钽靶材组件及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种钽靶材组件及其制造方法，包括：提供钽靶材、背板和焊料，所述钽靶材包括第一焊接面，所述背板包括第二焊接面；在所述钽靶材第一焊接面上形成浸润层；形成浸润层之后，通过所述焊料对所述钽靶材第一焊接面与所述背板第二焊接面进行焊接，形成钽靶材组件。所述浸润层与焊料的浸润性好，且所述浸润层与所述钽靶材之间的结合力较强。因此，在所述钽靶材第一焊接面上形成浸润层能够增加形成的钽靶材组件的焊接强度。因此，所述制造方法能够提高钽靶材组件的焊接强度。

【技术实现步骤摘要】
钽靶材组件及其制造方法
本专利技术涉及溅射靶材制造领域，尤其涉及一种钽靶材组件及其制造方法。
技术介绍
靶材是指通过溅射镀膜法形成各种功能薄膜的溅射源。简单的说，靶材就是高速荷能粒子轰击的目标材料。为了保证靶材具有良好的导电和导热性能，靶材在溅射前需要与背板(铜或铝等材料)焊接到一起，形成靶材组件。随着镀膜工艺的发展，靶材组件的应用也越来越广泛。特别是钽靶材被广泛应用于集成电路镀膜行业，市场前景广阔。同时，随着半导体领域的发展，晶圆尺寸不断扩大，溅射功率逐渐提高。半导体领域对靶材与背板的焊接强度和焊合率要求也不断提高。此外，在现有的溅射技术下，靶材组件的工作环境十分恶劣，在溅射过程中，靶材组件的靶材一侧通常处于高温高压下，而背板一侧则处于一定压力的冷水中，这就对靶材和背板的焊接工艺提出了更高的要求。钽靶材与背板的焊接结合率和结合强度直接影响钽靶材组件的使用。然而，现有技术形成的钽靶材组件具有焊接结合率低，焊接强度小的缺点。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种钽靶材组件及其制造方法，提高钽靶材组件的焊接强度。为解决上述问题，本专利技术提供一种钽靶材组件的制造方法，包括：提供钽靶材、背板和焊料，所述钽靶材包括第一焊接面，所述背板包括第二焊接面；在所述钽靶材第一焊接面上形成浸润层；形成浸润层之后，通过所述焊料对所述钽靶材第一焊接面与所述背板第二焊接面进行焊接，形成钽靶材组件。可选的，所述浸润层的材料为镍、铜或锌。可选的，所述浸润层的厚度为8μm～10um。可选的，所述背板的材料为铜或铝。可选的，所述焊料的材料为In、SnAgCu或Sn。可选的，在所述钽靶材第一焊接面表面形成浸润层的工艺包括：化学镀膜或物理气相沉积工艺。可选的，通过化学镀膜形成所述浸润层的工艺参数包括：反应温度为86℃～90℃；反应物包括：镍盐、次磷酸钠、错酸钠和氨水，所述反应物的PH值为4.6～4.8。可选的，在所述钽靶材第一焊接面表面形成浸润层之前，还包括：对所述钽靶材第一焊接面进行粗糙处理。可选的，对所述钽靶材第一焊接面进行粗糙处理的步骤包括：对所述钽靶材第一焊接面进行喷砂处理。可选的，所述喷砂处理的工艺参数包括：砂粒的材料为46目白刚玉；喷砂机空气压力范围在0.3MPa～0.35MPa；喷射距离为100mm～200mm；喷射角度为30°～60°。可选的，在所述钽靶材第一焊接面表面形成浸润层的步骤之前，所述形成方法还包括：对所述钽靶材第一焊接面进行活化处理，所述活化处理用于去除钽靶材第一焊接面上的氧化层。可选的，所述活化处理的工艺参数包括：反应溶液为硝酸和氢氟酸的混合溶液；活化处理的时间为55s～65s。可选的，反应溶液中硝酸与氢氟酸的浓度的比值在2～4的范围内。