一种锅型靶材的焊接方法技术

本发明专利技术涉及一种锅型靶材的焊接方法，所述焊接方法包括将支撑件和锅型靶材采用电子束焊接；所述支撑件从外到内依次包括第一环和第二环；所述第二环的材质与所述锅型靶材的材质相同；所述锅型靶材设置有环形台阶；所述环形台阶的内圆直径＜所述第二环的内圆直径。本发明专利技术提供的焊接方法，通过对支撑件进行特定的设计实现了支撑件和锅型靶材的高效焊接，避免了电子束焊接时熔点差异较大的靶材和支撑件即法兰存在的脱焊及焊接强度不达标的问题。法兰存在的脱焊及焊接强度不达标的问题。法兰存在的脱焊及焊接强度不达标的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种锅型靶材的焊接方法


[0001]本专利技术涉及溅射镀膜领域，具体涉及一种锅型靶材的焊接方法。

技术介绍

[0002]目前，目前，在半导体工业中，由于集成化的提升即需要更小粒级的材料，HCM被提出进行应用，而HCM机台用铜溅射靶材外形与常见平面靶材差异较大，HCM用铜靶为“锅型”，靶材锅体外侧壁为水冷面，锅体内壁为溅射消耗面。
[0003]如CN1308146公开了一种包层的HCM溅射靶，该溅射靶将轻便和/或不昂贵、低纯度包层材料片附着在溅射靶材料板上，该溅射靶材料具有精细、均匀的微观结构。这种包层HCM溅射靶比单片HCM溅射靶更轻和/或造价较低，并且其溅射靶材料利用率更高。
[0004]进一步地，在锅型靶材的使用过程总通常需要将靶材进行固定方能进行使用，如CN113319417A公开了一种HCM机台用靶材电子束焊接成型的方法，所述方法包括：将原材料机加工形成锅型的靶材主体，所述靶材主体开口处的端面加工成斜面，并将法兰的一个端面也加工成斜面；将靶材主体和法兰的斜面接触装配后固定到工装夹具内；启动电子束焊接设备，抽真空后进行电子束焊接，电子束的方向与装配面平行，焊接后得到所述靶材。其针对某种特定结构的异型靶材，将靶材主体与法兰进行电子束焊接，并根据两者的装配面特点，选择合适的工装夹具结构，通过调整装配件和工装夹具在电子束焊接设备内的位置关系，保证焊接过程的顺利进行。
[0005]然而，在锅型靶材装配过程中通常需要通过加装法兰对靶材进行安装和固定，但由于靶材和法兰的材质往往并不相同，尤其是钽锅型靶材和钛法兰(支撑件)，由于两种材料共熔性不佳即熔点不相同，导致焊接强度不尽人意，使用过程中存在明显的脱焊现象。

