本发明专利技术涉及一种靶材冷却背板的焊接方法，所述焊接方法包括如下步骤：(1)将盖板和基座进行机加工，机加工后的基座包括冷却水道；(2)将步骤(1)机加工得到的盖板与所述冷却水道相接触，进行所述盖板与所述基座的装配处理，然后进行真空钎焊，得到靶材冷却背板粗品；(3)在步骤(2)所述靶材冷却背板粗品的焊缝处进行搅拌摩擦焊，得到靶材冷却背板。本发明专利技术所述焊接方法采用真空钎焊与搅拌摩擦焊的复合焊接形式，先通过真空钎焊保证大部分焊接面的焊接结合率，再通过搅拌摩擦焊对真空钎焊的焊缝进行补充焊接，不仅可以保证焊接结合率，避免冷却水道的泄漏问题，还可以降低生产成本，便于大规模推广使用。规模推广使用。
【技术实现步骤摘要】
一种靶材冷却背板的焊接方法
[0001]本专利技术涉及靶材
，具体涉及一种靶材冷却背板的焊接方法。
技术介绍
[0002]物理气相沉积(Physical Vapour Deposition，PVD)指的是，在真空条件下，采用低电压、大电流的电弧放电技术，利用气体放电使材料源蒸发并使被蒸发物质与气体都发生电离，然后通过电场的加速作用，使被蒸发物质及其反应产物沉积在工件上形成某种特殊功能的薄膜。PVD技术是半导体芯片制造业、太阳能行业、LCD制造业等多种行业的核心技术，主要方法有真空蒸镀、电弧等离子体镀、离子镀膜、分子束外延和溅射镀膜等。
[0003]磁控溅射是PVD技术中比较常用的一种，通过在靶阴极表面引入磁场，利用磁场对带电粒子的约束来提高等离子体密度以增加溅射率。由于磁控溅射是在低气压下进行高速溅射，必须有效地提高气体的离化率，以此实现了溅射高速率、低温度、低损伤。然而，长时间的磁控溅射，往往会使靶材产生大量的热量，如果不及时进行冷却，容易造成溅射靶材局部烧焦或呈现晶粒化现象。现有技术中，多是采用在靶座内设置冷却水道的方式，但是该种方式靶座和靶材接触面积小，冷却效果低，传热不显著。
[0004]由于溅射靶材的强度不一，在实际应用过程中，需要将符合性能要求的溅射靶材和具有一定强度的背板结合制成靶材组件，然后安装在溅射机台上，在磁场、电场作用下有效地进行溅射控制。现有技术中，在背板中开设冷却水道形成冷却背板，一方面可以为溅射靶材提供支撑作用，另一方面可以有效地传导热量，对溅射靶材进行有效地冷却。其中，冷却水道是否泄漏是磁控溅射过程中短路及密封性检测是否合格的关键因素。由于靶材的磁控溅射环境是真空的，一旦发生真空室内漏水，会导致杂质成分和靶材成分发生反应，引起溅射靶材中毒，生成黑色物质覆盖在溅射靶材表面，严重影响磁控溅射镀膜的成膜速度和成膜质量。
[0005]目前，靶材冷却背板是通过盖板和加工出冷却水道的基座焊接形成的。由于溅射过程中，靶材冷却背板内部的冷却水道受到高压冷却水的冲击，极易导致焊接处泄漏，造成严重生产事故。为此，现有技术的焊接方法一般选用焊接效果更好的真空扩散焊接，例如CN111477600A公开了一种半导体晶圆的冷却元件及其制备方法，所述制备方法包括将所述铜盖板和铜基座进行装配处理，然后进行真空扩散焊接，得到所述冷却元件。虽然所述制备方法采用真空扩散焊接将铜盖板和铜基座焊接起来，可以形成密封性良好的冷却通道，焊接结合率超过99.9％，还有效避免了漏水、漏气问题，提高了成品率，但是真空扩散焊接的成本较高，不利于大规模推广使用。
[0006]综上所述，目前亟需开发一种行之有效的靶材冷却背板的焊接方法，不仅可以保证焊接结合率，避免冷却水道的泄漏问题，还可以降低生产成本，便于大规模推广使用。
技术实现思路
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种靶材冷却背板的焊接方法，所述焊接方
法先采用真空钎焊将盖板和基座进行焊接，保证大部分焊接面的焊接结合率，然后在焊缝处再进行搅拌摩擦焊，通过真空钎焊与搅拌摩擦焊的复合焊接形式，不仅可以保证焊接结合率，避免冷却水道的泄漏问题，还可以降低生产成本，便于大规模推广使用。
[0008]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0009]本专利技术的目的在于提供一种靶材冷却背板的焊接方法，所述焊接方法包括如下步骤：
[0010](1)将盖板和基座进行机加工，机加工后的基座包括冷却水道；
[0011](2)将步骤(1)机加工得到的盖板与所述冷却水道相接触，进行所述盖板与所述基座的装配处理，然后进行真空钎焊，得到靶材冷却背板粗品；
[0012](3)在步骤(2)所述靶材冷却背板粗品的焊缝处进行搅拌摩擦焊，得到靶材冷却背板。
[0013]正如本领域技术人员所熟知的那样，在靶材
的真空钎焊为面与面的平面焊接，而平面焊接只能保证大部分面积的焊接结合，对于容易发生泄漏的局部边缘区域，真空钎焊通常无能为力。而在靶材的磁控溅射过程中，由于背板属于非溅射区域，不需要对真空钎焊形成的位于背板侧面的焊缝进行补充焊接，极易导致焊接处泄漏，造成严重生产事故。
[0014]本专利技术所述焊接方法采用真空钎焊与搅拌摩擦焊的复合焊接形式，先通过真空钎焊保证大部分焊接面的焊接结合率，再通过搅拌摩擦焊对真空钎焊的焊缝进行补充焊接，不仅可以保证焊接结合率，避免冷却水道的泄漏问题，还可以降低生产成本，便于大规模推广使用。
[0015]作为本专利技术优选的技术方案，步骤(1)所述机加工包括如下内容：
