一种靶材组件及其焊接方法和用途技术

本发明专利技术提供了一种靶材组件及其焊接方法和用途，所述焊接方法包括以下步骤：提供靶材坯料以及背板；利用熔融的锌锡焊料对靶材坯料的焊接面进行表面浸润处理；利用熔融的锌锡焊料对背板的焊接面以及侧面进行表面浸润处理；将经过表面浸润处理的靶材坯料与背板进行扣合，然后进行加压冷却，完成焊接；所述焊接方法采用同种焊料分别对靶材坯料的焊接面以及背板的焊接面进行浸润处理，再将二者扣合后进行冷却加压处理，有效提高了靶材组件的焊接结合率以及焊接结合强度，适用于工业化生产。适用于工业化生产。适用于工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种靶材组件及其焊接方法和用途


[0001]本专利技术属于溅射靶材
，具体涉及一种靶材组件及其焊接方法和用途。

技术介绍

[0002]在半导体工业中，靶材组件是由符合溅射性能的靶材、与靶材结合的背板构成。背板在靶材组件中起支撑作用，并具有传导热量的功效。
[0003]在溅射过程中，靶材组件所处的工作环境比较恶劣。具体为：靶材组件所处的环境温度较高，例如300℃至600℃；另外，靶材组件的一侧冲以冷却水强冷，而另一侧则处于10
‑9Pa的高真空环境下，因此在靶材组件的相对二侧形成巨大的压力差；再者，靶材组件处在高压电场、磁场中，会受到各种粒子的轰击。在如此恶劣的环境下，如果靶材组件中靶材与背板之间的焊接强度较差，将导致靶材在受热条件下变形、开裂、使得溅射无法达到溅射均匀的效果，严重时，靶材会脱落于背板对溅射基台造成损伤。
[0004]对于由铝靶材和铝背板构成的靶材组件而言，现有技术中，常用钎焊工艺来实现铝靶材与铝背板的焊接，但是铝靶材和铝背板即使在常温也极易发生氧化，会在铝靶材和铝背板的表面形成致密的氧化铝膜。用现有的焊接方法焊接上述铝靶材和铝背板形成靶材组件时，焊接效率低下，形成的靶材组件的焊接强度低、变形量大。如果铝靶材和铝背板氧化严重时，甚至无法实现焊接，因此不能满足长期稳定生产和使用铝靶材组件的需要。
[0005]CN103785911A公开了一种靶材组件的焊接方法，包括：提供铝靶材坯料和背板；利用熔融的锌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；利用锌锡焊料和铟焊料将表面浸润处理后的所述铝靶材坯料的焊接面与背板的焊接面焊接在一起，该焊接方法需使用两种不同的焊料，且制备得到的靶材组件适用于LCD液晶面板，并不适合于半导体靶材溅射镀膜使用。
[0006]CN104588810A公开了一种铝靶材组件的焊接方法，包括：提供铝靶材、铝背板；在铝靶材的待焊接面上形成钎料浸润层或者在铝背板的待焊接面上形成钎料浸润层；将铝背板、形成有钎料浸润层的铝靶材置于真空包套内，铝背板的待焊接面与钎料浸润层接触，或者，将铝靶材、形成有钎料浸润层的铝背板置于真空包套内，铝靶材的待焊接面与钎料浸润层接触；利用热等静压工艺将铝靶材、钎料浸润层、铝背板焊接在一起以形成铝靶材组件；焊接完成后，对真空包套进行冷却，去除真空包套以获得铝靶材组件；该焊接方法不仅需要焊料浸润，还需进行热等静压工序，流程较为复杂，成本较高。
[0007]综上所述，如何提供一种工艺流程简单，可提高铝靶材组件焊接结合率以及焊接强度同时适用于溅射镀膜用半导体靶材组件的焊接方法，成为当前亟待解决的问题。

