ICS77.120.99 YS 89 H 中华人民共和国有色金属行业标准 YS/T837—2012 溅射靶材-背板结合质量超声波检验方法 Standardpracticeforultrasonic C-scan bond evaluation of sputtering target-backing plate assemblies 2012-11-07发布 2013-03-01实施 中华人民共和国工业和信息化部 发布 YS/T8372012 前言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 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：有研亿金新材料股份有限公司、中国计量科学研究院、航天703所。 本标准主要起草人：刘红宾、尚再艳、何金江、王欣平、熊晓东、吕保国、江轩、朱晓光、王永辉、 何双起、杨平。 1 YS/T837—2012 溅射靶材-背板结合质量超声波检验方法 1范围 本标准规定了溅射用靶材-背板结合质量检验方法的一般要求，检验设备、对比试块、检验过程、缺 陷评定及检验报告等，该方法采用超声纵波脉冲反射液浸法C扫描检验技术。 本标准适用于用中间层材料结合方式（如软钎焊、硬钎焊和环氧树脂粘接等）的溅射靶材-背板结合 面的孔洞、未结合、氧化物夹杂等缺陷的检验。其他用途的材料结合质量无损检测也可参照使用。 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 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB5226.1机械电气安全机械电气设备第1部分：通用技术条件 GB/T9445无损检测人员资格鉴定与认证 GB/T11259无损检测超声检测用钢参考试块的制作与检验方法 GB/T12604.1无损检测术语超声检测 GB/T17421.1# 机床检验通则第1部分：在无负荷或精加工条件下机床的儿何精度 GB/T17421.2机床检验通则第2部分：数控轴线的定位精度和重复定位精度的确定 GB/T18400.6加工中心检验条件第6部分：进给率、速度和插补精度检验 GB/T18694无损检测超声检验探头及其声场的表征 GB/T18852 无损检测超声检验测量接触探头声束特性的参考试块和方法 GJB1580A变形金属超声检验方法 GJB9712A无损检测人员资格鉴定与认证 JB/T8771.4加工中心检验条件第4部分：线性和回转轴线的定位帮度和重复定位精度检验 JB/T9269工业控制计算机系统安装环境条件 3术语和定义 GB/T12604.1界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3. 1 超声波altrasonicwave 频率超过人耳可听范围的声波，此频率的下限一般取为20kHz。 3.2 纵波longitudinalwave 压缩波compressionalwave 在介质中传播时，介质质点的振动方向与波传播方向平行的声波波型。 3. 3 探头probe（searchunit) 电-声转换器件，通常由一个或多个用以发射或接收或既发射又接收超声波的换能器组成。 YS/T837—2012 3. 4 焦距focallength 聚焦探头从焦点到声源的距离。 3. 5 增益gain 对元器件、电路、设备或系统，其电流、电压或功率增加的程度。通常以分贝（dB)数来规定。 3. 6 闸门gate 时间闸门timegate 用电子学方法选择时基线的一段，以监视其中的信号或做进一步处理。 3.7 平底孔flatboftomhole（FBH） 圆盘缺陷discflaw 圆盘形反射体discshapedreflector 平面的圆盘形反射体。 3. 8 对比试块referenceblock 与受检件或材料化学成分相似，含有意义明确参考反射体的试块。用以调节超声检验设备的幅度 和（或）时间分度，以将所检出的不连续信号与已知反射体所产生的信号相比较。 3. 9 C扫描显示C-scandisplay/presentation 受检件的二维平面显示，按探头扫描位置，绘制幅度或声程在预置范围内的回波信号的存在。 4一般要求 4.1人员 从事溅射靶材-背板结合质量超声C扫描检验的人员必须符合GB/T9445或GJB9712A的相关资 质要求，并具有一定水浸超声C扫描工作经验。 4.2待检验工件 4.2.1溅射靶材-背板的结合方式为平面结合，且靶材或者背板至少有一个平面与结合面平行，以便做 为超声检验的检测面。 4.2.2检测面的表面粗糙度Ra值不大于3.2μm。 4.2.3在开始检验前，被检验工件应进行一次预清洗，确保在检验过程中，人射面和背面没有氧化皮、 机加工或者研磨产生的颗粒或者其他异物。 