一种钽靶材组件的焊接方法技术

本发明专利技术涉及一种钽靶材组件的焊接方法，所述焊接方法包括如下步骤：对钽靶材的焊接面进行喷砂处理，之后对所述钽靶材的焊接面进行镀锡膜处理；对背板的焊接面进行镀铜膜处理，之后将镀锡膜的钽靶材和镀铜膜的背板进行加热处理，之后将混合金属粉分别设置于钽靶材的焊接面和背板的焊接面，然后进行浸润处理；在浸润处理后的背板上设置铜丝，之后将设置铜丝后背板的焊接面和钽靶材的焊接面进行装配并加压冷却，得到所述钽靶材组件。通过采用镀膜工艺并结合特定的混合金属粉进行焊接，实现了对钽靶材组件的焊接结合强度的提升，且焊接后靶材的使用寿命延长20

【技术实现步骤摘要】
一种钽靶材组件的焊接方法


[0001]本专利技术涉及靶材焊接领域，具体涉及一种钽靶材组件的焊接方法。

技术介绍

[0002]目前，钽靶材通常需要与背板焊接结合后用于半导体溅射，其中钎焊焊接是靶材组件焊接常用的一种焊接工艺，相比于扩散焊接有着成本低效率高的优点。目前钽靶与铝合金背板焊接方式为通常为扩散焊接，钎焊焊接工艺存在结合强度低的缺点，缺少稳定的钎焊工艺。
[0003]如CN103572225A公开了一种钽靶材及钽靶材组件的制造方法，钽靶材的制作方法包括：提供钽锭；对所述钽锭进行热锻，形成第一钽靶材坯料；对所述第一钽靶材坯料进行第一热处理，形成第二钽靶材坯料，所述第一热处理的温度为1000℃～1200℃，保温时间为30分钟～90分钟；第一热处理后，对第二钽靶材坯料进行热轧，形成第三钽靶材坯料；对所述第三钽靶材坯料进行第二热处理，形成钽靶材，所述第二热处理的温度为1000℃～1200℃，保温时间为30分钟～90分钟。所得钽靶材内部组织比较均匀，磁性能好，且采用所述钽靶材制造半导体用钽靶材组件，形成的薄膜的质量较好。
[0004]CN103801820A公开了一种钽靶材和铝背板的热等静压扩散焊焊接方法，包括：将钽靶材和铝背板装入真空包套；对所述真空包套进行抽真空；将所述真空包套装入热等静压炉中，先进行升温升压，再进行保温保压；对所述真空包套进行去压冷却；拆除所述真空包套取出所述钽靶材和铝背板焊接形成的靶材组合。本专利技术所提供的钽靶材和铝背板的热等静压扩散焊焊接方法所焊接得到的钽靶材组件的焊接强度能高达150MPa，成品率达到98％以上。钽靶材组件具有结合紧密度高、受热抗变形能力强等优点。
[0005]然而现有技术中次用的焊接方法，焊接结合强度较低，焊接后靶材使用寿命较短，焊接后靶材溅射稳定性差。

