專利名稱：一種靶材加工的工具的制作方法
技術領域：
本發明涉及半導體工藝領域，特別涉及一種靶材加工的工具。
背景技術：
在半導體工藝領域，靶材組件是由符合濺射性能的靶材和具有一定強度的背板相 結合而構成。其中，所述靶材可以由許多材料來制成，例如，銅、鋁、鈦等金屬材料，也可以由 合金材料制成，例如，銅合金、銅錳合金等。其中銅錳合金是一種常用的用于制作靶材的合 金材料。在制作靶材過程中，對靶材進行加工是非常重要的一個環節。在現有技術中，一般 是通過精加工車床對所述銅錳合金靶材進行包括磨孔、刻水槽等機械加工。其中，現有的精 加工車床上所使用的刀具通常包括前角和后角，所述前角決定刀具鋒利程度，后角決定刀 具與工件摩擦，為了使刀刃的強度不被削弱，通常后角較小(一般在15度左右)，這樣不但 可以防止車床運轉時，因為震動過大而對刀具穩定性產生的影響，而且可以延長刀具上刀 刃的使用壽命。但是，當使用后角較小的刀具在靶材上加工V形水槽時，很容易磨到靶材的 已加工表面，造成產品損傷，因此很難將水槽尺寸加工到位。另外，現有由于整圓的靶材通常無法完全放置于濺射反應容器內，進行等離子體 濺射工藝。因此，通常在制造水槽前先從毛坯材料上切割出形狀尺寸完全相同的至少三個 扇形結構靶材，然后再對所述扇形靶材進行水槽加工；然后將至少三個扇形結構靶材逐個 放入容器內，拼接成整圓的靶材。但是這樣會產生兩個問題一方面，由于是對所述至少三 個扇形結構靶材的水槽分別進行加工，因此當將它們拼接成一個整圓靶材時，所述各個水 槽之間可能因為一些尺寸上的誤差而不能完全配合；另一方面，所述各個扇形結構靶材之 間也可能由于邊緣尺寸上的誤差而不能完全配合。綜上所述，可以發現這些問題對于靶材加工的精度、效率產生一定的影響，但是目 前還沒有較好的技術方案來解決這些問題。

發明內容
本發明解決的問題是提供一種靶材加工工具，使得所述靶材上的水槽在整圓狀態 下能一次加工到位；待所述水槽以及其他各尺寸加工到位后保證所述靶材的精確分割。為解決上述問題，本發明提供了一種靶材加工工具，包括刀具，用于在靶材上加工 V型水槽，所述刀具包括刀片和與刀片連接的刀柄，所述刀片的后角由V型水槽夾角決定，V 型水槽夾角越大，后角越小，V型水槽夾角越小，后角越大。優選地，所述V型水槽夾角為60度時，所述刀片后角為30度。優選地，所述刀片的尺寸由水槽尺寸決定。優選地，所述刀片與所述刀柄為一體成型。優選地，所述刀片與所述刀柄之間通過連接件相連接。優選地，所述連接件為螺栓和螺孔、或螺釘、或卡槽和卡扣。
優選地，所述刀片的材料為硬質合金鎢鋼，刀柄的材料為45號鋼。另一方面，本發明還提供了一種靶材加工工具，包括基板，所述基板包含靶材承 載區和固定區；所述靶材承載區位于基板中央區域；所述固定區位于基板邊緣區域，用于 將基板固定于切割機臺上；所述靶材承載區內還包含切割定位部。優選地，所述切割定位部為中空，包括一個連通孔和至少三個走線槽。優選地，所述連通孔位于基板中間部分，所述走線槽由連通孔外周向外延伸，所述 連通孔與所述走線槽之間相互連通。優選地，所述各走線槽的中線的延長線相交于所述連通孔的中心。優選地，相鄰兩走線槽之間的夾角均相等。優選地，所述走線槽的形狀為矩形或菱形。優選地，所述連通孔的形狀為方形或圓形。 優選地，所述靶材承載區內還包括若干個承載件，其用于固定所述靶材。優選地，所述承載件是螺紋孔與螺栓組合，或螺栓與螺母組合。優選地，所述靶材承載區內還包括一個定位銷，所述定位銷用于防止所述靶材在 靶材承載區的定位錯誤。優選地，所述固定區由所述基板邊緣處的若干個定位孔構成，用于將所述基板固 定于切割機臺上。優選地，所述切割機臺是慢走絲線切割機臺。與現有技術相比，本發明具有以下優點首先，通過改裝現有的車床刀具，使所述 刀具的刀片后角增大到30度，使其在加工整圓狀態下所述靶材的V形水槽時不會碰到已經 加工的表面。其中所述刀片的后角由V型水槽夾角決定，V型水槽夾角越大，后角越小，V型 水槽夾角越小，后角越大。另一方面，通過設計一種基板來裝夾所述整圓靶材，其中所述基板包含靶材承載 區和固定區；所述靶材承載區位于基板中央區域；所述固定區位于基板邊緣區域，用于將 基板固定于切割機臺上；所述靶材承載區內還包含切割定位部。通過所述基板可以將所述 整圓靶材固定在切割機上，并在所述基板上設置相應的切割定位部，使得所述整圓靶材能 夠切割成所需形狀結構的靶材。


