一种泛半导体大型铝合金真空室高效高能束制造方法与流程

本发明涉及半导体装备制造，具体来说，涉及一种泛半导体大型铝合金真空室高效高能束制造方法。

背景技术：

1、泛半导体真空室是真空系统的一个核心部件，广泛应用于集成电路、光伏以及显示面板等行业的制造过程，其作用是为整个制造过程提供真空环境，用于去除空气中的水分和杂质，确保半导体器件的质量和稳定性。真空室室半导体材料和器件制造过程中的主要操作空间，需具有良好的密封性和高真空度。

2、传统的泛半导体大型铝合金真空室外围尺寸约为2500×2500×500mm，其制造方法主要室采用氩弧焊，由人工进行焊接。真空内侧角焊缝不开坡口，由氩弧焊一层层堆焊至焊脚尺寸15mm，真空室外侧对接焊缝开15mm深120°v形坡口，然后由氩弧焊人工进行一层层填充。该方法焊缝填充量大，焊接速度慢，焊接效率低，对氩弧焊操作工具有较高的要求，且焊接热输入高，焊接内应力及焊接变形大，易产生焊接裂纹等缺陷。往往需要两个焊工同时工作2～3天才能完成一个真空室的焊接。

3、因此，如何提高泛半导体大型铝合金真空室的制造效率，且保持其良好的密封性，降低生产成本具有较大的研究意义。

4、针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

1、针对相关技术中的问题，本发明提出一种泛半导体大型铝合金真空室高效高能束制造方法，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。

2、为此，本发明采用的具体技术方案如下：

3、一种泛半导体大型铝合金真空室高效高能束制造方法，该制造方法包括以下步骤：

4、s1、对真空室各部件进行开坡口处理，并采用氩弧焊对真空室各部件进行拼焊固定；

5、s2、采用氧乙炔火焰喷枪对真空室焊接区域进行预热，并采用脉冲激光清洗机对预热区进行激光清洗；

6、s3、采用激光-mig复合焊对真空室内侧及外侧进行深熔焊接；

7、s4、对焊接完成的真空室焊缝进行检验。

8、进一步的，所述对真空室各部件进行开坡口处理，并采用氩弧焊对真空室各部件进行拼焊固定中真空室内侧坡口为v形坡口，坡口角度为45度，深度为5mm；

9、真空室外侧坡口为v形坡口，坡口角度为90度，深度为5mm；

10、所述拼焊固定长度为2mm，间隔为200mm。

11、采用氩弧焊将真空室各个部件进行拼点固定，拼点位置为真空室外侧断续对接焊缝坡口内，拼点焊缝长度2mm，间距200mm，进而保证焊接内侧焊缝时不会因焊接变形导致外侧产生开口的现象。

12、进一步的，所述预热温度为100～120度；

13、所述激光清洗的激光功率为500w，频率为60hz。

14、进一步的，所述采用激光-mig复合焊对真空室内侧及外侧进行深熔焊接包括以下步骤：

15、s31、由机器人控制激光-mig复合焊，并将真空室焊接区吊装至变位机上；

16、s32、利用变位机调整真空室放置位置，在调整完成后对真空室内侧及外侧焊缝进行焊接。

17、进一步的，所述利用变位机调整真空室放置位置，在调整完成后对真空室内侧及外侧焊缝进行焊接包括以下步骤：

18、s321、通过变位机将真空室倾斜至45度，将真空室内侧焊缝调整至船形焊位置；

19、s322、通过激光-mig复合焊采用对称焊接方式先焊接真空室内侧第一道焊缝；

20、具体的，将真空室吊装至变位机上，先进行真空室内部角焊缝的焊接，利用变位机将真空室位置焊缝翻转至船形焊位置，采用激光功率为6000～8000w、焊机电流为220a、焊接速度为0.8m/min、焊丝直径为1.6mm，进行连续焊接，焊接一道。

