铸锭的熔炼设备制造技术

一种铸锭的熔炼设备，包括：铸模，位于所述熔炼设备的腔室内，用于承放熔融金属；振动装置，与所述铸模相连，用于使所述铸模中的熔融金属振动。所述振动装置能够使铸模中的熔融金属振动，从而达到搅拌所述熔融金属、在所述熔融金属中形成对流的目的，所述熔炼金属的搅拌和对流的形成，能够有效减少气孔和收缩孔的形成，能够有效减少所形成铸锭的缺陷，有利于降低铸锭报废的几率，从而提高铸锭材料的利用率；有利于减少所形成溅射靶材的缺陷，从而提高所形成溅射靶材的质量。

【技术实现步骤摘要】
铸锭的熔炼设备
本专利技术涉及金属熔炼领域，特别涉及一种铸锭的熔炼设备。
技术介绍
溅射靶材是制造半导体芯片所必需的一种极其重要的关键材料。利用溅射靶材形成膜层的工艺原理是采用经加速的离子轰击靶材，使靶材的原子被溅射出，以薄膜的形式沉积到基片上，最终形成半导体芯片中的膜层。利用溅射靶材所形成的膜层具有均匀性高、可控性强等诸多优点，被应用于各种半导体器件的形成方法中。在溅射工艺形成膜层的半导体工艺中，溅射靶材的质量会直接影响所述形成膜层的质量；而金属靶材用铸锭是形成溅射靶材的原料，所以金属靶材用铸锭的质量对所形成膜层的质量起着关键的作用。其中超高纯铜是制造半导体芯片用超高纯铜溅射靶材的原料。超高纯铜锭一般在熔炼以后，通过除气、铸造而成。根据溅射靶材尺寸大小要求的不同，所使用超高纯铜锭的直径一般在150mm到250mm范围内。随着半导体器件设计和制造技术的迅速发展，对膜层的形成质量要求越来越高，溅射靶材的质量要求也越来越高。相应的，对相应铸锭的质量要求也随之提高。现有设备所获得的铸锭往往存在缺陷较多，容易造成铸锭材料报废或者溅射靶材内部存在缺陷的问题。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种铸锭的熔炼设备，以减少所获得铸锭中的缺陷，从而提高铸锭材料利用率，防止铸锭材料报废，减少所形成溅射靶材内部缺陷的出现，提高所形成溅射靶材的质量。为解决上述问题，本专利技术提供一种铸锭的熔炼设备，包括：铸模，用于承放熔融金属；振动装置，与所述铸模相连，用于使所述铸模中的熔融金属振动。可选的，所述铸模固定于承放支架上；所述振动装置与所述承放支架固定相连。可选的，所述振动装置包括：电机，与传动轴相连，使所述传动轴转动；振动机构，与所述传动轴相连，使所述传动轴的转动转换为振动；传动杆，与所述振动机构和所述承放支架固定相连。可选的，所述振动机构为凸轮振动机构。可选的，所述电机为变频电机。可选的，还包括：支撑支架，套装在所述铸模外，所述承放支架通过所述支撑支架实现与所述铸模的连接。可选的，所述腔室为真空腔，所述真空腔包括熔炼部；所述铸模和所述承放支架位于所述熔炼部的底部。可选的，所述熔炼部真空腔的底部具有通孔；所述真空腔还包括延伸部，所述延伸部与所述熔炼部通过所述通孔连通；所述传动杆贯穿所述通孔和所述延伸部，一端与所述承放支架固定相连，另一端与所述振动机构相连。可选的，所述熔炼设备还包括：阻挡环，位于所述承放支架和所述熔炼部真空腔的底部之间，环绕所述通孔设置。可选的，所述熔炼设备还包括：波纹管，套装于所述传动杆上，围成所述真空腔的延伸部。可选的，所述真空腔的真空度在10-2Pa到10-3Pa范围内。可选的，所述熔炼设备为真空感应熔炼炉，所述熔炼部的真空腔为所述真空感应熔炼炉的真空腔。可选的，所述振动装置为超声振动装置。可选的，所述超声振动装置固定于所述铸模的侧壁上。可选的，所述铸模具有注入口和远离所述注入口的底部；所述超声振动装置从所述注入口延伸至所述底部。可选的，所述铸模为空心圆柱壳体，所述空心圆柱壳体沿母线方向的一端为密封的底部，另一端为开放的注入口；所述超声振动装置沿所述空心圆柱壳体母线方向从所述注入口延伸至底部。可选的，所述振动装置的振动频率在40Hz到200Hz范围内。可选的，所述振动装置的振动幅度在1.5mm到2.5mm范围内。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：所述熔炼设备中，所述振动装置能够使铸模中的熔融金属振动，从而达到搅拌所述熔融金属、在所述熔融金属中形成对流的目的；熔融金属的搅拌，能够有效促使溶解气体的析出，能够有效降低熔融金属中溶解气体的浓度，减少所获得铸锭中的残余气体，减少气孔的形成；熔融金属中对流的形成，能够有效提高熔融金属表面和内部的温度均匀性，使所述熔融金属表面和内部趋于同时凝固，避免表面膜层的形成，减少收缩孔的形成；气孔和收缩孔的减少，能够有效减少所形成铸锭的缺陷，有利于降低铸锭报废的几率，从而提高铸锭材料的利用率；有利于减少所形成溅射靶材的缺陷，从而提高所形成溅射靶材的质量。本专利技术可选方案中，所述熔炼设备包括用于固定所述铸模的承放支架；所述振动装置与所述承放支架固定相连。所述振动装置通过使所述承放支架振动而使所述铸模发生振动，进而引起所述铸模中熔融金属的振动。这种做法工艺简单，可操作性强；而且无需直接接触所述熔融金属即可使所述熔融金属产生振动，从而能够避免向所述熔融金属内引入杂质，有利于保持所述熔融金属的纯度，有利于提高所形成溅射靶材的质量。本专利技术可选方案中，所述振动装置的振动频率在40Hz到200Hz范围内，振动幅度在1.5mm到2.5mm范围内。振动频率不宜过高也不宜过低，振动幅度不宜过大也不宜过小；振动频率过低、振动幅度过小，则所述熔融金属受到搅拌的作用过于平和，所述熔融金属中所形成对流过于微弱，过于平和的搅拌不利于溶解气体的析出，不利于残余气体的减少，过于微弱的搅拌不利于提高熔融金属温度的均匀性，不利于使熔融金属表面和内部趋于同时凝固；振动频率过高、振动幅度过大，则可能会使熔融金属因振动而晃出铸模，而引起材料浪费以及不必要的工艺风险。本专利技术可选方案中，所述铸模设置于真空腔内；将所述铸模设置于真空腔中的做法，能够有效减小气体在熔融金属中的溶解度，有利于驱使气体析出，有利于减少残余气体；而且所述真空腔包括熔炼部和延伸部，所述延伸部可以通过波纹管围成，其中所述铸模和所述承放支架位于所述熔炼部底部，所述传动杆贯穿所述延伸部，与所述振动机构固定相连；由于波纹管可以实现形变，因波纹管围成的延伸部也可以实现形变，所以所述熔炼部和所述波纹管围成的延伸部所构成的真空腔，能够在保证真空度工艺要求的前提下，实现振动的要求，而且工艺简单，可操作性强。本专利技术可选方案中，所述熔炼设备还包括阻挡环，位于所述承放支架和所述熔炼部真空腔的底部之间，环绕所述通孔设置；在所述熔融金属溢出时，所述阻挡环能够起到阻挡作用，避免熔融金属经所述通孔流入延伸部的真空腔内，从而防止所述振动装置受损。本专利技术可选方案中，所述振动装置还可以为超声振动装置；所述超声振动装置固定于所述铸模的侧壁上；因此所述超声振动装置能够使所述铸模中未固化的熔融金属发生振动，从而达到搅拌所述熔融金属、在所述熔融金属中形成对流的目的；而且采用超声振动装置使所述熔融金属振动，不仅无需直接接触所述熔融金属，不会引入杂质，而且无需对工艺设备做较大改动即可实现振动的功能，设备制造成本较低，有利于保证熔炼工艺条件，有利于提高熔炼工艺的稳定性和质量。附图说明图1是一种熔炼设备所获的铸锭的剖面结构示意图；图2是本专利技术熔炼设备一实施例的结构示意图；图3是本专利技术熔炼设备另一实施例的结构示意图。具体实施方式由
技术介绍
可知，现有设备所获得的铸锭往往存在缺陷较多的问题。现结合一种铸锭的熔炼设备分析其缺陷问题的原因：真空感应熔炼炉(VacuumInductionMelter)是一种在真空条件下，利用中频感应加热原理，使金属熔化的真空冶炼成套设备。此设备可用来提炼高纯度的金属及合金。现有的真空感应熔炼炉，一般包含一个感应线圈、石墨坩埚和石墨模具。石墨模具设置于真空感应炉内的底座上。铜原料中石墨坩埚中受热融化后形成熔融金属；熔融金属灌注入石墨模具中以待冷却形成铸锭。参考图1，示出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铸锭的熔炼设备，其特征在于，包括：铸模，位于所述熔炼设备的腔室内，用于承放熔融金属；振动装置，与所述铸模相连，用于使所述铸模中的熔融金属振动。

