一种钽靶材与铜背板的钎焊方法技术

本发明专利技术提供了一种钽靶材与铜背板的钎焊方法，所述钎焊方法包括如下步骤：(1)矫正钽靶材翘曲度，使靶材的平面度≤0.2mm；(2)钽靶材与铜背板的焊接面分别独立的进行表面喷砂处理；(3)分别独立地对钽靶材与铜背板喷砂处理后的焊接面进行镀镍处理；(4)钎焊连接进行镀镍处理后的钽靶材与铜背板，完成钽靶材与铜背板的钎焊焊接。本发明专利技术通过喷砂处理提高了焊接面的粗糙度，通过镀镍处理使钽靶材与铜背板进行有效结合，从而提高了钽靶材与铜背板的焊接效果。

A brazing method of tantalum target and copper back plate

【技术实现步骤摘要】
一种钽靶材与铜背板的钎焊方法
本专利技术属于半导体制造
，涉及一种靶材与背板的焊接方法，尤其涉及一种钽靶材与铜背板的焊接方法。
技术介绍
溅射镀膜为半导体生产中的一种常见工艺，在溅射镀膜过程中，通常使用背板固定用于溅射的靶材，即通过焊接、螺栓连接等方式将靶材连接到背板上进行固定。因靶材材质的不同，焊接时所用的焊料种类、焊接条件是不同的。溅射镀膜的工艺环境比较恶劣，靶材组件处于强电场与强磁场中，且磁控溅射过程中靶材组件被各种高速粒子轰击，靶材组件的温度较高。因此，对靶材组件的焊接强度要求较高，如果焊接强度达不到要求，容易出现靶材变形、靶材与背板结合部开裂等不良情况，眼中是会出现靶材与背板脱落的情况，从而影响磁控溅射的质量。CN107971620A公开了一种钨靶材扩散焊接方法及靶材组件，以缓解钨靶材直接与铜合金背板焊接容易出现裂纹，以及靶材与铝中间层、铝中间层与铜合金之间不易扩散焊接的问题。该方法首先在钨靶材的焊接面镀上一层钛金属膜以行程镀钨钛靶材、在铝中间层的上下两个焊接面均镀上钛金属膜行程镀钛铝中间层、在铜合金背板的焊接面上镀一层钛金属膜行程镀钛铜合金背板。由于钛金属膜易于和铜合金以及纯铝等进行扩散，铜合金背板通过钛金属膜有效与铝中间层连接，在焊接过程中有效释放钨和铜合金应力，使靶材组件不容易出现变形，不易产生裂纹，但所述方法需要消耗较多的钛，成本高。CN108149203A公开了一种靶材组件的制造方法，包括在靶坯的的焊接面进行表面喷砂处理，在喷砂处理后的焊接面涂覆焊料；背板的焊接面涂覆焊料；贴合靶坯与背板，通过焊接工艺将靶坯焊接至背板上以形成靶材组件。该制造方法虽然通过喷砂处理提高了焊接面的粗糙度，但焊接面的结合强度有待进一步提高。同样的，CN103567583A公开了一种铝靶材组件的焊接方法，包括：利用熔融的锡焊料对铝靶材坯料的焊接面进行表面浸润处理；利用熔融的铟焊料对背板的焊接面进行表面浸润处理；利用所述锡焊料与所述铟焊料将铝靶材坯料的焊接面与背板的焊接面焊接在一起，但但焊接面的结合强度有待进一步提高。对此，提供一种焊接强度高、焊接结合率高的靶材与背板的焊接方法，对于提高磁控溅射的良品率具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种钽靶材与铜背板的钎焊方法，所述钎焊方法通过喷砂处理提高了焊接面的粗糙度，通过镀镍处理使钽靶材与铜背板进行有效结合，从而提高了钽靶材与铜背板的焊接效果。为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术提供了一种钽靶材与铜背板的钎焊方法，所述钎焊方法包括如下步骤：(1)矫正钽靶材翘曲度，使靶材的平面度≤0.2mm(2)钽靶材与铜背板的焊接面分别独立的进行表面喷砂处理；(3)分别独立地对钽靶材与铜背板喷砂处理后的焊接面进行镀镍处理；(4)钎焊连接进行镀镍处理后的钽靶材与铜背板，完成钽靶材与铜背板的钎焊焊接。本专利技术对钽靶材的翘曲度做矫正，使其平面度≤0.2mm，从而保证焊接后形成的靶材组件具有良好的磁控溅射性能；通过喷砂处理提高了焊接面的粗糙度；镀镍处理形成的镍层能够形成中间捏合作用，使钽靶材与铜背板进行有效结合，从而提高了钽靶材与铜背板的结合效果；最后，在钽靶材与铜背板的焊接面之间设置钎焊焊料，使钽靶材与铜背板进行钎焊焊接。优选地，步骤(2)所述喷砂处理在喷砂机中进行，喷砂处理采用的沙粒为46号白玉刚，气压范围为0.55-0.6MPa，例如可以是0.55MPa、0.56MPa、0.57MPa、0.58MPa、0.59MPa或0.6MPa，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用；喷砂处理的时间为2-4min，例如可以是2min、2.5min、3min、3.5min或4min，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用；喷砂处理时喷砂枪与焊接面的垂直距离为80-100mm，例如可以是80mm、85mm、90mm、95mm或100mm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。优选地，步骤(2)所述喷砂处理时，喷砂枪喷砂方向与焊接面的夹角为0-180°，且不为0°、90°以及180°，例如可以是15°、30°、45°、60°、75°、100°、120°、135°、145°、160°或175°，但不限于所列举的数值。本专利技术所述喷砂枪喷砂方向与焊接面的夹角能够在喷砂过程中在0-180°的范围内灵活调节，使焊接面每个点处的粗糙度分布均匀，本领域技术人员能够在喷砂处理过程中，根据喷砂情况进行合理的调节。本专利技术通过喷砂处理的操作提高了钽靶材与铜背板焊接面的粗糙度，从而提高了后续镀镍处理时，镍层与焊接面的结合强度。从而提高了钽靶材、镍层、钎焊焊料以及铜背板的结合强度。优选地，步骤(3)所述镀镍处理为化学镀镍，包括如下步骤：(a)将经过喷砂处理后的焊接面进行活化处理；(b)活化处理后的焊接面经过清洗，然后放置于镀镍液中进行镀镍；(c)镀镍后的焊接面依次经过清洗以及60-70℃的去离子水浸泡，干燥后完成所述化学镀镍。所述清洗为使用去离子水进行清洗，本领域技术人员能够根据清洗需要，选择合适的清洗时间以及清洗方法。本专利技术所述去离子水浸泡的温度为60-70℃，例如可以是60℃、62℃、64℃、65℃、66℃、68℃或70℃，但不限于所列举的温度，数值范围内其它未列举的温度同样适用。通过在60-70℃的去离子水清洗，使镀镍后焊接面的杂质得到进一步去除，提高了焊接面除杂效果。优选地，步骤(a)所述活化处理在活化液中进行，活化处理的时间为45-75s，例如可以是45s、50s、55s、60s、65s、70s或75s，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。优选地，所述活化液由氢氟酸与水组成，氢氟酸与水的体积比为(0.5-2):(8-9.5)，例如可以是0.5:9.5、0.8:9.2、1:9、1.5:8.5或2:8，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。优选地，步骤(b)所述镀镍液为SYC300A与SYC300B的混合水溶液，镀镍液中镍离子的浓度为5.6-6g/L，例如可以是5.6g/L、5.7g/L、5.8g/L、5.9g/L或6g/L，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用；镀镍的温度为85-90℃，例如可以是85℃、86℃、87℃、88℃、89℃或90℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用；镀镍的时间为20-30min，例如可以是20min、22min、25min、27min、28min或30min，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用；形成镀镍层的厚度为6-10μm，例如可以是6μm、7μm、8μm、9μm或10μm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。优选地，所述SYC300A与SYC300B的体积比为1:(1-3)，例如可以是1:1、1:本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钽靶材与铜背板的钎焊方法，其特征在于，所述钎焊方法包括如下步骤：/n(1)矫正钽靶材翘曲度，使靶材的平面度≤0.2mm；/n(2)钽靶材与铜背板的焊接面分别独立地进行表面喷砂处理；/n(3)分别独立地对钽靶材与铜背板喷砂处理后的焊接面进行镀镍处理；/n(4)钎焊连接进行镀镍处理后的钽靶材与铜背板，完成钽靶材与铜背板的钎焊焊接。/n