[0016]对于所述盖板和基座，先通过粗铣加工出轮廓，再通过精铣加工出具体结构。
[0017]作为本专利技术优选的技术方案，所述粗铣的铣刀直径为10-15mm，例如10mm、11mm、12mm、13mm、14mm或15mm等，所述精铣的铣刀直径为3-5mm，例如3mm、3.5mm、4mm、4.5mm或5mm等，但并不仅限于所列举的数值，上述数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0018]优选地，所述铣刀为硬质合金铣刀。
[0019]优选地，所述铣刀的转速为8000-12000rpm，例如8000rpm、9000rpm、10000rpm、11000rpm或12000rpm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0020]作为本专利技术优选的技术方案，在步骤(1)所述机加工之后，步骤(2)所述装配处理之前，对冷却水道的内表面进行喷砂处理。
[0021]作为本专利技术优选的技术方案，所述喷砂处理采用的砂砾为棕刚玉。
[0022]优选地，所述喷砂处理后，所述冷却水道的内表面的粗糙度Ra为1.5-3μm，例如1.5μm、1.7μm、2μm、2.2μm、2.5μm、2.7μm或3μm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0023]作为本专利技术优选的技术方案，步骤(2)所述真空钎焊的升温速率为5.6-6.7℃/min，例如5.6℃/min、5.8℃/min、6℃/min、6.1℃/min、6.3℃/min、6.5℃/min或6.7℃/min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0024]优选地，步骤(2)所述真空钎焊的焊接温度为800-850℃，例如800℃、810℃、820
℃、830℃、840℃或850℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0025]优选地，步骤(2)所述真空钎焊的保温时间为30-35min，例如30min、31min、32min、33min、34min或35min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0026]优选地，步骤(2)所述真空钎焊的真空度在0.001Pa以上。
[0027]优选地，步骤(2)所述真空钎焊的压块重量为100-150kg，例如100kg、110kg、12本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种靶材冷却背板的焊接方法，其特征在于，所述焊接方法包括如下步骤：(1)将盖板和基座进行机加工，机加工后的基座包括冷却水道；(2)将步骤(1)机加工得到的盖板与所述冷却水道相接触，进行所述盖板与所述基座的装配处理，然后进行真空钎焊，得到靶材冷却背板粗品；(3)在步骤(2)所述靶材冷却背板粗品的焊缝处进行搅拌摩擦焊，得到靶材冷却背板。2.根据权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，步骤(1)所述机加工包括如下内容：对于所述盖板和基座，先通过粗铣加工出轮廓，再通过精铣加工出具体结构。3.根据权利要求2所述的焊接方法，其特征在于，所述粗铣的铣刀直径为10-15mm，所述精铣的铣刀直径为3-5mm；优选地，所述铣刀为硬质合金铣刀；优选地，所述铣刀的转速为8000-12000rpm。4.根据权利要求1-3任一项所述的焊接方法，其特征在于，在步骤(1)所述机加工之后，步骤(2)所述装配处理之前，对冷却水道的内表面进行喷砂处理。5.根据权利要求4所述的焊接方法，其特征在于，所述喷砂处理采用的砂砾为棕刚玉；优选地，所述喷砂处理后，所述冷却水道的内表面的粗糙度Ra为1.5-3μm。6.根据权利要求1-5任一项所述的焊接方法，其特征在于，步骤(2)所述真空钎焊的升温速率为5.6-6.7℃/min；优选地，步骤(2)所述真空钎焊的焊接温度为800-850℃；优选地，步骤(2)所述真空钎焊的保温时间为30-35min；优选地，步骤(2)所述真空钎焊的真空度在0.001Pa以上；优选地，步骤(2)所述真空钎焊的压块重量为100-150kg。7.根据权利要求1-6任一项所述的焊接方法，其特征在于，步骤(2)所述真空钎焊采用的钎料为AgCuInTi焊片；优选地，所述AgCuInTi焊片的长
×
宽
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厚为1100
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150
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(0.05-0.1)mm；优选地，...
【专利技术属性】
技术研发人员：姚力军，边逸军，潘杰，王学泽，韩松，罗明浩，
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：
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