4.2.4本标准规定的方法是非破坏性的，若靶材组件浸人耦合剂中会降低其品质，例如多孔的靶材材 料，此时检验被视为是破坏性的，篇对靶材进行保护处理后再采用本标准。 5检验设备 超声C扫描检验系统至少包括：工业计算机系统、超声探伤仪、显示设备、探头、扫查装置和耦 合剂。 2 YS/T837—2012 5.1工业计算机 工业计算机用以控制超声探伤仪和扫查装置，采集、记录、保存和处理相应的数据。工业计算机系 统的安装环境条件要符合JB/T9269。 5.2超声探伤仪 超声探伤仪是超声C扫描检验系统的核心设备，它的作用是产生电袭荡并施加于超声探头上，激 励探头发射超声波，同时接收来自探头的电信号，将其放大后以一定方式显示出来，从而得到被检工件 中有关缺陷的信息。超声探伤仪包括硬件和软件两部分。超声探伤仪性能必须满足GJB1580A所规 定的超声探伤仪性能要求。软件功能至少必须满足控制硬件并形成准确的二维超声图像的基本要求。 5.3显示设备 显示设备是指C扫描成像系统，包括绘图仪或计算机数据采集成像。绘制图像必须清晰表征按照 规定检测灵敏度扫查获得的界面结合特征。 5.4探头 推荐采用圆形单晶纵波液浸式聚焦探头。推荐探头晶片直径：6mm~25mm，工作频率： 2.25MHz~15MHz，探头焦距：12mm~150mm。探头性能测定和校准方法推荐采用GB/T18694 和GB/T18852，所有的测试记录均应保存备查。 5.5扫查装置 扫查装置包括支座、扫查机构、水槽和固定探头的扫查单元。支座强度必须能够支撑扫查机构和待 检验工件重量。扫查机构必须能够对探头进行平稳的精确定位，按照设定的距离扫查时，距离偏差应不 超过士2.5mm/m。最小扫查步进间距应满足检验需求，推荐最小扫查步进间距不大于005mm。水 槽用于盛放耦合剂和放置待检验工件，水槽尺寸必须满足盛放并浸没待检验工件的要求，并保证探头所 需的运动范围。扫查单元必须允许探头至少能够在两个相互正交的垂直平面上进行角度调节，误差不 超过土0.5°；扫查单元必须能够在三维空间内自由移动。 对于管型靶材，应有能够使管型靶材在所要求的扫查速度下作顾时针或逆时针方向平稳转动的装 置。转动装置应有中心定位装置，使受检件和转动夹具同心，偏差不超过士0.5mm。 5.6耦合剂 推荐的耦合剂是清洁的去离子水。水中不应有可能干扰超声波检验的可见气泡或其他悬浮物，也 不应该添加缓蚀剂或润湿剂。 6对比试块 6.1对比试块必须采用与被检工件具有相同表面状态、相同厚度和相同材质的材料制备。对比试块应 除人工缺陷外再无其他任何缺陷。 6.2对比试块推荐设计方式见附录B，其加工技术条件必须满足附录B的技术要求。 7检验过程 7.1检验前准备 7.1.1水槽内注人去离子水，将待检验工件部位、对比试块和探头浸人去离子水中。清除附集在待检 3 YS/T837—2012 工件、对比试块和扫查单元表面的气泡。 7.1.2通常待检验工件靶面向上，此时靶面就是检测面。某些特殊情况下，如靶材表面是面或者曲 面，靶材向下的测试结果可能会更好。 7.1.3将与待检验工件结构与材质相同的对比试块放置于待检验工件旁，对比试块的放置方向以及检 测面的高度与待检验工件相同。 7.2仪器校准 超声C扫描检验系统的校准分为两种类型：仪器校准和日常使用校验。校准方法见附录A。检验 期间若设备状态发生变化，应立即对设备进行重新校准，直到设备恢复正常才能投人使用。 7.3参数设置 7.3.1扫查单元调整：首先调整扫查系统的Z轴，将探头与入射面接触，设定此时Z轴位置为0点。 根据探头的标称焦距，提升乙轴使探头到对比试块或被检工件入射面的距离（即水中声程）将声束聚焦 到检测面。在A扫描显示模式下，调节增益使探头接收到的来自对比试块或被检工件检测面的回波波 幅达到满屏的60%～80%之间某一幅度为基准值，反复调节探头角度和增益，使最大回波波幅达到该 基准值时的增益值最小，此时超声波声束轴线与对比试块或被检工件检测面垂直。 7.3.2扫查灵敏度调整：在A扫描显示模式下，反复调整水程，使焊接结合面的回波最高，此时声束焦 点位于焊接结合面上；移动探头，使焦点位于对比试块中规定缺陷当量平底孔上，调节增益值，使平底孔 最高回波波幅介于满屏的80%～85%之间，此增益值即为基准灵敏度，同时也是扫查灵敏度。 7.3.3闸门同步：将闸门锁定在对比试块平底孔回波处，调整闸门高度使闸门降低到平底孔回波高度 的30%50%之间，设定闸门延迟和宽度以保证完全覆盖平底孔回波宽度。 7.3.4扫描速度设置：设置能够保证对对比试块完成清晰C扫描成像的最大扫描速度。通过渐进式 调整速度获取合适的操作点。 7.3.5扫描步进设置：最大步进距离采用6dB法确定。即在平底孔回波波幅达到最高时，沿直线分别 向平底孔两侧移动探头，记录到达