21、采用对称焊接原则，利用变位机将其对边的焊接位置翻转至船形焊接位置，进行焊接，同理再焊接剩下的两边。

22、s323、在一道焊缝焊接完成后，利用变位机将真空室进行翻面，进行真空室外侧焊缝的焊接焊；

23、具体的，通过变位机将真空室翻转至外侧，进行外侧对接焊缝的焊接，焊接位置为平焊，采用对称焊接原则，同时激光-mig复合焊的激光功率为8000～10000w，焊接电流为240a，焊接速度为0.8m/min，焊丝直径为1.6mm，一次填充完成，熔深达为15mm。

24、s324、最后焊接真空室内侧第二道及第三道角焊缝。

25、具体的，将真空室翻转至内侧角焊缝船形焊接位置，采用对称焊接，进行内侧四道焊缝的第二道及第三道进行焊接。

26、其中，所述激光-mig复合焊在对真空室内侧进行焊接时焊缝为连续焊缝，激光-mig复合焊激光功率为6000～8000w、焊机电流为220a、焊接速度为0.8m/min、焊丝直径为1.6mm、焊缝熔深15mm、焊脚尺寸10mm。

27、所述激光-mig复合焊在对真空室外侧进行焊接时焊缝为100×100断续焊缝，激光-mig复合焊激光功率为8000～10000w、焊接速度为0.8m/min、焊缝熔深15mm。

28、焊接时采用激光-mig复合焊，由机器人控制，焊丝直径为1.6mm。真空室内侧角焊缝为连续焊缝，激光功率为6000～8000w，焊接速度为0.8m/min，焊接三道两层，焊缝熔深为15mm，焊脚尺寸为10mm；外侧对接焊缝为100×100断续焊缝，一层填充完成，激光功率为8000～10000w，焊接速度为0.8m/min，焊缝熔深为15mm。

29、真空室焊接顺序：先焊接内侧角焊缝第一道，采用对称焊接，即先焊完一边再焊接其对面的边，再焊接剩下的两边；再将工件翻面焊接真空室外侧的对接断续焊缝，采用对称焊接；再将工件翻面焊接真空室内侧角焊缝第二道及第三道焊缝，采用对称焊接。

30、进一步的，所述激光-mig复合焊在对真空室内侧进行焊接时焊缝为连续焊缝，激光-mig复合焊激光功率为6000～8000w、焊机电流为220a、焊接速度为0.8m/min、焊丝直径为1.6mm、焊缝熔深15mm、焊脚尺寸10mm。

31、进一步的，所述激光-mig复合焊在对真空室外侧进行焊接时焊缝为100×100断续焊缝，激光-mig复合焊激光功率为8000～10000w、焊接速度为0.8m/min、焊缝熔深为15mm。

32、进一步的，所述对焊接完成的真空室焊缝进行检验包括以下步骤：

33、s41、100％目视检测：检查焊接完成后焊缝是否存在裂纹、咬边缺陷。

34、s42、样件宏观腐蚀：将真空室焊缝截面进行打磨、抛光、腐蚀，观察测量焊缝熔深及焊脚尺寸；

35、s43、真空法氦气检漏试验：将真空室放置于氦检平台进行氦气检漏试验，对真空室抽真空达到1×10-3pa，真空室氦气泄漏率小于1×10-9mbar·l/s。

36、本发明的有益效果为：

37、1、本发明采用激光-mig复合焊工艺，焊前预热及激光清洗，可以满足大型铝合金真空室高效率、高密封性的焊接要求。

38、2、本发明先采用火焰喷枪对工件进行预热至100～120℃，预热的同时采用脉冲激光清洗机对预热区进行激光清洗，去除焊接区的水分油污等杂质，设置激脉冲激光清洗机光功率500w，频率60hz，之后采用激光-mig复合焊对真空室内侧及外侧进行深熔焊接，焊接速度可达0.6～0.8m/min，进而能够满足大型铝合金真空室的制造，极大提高制造效率，减少焊接变形。