CN201979187U - 焊接靶材与背板的快速感应钎焊装置 - Google Patents
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Abstract
一种焊接靶材与背板的快速感应钎焊装置，包括：感应线圈，用于产生交变电磁场，所述感应线圈用以加热待钎焊靶材、背板及靶材与背板之间的焊料，所述感应线圈上设置有两接头；冷却装置，用于在焊料融化后，对所述靶材与背板之间的焊料进行冷却，所述冷却装置位于所述待钎焊靶材与所述背板下；高频电源装置，用于向所述感应线圈提供高频电流，所述高频电源装置设置有两接头，所述两接头与所述感应线圈两接头通过引线分别电连接。通过采用高频交流感应线圈，利用高频电流变化产生强电磁场变化，使得靶材、背板及靶材与背板之间的焊料产生巨大涡流从而受热达到焊料熔点，采用本实用新型的技术方案，可以进行大批量焊接，同时焊接效果较好且省电。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种钎焊装置，尤其涉及一种焊接靶材与背板的快速感应钎焊装置。
背景技术
在大规模集成电路制造中，一般通过物理气相沉积溅射靶材方法在硅片上形成一层金属薄膜。靶材在溅射过程中通常和背板通过焊料焊接起来形成溅射靶材组件。所述背板在所述靶材组件组装及溅射过程中起到支撑及传导热量的作用。
钎焊方法为靶材与背板焊接常用的方法，其原理是将工件放在加热平板上，达到一定温度后，将焊料放置在靶材与背板中间，待焊料融化后，在一定的压力下，保持一段时间，将两者焊接在一起。
许多材料可以用来制作靶材，较有代表性的是使用高纯铝及铝合金，所述高纯铝为至少99.99％(4N)纯度的铝，并且优选至少99.9999％(5N)纯度，百分数为原子百分数。而在例如使用磁控溅射方法溅射高纯铝及铝合金靶材过程中，所述靶材需要使用强度较高且导热性高、导电性高的铜或铜合金作为背板材料，并将所述高纯铝及铝合金材料和背板材料焊接在一起才能加工成半导体集成电路所需的靶材组件。
目前国内高纯度铝和铝合金与铜或铜合金钎焊，热源采用加热板，例如，公开号CN1986133A的中国专利文献中就公布了一种这样的加热方式，但是，采用此种加热板的焊接方式，升温速度慢且耗电，难以实现大批量生产。
因此在工业化规模生产方面，需要开发一种新的利用加热板提供热源进行焊接的替代装置，以达到快速简单加热焊接材料的目的。
实用新型内容
本实用新型解决的问题是提供一种新的钎焊装置，以达到快速加热焊接材料的目的。
为解决上述问题，本实用新型提供一种焊接靶材与背板的快速感应钎焊装置，包括：感应线圈，用于产生交变电磁场，所述感应线圈用以加热待钎焊靶材，背板及靶材与背板之间的焊料，所述感应线圈上设置有两接头；冷却装置，用于在焊料融化后，对所述靶材与所述背板之间的焊料进行冷却，所述冷却装置位于所述待钎焊靶材与所述背板下；高频电源装置，用于向所述感应线圈提供高频电流，所述高频电源装置设置有两接头，所述两接头与所述感应线圈两接头通过引线分别电连接。
可选地，还包括加压装置，用于向待钎焊靶材施加压力，以使所述靶材与所述背板密切结合，所述加压装置位于所述待钎焊靶材与所述背板上。
可选地，所述加压装置为气压装置。
可选地，所述靶材与加压装置之间设置垫块，所述垫块用以均衡加压装置施加在靶材与背板上的压力。
可选地，所述冷却装置为金属或金属合金平板，所述金属或金属合金平板内设置有装冷却液用管道。
可选地，所述感应线圈至少一匝。
可选地，所述靶材与背板为高纯铝及铝合金靶铜背板，所述感应线圈为5到50匝串联。
可选地，所述感应线圈形状与所述待钎焊靶材与背板形状一致，平面方向尺寸不小于所述待钎焊靶材与背板尺寸。
可选地，所述靶材与背板为圆形，所述感应线圈为环形。
可选地，所述冷却装置，所述待钎焊靶材与背板与所述感应线圈，两两平行。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：通过采用高频交流感应线圈，利用高频电流变化产生强电磁场变化，使得靶材、背板及靶材与背板之间的焊料因强磁场变化产生巨大涡流从而受热，达到焊料熔点，使所述焊料熔化，采用本实用新型的技术方案，可以进行大批量焊接，同时焊接效果较好且省电。
