(高清版)GBT 39163-2020 靶材與背板結(jié)合強(qiáng)度測試方法

靶材與背板結(jié)合強(qiáng)度測試方法Testmethodsofthebondingstrengthfortarget-backingplateassemblies國家市場監(jiān)督管理總局國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會IGB/T39163—2020本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。本標(biāo)準(zhǔn)由中國有色金屬工業(yè)協(xié)會提出。本標(biāo)準(zhǔn)由全國有色金屬標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC243)歸口。本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：有研億金新材料有限公司、有色金屬技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究院、寧波江豐電子材料股份有限公司、山東淄博漢能薄膜太陽能有限公司、貴研鉑業(yè)股份有限公司。1GB/T39163—2020靶材與背板結(jié)合強(qiáng)度測試方法本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了靶材與背板結(jié)合強(qiáng)度測試方法。本標(biāo)準(zhǔn)適用于微電子領(lǐng)域鍍膜用靶材與背板結(jié)合強(qiáng)度測試方法。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文GB/T228.1—2010金屬材料拉伸試驗(yàn)第1部分：室溫試驗(yàn)方法GB/T228.2金屬材料拉伸試驗(yàn)第2部分：高溫試驗(yàn)方法GB/T8170數(shù)值修約規(guī)則與極限數(shù)值的表示和判定GB/T10623金屬材料力學(xué)性能試驗(yàn)術(shù)語GB/T16825.1靜力單軸試驗(yàn)機(jī)的檢驗(yàn)第1部分：拉力和(或)壓力試驗(yàn)機(jī)測力系統(tǒng)的檢驗(yàn)與校準(zhǔn)GB/T228.1—2010界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。為了便于使用，以下重復(fù)列出了GB/T228.1—2010中的某些術(shù)語和定義。3.1在濺射沉積技術(shù)中的陰極部分。該陰極材料在帶正電荷的陽離子撞擊下以分子、原子或離子的形式脫離陰極而在陽極表面沉積。由靶坯和背板組成。3.23.3背板backingplate用來支撐或固定靶坯的部分。3.4最大力maximumforceF試樣在屈服階段之后所能抵抗的最大力。對于無明顯屈服(連續(xù)屈服)的材料，為試驗(yàn)期間最大的力。2GB/T39163—20203.5試驗(yàn)期間任一時(shí)刻的力除以試樣原始橫截面積(S。)之商。[GB/T228.1—2010,定義3.10]3.6抗拉強(qiáng)度tensilestrengthRm相應(yīng)最大力(Fm)對應(yīng)的應(yīng)力。3.7抗剪強(qiáng)度shearstrengthtm3.83.9試樣在剪切斷裂前所能承受的最大切應(yīng)力。[GB/T11363—2008,定義4.4]室溫roomtemperature溫度為10℃~35℃的條件。對溫度要求嚴(yán)格的試驗(yàn)，試驗(yàn)溫度應(yīng)為23℃±5℃。高溫hightemperature溫度高于35℃的條件。4符號和說明表1列出的符號適用于本文件。表1符號和說明符號單位說明N最大力S結(jié)合面積N/mm2抗拉強(qiáng)度N/mm2抗剪強(qiáng)度拉伸試樣-背板外徑拉伸試樣-靶坯外徑拉伸試樣-背板內(nèi)徑H拉伸試樣-背板厚度拉伸試樣-靶坯厚度拉伸試樣-背板過結(jié)合界面余量拉伸試樣-靶坯過結(jié)合界面余量拉伸試驗(yàn)裝置-墊座外徑拉伸試驗(yàn)裝置-墊座內(nèi)徑3GB/T39163—2020表1(續(xù))符號單位說明D拉伸試驗(yàn)裝置-壓頭直徑拉伸試驗(yàn)裝置-墊座厚度H拉伸試驗(yàn)裝置-壓頭高度剪切試樣-背板厚度H剪切試樣-靶坯厚度剪切試樣-背板過結(jié)合界面余量剪切試樣-靶坯過結(jié)合界面余量剪切試樣-總長度剪切試樣-背板長度mm剪切試樣-靶坯長度剪切試樣-結(jié)合面長度W剪切試樣-總寬度H剪切試驗(yàn)裝置-墊座固定背板長度H剪切試驗(yàn)裝置-墊座總長度剪切試驗(yàn)裝置-墊座總厚度剪切試驗(yàn)裝置-墊座固定靶坯寬度W剪切試驗(yàn)裝置-墊座總寬度5試樣5.1試樣的種類按試驗(yàn)的種類和試樣的形狀分類，見表2。表2試樣的種類試驗(yàn)種類試樣形狀拉伸試驗(yàn)環(huán)面對接剪切試驗(yàn)平板搭接5.2試樣及裝置的形狀與尺寸5.2.1拉伸試驗(yàn)試樣及裝置的尺寸拉伸試樣的尺寸見表3,試樣形狀如圖1所示。