技术实现思路

[0006]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钽靶材组件的焊接方法，通过对焊接过程的重新设计，解决目前焊接方法所得靶材组件焊接结合强度较低，使用寿命短，靶材组件所得镀膜性能较差等问题。
[0007]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]本专利技术提供了一种钽靶材组件的焊接方法，所述焊接方法包括如下步骤：
[0009](1)对钽靶材的焊接面进行喷砂处理，之后对所述钽靶材的焊接面进行镀锡膜处理；
[0010](2)对背板的焊接面进行镀铜膜处理，之后将镀锡膜的钽靶材和镀铜膜的背板进行加热处理，之后将混合金属粉分别设置于钽靶材的焊接面和背板的焊接面，然后进行浸润处理；
[0011](3)在浸润处理后的背板上设置铜丝，之后将设置铜丝后背板的焊接面和钽靶材
的焊接面进行装配并加压冷却，得到所述钽靶材组件；
[0012]其中，所述混合金属粉包括锡粉、银粉和铜粉的混合粉。
[0013]本专利技术提供的焊接方法，通过采用镀膜工艺并结合特定的混合金属粉进行焊接，实现了对钽靶材组件的焊接结合强度的提升，且焊接后靶材的使用寿命延长20
‑
30％，将焊接后的靶材组件用溅射时，溅射过程中所得镀膜的厚度均匀，同时镀膜的致密度较传统的焊接方式提升了10
‑
20％。
[0014]作为本专利技术优选的技术方案，步骤(1)所述喷砂处理中的砂粒包括60#白刚玉。
[0015]优选地，步骤(1)所述喷砂处理的压力为0.5
‑
0.6MPa，例如可以是0.5MPa、0.51MPa、0.52MPa、0.53MPa、0.54MPa、0.55MPa、0.56MPa、0.57MPa、0.58MPa、0.59MPa或0.6MPa等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的组合同样适用。
[0016]优选地，步骤(1)所述喷砂处理中喷砂口距离所述钽靶材焊接面的垂直距离为80
‑
100mm，例如可以是80mm、81mm、82mm、83mm、84mm、85mm、86mm、87mm、88mm、89mm、90mm、91mm、92mm、93mm、94mm、95mm、96mm、97mm、98mm、99mm或100mm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的组合同样适用。
[0017]优选地，步骤(1)所述喷砂处理的时间为1
‑
4min，例如可以是1min、1.2min、1.4min、1.6min、1.8min、2min、2.2min、2.4min、2.6min、2.8min、3min、3.2min、3.4min、3.6min、3.8min或4min等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的组合同样适用。
[0018]优选地，步骤(1)所述喷砂处理后钽靶材焊接面的粗糙度为Ra1
‑
4μm，例如可以是1μm、1.2μm、1.4μm、1.6μm、1.8μm、2μm、2.2μm、2.4μm、2.6μm、2.8μm、3μm、3.2μm、3.4μm、3.6μm、3.8μm或4μm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的组合同样适用。
[0019]作为本专利技术优选的技术方案，步骤(1)所述镀锡膜处理中锡膜的厚度为5
‑
6μm，例如可以是5μm、5.1μm、5.2μm、5.3μm、5.4μm、5.5μm、5.6μm、5.7μm、5.8μm、5.9μm或6μm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的组合同样适用。
[0020]作为本专利技术优选的技术方案，步骤(2)所述镀铜膜处理前的背板焊接面的粗糙度为0.4
‑
1μm，例如可以是0.4μm、0.45μm、0.5μm、0.55μm、0.6μm、0.65μm、0.7μm、0.75μm、0.8μm、0.85μm、0.9μm、0.95μm或1μm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的组合同样适用。
[0021]优选地，步骤(2)所述镀铜膜处理中铜膜的厚度为3
‑
4μm，例如可以是3μm、3.1μm、3.2μm、3.3μm、3.4μm、3.5μm、3.6μm、3.7μm、3.8μm、3.9μm或4μm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的组合同样适用。
[0022]作为本专利技术优选的技术方案，步骤(2)所述加热处理的温度280
‑
310℃，例如可以是280℃、282℃、284℃、286℃、288℃、290℃、292℃、294℃、296℃、298℃、300℃、302℃、304℃、306℃、308℃或310℃等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的组合同样适用。
[0023]作为本专利技术优选的技术方案，所述混合金属粉中以质量百分含量计包括：锡粉95.5
‑
96％，银粉3
‑
3.5％，余量为铜粉。
[0024]本专利技术中采用的特定组成的混合金属粉作为焊接中间料实现对靶材和背板的高强度焊接，同时结合特定的靶材表面处理方式，实现了对靶材使用寿命的延长，强化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钽靶材组件的焊接方法，其特征在于，所述焊接方法包括如下步骤：(1)对钽靶材的焊接面进行喷砂处理，之后对所述钽靶材的焊接面进行镀锡膜处理；(2)对背板的焊接面进行镀铜膜处理，之后将镀锡膜的钽靶材和镀铜膜的背板进行加热处理，之后将混合金属粉分别设置于钽靶材的焊接面和背板的焊接面，然后进行浸润处理；(3)在浸润处理后的背板上设置铜丝，之后将设置铜丝后背板的焊接面和钽靶材的焊接面进行装配并加压冷却，得到所述钽靶材组件；其中，所述混合金属粉包括锡粉、银粉和铜粉的混合粉。2.如权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，步骤(1)所述喷砂处理中的砂粒包括60#白刚玉；优选地，步骤(1)所述喷砂处理的压力为0.5
‑
0.6MPa；优选地，步骤(1)所述喷砂处理中喷砂口距离所述钽靶材焊接面的垂直距离为80
‑
100mm；优选地，步骤(1)所述喷砂处理的时间为1
‑
4min；优选地，步骤(1)所述喷砂处理后钽靶材焊接面的粗糙度为Ra1
‑
4μm。3.如权利要求1
‑
2任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述镀锡膜处理中锡膜的厚度为5
‑
6μm。4.如权利要求1
‑
3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述镀铜膜处理前的背板焊接面的粗糙度为0.4
‑
1μm；优选地，步骤(2)所述镀铜膜处理中铜膜的厚度为3
‑
4μm。5.如权利要求1
‑
4任一项所述的焊接方法，其特征在于，步骤(2)所述加热处理的温度280
‑
310℃。6.如权利要求1
‑
5任一项所述的焊接方法，其特征在于，所述混合金属粉中以质量百分含量计包括：锡粉95.5
‑
96％，银粉3
‑
3.5％，余量为铜粉；优选地，所述混合金属粉的添加为设置焊接面面积厚度为2
‑
4mm的粉末层。7.如权利要求1
‑
6任一项所述的焊接方法，其特征在于，步骤(2)所述浸润处理为采用功率为400
‑
800W超声波浸润设备对钽靶材和铝合金背板表面进行浸润；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，廖培君，华东瑜，
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：