附图说明
图1是本实用新型快速感应钎焊装置原理示意图；
图2是本实用新型待钎焊圆形高纯铝靶铜背板钎焊过程装置结构示意图。
具体实施方式
本实用新型通过采用高频交流感应线圈，利用高频电流变化产生强电磁场变化，使得靶材和背板之间的焊料因强磁场变化产生巨大涡流从而受热，达到焊料熔点，使所述焊料熔化，采用本发明的技术方案，可以进行大批量焊接，尤其对于高纯铝或铝合金与铜或铜合金背板，同时焊接效果较好且省电。
以下通过附图对本实用新型的具体实施例做更具体说明。
图1给出本实用新型快速感应钎焊装置原理示意图，具体包括：
高频电流线圈12，用于产生交变电磁场，所述高频电流线圈12内放置有导体13，所述高频电流线圈12具有两条引线121和122；
高频发生器11，用于向高频电流线圈12的两条引线121和122施加电流信号。
上述高频感应加热是一种非接触加热方法，原理如下：当在通有高频电流的线圈12中放置导体13时，该导体因电磁感应现象而发热，当靶材与背板为所述导体时，可以发热达到焊料熔点，所述焊料熔化从而起到焊接作用。
基于上述原理，本实用新型发明人提出了一种新型的焊接靶材与背板的快速感应钎焊装置，包括：
感应线圈，用于产生交变电磁场，所述感应线圈用以加热待钎焊靶材，背板及靶材与背板之间的焊料，所述感应线圈上设置有两接头；
冷却装置，用于在焊料融化后，对所述靶材与所述背板之间的焊料进行冷却，所述冷却装置位于所述待钎焊靶材与所述背板下；
高频电源装置，用于向所述感应线圈提供高频电流，所述高频电源装置设置有两接头，所述两接头与所述感应线圈两接头通过引线分别电连接。
进一步优化地，还包括加压装置，用于向待钎焊靶材施加压力，以使所述靶材与所述背板密切结合，所述加压装置位于所述待钎焊靶材与所述背板上。
进一步优化地，所述加压装置为气压装置。
进一步优化地，所述靶材与加压装置之间设置垫块，所述垫块用以均衡加压装置施加在靶材与背板上的压力。
进一步优化地，所述冷却装置为金属或金属合金平板，所述金属或金属合金平板内设置有装冷却液用管道。
进一步优化地，所述感应线圈至少一匝。
进一步优化地，所述靶材与背板为高纯铝及铝合金靶铜背板，所述感应线圈为5到50匝串联。
进一步优化地，所述感应线圈形状与所述待钎焊靶材与背板形状一致，平面方向尺寸不小于所述待钎焊靶材与背板尺寸。
进一步优化地，所述靶材与背板为圆形，所述感应线圈为环形。
进一步优化地，所述冷却装置，所述待钎焊靶材与背板与所述感应线圈，两两平行。
以圆形高纯铝靶材、圆形铜背板锡焊料为例，图2简明示出了快速感应钎焊装置的结构，包括：
感应线圈211，材料为铜，用于产生交变电磁场，所述感应线圈211用以加热待钎焊靶材231与背板233之间的焊料232，所述感应线圈211上设置有两接头(图中未示出)；
冷却装置，用于在焊料融化后，对所述高纯铝靶材231与所述铜背板233之间的锡焊料232进行冷却，所述冷却装置位于所述待钎焊高纯铝靶材231与所述铜背板233下；
高频电源装置，具体为高频发生器22，所述高频发生器22用于向所述感应线圈提供高频电流，所述高频发生器22设置有两接头(图中未示出)，所述两接头与所述感应线圈211两接头通过引线分别电连接。
所述快速感应钎焊装置可以设置加热室外壳21，用以对感应线圈进行电磁屏蔽；所述感应线圈211及冷却装置设置在所述加热室内，所述高频发生器22设置在加热室外壳21外。
进一步优化地，还包括加压装置，所述加压装置用于向待钎焊高纯铝靶材231施加压力，以使高纯铝靶材231与所述铜背板233密切结合。
进一步优化地，所述加压装置为气压装置213，压力不超过1Mpa。
进一步优化地，所述靶材231与气压装置213之间设置有垫块214，所述垫块214用以均衡加压装置施加在高纯铝靶材铜背板上的压力。
进一步优化地，所述冷却装置为金属或金属合金平板212，所述金属或金属合金平板内设置有用于装冷却液用的管道，进一步优化地，所述冷却液为循环水。
进一步优化地，所述感应线圈至少一匝。进一步优化，所述感应线圈为25匝串联。
进一步优化地，所述感应线圈为环形，平面方向单边距离所述待钎焊靶材与背板10-20毫米。
进一步优化地，所述金属或金属合金平板212，所述待钎焊靶材231与背板233与所述感应线圈211，两两平行。
