一种溅射环体和固定组件的电子束焊接工装的制作方法

本实用新型属于磁控溅射靶材制造技术领域，特别涉及一种溅射环体和固定组件的电子束焊接工装。

背景技术：

在半导体制造领域，利用溅射靶材可以在晶圆表面镀上金属、合金或电介质薄膜。为了改善靶材原子方向性差的问题，提高基板各部分薄膜层的均匀性，解决因深宽比较大的台阶孔而造成的易被堵塞的问题，通常会使用一些环件产品配合靶材一起使用。溅射环件产品不仅可以束缚带电粒子的运动方向，改善薄膜均匀性及沉孔情况，还可以吸附溅射过程中产生的颗粒物，防止基板被污染破坏。

现有技术中，溅射环的结构包括环体和固定组件，环体与固定组件采用焊接的方法连接为一体形成溅射环组件，加工方法通常是将溅射环体内外径加工到成品尺寸后，在外圆面开槽后与固定组件焊接。环体内外径均已达到成品尺寸，环件厚度一般较薄，内无着力点且极易变形，因此，在焊接过程中需要良好的焊接环境及合适的工装及防护。

另外，溅射环体和固定组件的焊接一般采用束流比较集中、对环体其他部位影响较小的电子束焊接完成。溅射环焊接位置的背面，在焊接过程中常常因升温膨胀而与工装卡具紧紧卡在一起，造成拆卸困难而损伤环体表面的问题。

综上，如何防止薄壁环体变形，并解决溅射环的焊接位置背面在焊接过程中因升温膨胀而与工装卡具紧紧卡在一起而导致拆卸困难而损伤环体表面的问题，已经成为亟需研究的方向。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下技术方案：一种溅射环体和固定组件的电子束焊接工装，包括装夹底座300、紧固盖板400和紧固螺钉，其特征在于，所述装夹底座300包括下侧圆台、圆盘和上侧圆台，所述上侧圆台上对应溅射环体100焊接位置处开有凹槽，上侧圆台的外圆面与溅射环体100的内侧接触，所述下侧圆台通过三爪夹持将溅射环体100安装到焊接腔室中；通过所述紧固盖板400与所述紧固螺钉的配合对溅射环体100进行紧固。

优选的，所述下侧圆台的直径d1为200-250mm，高度h1为20-50mm。

优选的，所述上侧圆台高度h2为1.5-2mm，所述上侧圆台的直径根据溅射环体100的内径设计。

优选的，所述上侧圆台直径的尺寸与溅射环体100的内径尺寸相同，且直径公差为负公差。

优选的，所述圆盘的直径d3比上侧圆台直径d2与溅射环体100厚度之和大1-5mm，所述圆盘用于放置溅射环体100。

优选的，所述凹槽的宽度为固定组件200的底座直径的二倍。

优选的，所述上侧圆台的外侧均匀分布有螺纹孔，且所述螺纹孔与所述紧固螺钉相配合。

优选的，所述紧固盖板400上方设置有手持把手，所述紧固盖板400的外侧均匀分布通孔，且所述通孔的位置与所述螺纹孔位置对应。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

(1)通过设置紧固盖板和紧固螺钉，对物料进行加持紧固，防止薄壁环体变形；

(2)通过在装夹底座的上侧圆台上开设凹槽，防止溅射环的焊接位置背面在焊接过程中因升温膨胀而与工装卡具紧紧卡在一起，导致拆卸困难而损伤环体表面的问题，提高了生产效率及成品率。

应当意识到，本实用新型中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

附图说明

图1为本实用新型的一种溅射环体和固定组件的电子束焊接工装的装夹底座的后视图；

图2为本实用新型的一种溅射环体和固定组件的电子束焊接工装的装夹底座的主视图；

图3为本实用新型的一种溅射环体和固定组件的电子束焊接工装的装夹底座的右视图；

图4为本实用新型的一种溅射环体和固定组件的电子束焊接工装的紧固盖板的右视图；

图5为本实用新型的一种溅射环体和固定组件的电子束焊接工装的紧固盖板的主视图；

图6为本实用新型的一种溅射环体和固定组件的电子束焊接工装的焊接工装与溅射环体的装配示意图；

图7为本实用新型的一种溅射环体和固定组件的电子束焊接工装的焊接工装与溅射环体的装配立体示意图。

图中附图标记为：

100—溅射环体，200—固定组件，300—装夹底座，400—紧固盖板。

具体实施方式

为使本实用新型实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面通过参考附图描述的实施例以及方位性的词语均是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型的一个宽泛实施例中，参照图1-7，一种溅射环体和固定组件的电子束焊接工装，包括装夹底座300、紧固盖板400和紧固螺钉，所述装夹底座300包括下侧圆台、圆盘和上侧圆台，所述上侧圆台上对应溅射环体焊接位置处开有凹槽；通过所述紧固盖板400与所述紧固螺钉的配合对溅射环体100进行紧固。

