[发明专利]200mm刻蚀腔体激光自熔焊接工艺

说明书

本发明涉及一种200mm刻蚀腔体激光自熔焊接工艺,焊接工艺的焊接顺序为先预焊，后焊接；预焊顺序为先预焊内圈焊缝，后预焊外圈焊缝，再预焊内圈焊缝；焊接顺序为先焊接内圈焊缝，后焊接外圈焊缝；焊接工艺参数为：焊接工艺：激光功率2.5～3KW；焊接速度：5～6.5m/min；保护气体：Ar，99.999％；组对间隙：小于0.05mm，离焦量‑7mm；气体流量：10～15L/min，激光头倾斜6～8°,保护气与工件距离12±1mm。本发明可以解决铝合金刻蚀真空反应腔体内镶磁铁零件焊接时，磁铁对电弧，电子束流的影响，因激光焊接不受磁场影响，并可以满足焊缝密封性，焊接强度等要求，外形美观，零件变形小，是此类零件焊接产品首选焊接工艺。

技术领域

本发明涉及IC装备(生产半导体器件、集成电路芯片和平板显示器的专用生产设备)制造业中刻蚀真空反应腔体磁铁零件特种焊接技术，是200mm铝合金刻蚀真空反应腔体，其内部放置磁铁形成均匀磁场，属于刻蚀腔体内核心零部件特种焊接技术。

背景技术

200mm内衬反应腔，是200mm晶圆刻蚀生产设备中核心零部件，因零件精度要求高，要求焊接十分精密，目前能满足此焊接要求首选电子束焊接，但因为零件内镶有磁铁，磁场对电子束会产生影响，这使得电子束焊接此类零件十分困难，因此用同样高能量密度的激光焊接代替电子束焊成为国内外首要研发课题，突破激光焊接代替电子束焊技术，不但可以打开国外市场，还可以促进国内IC装备产业的发展。

发明内容

本发明提供一种200mm刻蚀腔体激光自熔焊接工艺。

本发明采用的技术解决方案是：

一种200mm刻蚀腔体激光自熔焊接工艺,焊接工艺的焊接顺序为先预焊，后焊接；预焊顺序为先预焊内圈焊缝，后预焊外圈焊缝，再预焊内圈焊缝；焊接顺序为先焊接内圈焊缝，后焊接外圈焊缝；

焊接工艺参数为：

焊接工艺：激光功率2.5～3KW；焊接速度：5～6.5m/min；保护气体：Ar，99.999％；组对间隙：小于0.05mm，离焦量-7mm；气体流量：10～15L/min，激光头倾斜6～8°,保护气与工件距离12±1mm。

全过程为自动焊接，使用库卡机器人示教及编程，焊接工装为气动全自动工装，工装主要由内撑，外爪和上爪几部分构成。

具体步骤如下：

(1)焊前准备：按照美国应用材料清洗标准0250-20000,进行化学清洗、焊接过程及组装过程以及焊后处理在万级洁净间中进行，用0.05mm塞尺检验拼装间隙，要求拼装间隙小于0.05mm，盖板与主体接差小于0.10mm；

(2)预焊：预焊内圈焊缝时，利用工装缺口设计，均匀分段预焊，现将内侧焊缝预焊固定；然后抬起工装上压爪，预焊外圈焊缝，最后将内圈其余部分全部预焊；最终得到完整的预焊焊缝；

(3)道间检验：目视检验，所有焊缝是否完全预焊，有无焊接缺陷，并用百洁布进行焊道清理，准备进行焊接；

(4)盖板焊接：压爪压下，焊接内圈焊缝，压爪抬起，焊接外圈焊缝；

(5)完成氦测之后，使用振镜激光器焊接φ3.3mm氦测孔，使其完全密封。

本发明的有益效果是：

本发明可以打开IC装备零部件对国际技术的封锁，同样高能量密度的激光焊接代替电子束焊降低焊接成本，焊接灵活性和自动化程度更高，即解决了电子束受磁场影响的问题，又打破技术瓶颈，大力促进了国内IC装备产业的发展。

附图说明

图1-1为激光自熔焊接示意图之一。

图1-2为激光自熔焊接示意图之二。

图1-3为激光自熔焊接示意图之三。