气外管靠近所述吹气喷头的一端露出部分所述导气内管。

可选的，所述供气装置还包括接头软管，所述接头软管包裹所述导气外管靠近所述吹气喷头的一端，所述接头软管一端与所述导气外管连接，另一端露出部分所述导气内管和所述吹气喷头，用于控制所述吹气喷头在靶材表面的吹气方向。

可选的，所述靶材包括进行机械加工的加工面，和还未进行机械加工的未加工面；所述吹气喷头设置为：所述吹气喷头的吹气方向使排出切屑的方向由加工面朝向未加工面。

可选的，所述进气内管为圆管；所述导气内管为圆管。

可选的，所述进气内管的直径大于所述导气内管的直径。

可选的，所述进气内管的直径为7毫米至9毫米。

可选的，所述导气内管的直径为3毫米至5毫米。

可选的，所述机床上设置有用于对靶材表面进行切削的车刀，所述吹气喷头贴置于所述机床上车刀的刀背表面。

可选的，所述供气装置提供的吹气气体为压缩空气。

可选的，所述吹气喷头用于向靶材表面提供气压为6千克每平方厘米至8千克每平方厘米的吹气气体。

可选的，所述机床上设置有用于对靶材表面进行切削的车刀，以及用于对所述车刀进行冷却的靶材加工冷却装置，所述冷却装置设有切削液喷头，用于向靶材表面喷射切削液；所述吹气喷头在所述靶材表面的吹气方向设置为使所述切屑远离所述靶材表面的切削液。

相应的，本发明还提供一种机械加工设备，用于对靶材表面进行机械加工，所述机械加工设备包括：

机床，所述机床上设置有用于对靶材表面进行切削的车刀；

以上所述的靶材加工吹气装置，所述靶材加工吹气装置固定于所述机床上，用于在机械加工过程中对靶材表面进行吹气以吹去切屑。

可选的，所述机械加工设备还包括：

靶材加工冷却装置，固定于机床上，所述靶材加工冷却装置设置有切削液喷头，用于向所述车刀的刀头与靶材的交接点上喷射切削液以实现冷却作用。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：提供靶材加工吹气装置，所述靶材加工吹气装置包括吹气喷头和供气装置，所述供气装置在靶材机械加工过程中向所述吹气喷头提供气体，使所述吹气喷头对靶材表面进行吹气以去除靶材表面上的切屑；在靶材机械加工过程中，通过所述靶材加工吹气装置，对靶材表面自动并持续性地进行吹气并利用所述吹气气体达到断屑的作用，从而可以及时去除靶材表面上因机械加工产生的切屑，避免在靶材表面有切屑残留或堆积，进而提高了靶材的良率和靶材加工效率。

进一步，所述吹气喷头贴置于所述机床上的车刀的刀背表面，可以减少吹屑过程中所述吹气喷头发生的抖动，进而提高所述靶材加工吹气装置的排屑稳定性。

附图说明

图1是本发明靶材加工吹气装置一实施例的结构示意图；

图2是图1中区域A放大的局部结构示意图；

图3是本发明机械加工设备一实施例的结构示意图。

具体实施方式

现有技术中，人工采用气枪吹去切屑的方法难以保证靶材的质量，这是因为人工除去切屑时操作人员需始终手拿气枪以吹去切屑，手很容易晃动，从而容易造成排屑不稳定；另一方面，在加工过程中，难以保证工作人员可以第一时间发现排屑不顺畅或不断屑的现象，从而难以保证在加工过程中对切屑进行及时处理。因此采用现有技术排屑方法，靶材表面依旧容易产生划伤或表面纹路不均匀，从而使靶材良率无法得到保障。

为了解决上述问题，本发明提供一种靶材加工吹气装置，所述装置固定于机床上，用于在机械加工过程中对靶材表面进行吹气以吹去切屑。所述靶材加工吹气装置包括：吹气喷头，设置于所述机床上，用于对靶材表面进行吹气以去除靶材表面上因机械加工产生的切屑；供气装置，用于在机械加工过程中向所述吹气喷头提供吹气气体。

