一种提高含钨靶材焊接结合率的方法技术

本发明专利技术提供了一种提高含钨靶材焊接结合率的方法，所述方法包括以下步骤：将含钨靶材的焊接面进行清洗处理，然后采用物理气相沉积法对靶材的溅射面进行镀膜，得到镀膜靶材；将镀膜靶材和背板的焊接面上浸润钎料后焊接，得到靶材组件。本发明专利技术所述方法针对传统镀膜方法在靶材镀膜上存在的缺陷，采用物理气相沉积法根据特定靶材的特性选择合适的镀膜工艺，使其满足后续浸润及焊接的要求，所得镀膜层致密性高，从而能够提高焊接结合率，得到合格的靶材组件；所述方法操作简单，镀膜品质高，可减少返工，降低成本，应用前景广阔。

【技术实现步骤摘要】
一种提高含钨靶材焊接结合率的方法
本专利技术属于靶材制备
，涉及一种提高含钨靶材焊接结合率的方法。
技术介绍
靶材是一种用于溅射镀膜的溅射源，在利用靶材进行溅射镀膜之前，需要将靶材固定至背板上形成靶材组件，背板能够被固定安装至溅射基台上，以支撑靶材，并传导热量。靶材与背板的固定通常采用焊接结合的方式，通过在焊接面上涂布焊料，加热至焊料熔化后，将靶材和背板的焊接面相对设置并贴合，待焊料凝固后形成靶材组件。对于靶材焊接时焊料的选择，通常选择低熔点金属，将其浸润到焊接面上，以便于后续焊接的均匀性和稳定性，但对于无法浸润或浸润性不佳的靶材材质，通常需要使用化学方法在焊接面镀一层易浸润层，来提高焊接面的浸润性，从而使难浸润材质达到焊接条件。目前使用的镀易浸润层的方法主要有化学镀膜和电解镀膜，前者依据氧化还原反应原理，利用强还原剂在含有金属离子的溶液中，将金属离子还原成金属而沉积在材料表面形成致密镀层，后者则是采用电解液沉积镀膜，但上述方法镀层附着力较低，均匀性不足，容易造成焊接强度和焊接结合率的降低。基于上述方法存在的缺陷，目前也有采用其他方法进行焊接前的镀膜。CN101543923A公开了一种靶材与背板的焊接方法，包括：提供钽靶材和背板，在钽靶材的焊接面上形成金属中间层，在背板的焊接面上添加钎料，进行钎焊处理，加热熔化钎料将钽靶材焊接至背板形成靶材组件，对靶材组件进行保温热扩散处理，冷却靶材组件，并进行机械加工去除多余的钎料。该方法是采用等离子喷涂法在靶材焊接面上形成金属中间层，但针对的靶材种类单一，适用范围较窄。CN110937911A公开了一种靶材组件形成方法，包括：提供陶瓷靶材，所述陶瓷靶材具有靶材焊接面；提供金属背板，所述金属背板具有背板焊接面；将所述靶材焊接面镀镍，形成镍镀层；在所述镍镀层表面和背板焊接面上放置钎料，对陶瓷靶材以及金属背板进行焊接，形成靶材组件。该方法并未明确镀镍时的具体工艺，且针对的是陶瓷靶材的镀膜，并未涉及到金属靶材。综上所述，对于特定种类金属靶材的焊接，还需采用合适的镀膜工艺，以提高钎料对焊接面的浸润性，保证焊接层的均匀性，从而提高焊接结合率。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种提高含钨靶材焊接结合率的方法，所述方法针对特定材质的靶材，通过在靶材焊接前进行镀膜，提高钎料在焊接面上的浸润性，从而保证焊料分布的均匀性，避免浸润焊接过程中出现气泡，进而提高靶材的焊接结合率以及焊接强度。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提高含钨靶材焊接结合率的方法，所述方法包括以下步骤：(1)将含钨靶材的焊接面进行清洗处理，然后采用物理气相沉积法对靶材的溅射面进行镀膜，得到镀膜靶材；(2)将步骤(1)得到的镀膜靶材和背板的焊接面上浸润钎料后焊接，得到靶材组件。本专利技术中，对于靶材和背板的钎焊焊接，根据靶材、背板材质及所用焊料的不同，相应的钎焊工艺及难度也会有所不同；为保证焊料在焊接面上的附着性，需要先将焊料进行浸润处理，基于靶材材质的选择，钎料的浸润性不同，对于难以浸润的材质，则需要先镀一层易浸润层，再进行钎料的浸润；本专利技术采用物理气相沉积法将含钨靶材的焊接面进行镀膜，以克服传统的化学浸镀或电镀方法容易造成的镀膜不均匀的问题，通过对镀膜工艺的控制，保证镀膜厚度的均匀性，从而使得保证焊料浸润时均匀分散，避免靶材和背板扣合后仍然存在气泡而影响焊接结合率；所述方法操作简单，焊接效率高，稳定性好，成本较低。以下作为本专利技术优选的技术方案，但不作为本专利技术提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好地达到和实现本专利技术的技术目的和有益效果。作为本专利技术优选的技术方案，步骤(1)所述含钨靶材包括钨靶材、钨钛合金靶材或钨铝合金靶材中任意一种。优选地，所述钨钛合金靶材中钛的质量分数为1～10wt％，例如1wt％、3wt％、5wt％、6wt％、8wt％或10wt％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。作为本专利技术优选的技术方案，步骤(1)所述清洗处理为采用有机溶剂和/或水进行擦拭清洗。优选地，所述有机溶剂包括乙醇和/或异丙醇。本专利技术中，采用有机溶剂进行擦拭，可以去除靶材表面的污迹、油渍等污染物，且液体用量较少，无需浸入液相溶液中，清洗后的干燥速率也较快；若是靶材表面有磕伤或划伤，则还需要进行抛光处理，基本保证靶材无外观问题。作为本专利技术优选的技术方案，步骤(1)所述镀膜在物理气相沉积设备内进行。