【技术特征摘要】
1.一种钽靶材与铜背板的钎焊方法，其特征在于，所述钎焊方法包括如下步骤：
(1)矫正钽靶材翘曲度，使靶材的平面度≤0.2mm；
(2)钽靶材与铜背板的焊接面分别独立地进行表面喷砂处理；
(3)分别独立地对钽靶材与铜背板喷砂处理后的焊接面进行镀镍处理；
(4)钎焊连接进行镀镍处理后的钽靶材与铜背板，完成钽靶材与铜背板的钎焊焊接。


2.根据权利要求1所述的钎焊方法，其特征在于，步骤(2)所述喷砂处理在喷砂机中进行，喷砂处理采用的沙粒为46号白玉刚，气压范围为0.55-0.6MPa；喷砂处理的时间为2-4min；喷砂处理时喷砂枪与焊接面的垂直距离为80-100mm。


3.根据权利要求2所述的钎焊方法，其特征在于，步骤(2)所述喷砂处理时，喷砂枪喷砂方向与焊接面的夹角为0-180°，且不为0°、90°以及180°。


4.根据权利要求1-3任一项所述的钎焊方法，其特征在于，步骤(3)所述镀镍处理为化学镀镍，包括如下步骤：
(a)将经过喷砂处理后的焊接面进行活化处理；
(b)活化处理后的焊接面经过清洗，然后放置于镀镍液中进行镀镍；
(c)镀镍后的焊接面依次经过清洗以及60-70℃的去离子水浸泡，干燥后完成所述化学镀镍。


5.根据权利要求4所述的钎焊方法，其特征在于，步骤(a)所述活化处理在活化液中进行，活化处理的时间为45-75s。


6.根据权利要求5所述的钎焊方法，其特征在于，所述活化液由氢氟酸与水组成，氢氟酸与水的体积比为(0.5-2):(8-9.5)。


7.根据权利要求4所述的钎焊方法，其特征在于，步骤(b)所述镀镍液为SYC300A与SYC300B的混合水溶液，镀镍液中镍离子的浓度为5.6-6g/L，镀镍的温度为85-90℃，镀镍的时间为20-30min，形成镀镍层的平均厚度为6-10μm。


8.根据权利要求7所述的钎焊方法，其特征在于，所述SYC300A与SYC300B的体积比为1:(1-3)。


9.根据权利要求4所述的钎焊方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚力军，潘杰，边逸军，王学泽，章丽娜，
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