一种硅靶材焊接面的镀镍方法技术

本发明专利技术提供了一种硅靶材焊接面的镀镍方法，对于硅靶材焊接面依次进行真空离子镀轰击处理、第一真空溅射镀膜处理、真空离子镀钛处理以及第二真空溅射镀膜处理，可以在硅靶材焊接面上得到由镍膜

【技术实现步骤摘要】
一种硅靶材焊接面的镀镍方法


[0001]本专利技术涉及半导体靶材
，涉及硅靶材，尤其涉及一种硅靶材焊接面的镀镍方法。

技术介绍

[0002]粉末压结类靶材一般指的是采用粉末冶金制备得到的靶材，而粉末冶金是一种将金属粉末实施成形和烧结进而制备得到多孔、半致密或全致密产品的工艺方法。目前，一般采用铟焊将粉末压结类靶材和背板进行焊接，通过将熔化的焊料对焊接面进行浸润处理，提高粉末压结类靶材与背板的焊接结合率。例如CN105436644A公开了一种靶材组件的焊接方法，包括：提供背板与靶材；在所述背板的焊接面上设置熔化的焊料；采用钢刷对所述背板的焊接面以及熔化的焊料进行浸润处理，采用超声波对所述背板的焊接面以及熔化的焊料进行处理；采用钢刷对靶材的焊接面进行处理；将所述靶材的焊接面与所述背板的焊接面相贴合，进而使所述靶材与背板相互焊接。所述焊接方法增加了熔化的焊料与背板焊接面之间的接触面积，有利于熔化的焊料浸润背板焊接面的表面，使得靶材与背板的焊接质量更高。
[0003]然而，一些特殊材质的粉末压结类靶材却无法进行浸润处理或者浸润效果不佳，如钨靶材、钼靶材、铬硅靶材、钨硅靶材、碳化硼靶材等，因为上述靶材与铟等焊料几乎没有结合性能，如果直接将上述靶材与背板通过铟等焊料进行铟焊，无法得到具有目标结合率和结合强度的靶材组件。为此，研究者们对上述靶材的焊接面采用化学方法镀一层易浸润层，一般为镍膜，以此来提高焊接面浸润性，从而使得特殊材质的粉末压结类靶材达到焊接条件。例如CN105331938A公开了一种钨硅靶材组件的制备方法，包括：对钨硅靶材的待焊接面依次进行喷砂处理、冲洗处理、除油处理、活化处理，然后利用化学镀工艺在所述钨硅靶材的待焊接面上形成金属镍膜，利用金属镍膜将所述钨硅靶材与背板焊接在一起，使得钨硅靶材与背板之间的结合强度达到5MPa左右，完全满足磁控溅射的质量要求。可以看出，化学镀镍不仅需要对靶材的焊接面进行喷砂处理，以此达到粗糙度要求，还需要将整个靶材完全浸没在化学试剂中，添加还原剂，进而形成镍
‑
磷层。但是，对于硅靶材等质脆易变形的靶材，在进行高冲击力的喷砂处理后，会导致靶材的焊接面产生微观裂纹，甚至导致靶材变形、破裂等严重问题，从而导致无法进行后续的铟焊，而且，硅靶材具有一定孔隙率，在将整个靶材完全浸没进行化学镀镍的过程中，硅靶材会吸收水汽、试剂等杂质，这些杂质会在熔化焊料浸润的过程中溢出并污染焊料层，进而导致焊接结合率不达标。
[0004]除了化学镀镍，研究者们还研究了采用电解镀镍的方法在靶材的焊接面上镍膜，虽然电解镀镍省略了喷砂处理，但是电解镀镍同样需要将靶材整体浸没在电解液中，仍然会导致孔隙率较大的硅靶材被电解液污染。而且，化学镀镍与电解镀镍形成的镍膜，均存在附着力低，致密度低等问题，导致焊接强度不达标的问题，还会导致环境污染等问题。
[0005]综上所述，目前亟需开发一种新型的硅靶材焊接面的镀镍方法，从而提高铟等焊料对硅靶材焊接面的浸润性，进而提高硅靶材与背板之间的焊接结合率，满足靶材磁控溅
射的质量要求。

