(高清版)GBT 39163-2020 靶材与背板结合强度测试方法

靶材与背板结合强度测试方法Testmethodsofthebondingstrengthfortarget-backingplateassemblies国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会IGB/T39163—2020本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。本标准由中国有色金属工业协会提出。本标准由全国有色金属标准化技术委员会(SAC/TC243)归口。本标准起草单位：有研亿金新材料有限公司、有色金属技术经济研究院、宁波江丰电子材料股份有限公司、山东淄博汉能薄膜太阳能有限公司、贵研铂业股份有限公司。1GB/T39163—2020靶材与背板结合强度测试方法本标准规定了靶材与背板结合强度测试方法。本标准适用于微电子领域镀膜用靶材与背板结合强度测试方法。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文GB/T228.1—2010金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法GB/T228.2金属材料拉伸试验第2部分：高温试验方法GB/T8170数值修约规则与极限数值的表示和判定GB/T10623金属材料力学性能试验术语GB/T16825.1静力单轴试验机的检验第1部分：拉力和(或)压力试验机测力系统的检验与校准GB/T228.1—2010界定的以及下列术语和定义适用于本文件。为了便于使用，以下重复列出了GB/T228.1—2010中的某些术语和定义。3.1在溅射沉积技术中的阴极部分。该阴极材料在带正电荷的阳离子撞击下以分子、原子或离子的形式脱离阴极而在阳极表面沉积。由靶坯和背板组成。3.23.3背板backingplate用来支撑或固定靶坯的部分。3.4最大力maximumforceF试样在屈服阶段之后所能抵抗的最大力。对于无明显屈服(连续屈服)的材料，为试验期间最大的力。2GB/T39163—20203.5试验期间任一时刻的力除以试样原始横截面积(S。)之商。[GB/T228.1—2010,定义3.10]3.6抗拉强度tensilestrengthRm相应最大力(Fm)对应的应力。3.7抗剪强度shearstrengthtm3.83.9试样在剪切断裂前所能承受的最大切应力。[GB/T11363—2008,定义4.4]室温roomtemperature温度为10℃~35℃的条件。对温度要求严格的试验，试验温度应为23℃±5℃。高温hightemperature温度高于35℃的条件。4符号和说明表1列出的符号适用于本文件。表1符号和说明符号单位说明N最大力S结合面积N/mm²抗拉强度N/mm²抗剪强度拉伸试样-背板外径拉伸试样-靶坯外径拉伸试样-背板内径H拉伸试样-背板厚度拉伸试样-靶坯厚度拉伸试样-背板过结合界面余量拉伸试样-靶坯过结合界面余量拉伸试验装置-垫座外径拉伸试验装置-垫座内径3GB/T39163—2020表1(续)符号单位说明D拉伸试验装置-压头直径拉伸试验装置-垫座厚度H拉伸试验装置-压头高度剪切试样-背板厚度H剪切试样-靶坯厚度剪切试样-背板过结合界面余量剪切试样-靶坯过结合界面余量剪切试样-总长度剪切试样-背板长度mm剪切试样-靶坯长度剪切试样-结合面长度W剪切试样-总宽度H剪切试验装置-垫座固定背板长度H剪切试验装置-垫座总长度剪切试验装置-垫座总厚度剪切试验装置-垫座固定靶坯宽度W剪切试验装置-垫座总宽度5试样5.1试样的种类按试验的种类和试样的形状分类，见表2。表2试样的种类试验种类试样形状拉伸试验环面对接剪切试验平板搭接5.2试样及装置的形状与尺寸5.2.1拉伸试验试样及装置的尺寸拉伸试样的尺寸见表3,试样形状如图1所示。