技术实现思路

[0008]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靶材组件及其焊接方法和用途，所述焊接方法采用同种焊料分别对靶材坯料的焊接面以及背板的焊接面进行浸润处理，再将二者扣合后进行冷却加压处理，有效提高了靶材组件的焊接结合率以及焊接结合
强度，适用于工业化生产。
[0009]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0010]第一方面，本专利技术提供了一种靶材组件的焊接方法，所述焊接方法包括以下步骤：提供靶材坯料以及背板；所述靶材坯料包括铝靶材坯料或铝合金靶材坯料；所述背板包括铝合金背板；
[0011](1)利用熔融的锌锡焊料对靶材坯料的焊接面进行表面浸润处理；
[0012](2)利用熔融的锌锡焊料对背板的焊接面以及侧面进行表面浸润处理；
[0013](3)将经过表面浸润处理的靶材坯料与背板进行扣合，然后进行加压冷却，完成焊接。
[0014]本专利技术中，所述焊接方法采用同种焊料分别对靶材坯料的焊接面以及背板的焊接面进行浸润处理，避免了异种焊料的排斥反应；再将二者扣合后进行冷却加压处理，有利于提高靶材组件的平面度；所述焊接方法扣合后无需在真空状态下扣合，也无需进行加热焊接处理，节省了能耗，简化了流程，且有效提高了靶材组件的焊接结合率以及焊接结合强度，具有较好的工业化应用前景。
[0015]本专利技术中，步骤(1)和步骤(2)不分先后顺序，且步骤(1)和步骤(2)还可同时进行。
[0016]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。
[0017]作为本专利技术优选的技术方案，所述靶材坯料以及背板呈圆形。
[0018]所述锌锡焊料的组成包括8
‑
12wt％的锌，例如8wt％、9wt％、10wt％、11wt％或12wt％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，其余为锡。
[0019]作为本专利技术优选的技术方案，进行所述表面浸润处理时，所述靶材坯料和背板的温度独立地为270
‑
290℃，例如270℃、275℃、280℃、285℃或290℃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，步骤(1)所述表面浸润处理的方式依次包括钢刷处理和手枪钻处理。
[0021]本专利技术中，利用手枪钻进行进一步处理可保证焊接面的浸润效果，避免了由于钢刷处理不到位导致浸润效果不理想的问题。
[0022]优选地，所述钢刷处理的方式依次包括横向涂抹和竖向涂抹。
[0023]本专利技术中，靶材坯料与背板均为圆形，因此这里的横向涂抹与竖向涂抹并不限定具体方向，只要涂抹方向相互垂直即可；与沿周向涂抹相比，分别进行横向涂抹和竖向涂抹进一步保证了浸润的效果，进而提升了后续焊接的结合强度。
[0024]优选地，所述横向涂抹和竖向涂抹的次数独立地不少于3次，例如3次、4次、5次、6次或7次等，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，进行所述手枪钻处理后采用刮刀刮除表面多余的锌锡焊料。
[0026]本专利技术中，刮除多余焊料的方式包括操作人员采用刮刀依次进行横向刮除与竖向刮除，刮除完成后保证焊料厚度为0.2
‑
0.3mm，且表面均匀即可。
[0027]本专利技术中，若采用手枪钻处理后依然存在未浸润区域，可再次使用钢刷或使用超声波焊头进行进一步浸润处理直至表面均匀浸润。
[0028]作为本专利技术优选的技术方案，步骤(2)所述表面浸润处理的方式包括采用超声波焊头对所述背板的焊接面依次进行横向处理和竖向处理。
[0029]优选地，所述横向处理和竖向处理的次数独立地不少于4次，例如4次、5次、6次、7次、8次或9次等，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。
[0030]优选地，步骤(2)所述表面浸润处理的方式还包括采用超声波设备对所述背板的侧面处理不少于2次。
[0031]本专利技术中，对背板侧面进行浸润处理有可避免背板与靶材坯料焊接时出现焊接不良的现象，防止脱焊。
[0032]优选本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种靶材组件的焊接方法，其特征在于，所述焊接方法包括以下步骤：提供靶材坯料以及背板；所述靶材坯料包括铝靶材坯料或铝合金靶材坯料；所述背板包括铝合金背板；(1)利用熔融的锌锡焊料对靶材坯料的焊接面进行表面浸润处理；(2)利用熔融的锌锡焊料对背板的焊接面以及侧面进行表面浸润处理；(3)将经过表面浸润处理的靶材坯料与背板进行扣合，然后进行加压冷却，完成焊接。2.根据权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，所述靶材坯料以及背板呈圆形；所述锌锡焊料的组成包括7
‑
12wt％的锌，其余为锡。3.根据权利要求1或2所述的焊接方法，其特征在于，进行所述表面浸润处理时，所述靶材坯料和背板的温度独立地为270
‑
290℃。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的焊接方法，其特征在于，步骤(1)所述表面浸润处理的方式依次包括钢刷处理和手枪钻处理；优选地，所述钢刷处理的方式依次包括横向涂抹和竖向涂抹；优选地，所述横向涂抹和竖向涂抹的次数独立地不少于3次；优选地，进行所述手枪钻处理后采用刮刀刮除表面多余的锌锡焊料。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的焊接方法，其特征在于，步骤(2)所述表面浸润处理的方式包括采用超声波焊头对所述背板的焊接面依次进行横向处理和竖向处理；优选地，所述横向处理和竖向处理的次数独立地不少于4次；优选地，步骤(2)所述表面浸润处理的方式还包括采用超声波设备对所述背板的侧面处理不少于2次；优选地，进行步骤(3)所述表面浸润处理后采用刮刀刮除表面多余的锌锡焊料。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(3)所述扣合的方式包括人工扣合；优选地，所述人工扣合的操作步骤包括：扣合人员一边将真空吸盘贴合于所述靶材坯料的背面，并控制所述靶材坯料与操作台面呈60
°
；另一边控制所述背板与操作台面呈15

【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：