【技术特征摘要】
1.一种铸锭的熔炼设备，其特征在于，包括：铸模，位于所述熔炼设备的腔室内，用于承放熔融金属；振动装置，与所述铸模相连，用于使所述铸模中的熔融金属振动。2.如权利要求1所述的熔炼设备，其特征在于，还包括：承放支架，所述承放支架位于所述腔室底部，且所述铸模固定于承放支架上；所述振动装置与所述承放支架相连。3.如权利要求2所述的熔炼设备，其特征在于，所述振动装置包括：电机，与传动轴相连，使所述传动轴转动；振动机构，与所述传动轴相连，使所述传动轴的转动转换为振动；传动杆，与所述振动机构和所述承放支架固定相连。4.如权利要求3所述的熔炼设备，其特征在于，所述振动机构为凸轮振动机构。5.如权利要求3所述的熔炼设备，其特征在于，所述电机为变频电机。6.如权利要求2所述的熔炼设备，特征在于，还包括：支撑支架，套装在所述铸模外；所述铸模通过所述支撑支架固定于所述承放支架上。7.如权利要求3所述的熔炼设备，其特征在于，所述腔室为真空腔，所述真空腔包括熔炼部；所述铸模和所述承放支架位于所述熔炼部内。8.如权利要求7所述的熔炼设备，其特征在于，所述熔炼部真空腔的底部具有贯穿厚度的通孔；所述真空腔还包括延伸部，所述延伸部与所述熔炼部通过所述通孔连通；所述传动杆贯穿所述通孔和所述延伸部，一端与所述承放支架固定相连，另一端与所述振动机构相连。9.如权利要求8所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：易骛文，姚力军，潘杰，
申请(专利权)人：宁波微泰真空技术有限公司，宁波江丰电子材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33