所述供气装置在靶材机械加工过程中向所述吹气喷头提供气体，使所述吹气喷头对靶材表面进行吹气以去除靶材表面上的切屑；在靶材机械加工过程中，通过所述靶材加工吹气装置，对靶材表面自动并持续性地进行吹气并利用所述吹气气体达到断屑的作用，也就是说，随着机械加工的开始，所述靶材加工吹气装置被开启并对靶材表面进行吹气；在机械加工过程中始终对靶材表面进行吹气；随着机械加工的结束，所述靶材加工吹气装置被关闭而停止对靶材表面进行吹气，从而可以及时去除靶材表面上因机械加工产生的切屑，避免在靶材表面有切屑残留或堆积，进而提高了靶材的良率和靶材加工效率。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

参考图1和图2，图1是本发明靶材加工吹气装置一实施例的结构示意图；图2是图1中区域A放大的局部结构示意图。本实施例的靶材加工吹气装置(未标注)固定于机床(未标注)上，用于在机械加工过程中自动并持续对靶材100表面进行吹气以吹去切屑。

所述机床上设置有用于对靶材100进行切削的车刀200以及可转动的主 轴；所述靶材100安装在所述机床的主轴上(未标注)，且待加工的所述靶材100表面面向所述车刀200，所述主轴旋转带动所述待加工的靶材100，通过所述车刀200对所述靶材100进行机械加工，其中，进行机械加工的靶材100表面为加工面，还未进行机械加工的靶材100表面为未加工面。

本实施例中，靶材100的材料为纯度大于99.9％的高纯度材料，根据应用环境、溅射设备的实际要求，所述靶材100表面的形状可以为矩形、圆形、环形或其它类型形状(包括规则和不规则形状)中的任一种。本实施例中，所述靶材100表面的形状为圆形。

在机械加工过程中，所述车刀200对所述靶材100表面进行切削产生切屑，但由于所述靶材100的材料为高纯度材料，切屑(未标注)不容易断，所述切屑容易损伤已加工完成的表面。

本实施例中，所述靶材加工吹气装置包括：吹气喷头300，设置于所述机床上，用于对靶材100表面进行吹气以去除所述靶材100表面上因机械加工产生的切屑；供气装置310，用于在机械加工过程中向所述吹气喷头300提供吹气气体。

所述靶材加工吹气装置还包括固定装置210，用于将所述吹气喷头300固定于所述机床上。通过所述固定装置210对所述吹气喷头300进行固定，可可以减少吹屑过程中所述吹气喷头300发生的抖动，进而提高所述靶材加工吹气装置的排屑稳定性。

需要说明的是，如果所述靶材加工吹气装置对所述靶材100表面进行吹气的方向杂乱无章或吹向所述加工面，则容易在所述加工面上残留切屑，从而无法达到去除切屑的效果，甚至残留的切屑容易使靶材100表面形成划伤。为此，通过调整所述吹气喷头300的放置位置，所述吹气喷头300的吹气方向使排出切屑的方向由所述加工面朝向未加工面，也就是说，通过所述靶材加工吹气装置，将所述切屑由所述加工面吹向未加工面，从而使所述靶材100表面无切屑残留。

其中，所述供气装置310包括：气缸311，用于提供吹气气体；

进气内管314，所述进气内管314一端与所述气缸311连接，另一端设置 于所述固定装置210内，用于传送来自所述气缸311的吹气气体；

导气内管313(如图2所示)，所述导气内管313一端设置于所述固定装置210内且与所述进气内管314相连，另一端与所述吹气喷头300连接，用于向所述吹气喷头300提供吹气气体；

