铝靶材组件的焊接方法技术

本发明专利技术提供一种铝靶材组件的焊接方法，包括：利用熔融的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；利用所述锡焊料与所述铟焊料将所述铝靶材坯料的焊接面与所述背板的焊接面焊接在一起。本发明专利技术所提供的铝靶材组件的焊接方法免去对铝靶材坯料焊接表面的镀镍处理，降低了能耗，节省了成本，减少了污染。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体工艺领域，尤其涉及靶材与背板的焊接工艺。
技术介绍
在半导体工业中，靶材组件由符合溅射性能的靶材和具有一定强度的背板构成。背板可以在靶材组件装配至溅射基台中起到支撑作用，并具有传导热量的功效。通常靶材和背板以焊接方式形成靶材组件。靶材组件通常尺寸较大，尤其是在IXD靶材组件，5代IXD靶材组件的长和宽都超过了 1.5m,而8代IXD靶材组件的长度超过了2m。由于靶材组件尺寸大，因而在高温焊接时靶材组件很容易产生大的变形。若采用硬度较高的传统锡系焊料(熔点一般都在200°C以上，硬度是铟系焊料的10倍左右)进行焊接，一旦发生变形，校正将非常困难，因此几乎所有的IXD靶材组件都采用熔点与硬度都较低的纯铟(熔点156.60C )作为焊料。LCD靶材组件中高纯铝靶材组件占有很大的比例，其背板材质通常为铜。铝无法直接与铟浸润，所以目前行业中都是采用先在铝靶材坯料焊接面进行镀镍(Nickle Plating)处理，即在焊接前通过电镀或化学方法在铝靶材坯料上镀上一层镍，然后再用铟进行浸润及焊接处理。由于焊接时需先对大尺寸的铝靶材坯料表面进行镀镍处理，因而对镀镍设备有较高的要求，导致整个焊接工艺既消耗大量能源，又耗费不少成本。同时，镀镍属于高污染行业，对环境易造成不可挽救的破坏。
技术实现思路
为解决现有铝靶材坯料在与背板焊接工艺中需先进行镀镍处理，造成高能耗、高成本和高污染的问题，本专利技术提供了一种，其包括:利用熔融的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；利用所述锡焊料与所述铟焊料将所述铝靶材坯料的焊接面与所述背板的焊接面焊接在一起。可选的，在所述表面浸润处理前，对所述背板的焊接面进行打磨处理。[0011 ] 可选的，用#180或者#230砂纸搓磨对所述背板的焊接面进行打磨处理，或者用钢刷来回磨刷对所述背板的焊接面进行打磨处理。可选的，在所述打磨处理后，用酒精清洗所述背板的焊接面。可选的，在所述表面浸润处理之前或之时，对所述铝靶材坯料和/或所述背板加热，对所述铝靶材坯料的加热温度控制于232°C ?250°C之间；对所述背板加热温度控制于1570C ?200°C之间。可选的，对所述铝靶材坯料和所述背板都加热时，分别在两个加热平台上对它们进行加热。可选的，在所述表面浸润处理之时，用钢刷摩擦所述铝靶材坯料和/或所述背板的焊接面，或者利用超声波处理所述铝靶材坯料和/或所述背板的焊接面，以加强表面浸润效果。可选的，在所述超声波处理之时，超声波振荡器的输出功率在25Hz?35Hz之间。可选的，将所述铝靶材坯料的焊接面与所述背板的焊接面焊接在一起之前，去除所述锡焊料表面的氧化层和/或所述铟焊料表面的氧化层。可选的，采用刮刀刮除或者带有网格的不锈钢皮擦除的方式去除所述锡焊料表面的氧化层和/或所述铟焊料表面的氧化层。可选的，通过将所述铝靶材坯料的焊接面向下扣在所述背板的焊接面上的方式，或者将所述背板焊接面向下扣在所述铝靶材坯料焊接面上的方式，使得所述铝靶材坯料的焊接面与所述背板的焊接面焊接在一起。可选的，将所述铝靶材坯料的焊接面与所述背板的焊接面焊接在一起时，对它们施加压力，使得焊接更加牢固。可选的，通过在所述铝靶材坯料上面压重物或者在所述背板上面压重物的方式，对它们施加压力，所加重物的质量在50kg?200kg之间。可选的，将所述铝靶材坯料的焊接面与所述背板的焊接面焊接在一起后，进行冷却处理。可选的，在所述表面浸润处理之时，在所述铝靶材坯料的焊接面上形成的锡焊料层的厚度小于在所述背板的焊接面上形成的铟焊料层的厚度。可选的，在所述表面浸润处理之时，在所述铝靶材坯料焊接面上平均每平方米放置11.1kg?16.7kg的所述锡焊料，在所述背板焊接面上平均每平方米放置22.2kg?33.3kg的所述铟焊料。可选的，在所述表面浸润处理后，去除多余的所述锡焊料和/或所述铟焊料。可选的，所述铝靶材坯料的纯度为4N5或者5N。可选的，所述背板的材料具体选自铜或者铜基合金。可选的，所述锡焊料选自有铅锡焊料或者无铅锡焊料，其中焊料中银的质量百分比为0.2%ο与现有技术相比，本专利技术所提供的具有以下优点:1.本专利技术所提供的免去对铝靶材坯料焊接表面的镀镍处理，降低了能耗，节省了成本，减少了污染。2.本专利技术所提供的简易、快捷，并且通过实践证明，利用本专利技术所提供的焊接方法焊接铝靶材组件，焊接结合率达到95%以上，焊接强度大于等于5MPa0【附图说明】图1为本专利技术所提供的的流程图。【具体实施方式】为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面对本专利技术的【具体实施方式】做详细的说明。