靶材绑定技术规范,绑定技术标准太死板?我用这些方法搞定复杂工况
靶材绑定这个活,说难也不难,说简单真不简单。刚进这个行当的时候,我也觉得这事无非就是把靶材和背板焊在一块,加热、压合,搞定收工。可真干起来,发现各种意想不到的问题不断冒头,尤其在批量产线上,容不得一点马虎,一错就全盘重来,成本蹭蹭往上爬。
我们公司主要做磁控溅射靶材和镀膜服务,这个绑定工艺几乎是每天都在碰的活儿。刚开始用的是标准钎焊流程,材料选的是Ag-Cu基合金,焊接温度设定在780℃,一切照着书本来的。第一批产品出来,表面完美,一测结合强度也够,大家都松了口气。谁知道两周后客户来电,说靶材镀了一半就掉了。我们赶紧查设备、看参数,最后一开靶材,发现问题根本不在设备,而是在焊层里,中心区域根本没焊实,像夹了一层空气似的。
后来我们分析,是升温太快,边界先融化,中间因为热传导滞后没跟上,结果中心浮着,钎料也没完全铺开。从那之后,我们干脆取消了单一升温曲线,改成多段程序,升到500℃先保温半小时,再继续升温到设定值。工时长了点,但成功率高了太多。
还有人问我背板怎么选?其实看数据表没用,热膨胀系数匹配只是基础。有次我们用了一块国产铜背板,从指标上看和Ta靶材很搭,可焊接之后不管怎么压合,中间总鼓一个包。后来用扫描电镜一看,铜板表面太光滑,钎料润湿不起来,铺不满。那之后我们全部加了一道预处理,喷砂到30微米粗糙度,有点像毛玻璃的那种感觉。只这一改,结合率提升了20%。
有一批靶材做的是镍铬合金,客户要求极高,一看背板接口不满就退货。当时急得我们直冒汗。后来查下来,是钎料粘度不够,升温太快流动性差,我们临时改成了低温银钎料,再加点压合助焊剂,才算救回来那一批货。
很多人不敢碰陶瓷靶,说焊接难,其实也不是完全没办法。我们试过氧化铝靶材用低温扩散焊结合,焊接温度控制在550℃左右,中间那层钎料必须极薄,最好是丝状银箔贴合,热压时间延长一些,反而比传统银焊稳定。特别注意陶瓷边缘的应力释放,要不然冷却的时候直接“啪”一声碎成四块,我亲手炸过两次,都快成心理阴影了。
还有一回,客户拿来一批进口靶材,边角是CNC加工过的圆角,那角度真精致,结果就是——钎料铺不满。我们拿回来一测,边缘结合强度直接拉胀。那之后我改了公司的工艺标准,哪怕是进口的材料,也必须二次预处理,边角要点焊固定或者刷锡膏填充,不能靠钎料自然填满。
我们现在的规范其实是一边干一边写出来的,早期版本只有两页纸,现在已经十几页了,每一条都不是拍脑袋写上去的,都是现场一手一脚试出来的。有时标准写了,操作员还是按自己习惯来,我们干脆装了炉内摄像,谁按错流程一看录像就知道是哪一步出问题。
温控其实是所有工艺里最重要的那块。你升温不均,哪怕前几分钟没问题,后面一放气,靶材中心就会拱。反过来降温也得慢,太快热胀冷缩直接拉裂。我们现在出炉从800降到室温,最少要8小时。急什么都不能急这一口气。
我见过很多企业一开始都想省事,钎料一涂直接压上去,省人工,也省时间。可真正投入到高功率、大面积靶材绑定的时候,就会知道这些省出来的环节,最后都会在成品率上还回来。少一层预处理,多一个裂纹点;升温曲线随意调一次,整批靶材可能就白做。
其实说穿了,靶材绑定不是靠一个所谓“通用流程”搞定的,它更像是一种动态判断。你要看材料、看炉子、看环境湿度、甚至看操作员那天有没有走神。有时候一个小动作,比如钎料放歪了一毫米,都会导致几千块钱的靶材白搭。
所以我一直觉得:写规范容易,执行难。真正把靶材绑定这事儿做明白,不光要靠经验,得靠直觉,有时候手感比仪器更准。