可选的，对所述钽靶材第一焊接面与所述背板第二焊接面进行焊接的步骤包括：在所述浸润层表面和所述背板第二焊接面上放置焊料；加热所述钽靶材和背板至所述焊料熔化；所述焊料熔化之后，将所述浸润层表面和所述背板第二焊接面贴合，实现焊接。相应的，本专利技术还提供一种钽靶材组件，包括：钽靶材，所述钽靶材包括第一焊接面；位于钽靶材第一焊接面上的浸润层；位于所述浸润层上的背板，所述背板包括第二焊接面，所述第二焊接面朝向所述浸润层；位于所述背板第二焊接面和所述浸润层之间的焊料。可选的，所述浸润层的材料为镍。可选的，所述浸润层的厚度为8μm～10um。可选的，所述背板的材料为铜或铝。可选的，所述焊料的材料为In、SnAgCu或Sn。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：本专利技术的钽靶材组件的制造方法包括：在所述钽靶材第一焊接面上形成浸润层。所述焊料对所述浸润层的浸润性大于所述焊料对所述钽靶材的浸润性，所述浸润层与焊料的浸润性好，且所述浸润层与所述钽靶材之间的结合力较强。因此，在所述钽靶材第一焊接面上形成浸润层能够增加形成的钽靶材组件的焊接强度。因此，所述制造方法能够提高钽靶材组件的焊接强度。进一步，形成浸润层之前，对所述钽靶材第一焊接面进行粗糙处理，所述粗糙处理能够增加钽靶材第一焊接面的粗糙度，从而提高钽靶材与所述浸润层的结合力，进而提高所形成钽靶材组件的焊接强度。此外，所述粗糙处理能够使后续形成的浸润层具有不连续性，从而降低浸润层的表面张力提高钽靶材组件的焊接强度。进一步，形成浸润层之前，对所述钽靶材第一焊接面进行活化处理，能够去除所述钽靶材第一焊接面上的氧化层，使钽靶材第一焊接面充分暴露，从而增加钽靶材第一焊接面与浸润层的接触面积，进而提高钽靶材与浸润层的结合力。本专利技术的钽靶材组件包括位于所述钽靶材第一焊接面的浸润层，所述焊料对浸润层的浸润性好，且所述浸润层与所述钽靶材之间的结合力较强，能够增加形成的钽靶材组件的焊接强度。因此，所述制造方法能够提高钽靶材组件的焊接强度。附图说明图1为本专利技术的钽靶材组件的制造方法一实施例的流程图；图2至7是本专利技术的钽靶材组件的制造方法一实施例各步骤的结构示意图。具体实施方式钽靶材组件的制造方法存在所形成的钽靶材组件焊接强度低的问题。现结合一种钽靶材组件的制造方法，分析钽靶材组件焊接强度低、焊接结合率低的原因：钽靶材组件的制造方法中，一般使用扩散焊接的方法形成所述钽靶材组件。然而扩散焊接具有成本高，技术设备要求高，且背板材料不可重复利用的缺点。钎焊焊接因为能够很好的解决上述问题越来越受关注。然而，由于现今流行的焊料(例如：In、SnAgCu、Sn等)对钽材料的浸润性均较差。因此，通过焊料与背板直接焊接形成的钽靶材组件的强度低，焊接结合率低。为解决所述技术问题，本专利技术提供了一种钽靶材组件的制造方法，请参考图1，图1是本专利技术钽靶材组件的制造方法一实施例的流程图，包括：步骤S1，提供钽靶材、背板和焊料，所述钽靶材包括第一焊接面，所述背板包括第二焊接面；步骤S2，在所述钽靶材第一焊接面上形成浸润层；步骤S3，形成浸润层之后，通过所述焊料对所述钽靶材第一焊接面与所述第二焊接面进行焊接，形成钽靶材组件。其中，所述制造方法包括：在所述钽靶材第一焊接面上形成浸润层。所述焊料对所述浸润层的浸润性大于所述焊料对所述钽靶材的浸润性，所述浸润层与焊料的浸润性好，且所述浸润层与所述钽靶材之间的结合力较强。