在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广。因此本专利技术不受下面公开的【具体实施方式】的限制。请参考图1，图1为本专利技术所提供的的流程示意图。本专利技术所提供的包括以下基本步骤:步骤S1:利用熔融的锡焊料对铝靶材坯料的焊接面进行表面浸润处理；步骤S2:利用熔融的铟焊料对背板的焊接面进行表面浸润处理；步骤S3:利用所述锡焊料与所述铟焊料将所述铝靶材坯料的焊接面与所述背板的焊接面焊接在一起。以上对各步骤编号只是为了对各步骤起区分作用，并不代表各步骤的先后顺序。本专利技术中，步骤SI和步骤S2无先后顺序，可以各自独立完成。下面将用具体的实施例对上述几个步骤做具体的描述如下:在本实施例中，所述铝靶材坯料的纯度为4N5 (纯度99.995%)或者5N (99.999%)；铝靶材坯料的形状，根据应用环境、溅射设备的实际要求，可以为圆形、矩形、环形、圆锥形或其他类似形状(包括规则形状和不规则形状)中的任一种，且其厚度可以为Imm至80mm不等。优选方案为圆形，直径为在设计尺寸上加2mm至5mm的余量，厚度为在设计尺寸上加Imm至3mm的余量。增加余量的目的是对形成靶材组件之后的加工步骤提供比较宽裕的加工空间。所述背板的形状，根据应用环境、溅射设备的实际要求，可以为圆形、矩形、环形、圆锥形或其他类似形状(包括规则形状和不规则形状)中的任一种，且其厚度可以为Imm至80mm不等。优选方案为圆形,直径为在设计尺寸上加IOmm至20mm的余量。增加余量的目的是对形成靶材组件之后的加工步骤提供比较宽裕的加工空间。所述背板四周形成有侧壁，背板材料选自铜或者铜基合金。所述锡焊料选自有铅焊锡焊料或者无铅焊锡焊料，其中焊料中银的质量百分比为0.2%。本实施例中，首先进行步骤SI和步骤S2，即利用熔融的锡焊料对铝靶材坯料的焊接面进行表面浸润处理和利用熔融的铟焊料对背板的焊接面进行表面浸润处理。但是在进行步骤SI和步骤S2之前，还可以先进行一些其它的操作以加强焊接效果。本实施例中，在进行步骤SI和步骤S2之前，先对所述背板的焊接面进行打磨处理，目的是为了去除所述背板的焊接面上的氧化层。具体可以用#180或者#230砂纸搓磨所述背板的焊接面，或者用钢刷来回磨刷以对所述背板的焊接面进行打磨处理。打磨完毕可以用酒精清洗结合面，以去除打磨时形成的污染物。本实施例中，在进行步骤SI之前或者之时，可以对所述铝靶材坯料进行加热。可以是将未本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铝靶材组件的焊接方法，其特征在于，包括：利用熔融的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；利用所述锡焊料与所述铟焊料将所述铝靶材坯料的焊接面与所述背板的焊接面焊接在一起。

【技术特征摘要】
1.一种铝靶材组件的焊接方法，其特征在于，包括: 利用熔融的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； 利用所述锡焊料与所述铟焊料将所述铝靶材坯料的焊接面与所述背板的焊接面焊接在一起。2.如权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，在所述表面浸润处理前，对所述背板的焊接面进行打磨处理。3.如权利要求2所述的焊接方法，其特征在于，用#180或者#230砂纸搓磨对所述背板的焊接面进行打磨处理，或者用钢刷来回磨刷对所述背板的焊接面进行打磨处理。4.如权利要求2所述的焊接方法，其特征在于，在所述打磨处理后，用酒精清洗所述背板的焊接面。5.如权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，在所述表面浸润处理之前或之时，对所述铝靶材坯料和/或所述背板加热，对所述铝靶材坯料的加热温度控制于232°C ~250°C之间；对所述背板加热温度控制于157°C ~200°C之间。6.如权利要求5所述的焊接方法，其特征在于，对所述铝靶材坯料和所述背板都加热时，分别在两个加热平台上对它们进行加热。7.如权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，在所述表面浸润处理之时，用钢刷摩擦所述铝靶材坯料和/或所述背板的焊接面，或者利用超声波处理所述铝靶材坯料和/或所述背板的焊接面，以加强表面浸润效果。8.如权利要求7所述的焊接方法，其特征在于，在所述超声波处理之时，超声波振荡器的输出功率在25Hz~35Hz之间。9.如权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，将所述铝靶材坯料的焊接面与所述背板的焊接面焊接在一起之前，去除所述锡焊料表面的氧化层和/或所述铟焊料表面的氧化层。10.如权利要求9所述的焊接方法，其特征在于，采用刮刀刮除或者带有网格的不锈钢皮擦除的方式去除所...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚力军，相原俊夫，大岩一彦，潘杰，王学泽，袁海军，
申请(专利权)人：宁波江丰电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：