圖1是本發明所述一種靶材加工工具中所使用的刀具的結構示意圖；圖2是本發明所述一種靶材加工工具中所使用的基板的正面結構示意圖；圖3是通過使用本發明所述一種靶材加工工具完成對所述整圓靶材加工后的效 果圖。
具體實施例方式發明人發現在現有的對靶材進行加工時，所使用的精加工車床的刀具后角一般較 小(通常在15度左右)，這樣雖然可以防止當車床震動過大時對刀具穩定性的影響，同時 也可以延長刀刃的使用壽命。但是，當使用這種刀具加工靶材上的水槽時，由于刀具的后角 較小，可能會磨到已加工的表面。尤其在加工V形水槽的底部位置時，就會磨蹭到附近水槽壁，從而造成靶材的損傷。因此，當使用后角較小的刀具時，常常很難將所述靶材上的水槽 尺寸加工到位。另一方面，由于整圓的靶材通常無法完全放置于濺射反應容器內，進行等離 子體濺射工藝。因此，通常在制造水槽前先從毛坯材料上切割出形狀尺寸完全相同的至少 三個扇形結構靶材，然后再對所述扇形靶材進行水槽加工；然后將至少三個扇形結構靶材 逐個放入容器內，拼接成整圓的靶材。但是，由于是對所述至少三個扇形結構靶材的水槽分 別進行加工，因此當將它們拼接成一個整圓靶材時，所述各個水槽之間可能因為一些尺寸 上的誤差而不能完全配合；此外所述各個扇形結構靶材之間也可能由于邊緣尺寸上的誤差 而不能完全配合。針對上述這些問題，本發明提供了一種用于靶材加工工具，包括刀具，用于在靶材 上加工V型水槽，所述刀具包括刀片和與刀片連接的刀柄。在現有刀具的基礎上，通過磨大 所述刀片的后角使得所述刀具在加工V型水槽時不會摩擦到已加工的表面。另一方面，還 提供了一個用于裝夾所述靶材的基板，所述基板包含靶材承載區和固定區；所述靶材承載 區位于基板中央區域；所述固定區位于基板邊緣區域，用于將基板固定于切割機臺上。進 一步地，所述靶材承載區內還包含切割定位部，其可以根據需求使切割機準確地切割所述 整圓靶材。綜上所述，通過使用本發明所述的一種靶材加工工具，可以實現對整圓靶材上的 V型水槽一次加工到位，提高了生產效率，同時通過本發明所述的基板可以在對所述整圓靶 材進行切割時合理地定位裝夾。為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更為明顯易懂，下面結合附圖對本發明 的具體實施方式
做詳細的說明。需要說明的是，本發明描述的實施例中所述靶材是以銅錳合金靶材為例進行描 述，在實際應用中，本發明所述的靶材加工工具也可以應用于其他材質的靶材，例如銅鋁合 金靶材等，這并不影響本發明的實質，在此不予贅述。本領域技術人員理解，通常對靶材的機械加工是通過車床來完成的。具體地，所述 加工流程大致如下首先將所述待加工的靶材裝夾在車床的卡盤上，然后調整刀具的位置， 利用所述車床上的進給箱使刀片進給到合適的加工位置，接著啟動車床對所述靶材進行加 工。在本發明中，所述加工過程主要是在所述整圓靶材上加工V型水槽，其中所述各個V型 水槽位于所述整圓靶材的表面，并且與所述整圓靶材呈同心圓環。進一步地，本發明使用的刀具是在現有刀具的基礎上進行改進，主要是通過將所 述刀具的刀片后角磨大，使其在加工所述V型水槽時不會磨到已加工的表面。例如，當所述 刀具加工V型水槽的底部時，增大刀片的后角可以防止所述刀具摩擦到所述V型水槽的側壁。實施例一具體地，參考如圖1所示的本發明所使用的刀具結構示意圖。如圖1所 示，所述刀具主要由刀柄11和刀片12構成，所述刀柄11可以由45號鋼(含碳成分0. 45% 左右)制成，所述刀片12可以由硬質合金鎢鋼制成。進一步地，其中所述刀片12和所述刀 柄11之間的連接方式可以有多種形式。