进一步优化地，所述引线215与216周围包裹非磁性金属屏蔽套(图中未示出)。
进一步优化地，所述两引线之间设置绝缘耐高温材料与屏蔽套隔开(图中未示出)。
下面给上述圆形高纯铝靶材、圆形铜背板锡焊料进行钎焊的方法，具体包括：工作时，待钎焊圆形高纯铝靶231与圆形铜背板233中间铺一层锡焊料232；启动高频发生器22，高频大电流流向被绕制成的环状加热线圈211，由于变化的电流产生强磁场，磁束贯通整个高纯铝靶材与铜背板，在所述高纯铝靶材与铜背板金属内部产生方向与加热电流相反的强涡电流。由于所述高纯铝与铜金属存在电阻，由此产生焦耳热，使待钎焊组件温度达到250-300度，所述焊料熔化，同时在气压装置，0.5MPa的压力下，通过垫块214均衡压力，保持30秒，将两种金属焊接在一起。所述引线周围包裹的非磁性金属屏蔽套防止感应线圈通电过程中漏电漏磁。所述两引线之间设置的绝缘高温材料延长线圈的使用寿命，防止短路。
钎焊过程结束后，启动金属或金属合金平板212内水循环，冷水从进水口2121进入热的冷却平板，循环一周，带走热量的热水从出水口2122流出，如此循环，对高纯铝靶材与铜背板进行冷却。
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)
1.一种焊接靶材与背板的快速感应钎焊装置，其特征在于，包括：
感应线圈，用于产生交变电磁场，所述感应线圈用以加热待钎焊靶材、背板及靶材与背板之间的焊料，所述感应线圈上设置有两接头；
冷却装置，用于在焊料融化后，对所述靶材与所述背板之间的焊料进行冷却，所述冷却装置位于所述待钎焊靶材与所述背板下；
高频电源装置，用于向所述感应线圈提供高频电流，所述高频电源装置设置有两接头，所述两接头与所述感应线圈两接头通过引线分别电连接。
2.根据权利要求1所述的焊接靶材与背板的快速感应钎焊装置，其特征在于，还包括加压装置，用于向待钎焊靶材施加压力，以使所述靶材与所述背板密切结合，所述加压装置位于所述待钎焊靶材与所述背板上。
3.根据权利要求2所述的焊接靶材与背板的快速感应钎焊装置，其特征在于，所述加压装置为气压装置。
4.根据权利要求2所述的焊接靶材与背板的快速感应钎焊装置，其特征在于，所述靶材与加压装置之间设置垫块，所述垫块用以均衡加压装置施加在靶材与背板上的压力。
5.根据权利要求1所述的焊接靶材与背板的快速感应钎焊装置，其特征在于，所述冷却装置为金属或金属合金平板，所述金属或金属合金平板内设置有装冷却液用管道。
6.根据权利要求1所述的焊接靶材与背板的快速感应钎焊装置，其特征在于，所述感应线圈至少一匝。
7.根据权利要求6所述的焊接靶材与背板的快速感应钎焊装置，其特征在于，所述靶材与背板为高纯铝及铝合金靶铜背板，所述感应线圈为5到50匝串联。
8.根据权利要求1所述的焊接靶材与背板的快速感应钎焊装置，其特征在于，所述感应线圈形状与所述待钎焊靶材与背板形状一致，平面方向尺寸不小于所述待钎焊靶材与背板尺寸。
9.根据权利要求1所述的焊接靶材与背板的快速感应钎焊装置，其特征在于，所述靶材与背板为圆形，所述感应线圈为环形。
10.根据权利要求1所述的焊接靶材与背板的快速感应钎焊装置，其特征在于，所述冷却装置，所述待钎焊靶材与背板与所述感应线圈，两两平行。
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|---|---|---|---|---|
| WO2012100476A1 (zh) * | 2011-01-26 | 2012-08-02 | 宁波江丰电子材料有限公司 | 靶材与背板的焊接方法 |
| CN103192152A (zh) * | 2012-01-09 | 2013-07-10 | 日立金属株式会社 | 接合装置 |
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2011
- 2011-01-26 CN CN201120025792XU patent/CN201979187U/zh not_active Expired - Lifetime
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