一种钨靶材与铜锌合金背板的扩散焊接方法技术

本发明专利技术涉及一种钨靶材与铜锌合金背板的扩散焊接方法，所述扩散焊接方法包括如下步骤：(1)对钨靶材粗糙度Ra≤3μm的焊接面进行镀钛膜处理，之后依次对镀膜后钨靶材进行清洗和干燥处理；(2)将步骤(1)干燥后的钨靶材和铜锌合金背板装配后置于包套中，之后对包套依次进行焊接、抽真空和脱气，将脱气后的包套进行热等静压焊接，完成后，拆除包套得到钨靶材组件；所述包套中的钨靶材和铜锌合金背板间设置有铝合金中间层。通过在靶材焊接面特定粗糙度下进行镀钛处理后，实现了靶材和背板有效的焊接，焊接后焊接面的应力分布均匀，焊接结合率≥98％，强化靶材和背板间的传热性能，使用寿命延长。

【技术实现步骤摘要】
一种钨靶材与铜锌合金背板的扩散焊接方法
本专利技术涉及靶材焊接领域，具体涉及一种钨靶材与铜锌合金背板的扩散焊接方法。
技术介绍
目前，金属溅射靶材是溅射沉积技术中用做阴极的材料。该阴极材料在溅射机台中被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重新沉积。由于金属溅射靶材往往是高纯的铝、铜、钛、镍、钽及贵金属等比较贵重的材料，所以在其制造时常常使用比较普通的材料来作为背板。背板起到支撑靶材、冷却、降低成本等作用，常用的材料有铝合金或铜合金。如CN108544045A公开了一种钨靶材焊接方法及钨靶材组件，涉及半导体制造
所述钨靶材焊接方法首先对钨靶材和铜背板进行焊接前加工及清洗，在所述钨靶材和所述铜背板中间放置焊料引流件，再利用钎焊工艺对所述钨靶材和所述铜背板进行钎焊接后获得钨靶材组件，对所述钨靶材组件进行冷却。所述钨靶材焊接方法在焊接前在所述钨靶材和所述铜背板间放置焊料引流件，保证了焊料的在所述钨靶材和所述铜背板间的均匀分布，提高了焊缝均匀性、焊接成功率以及焊接稳定性。CN106378507A公开了一种钨钛靶材组件的焊接方法，包括：提供钨钛靶材和背板；在所述钨钛靶材的焊接面放入第一量的焊料并进行第一浸润处理；在所述背板的焊接面放入第二量的焊料并进行第二浸润处理；在所述第二浸润处理之后，向所述背板的焊接面添加第三量的焊料；在向所述背板的焊接面添加所述第三量的焊料后，且在所述第一浸润处理后，将所述钨钛靶材的焊接面扣合在所述背板的焊接面上。所述焊接方法能够提高钨钛靶材组件的焊接强度。然而现有的焊接方法中，焊接结合率低，焊接面应力分布均匀性差，使用寿命短等问题。
技术实现思路
鉴于现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种钨靶材与铜锌合金背板的扩散焊接方法，通过该焊接方法实现了靶材和背板有效的焊接，焊接后焊接面的应力分布均匀，焊接结合率≥98％，强化靶材和背板间的传热性能，使用寿命延长。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术提供了一种钨靶材与铜锌合金背板的扩散焊接方法，所述扩散焊接方法包括如下步骤：(1)对钨靶材粗糙度Ra≤3μm的焊接面进行镀钛膜处理，之后依次对镀膜后钨靶材进行清洗和干燥处理；(2)将步骤(1)干燥后的钨靶材和铜锌合金背板装配后置于包套中，之后对包套依次进行焊接、抽真空和脱气，将脱气后的包套进行热等静压焊接，完成后，拆除包套得到钨靶材组件；所述包套中的钨靶材和铜锌合金背板间设置有铝合金中间层。本专利技术提供的焊接方法，通过在靶材焊接面特定粗糙度下进行镀钛处理后，利用铝合金中间层将靶材和背板进行焊接，实现了靶材和背板有效的焊接，焊接后焊接面的应力分布均匀，焊接结合率≥98％，强化靶材和背板间的传热性能，使用寿命延长。作为本专利技术优选的技术方案，步骤(1)所述钛膜的厚度为3-6μm，例如可以是3μm、3.2μm、3.4μm、3.6μm、3.8μm、4μm、4.2μm、4.4μm、4.6μm、4.8μm、5μm、5.2μm、5.4μm、5.6μm、5.8μm或6μm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。作为本专利技术优选的技术方案，步骤(1)所述清洗的方式为超声清洗。优选地，步骤(1)所述清洗的时间≥10min，例如可以是10min、15min、20min、25min、30min、35min或40min等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。作为本专利技术优选的技术方案，步骤(1)所述干燥处理的方式为真空干燥。优选地，所述真空干燥中的真空度≤0.01Pa，例如可以是0.01Pa、0.009Pa、0.008Pa、0.007Pa、0.006Pa、0.005Pa、0.004Pa、0.003Pa、0.002Pa或0.001Pa等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，步骤(1)所述干燥处理的时间≥60min，例如可以是60min、65min、70min、75min、80min、85min或90min等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。作为本专利技术优选的技术方案，步骤(2)所述铝合金中间层的粗糙度Ra≤1.6μm，例如可以是1.6μm、1.5μm、1.4μm、1.3μm、1.2μm、1.1μm、1μm、0.9μm、0.8μm、0.7μm、0.6μm、0.5μm、0.4μm、0.3μm、0.2μm或0.1μm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，步骤(2)所述铝合金中间层的厚度为2.25-5mm，例如可以是2.25mm、2.3mm、2.4mm、2.5mm、2.6mm、2.7mm、2.8mm、2.9mm、3mm、3.2mm、3.4mm、3.6mm、3.8mm、4mm、4.2mm、4.4mm、4.6mm、4.8mm或5mm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。本专利技术中，通过控制靶材焊接面钛膜的厚度，通过焊接面粗糙度与钛膜厚度的双重作用下，使得焊接后靶材组件的焊接面的应力分布均匀，同时通过控制铝合金中间层的厚度及粗糙度，进一步强化了焊接面的均匀分布，同时也强化了靶材和背板之间的导热性能。作为本专利技术优选的技术方案，步骤(2)所述包套的焊接为氩弧焊焊接。作为本专利技术优选的技术方案，步骤(2)所述抽真空的终点为真空度≤0.001Pa，例如可以是0.001Pa、0.0009Pa、0.0008Pa、0.0007Pa、0.0006Pa、0.0005Pa、0.0004Pa、0.0003Pa、0.0002Pa或0.0001Pa等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。作为本专利技术优选的技术方案，步骤(2)所述脱气的温度为300-400℃，例如可以是300℃、305℃、310℃、315℃、320℃、325℃、330℃、335℃、340℃、345℃、350℃、355℃、360℃、365℃、370℃、375℃、380℃、385℃、390℃、395℃或400℃等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，步骤(2)所述脱气的压强为0.001-0.003Pa，例如可以是0.001Pa、0.0011Pa、0.0012Pa、0.0013Pa、0.0014Pa、0.0015Pa、0.0016Pa、0.0017Pa、0.0018Pa、0.0019Pa、0.002Pa、0.0021Pa、0.0022Pa、0.0023Pa、0.0024Pa、0.0025Pa、0.0026Pa、0.0027Pa、0.0028Pa、0.0029Pa或0.003Pa等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，步骤(2)所述脱气的时间为2-4h，例如可以是2h、2.1h、2.2h、2.3h、2.4h、2.5h、2.6h、2.7h、2.8h、2.9h、3h、3.1h、3.2h、3.3h、3.4h、3.5h、3.6h本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钨靶材与铜锌合金背板的扩散焊接方法，其特征在于，所述扩散焊接方法包括如下步骤：/n(1)对钨靶材粗糙度Ra≤3μm的焊接面进行镀钛膜处理，之后依次对镀膜后钨靶材进行清洗和干燥处理；/n(2)将步骤(1)干燥后的钨靶材和铜锌合金背板装配后置于包套中，之后对包套依次进行焊接、抽真空和脱气，将脱气后的包套进行热等静压焊接，完成后，拆除包套得到钨靶材组件；所述包套中的钨靶材和铜锌合金背板间设置有铝合金中间层。/n