因此，在所述钽靶材第一焊接面上形成浸润层能够增加形成的钽靶材组件的焊接强度。因此，所述制造方法能够提高钽靶材组件的焊接强度。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施例做详细的说明。图2至图7是图1所示制造方法各步骤的结构示意图。需要说明的是，本实施例中，钽靶材组件的焊接是以钎焊为例进行说明，但是本专利技术的制造方法不仅限于此，在其他实施例中，还可以采用扩散焊接的方式形成钽靶材组件。请参考图2，提供钽靶材110、背板120和焊料140(如图5所示)，所述钽靶材110包括第一焊接面111，所述背板120包括第二焊接面121。本实施例中，所述背板120的材料为铜。铜背板能够被所述焊料140浸润。但是，本专利技术对此不做限定，所述背板的材料还可以为钼或铝。本实施例中，所述焊料140为铟焊料。铟焊料能够很好地浸润后续形成的浸润层。此外，所述焊料140有较低的熔点，因此焊接温度较低，焊接过程中钽靶材110内部组织不容易发生变化(例如，不易发生相变)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钽靶材组件的制造方法，其特征在于，包括：提供钽靶材、背板和焊料，所述钽靶材包括第一焊接面，所述背板包括第二焊接面；在所述钽靶材第一焊接面上形成浸润层；形成浸润层之后，通过所述焊料对所述钽靶材第一焊接面与所述背板第二焊接面进行焊接，形成钽靶材组件。

【技术特征摘要】
1.一种钽靶材组件的制造方法，其特征在于，包括：提供钽靶材、背板和焊料，所述钽靶材包括第一焊接面，所述背板包括第二焊接面；在所述钽靶材第一焊接面上形成浸润层；形成浸润层之后，通过所述焊料对所述钽靶材第一焊接面与所述背板第二焊接面进行焊接，形成钽靶材组件。2.如权利要求1所述的钽靶材组件的制造方法，其特征在于，所述浸润层的材料为镍、铜或锌。3.如权利要求1所述的钽靶材组件的制造方法，其特征在于，所述浸润层的厚度为8μm～10um。4.如权利要求1所述的钽靶材组件的制造方法，其特征在于，所述背板的材料为铜或铝。5.如权利要求1所述的钽靶材组件的制造方法，其特征在于，所述焊料的材料为In、SnAgCu或Sn。6.如权利要求1所述的钽靶材组件的制造方法，其特征在于，在所述钽靶材第一焊接面表面形成浸润层的工艺包括：化学镀膜或物理气相沉积工艺。7.如权利要求1所述的钽靶材组件的制造方法，其特征在于，通过化学镀膜形成所述浸润层的工艺参数包括：反应温度为86℃～90℃；反应物包括：镍盐、次磷酸钠、错酸钠和氨水，所述反应物的PH值为4.6～4.8。8.如权利要求1所述的钽靶材组件的制造方法，其特征在于，在所述钽靶材第一焊接面表面形成浸润层之前，还包括：对所述钽靶材第一焊接面进行粗糙处理。9.如权利要求8所述的钽靶材组件的制造方法，其特征在于，对所述钽靶材第一焊接面进行粗糙处理的步骤包括：对所述钽靶材第一焊接面进行喷砂处理。10.如权利要求9所述的钽靶材组件的制造方法，其特征在于，所述喷砂处理的工艺参数包括：砂粒的材料为46目白刚玉；喷砂机空气压力范围在0.3MPa～...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚力军，潘杰，相原俊夫，大岩一彦，王学泽，段高林，
申请(专利权)人：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