例如，所述刀片12和所述刀柄11可以是一體成型 的；又例如，所述刀片12可以通過連接件與所述刀柄11相連接。具體地，在本實施例的一 個優選方式中，例如所述刀片12可以通過螺釘與所述刀柄11相連接。又例如，所述刀片12 還可以通過螺栓和與之相匹配的螺孔來固定在所述刀柄11上。又例如，在所述刀柄11上還 可以通過設置一個卡槽，并提供相匹配的卡扣來將所述刀片12固定在所述刀柄11上。所述刀片12優選地固定在所述刀柄11的前端，并且所述刀片12的尺寸可以根據需要加工的 水槽的尺寸來決定。進一步地，通過采用現有的自磨刀具的方法磨所述刀具的刀片后角，例 如可以通過專用的磨刀機來磨削所述刀具的刀片后角。其中，所述后角即是所述刀片12與 切削平面間的夾角，通常所述刀具的后角較小，一般在15度左右。本領域技術人員理解，如 果增大所述刀具的后角，則刀片12刃口的強度降低。因此在實際應用中，所述刀具的刀片 后角大小需要調整到一個合適的角度，既能夠滿足在加工過程中，所述刀具不會磨到靶材 上已加工的表面，同時又能夠保證刀片12刃口的強度。在本實施例的一個優選方式中，如 圖3所示，所述整圓靶材3上包括若干個V型水槽311，其中所述各個V型水槽311與所述 整圓靶材3呈同心圓環，并且所述V型水槽311的開口角度為60度，所述V型水槽311間 還設有若干個圓孔312。本領域技術人員理解，由于實際需要所述靶材的V型水槽夾角設 定為60度，因此在本實施中將所述刀具的刀片12的后角增大到30度(即圖1中β為30 度)。通過實際操作發現，當所述刀片后角為30度時能夠達到防止刀具摩擦到已加工表面 的效果。進一步地，當使用刀具加工靶材上的V型水槽時，所述刀具的刀片后角的大小由V 型水槽夾角決定，V型水槽夾角越大，所述刀片的后角越小；V型水槽夾角越小，所述刀片的 后角越大。本領域技術人員可以針對待加工靶材上不同開口夾角的V型水槽來相應地改變 所述后角的大小，但是同時也必須考慮所述刀具刀片的強度等因素。此外，通過所述刀具還可以對所述靶材其他各個尺寸進行加工。具體地，例如，可 以通過所述刀具切割所述靶材的余量，使其符合實際需求的尺寸。又例如，還可以通過所述 刀具對所述靶材表面進行磨孔、切邊等其他機械加工操作，這并不影響本發明的實質，在此 不予贅述。。實施例二 根據實施例一所述，使用圖1所示的刀具，可以對所述整圓靶材上的V 型水槽以及其他各尺寸加工到位。進一步地，再使用本發明所述的基板對所述整圓的靶材 進行裝夾定位，從而便于后續對所述靶材的切割。具體地，參考圖2所示的基板的正面結構示意圖。具體地，如圖2所示，所述基板 2的正面包括固定區21和靶材承載區22。其中所述固定區21是由若干個定位孔組成(圖 2中為三個)，用于將所述基板2固定于切割機臺(圖2中未示出)上。本領域技術人員理 解，在實際應用中，可以通過所述定位孔確定正確的加工位置，然后通過用高精度觸頭打表 儀打表，接著用壓板將所述基板2固定在切割機加工平臺上。所述靶材承載區22位于所述 基板2的中央區域，包括若干個承載點、定位銷222以及切割定位部223。其中，本領域技術 人員可以提供與所述承載點相匹配的連接件來固定所述靶材。優選地，如圖2中所示，所述 承載點是若干個螺紋孔221 (圖2中所示為六個)、相應地，可以提供與所述螺紋孔221相匹 配的螺絲來配合所述螺紋孔221用于固定所述靶材。所述定位銷222用于防止所述靶材在 靶材承載區的定位錯誤，例如在加工內部形狀較為復雜的靶材時，為防止所述靶材定位角 度錯誤，在某一特定的位置上可以通過使用所述定位銷222來防止靶材的錯誤定位。進一步地，由于在本發明中需要將所述整圓的靶材切割成三片形狀尺寸完全相同 的扇形結構靶材，因此在本實施例中，如圖2所示，所述切割定位部223是中空的，即所述切 割定位部223貫穿于所述基板2。具體地，所述切割定位部223包括一個連通孔和三個走線 槽。其中所述連通孔是圓形孔，位于所述基板2的中間部分，所述走線槽是矩形孔，并由所述連通孔外周向外延伸，并與所述連通孔之間相互連通。