拉伸試驗(yàn)裝置的尺寸見表4,拉伸試驗(yàn)裝置如圖2a)及圖2b)所示。拉伸試驗(yàn)試樣與裝置裝配如圖3所示。4GB/T39163—2020表3拉伸試樣的尺寸單位為毫米名稱DDHHb拉伸試樣40～6025～355～205～150.2～0.50.2～0.5表4拉伸試驗(yàn)裝置的尺寸單位為毫米名稱DaDDH拉伸試驗(yàn)裝置Db+(0.2～0.5)D.—(0.2～0.5)H,十(5～10)H?+(5～10)5.2.2剪切試驗(yàn)試樣及裝置的尺寸剪切試樣的尺寸見表5,試樣形狀如圖4所示。剪切試驗(yàn)裝置的尺寸見表6,剪切試驗(yàn)裝置如圖5所示，剪切試驗(yàn)試樣與裝置裝配如圖6所示。表5剪切試驗(yàn)試樣的尺寸單位為毫米名稱HHLW剪切試樣5～205～150.2～0.50.2～0.520～5020～505～2020～50表6剪切試驗(yàn)裝置的尺寸單位為毫米名稱H'HgW'aWb剪切試驗(yàn)裝置H十(0.2～0.5)40～60L。十△LWa十(0.2～0.5)40～1005GB/T39163—2020D背板AH△H靶坯D靶材一I圖1拉伸試驗(yàn)試樣示意圖圖2拉伸試驗(yàn)裝置示意圖6GB/T39163—2020mm拉仲試驗(yàn)圖3拉伸試驗(yàn)試樣與裝置裝配示意圖圖4剪切試驗(yàn)試樣示意圖7GB/T39163—2020表面粗糙度單位為微米圖5剪切試驗(yàn)裝置-墊座示意圖FF剪切試樣靶坯剪切試驗(yàn)裝置-墊座剪切試樣-背板圖6剪切試驗(yàn)試樣與裝置裝配示意圖5.3試樣的取樣及加工試樣取樣主要選擇在以下三個階段進(jìn)行：新品研發(fā)、產(chǎn)品、產(chǎn)品使用后(殘靶)。結(jié)合強(qiáng)度測試屬于破壞性試驗(yàn)，產(chǎn)品階段的抽樣頻次應(yīng)由供需雙方溝通確定。同一塊靶材上均勻取樣，取樣間隔30mm~200mm不等，試樣數(shù)量不少于3個。中，避免施加使靶材與背板結(jié)合面變形的載荷。剪切試樣的非搭接測試區(qū)域的結(jié)合連接需完全去除。8GB/T39163—20206結(jié)合面積(S)的測定試樣結(jié)合面積測量時(shí)按GB/T228.1—2010中相關(guān)規(guī)定進(jìn)行，應(yīng)根據(jù)測量的試樣原始尺寸計(jì)算原始結(jié)合面積，計(jì)算結(jié)果表示到小數(shù)點(diǎn)后兩位，數(shù)值修約規(guī)則按GB/T8170的規(guī)定進(jìn)行。7試驗(yàn)方法7.1試驗(yàn)機(jī)應(yīng)按GB/T16825.1進(jìn)行檢驗(yàn)，并應(yīng)為1級或優(yōu)于1級準(zhǔn)確度。按GB/T228.1—2010中規(guī)定的拉伸試驗(yàn)方法進(jìn)行試驗(yàn)。加載時(shí)應(yīng)避免結(jié)合處產(chǎn)生人為的偏心載荷。試驗(yàn)機(jī)施加及脫離載荷的速率需保持恒定。7.2按GB/T228.1—2010中規(guī)定，室溫時(shí)拉伸與剪切試驗(yàn)應(yīng)保證試樣在10℃~35℃溫度范圍下進(jìn)行。對溫度要求嚴(yán)格的，試驗(yàn)溫度可在23℃±5℃下進(jìn)行。7.3高溫時(shí)拉伸與剪切試樣應(yīng)置于備有加熱爐的拉伸試驗(yàn)機(jī)上施加載荷。加熱爐溫度的允許偏差及溫度梯度，按GB/T228.2進(jìn)行。當(dāng)高溫大氣氣氛對試樣結(jié)合強(qiáng)度有顯著影響情況下，則加熱爐需具備真空或惰性氣體保護(hù)功能。7.4拉伸試樣宜采用圖2所示的試驗(yàn)裝置，剪切試樣宜采用圖5所示的試驗(yàn)裝置，也可采用具有相同試驗(yàn)條件的試驗(yàn)裝置。8試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理8.1拉伸試驗(yàn)8.1.1結(jié)合面積(S)為靶坯與背板對接的環(huán)形面積，由式(1)求出：式中：S——結(jié)合面積，單位為平方毫米(mm2);π——圓周率，可近似取3.14;Db——拉伸試樣-靶坯外徑，單位為毫米(mm);De——拉伸試樣-背板內(nèi)徑，單位為毫米(mm)。8.1.2試樣的抗拉強(qiáng)度(Rm)由式(2)求出：……………式中：Rm——抗拉強(qiáng)度，單位為牛頓每平方毫米(N/mm2);S——結(jié)合面積，單位為平方毫米(mm2)。8.2剪切試驗(yàn)8.2.1結(jié)合面積(S)為剪切試樣-結(jié)合面長度乘以剪切試樣-總寬度。由式(3)求出：S=△L·W式中：S———結(jié)合面積，單位為平方毫米(mm2);9GB/T39163—2020△L——剪切試樣-結(jié)合面長度，單位為毫米(mm);Wa——剪切試樣-總寬度，單位為毫米(mm)。8.2.2試樣的抗剪強(qiáng)度(tm)由式(4)求出：式中：tm——抗剪強(qiáng)度，單位為牛頓每平方毫米(N/mm2);S——結(jié)合面積，單位為平方毫米(mm2)?！?/p>