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锅型靶材温的焊接方法，以解决采用电子束焊接时熔点差异较大的靶材和支撑件即法兰存在的脱焊或焊接结合率不理想的问题。
[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锅型靶材的焊接方法，所述焊接方法包括将支撑件和锅型靶材采用电子束焊接；
[0009]所述支撑件从外到内依次包括第一环和第二环；
[0010]所述第二环的材质与所述锅型靶材的材质相同；
[0011]所述锅型靶材设置有环形台阶；
[0012]所述环形台阶的内圆直径＜所述第二环的内圆直径。
[0013]本专利技术提供的焊接方法，通过对支撑件进行特定的设计实现了支撑件和锅型靶材的高效焊接，避免了电子束焊接时熔点差异较大的靶材和支撑件即法兰存在的脱焊及焊接强度不达标的问题。
[0014]本专利技术中，所述锅型靶材设置有环形台阶如可以是将锅型靶材的外壁进行车削变薄形成台阶，或可以通过在锅型靶材外壁配套加装另一层锅型材料来设置台阶。
[0015]本专利技术中，所述环形台阶台阶面上方侧壁的高度等于所述支撑件的厚度。
[0016]作为本专利技术优选的技术方案，所述锅型靶材的材质包括钽、钛、铝或铜中的任意1种。
[0017]优选地，所述支撑件的材质包括钛、不锈钢、铝合金或铜合金中的任意1种。
[0018]作为本专利技术优选的技术方案，所述支撑件为将所述第一环和所述第二环进行热等静压焊接得到；
[0019]优选地，所述热等静压焊接中所述第一环内壁和所述第二环外壁之间的间隙为0.1
‑
0.3mm，例如可以是0.1mm、0.11mm、0.12mm、0.13mm、0.14mm、0.15mm、0.16mm、0.17mm、0.18mm、0.19mm、0.2mm、0.22mm、0.23mm、0.24mm、0.25mm、0.26mm、0.27mm、0.28mm、0.29mm或0.3mm等，但不限于所列举的数值，该范围内其它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，所述热等静压焊接的温度为500
‑
800℃，例如可以是500℃、520℃、540℃、560℃、580℃、600℃、620℃、640℃、660℃、680℃、700℃、720℃、740℃、760℃、780℃或800℃等，但不限于所列举的数值，该范围内其它未列举的数值同样适用。
[0021]优选地，所述热等静压焊接的压力为100
‑
200MPa，例如可以是100MPa、110MPa、120MPa、130MPa、140MPa、150MPa、160MPa、170MPa、180MPa、190MPa或200MPa等，但不限于所列举的数值，该范围内其它未列举的数值同样适用。
[0022]优选地，所述热等静压焊接的保温时间为3
‑
8h，例如可以是3h、3.2h、3.4h、3.6h、3.8h、4h、4.2h、4.4h、4.6h、4.8h、5h、5.2h、5.4h、5.6h、5.8h、6h、6.2h、6.4h、6.6h、6.8h、7h、7.2h、7.4h、7.6h、7.8h或8h等，但不限于所列举的数值，该范围内其它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，所述电子束焊接包括依次进行的第一焊接、第二焊接、第三焊接和第四焊接。
[0024]优选地，所述电子束焊接的绝对真空度≤1
×
10
‑3Pa，例如可以是1
×
10
‑3Pa、0.9
×
10
‑3Pa、0.8
×
10
‑3Pa、0.7
×
10
‑3Pa、0.6
×
10
‑3Pa、0.5
×
10
‑3Pa、0.4
×
10
‑3Pa、0.3
×
10
‑3Pa、0.2
×
10
‑3Pa、0.1
×
10
‑3Pa或0.01
×
10
‑3Pa等，但不限于所列举的数值，该范围内其它未列举的数值同样适用。
[0025]优选地，所述电子束焊接为采用电子束对准焊缝进行焊接。
[0026]优选地，所述焊缝的宽度≤0.2mm，例如可以是0.2mm、0.19mm、0.18mm、0.17mm、0.16mm、0.15mm、0.14mm、0.13mm、0.12mm、0.11mm、0.1mm、0.09mm、0.08mm、0.07mm、0.06mm、0.05mm、0.04mm、0.03mm、0.02mm或0.01mm等，但不限于所列举的数值，该范围内其它未列举的数值同样适用。
[0027]本专利技术中，所述焊缝的宽度指第二环的内侧面和锅型靶材外侧面间的距离。
[0028]作为本专利技术优选的技术方案，所述第一焊接中的束流为10
‑
20mA，例如可以是10mA、11mA、12mA、13mA、14mA、15mA、16mA、17mA、18mA、19mA或20m本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锅型靶材的焊接方法，其特征在于，所述焊接方法包括将支撑件和锅型靶材采用电子束焊接；所述支撑件从外到内依次包括第一环和第二环；所述第二环的材质与所述锅型靶材的材质相同；所述锅型靶材设置有环形台阶；所述环形台阶的内圆直径＜所述第二环的内圆直径。2.如权利要求1所述焊接方法，其特征在于，所述锅型靶材的材质包括钽、钛、铝或铜中的任意1种；优选地，所述第一环的材质包括钛、不锈钢、铝合金或铜合金中的任意1种。3.如权利要求1或2所述焊接方法，其特征在于，所述支撑件为将所述第一环和所述第二环进行热等静压焊接得到；优选地，所述热等静压焊接中所述第一环内壁和所述第二环外壁之间的间隙为0.1
‑
0.3mm。4.如权利要求3所述焊接方法，其特征在于，所述热等静压焊接的温度为500
‑
800℃；优选地，所述热等静压焊接的压力为100
‑
200MPa；优选地，所述热等静压焊接的保温时间为3
‑
8h。5.如权利要求1
‑
4任一项所述焊接方法，其特征在于，所述电子束焊接包括依次进行的第一焊接、第二焊接、第三焊接和第四焊接；优选地，所述电子束焊接的绝对真空度≤1
×
10
‑3Pa；优选地，所述电子束焊接为采用电子束对准焊缝进行焊接；优选地，所述焊缝的宽度≤0.2mm。6.如权利要求5所述焊接方法，其特征在于，所述第一焊接中的束流为10
‑
20mA；优选地，所述第一焊接中的焦点为表面焦；优选地，所述第一焊接中的线速度为10
‑
20mm/s。7.如权利要求5或6所述焊接方法，其特征在于，所述第二焊接中的束流为30
‑
40mA；优选地，所述第二焊接中的焦点为沉焦；优选地，所述第二焊接中的线速度为10
‑
20mm/s。8.如权利要求5
‑
7任一项所述焊接方法，其特征在于，所述第三焊接中的束流为50
‑
70mA；优选地，所述第三焊接中的焦点为沉焦；优选地，所述第三焊接中的线速度为10
‑
20mm/s。9.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚力军，潘杰，王学泽，周友平，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：