進一步地，所述三個走線槽的中線 的延長線相交于所述連通孔的中心，并且所述相鄰兩個走線槽之間的夾角相等(在本實施 例中所述夾角為120度)。進一步地，圖2所示的是所述基板的正面結構，而所述基板2的 背面結構與其正面結構相對應，并且所述基板具有一定厚度，所述厚度值可以根據實際需 求來設定，這并不影響本發明的實質，在此不予贅述。然后，當使用如圖2所示的基板來裝夾所述整圓靶材時，首先將所述基板2置于所 述靶材之上，并使所述靶材位于所述基板2的靶材承載區22內，進一步地，使所述靶材承 載區22上的若干個螺紋孔221 (如圖2所示為六個所述螺紋孔)與所述銅錳合金靶材上 的螺紋孔相對應放置，然后通過使用與所述螺紋孔221相匹配的螺絲與之配合來固定所述 靶材。接著，通過所述基板2上固定區21將所述基板2固定在相應的切割機臺上，如圖2 所示，所述固定區21包括位于所述基板2邊緣的三個定位孔。需要說明的是，在本發明所 述的實施例中，所述切割機臺為慢走絲線切割機，其中所述慢走絲線切割機是通過鉬絲電 極產生的電火花線對所述靶材進行切割，其具體的工作原理可以參考現有技術中相關的描 述，在此不予贅述。進一步地，參考如圖3所示的通過使用本發明所述一種靶材加工的工具完成對所 述整圓靶材加工后的效果圖。具體地，首先，通過在車床上使用如圖1所示的刀具對所述整 圓靶材進行加工后，如圖3所示，所述整圓靶材3上包括若干個V型水槽311，其中所述各個 V型水槽311與所述整圓靶材3呈同心圓環，并且所述V型水槽311的開口角度為60度。 通過所述刀具還可以對若干個位于所述V型水槽311間的圓孔312進行加工，本領域技術 人員還可以根據對所述靶材的具體設計要求，使用本發明所述刀具對所述靶材進行各種加 工工藝，在此不予贅述。然后，再通過如圖2所示的基板2對所述靶材3進行合理地定位裝夾，其具體裝夾 過程可以參考圖2所描述的實施方式，在此不予贅述。進一步地，在完成對所述靶材3的裝 夾后，本發明是通過慢走絲線切割的方法對所述整圓靶材3進行切割。在切割過程中，所述 慢走絲線切割是通過鉬絲電極產生的電火花線沿著所述基板2的切割定位部223上的三個 矩形孔的中線位置對所述整圓靶材3進行切割。最終將所述整圓靶材3切割成大小尺寸完 全相同的三片扇形的銅錳合金靶材，如圖3中所示的扇形結構靶材31、扇形結構靶材32以 及扇形結構靶材33，其中所述三片扇形靶材的圓心角均為120度。在所述實施例二的一個變化例中，所述基板2上的切割定位部223并不局限于如 圖2所示的形狀。例如，所述連通孔還可以是方形孔，所述走線槽還可以是菱形孔，這并不 影響本發明的實質，在此不予贅述。又例如，針對圖2所述的實施例，所述切割定位部也可 以只由三個走線槽(假設所述走線槽為矩形)組成，其中所述三個走線槽的中線相較于所 述基板的中心，并且所述相鄰兩走線槽之間的夾角均為120度。通過使用這樣的切割定位 部也能實現本發明所述的將整圓靶材切割成三片大小尺寸相同的扇形結構靶材，其中所述 扇形結構靶材的圓心角為120度。進一步地，還可以根據不同的靶材切割要求來變化所述基板上切割定位部的形狀 結構。例如，當需要將所述整圓靶材切割成圓心角為90度的扇形結構靶材時，相應地，所述 切割定位部可以由四個走線槽組成，其中所述四個走線槽的中線相較于所述基板的中心， 并且所述四個走線槽的任意相鄰兩條中線的夾角為90度。又例如，當需要將所述整圓靶材切割成圓心角為60度的扇形結構靶材時，相應地，所述切割定位部可以由六個走線槽組 成，其中所述六個走線槽的中線相較于所述基板的中心，并且所述六個走線槽的任意相鄰 兩條中線的夾角為60度。本領域技術人員理解，這樣相類似的變化例并不影響本發明的實 質，在此不予贅述。 本發明雖然已以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本發明，任何本領域 技術人員在不脫離本發明的精神和范圍內，都可以利用上述揭示的方法和技術內容對本發 明技術方案做出可能的變動和修改，因此，凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明 的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化及修飾，均屬于本發明技術方案 的保護范圍。