拉伸试验装置的尺寸见表4,拉伸试验装置如图2a)及图2b)所示。拉伸试验试样与装置装配如图3所示。4GB/T39163—2020表3拉伸试样的尺寸单位为毫米名称DDHHb拉伸试样40～6025～355～205～150.2～0.50.2～0.5表4拉伸试验装置的尺寸单位为毫米名称DaDDH拉伸试验装置Db+(0.2～0.5)D.—(0.2～0.5)H,十(5～10)H₄+(5～10)5.2.2剪切试验试样及装置的尺寸剪切试样的尺寸见表5,试样形状如图4所示。剪切试验装置的尺寸见表6,剪切试验装置如图5所示，剪切试验试样与装置装配如图6所示。表5剪切试验试样的尺寸单位为毫米名称HHLW剪切试样5～205～150.2～0.50.2～0.520～5020～505～2020～50表6剪切试验装置的尺寸单位为毫米名称H'HgW'aWb剪切试验装置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图1拉伸试验试样示意图图2拉伸试验装置示意图6GB/T39163—2020mm拉仲试验图3拉伸试验试样与装置装配示意图图4剪切试验试样示意图7GB/T39163—2020表面粗糙度单位为微米图5剪切试验装置-垫座示意图FF剪切试样靶坯剪切试验装置-垫座剪切试样-背板图6剪切试验试样与装置装配示意图5.3试样的取样及加工试样取样主要选择在以下三个阶段进行：新品研发、产品、产品使用后(残靶)。结合强度测试属于破坏性试验，产品阶段的抽样频次应由供需双方沟通确定。同一块靶材上均匀取样，取样间隔30mm~200mm不等，试样数量不少于3个。中，避免施加使靶材与背板结合面变形的载荷。剪切试样的非搭接测试区域的结合连接需完全去除。8GB/T39163—20206结合面积(S)的测定试样结合面积测量时按GB/T228.1—2010中相关规定进行，应根据测量的试样原始尺寸计算原始结合面积，计算结果表示到小数点后两位，数值修约规则按GB/T8170的规定进行。7试验方法7.1试验机应按GB/T16825.1进行检验，并应为1级或优于1级准确度。按GB/T228.1—2010中规定的拉伸试验方法进行试验。加载时应避免结合处产生人为的偏心载荷。试验机施加及脱离载荷的速率需保持恒定。7.2按GB/T228.1—2010中规定，室温时拉伸与剪切试验应保证试样在10℃~35℃温度范围下进行。对温度要求严格的，试验温度可在23℃±5℃下进行。7.3高温时拉伸与剪切试样应置于备有加热炉的拉伸试验机上施加载荷。加热炉温度的允许偏差及温度梯度，按GB/T228.2进行。当高温大气气氛对试样结合强度有显著影响情况下，则加热炉需具备真空或惰性气体保护功能。7.4拉伸试样宜采用图2所示的试验装置，剪切试样宜采用图5所示的试验装置，也可采用具有相同试验条件的试验装置。8试验数据处理8.1拉伸试验8.1.1结合面积(S)为靶坯与背板对接的环形面积，由式(1)求出：式中：S——结合面积，单位为平方毫米(mm²);π——圆周率，可近似取3.14;Db——拉伸试样-靶坯外径，单位为毫米(mm);De——拉伸试样-背板内径，单位为毫米(mm)。8.1.2试样的抗拉强度(Rm)由式(2)求出：……………式中：Rm——抗拉强度，单位为牛顿每平方毫米(N/mm²);S——结合面积，单位为平方毫米(mm²)。8.2剪切试验8.2.1结合面积(S)为剪切试样-结合面长度乘以剪切试样-总宽度。由式(3)求出：S=△L·W式中：S———结合面积，单位为平方毫米(mm²);9GB/T39163—2020△L——剪切试样-结合面长度，单位为毫米(mm);Wa——剪切试样-总宽度，单位为毫米(mm)。8.2.2试样的抗剪强度(tm)由式(4)求出：式中：tm——抗剪强度，单位为牛顿每平方毫米(N/mm²);S——结合面积，单位为平方毫米(mm²)。………