优选的，所述下侧圆台通过三爪夹持将溅射环体安装到焊接腔室中，所述上侧圆台的外圆面与溅射环体100的内侧接触以用于支撑溅射环体100。

优选的，所述下侧圆台直径d1为200-250mm，高度h1为20-50mm，便于三爪夹持又不至于太笨重。

优选的，所述上侧圆台的外侧均匀分布有4个螺纹孔，且所述螺纹孔与所述紧固螺钉相配合。

优选的，所述上侧圆台的外圆面进行表面经打磨砂光处理以去除毛刺异物，保证其光滑洁净；溅射环体100是闭合的圆，其内外径均已到成品尺寸，且其表面洁净光滑。

优选的，所述凹槽的宽度为固定组件200底座直径的2倍；电子束焊接完毕后，会在环体内侧产生环状热影响区，环状热影响区直径约为底座直径的1.5倍，凹槽宽度的设置充分保证了环体受热膨胀后不会与工装紧紧卡在一起，又能有效支撑环内壁。

优选的，所述上侧圆台高度h2为1.5-2mm，可有效支撑并初步固定环体，所述上侧圆台的直径根据溅射环体100的内径设计。

优选的，所述上侧圆台直径的尺寸与溅射环体100的内径尺寸相同，且直径公差为负公差，确保溅射环体可顺利放置于上侧圆台外侧，但若上侧圆台直径明显小于溅射环体(100)的内径，则起不到支撑作用，环体易变形。

优选的，所述圆盘的直径d3比上侧圆台直径d2与溅射环体100厚度之和大1-5mm，所述圆盘用于放置溅射环体100，d3的直径设计确保溅射环体(100)完全置于圆盘上，不会悬空，若圆盘的直径d3小于上侧圆台直径d2与溅射环体(100)厚度之和，则溅射环体(100)在壁厚方向上会有部分悬空，导致固定不稳。

优选的，所述紧固盖板400上方设置有手持把手，所述紧固盖板400的外侧均匀分布4个通孔，且通孔的位置与螺纹孔位置一一对应。

下面结合附图，以铜溅射环的焊接工艺作为本实用新型的优选实施例，对本实用新型作进一步的详细说明。

参见附图6，本优选实施例中，提供了铜溅射环体和固定组件200，铜溅射环体上共焊接6个固定组件200，铜溅射环体是闭合的圆，且内外径均已到成品尺寸，表面洁净光滑。本优选实施例中，环体内径为378.35(0,+0.3)mm，外径为385.35(±0.3)mm，环体壁厚为3.5mm；单个组件的焊接区域直径约为27mm。

参见附图1-5，装夹底座300及紧固盖板400的示意图，其中下侧圆台直径d1＝230mm，高度h1＝50mm；上侧圆台直径d2＝378.35(-0.3,0)mm，高度h2＝2mm，且对应焊接的固定组件200的个数及位置，开了6个凹槽，凹槽宽度为50mm；上侧圆台与铜溅射环体接触面经打磨砂光去除毛刺异物；圆盘直径为d3的计算公式为：上侧圆台直径d2+溅射环体厚度+1mm。

工作时，将装夹底座300水平放置，使用洁净的无纺布和酒精将圆盘和上侧圆台擦拭干净，并用吹风机吹干；将初步固定的铜溅射铜环体组件放置在圆盘上，其内圆面由上侧圆台支撑，调整溅射环组件的位置，使焊接部位位于上侧圆台凹槽处；位置调整完毕后，盖上紧固盖板400，并通过4个紧固螺钉进行紧固，溅射环组件装配参见附图6和7。安装完毕后将溅射环组件放置在三爪上，通过三爪夹持下侧圆台，并置于电子束焊接腔室，准备焊接。

本实用新型公开的技术方案，也可用于如钽溅射环体、钛溅射环体与固定组件的焊接。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。