技术实现思路

[0006]鉴于现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种硅靶材焊接面的镀镍方法，对于硅靶材焊接面依次进行真空离子镀轰击处理、第一真空溅射镀膜处理、真空离子镀钛处理以及第二真空溅射镀膜处理，可以在硅靶材焊接面上得到由镍膜
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钛膜
‑
镍膜组成的复合镍膜层，其中由真空离子镀钛处理形成的钛膜可以有效增大复合镍膜层的面积，可以进一步提高铟等焊料对硅靶材焊接面的浸润性，进一步提高硅靶材与背板之间的焊接结合率，满足靶材磁控溅射的质量要求。
[0007]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]本专利技术的目的在于提供一种硅靶材焊接面的镀镍方法，所述镀镍方法包括如下步骤：
[0009](1)将硅靶材焊接面采用钛靶进行真空离子镀轰击处理；
[0010](2)将步骤(1)处理后的硅靶材焊接面采用镍靶进行第一真空溅射镀膜处理；
[0011](3)将步骤(2)处理后的硅靶材焊接面采用钛靶进行真空离子镀钛处理；
[0012](4)将步骤(3)处理后的硅靶材焊接面采用镍靶进行第二真空溅射镀膜处理，得到带有镍膜的硅靶材。
[0013]本专利技术所述镀镍方法先通过采用钛靶进行真空离子镀轰击处理将扩散至硅靶材内部的杂质去除，随后依次进行第一真空溅射镀膜处理、真空离子镀钛处理以及第二真空溅射镀膜处理，可以在硅靶材焊接面上得到由镍膜
‑
钛膜
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镍膜组成的复合镍膜层，其中由真空离子镀钛处理形成的钛膜可以有效增大复合镍膜层的面积，可以进一步提高铟等焊料对硅靶材焊接面的浸润性，进一步提高硅靶材与背板之间的焊接结合率，满足靶材磁控溅射的质量要求。
[0014]作为本专利技术优选的技术方案，在步骤(1)所述真空离子镀轰击处理之前，对所述硅靶材焊接面进行表面处理。
[0015]优选地，所述表面处理包括采用清洗液进行擦拭清洗。
[0016]优选地，所述清洗液包括纯度≥98wt％的乙醇和/或纯度≥95wt％的异丙醇。
[0017]本专利技术所述表面处理可以有效去除硅靶材表面的油污与水汽等污染物。
[0018]作为本专利技术优选的技术方案，所述镀镍方法在物理气相沉积炉中进行，在所述真空离子镀轰击处理之前，进行抽真空与预热，可以有效去除硅靶材内部孔隙中的水汽等杂质。
[0019]优选地，所述抽真空的目标真空度为1
×
10
‑3～6
×
10
‑3Pa，例如1
×
10
‑3Pa、2
×
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‑3Pa、3
×
10
‑3Pa、4
×
10
‑3Pa、5
×
10
‑3Pa或6
×
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。
[0020]优选地，所述预热的目标温度为110～150℃，例如110℃、115℃、120℃、125℃、130℃、135℃、140℃、145℃或150℃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。
[0021]优选地，所述预热的保温时间为20～40min，例如20min、23min、25min、27min、30min、33min、35min或40min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。
[0022]作为本专利技术优选的技术方案，步骤(1)所述真空离子镀轰击处理的温度为100～140℃，例如100℃、105℃、110℃、115℃、120℃、125℃、130℃、135℃或140℃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]优选地，步骤(1)所述真空离子镀轰击处理的时间为120～180本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硅靶材焊接面的镀镍方法，其特征在于，所述镀镍方法包括如下步骤：(1)将硅靶材焊接面采用钛靶进行真空离子镀轰击处理；(2)将步骤(1)处理后的硅靶材焊接面采用镍靶进行第一真空溅射镀膜处理；(3)将步骤(2)处理后的硅靶材焊接面采用钛靶进行真空离子镀钛处理；(4)将步骤(3)处理后的硅靶材焊接面采用镍靶进行第二真空溅射镀膜处理，得到带有镍膜的硅靶材。2.根据权利要求1所述的镀镍方法，其特征在于，在步骤(1)所述真空离子镀轰击处理之前，对所述硅靶材焊接面进行表面处理；优选地，所述表面处理包括采用清洗液进行擦拭清洗；优选地，所述清洗液包括纯度≥98wt％的乙醇和/或纯度≥95wt％的异丙醇。3.根据权利要求1或2所述的镀镍方法，其特征在于，所述镀镍方法在物理气相沉积炉中进行，在所述真空离子镀轰击处理之前，进行抽真空与预热；优选地，所述抽真空的目标真空度为1
×
10
‑3～6
×
10
‑3Pa；优选地，所述预热的目标温度为110～150℃；优选地，所述预热的保温时间为20～40min。4.根据权利要求1
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3任一项所述的镀镍方法，其特征在于，步骤(1)所述真空离子镀轰击处理的温度为100～140℃；优选地，步骤(1)所述真空离子镀轰击处理的时间为120～180s；优选地，步骤(1)所述真空离子镀轰击处理的真空度为1.5
×
10
‑1～2.5
×
10
‑1Pa；优选地，步骤(1)所述真空离子镀轰击处理的电流为100～120A。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的镀镍方法，其特征在于，步骤(2)所述第一真空溅射镀膜处理的温度为120～140℃；优选地，步骤(2)所述第一真空溅射镀膜处理的真空度为3
×
10
‑1～4
×
10
‑1Pa；优选地，步骤(2)所述第一真空溅射镀膜处理的功率为6.5～8kW；优选地，步骤(2)所述第一真空溅射镀膜处理的时间为1～2h；优选地，步骤(2)所述第一真空溅射镀膜处理的中间气体为氩气，氩气流量为10～14mL/s。6.根据权利要求1
‑
5任一项所述的镀镍方法，其特征在于，步骤(3)所述真空离子镀钛处理的温度为130～180℃；优选地，步骤(3)所述真空离子镀钛处理的真空度为3
×
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‑1～4
×
10
‑1Pa；优选地，步骤(3)所述真空离子镀钛处理的电流为60～70A；优选地，步骤(3)所述真空离子镀钛处理的时间为1～2h；优选地，步骤(3)所述真空离子镀钛处理的中间气体为氩气，氩气流量为10～14mL/s。7.根据权利要求1
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6任一项所述的镀镍方法，其特征在于，步骤(4)所述第二真空溅射镀膜处理的温度为120～140℃；优选地，步骤(4)所述第二真空溅射镀膜处理的真空度为3
×
10
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【专利技术属性】
技术研发人员：姚力军，潘杰，边逸军，王学泽，黄文杰，
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：