气体调节阀312，置于所述固定装置210内，用于控制所述吹气气体所产生的气压；

导气外管315，包裹所述导气内管313以保护所述导气内管313，所述导气外管315靠近所述吹气喷头300的一端露出部分所述导气内管313。

本实施例中，所述进气内管314和所述导气内管313均为圆管；如果所述进气内管314的圆管直径较小，为了满足气体流量设定，势必所述进气内管314的长度较长，但增加所述进气内管314的长度相应也会造成所述进气内管314的气压变小，从而使所述吹气喷头300向所述靶材100表面提供的吹气气体所产生的气压减小。为此，为了保证可以有足够的吹气气体从所述气缸311中经由所述进气内管314被传送和所述导气内管313，被传送至所述吹气喷头300，且所述吹气气体所产生的气压足够去除所述切屑，所述进气内管314的圆管直径大于所述导气内管313的圆管直径，所述吹气气体由圆管直径较大的进气内管314，经所述固定装置210后通过圆管直径较小的导气内管313被传送至所述吹气喷头300。

具体地，所述进气内管314的圆管直径为7毫米至9毫米，所述导气内管313的圆管直径为3毫米至5毫米；所述气缸311提供的吹气气体为压缩空气。

如果所述吹气喷头300向靶材100表面提供的吹气气体所产生的气压过小，所述靶材100表面的切屑难以达到断屑或难以被去除；如果所述吹气喷头300向靶材100表面提供的吹气气体所产生的气压过大，已对所述靶材100表面的排屑效果并没有促进作用，只会浪费气体资源。因此，本实施例中，所述吹气喷头300向靶材100表面提供的吹气气体所产生的气压为6千克每平方厘米至8千克每平方厘米。

需要说明的是，吹气气体所产生的气压较大时，所述气压容易使所述吹 气喷头300发生抖动，从而容易造成排屑方向不稳定或排屑效果不佳，为此，所述吹气喷头300贴置于所述机床上车刀200的刀背表面，从而使所述吹气喷头300在吹气过程中更加稳固。

所述供气装置310还包括接头软管320，所述接头软管320包裹所述导气外管315靠近所述吹气喷头300的一端；其中，所述接头软管320一端与所述导气外管315连接，另一端露出部分所述导气内管313和所述吹气喷头300，用于控制所述吹气喷头300在靶材100表面的吹气方向。所述接头软管320还具有一定硬度，在保证与所述导气外管315和部分导气内管313紧密相连的同时，还具有一定可塑性，从而更好地控制所述吹气喷头300的放置位置，进而更好地控制所述喷头300的的吹气方向。

需要说明的是，所述机床上还设置有用于对所述车刀200进行冷却的靶材加工冷却装置(未标注)，所述冷却装置设有切削液喷头400。

在机械加工过程中，所述切削液喷头400用于向所述车刀200的刀头与靶材100的交接点上喷射切削液以实现冷却作用；如果所述吹气喷头300将所述切屑吹向靶材100表面的切削液区域，容易在所述靶材100表面残留切屑而难以去除，同时采用所述车刀200对靶材100表面进行加工时，黏附于所述切削液中的切屑容易使靶材100表面形成划伤。为此，所述吹气喷头300在所述靶材100表面的吹气方向设置为使所述切屑远离所述靶材100表面的切削液。

相应的，参考图3，本发明还提供一种机械加工设备，用于对靶材500表面进行机械加工，所述机械加工设备包括：

机床600，所述机床600上设置有用于对靶材500表面进行切削的车刀610；

本发明提供的靶材加工吹气装置700，所述靶材加工吹气装置700通过固定装置710固定于所述机床600上，用于在机械加工过程中对所述靶材500表面进行吹气以吹去切屑；具体地，所述靶材加工吹气装置700的结构参考上述实施例的内容，在此不再赘述。

本实施例中，所述机械加工设备还包括：靶材加工冷却装置(未标注)， 固定于机床600上，所述靶材加工冷却装置设置有切削液喷头800，用于向所述车刀610的刀头与靶材500的交接点上喷射切削液以实现冷却作用。

虽然本发明己以较佳实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。