优选地，步骤(1)所述镀膜的材质包括镍。本专利技术中，镀膜物质的选择，需要起到靶材材质与焊料材质之间的过渡作用，增强焊料在靶材溅射面的浸润性，使难浸润材质达到焊接条件。作为本专利技术优选的技术方案，步骤(1)所述镀膜的功率为1.5～2.5KW，例如1.5KW、1.6KW、1.8KW、2KW、2.2KW、2.4KW或2.5KW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。本专利技术中，镀膜功率是影响靶材上镀膜速率以及镀膜质量的重要因素，若镀膜功率过大，会使得镀膜厚度增加，镀膜颗粒容易被新沉积颗粒打走，造成镀膜厚度不均匀，若镀膜功率过小，则会使得镀膜厚度降低，难以形成完整均匀的镀膜，影响后续的焊接结合率。优选地，步骤(1)所述镀膜的温度为120～130℃，例如120℃、122℃、124℃、126℃、128℃或130℃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。优选地，步骤(1)所述镀膜在真空条件下进行，压力为3.5×10-1Pa以下，例如3.5×10-1Pa、3×10-1Pa、2×10-1Pa、1×10-1Pa、5×10-2Pa、1×10-2Pa或5×10-3Pa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。作为本专利技术优选的技术方案，步骤(1)所述镀膜的时间为3～5h，例如3h、3.5h、4h、4.5h或5h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。优选地，步骤(1)所述镀膜的厚度为4～8μm，例如4μm、4.5μm、5μm、5.5μm、6μm、6.5μm、7μm、7.5μm或8μm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。作为本专利技术优选的技术方案，步骤(2)所述背板包括铜背板、铜合金背板、铝背板或铝合金背板中任意一种。优选地，步骤(2)所述钎料包括铟、锡或铅中任意一种或至少两种组成的合金，例如铟锡合金、锡铅合金、铟锡铅合金等。作为本专利技术优选的技术方案，步骤(2)所述浸润时的加热温度为180～360℃℃，例如180℃、200℃、225℃、250℃、280℃、300℃、330℃或360℃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。本专利技术中，浸润温度的选择需要高于所用钎料的熔点，通过熔化钎料使其能够在焊接面上的均匀分布，钎料种类的不同，相应需要选择本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高含钨靶材焊接结合率的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：/n(1)将含钨靶材的焊接面进行清洗处理，然后采用物理气相沉积法对靶材的溅射面进行镀膜，得到镀膜靶材；/n(2)将步骤(1)得到的镀膜靶材和背板的焊接面上浸润钎料后焊接，得到靶材组件。/n

【技术特征摘要】
1.一种提高含钨靶材焊接结合率的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将含钨靶材的焊接面进行清洗处理，然后采用物理气相沉积法对靶材的溅射面进行镀膜，得到镀膜靶材；
(2)将步骤(1)得到的镀膜靶材和背板的焊接面上浸润钎料后焊接，得到靶材组件。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述含钨靶材包括钨靶材、钨钛合金靶材或钨铝合金靶材中任意一种；
优选地，所述钨钛合金靶材中钛的质量分数为1～10wt％。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述清洗处理为采用有机溶剂和/或水进行擦拭清洗；
优选地，所述有机溶剂包括乙醇和/或异丙醇。


4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述镀膜在物理气相沉积设备内进行；
优选地，步骤(1)所述镀膜的材质包括镍。


5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述镀膜的功率为1.5～2.5KW；
优选地，步骤(1)所述镀膜的温度为120～130℃；
优选地，步骤(1)所述镀膜在真空条件下进行，压力为3.5×10-1Pa以下。


6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述镀膜的时间为3～5h；
优选地，步骤(1)所述镀膜的厚度为4～8μm。


7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述背板包括铜背...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚力军，边逸军，潘杰，王学泽，赵欣雨，
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