【技术特征摘要】
1.一种钨靶材与铜锌合金背板的扩散焊接方法，其特征在于，所述扩散焊接方法包括如下步骤：
(1)对钨靶材粗糙度Ra≤3μm的焊接面进行镀钛膜处理，之后依次对镀膜后钨靶材进行清洗和干燥处理；
(2)将步骤(1)干燥后的钨靶材和铜锌合金背板装配后置于包套中，之后对包套依次进行焊接、抽真空和脱气，将脱气后的包套进行热等静压焊接，完成后，拆除包套得到钨靶材组件；所述包套中的钨靶材和铜锌合金背板间设置有铝合金中间层。


2.如权利要求1所述的扩散焊接方法，其特征在于，步骤(1)所述钛膜的厚度为3-6μm。


3.如权利要求1或2所述的扩散焊接方法，其特征在于，步骤(1)所述清洗的方式为超声清洗；
优选地，步骤(1)所述清洗的时间≥10min。


4.如权利要求1-3任一项所述的扩散焊接方法，其特征在于，步骤(1)所述干燥处理的方式为真空干燥；
优选地，所述真空干燥中的真空度≤0.01Pa；
优选地，步骤(1)所述干燥处理的时间≥60min。


5.如权利要求1-4任一项所述的扩散焊接方法，其特征在于，步骤(2)所述铝合金中间层的粗糙度Ra≤1.6μm；
优选地，步骤(2)所述铝合金中间层的厚度为2.25-5mm。


6.如权利要求1-5任一项所述的扩散焊接方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚力军，边逸军，潘杰，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