權利要求
1.一種靶材加工工具，包括刀具，用于在靶材上加工V型水槽，所述刀具包括刀片和與 刀片連接的刀柄，其特征在于，所述刀片的后角由V型水槽夾角決定，V型水槽夾角越大，后 角越小，V型水槽夾角越小，后角越大。
2.根據權利要求1所述靶材加工工具，其特征在于，所述V型水槽夾角為60度時，所述 刀片后角為30度。
3.根據權利要求2所述靶材加工工具，其特征在于，所述刀片的尺寸由水槽尺寸決定。
4.根據權利要求1所述靶材加工工具，其特征在于，所述刀片與所述刀柄為一體成型。
5.根據權利要求1所述靶材加工工具，其特征在于，所述刀片與所述刀柄之間通過連 接件相連接。
6.根據權利要求5所述靶材加工工具，其特征在于，所述連接件為螺栓和螺孔、或螺 釘、或卡槽和卡扣。
7.根據權利要求1所述靶材加工工具，其特征在于，所述刀片的材料為硬質合金鎢鋼， 刀柄的材料為45號鋼。
8.—種靶材加工工具，其特征在于，包括基板，所述基板包含靶材承載區和固定區； 所述靶材承載區位于基板中央區域；所述固定區位于基板邊緣區域，用于將基板固定于切 割機臺上；所述靶材承載區內還包含切割定位部。
9.根據權利要求8所述靶材加工工具，其特征在于，所述切割定位部為中空，包括一個 連通孔和至少三個走線槽。
10.根據權利要求9所述靶材加工工具，其特征在于，所述連通孔位于基板中間部分， 所述走線槽由連通孔外周向外延伸，所述連通孔與所述走線槽之間相互連通。
11.根據權利要求10所述靶材加工工具，其特征在于，所述各走線槽的中線的延長線 相交于所述連通孔的中心。
12.根據權利要求11所述靶材加工工具，其特征在于，相鄰兩走線槽之間的夾角均相寸。
13.根據權利要求12所述靶材加工工具，其特征在于，所述走線槽的形狀為矩形或菱形。
14.根據權利要求11所述靶材加工工具，其特征在于，所述連通孔的形狀為方形或圓形。
15.根據權利要求8所述靶材加工工具，其特征在于，所述靶材承載區內還包括若干個 承載件，其用于固定所述靶材。
16.根據權利要求15所述靶材加工工具，其特征在于，所述承載件是螺紋孔與螺栓組 合，或螺栓與螺母組合。
17.根據權利要求8所述靶材加工工具，其特征在于，所述靶材承載區內還包括一個定 位銷，所述定位銷用于防止所述靶材在靶材承載區的定位錯誤。
18.根據權利要求8所述靶材加工工具，其特征在于，所述固定區由所述基板邊緣處的 若干個定位孔構成，用于將所述基板固定于切割機臺上。
19.根據權利要求8所述靶材加工工具，其特征在于，所述切割機臺是慢走絲線切割機臺。
全文摘要
本發明提供了一種靶材加工工具，包括刀具，用于在靶材上加工V型水槽，所述刀具包括刀片和與刀片連接的刀柄，所述刀片的后角由V型水槽夾角決定。另一方面，本發明還提供了基板，所述基板用于在對所述靶材切割時對其進行定位裝夾，所述基板包含靶材承載區和固定區；所述靶材承載區位于基板中央區域；所述固定區位于基板邊緣區域，用于將基板固定于切割機臺上；所述靶材承載區內還包含切割定位部。本發明旨在通過增大刀具的后角，使所述刀具對整圓靶材加工V型水槽時，不會磨到已加工的表面，并在對所述整圓靶材進行切割時，采用所述基板合理定位裝夾所述整圓的銅錳合金靶材，提高了定位精度，最終保證了產品尺寸的精確性。
文檔編號B23H7/02GK102091796SQ20101060309
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月23日 優先權日2010年12月23日
發明者姚力軍, 潘杰, 王學澤, 袁錦澤 申請人:寧波江豐電子材料有限公司