[发明专利]一种氧化镁靶材与背板焊接的方法

说明书

本发明提供了一种氧化镁靶材与背板焊接的方法，涉及溅射靶材领域。包括：对靶材和背板的焊接面清洗、喷砂处理；将熔融钎料倒入喷砂处理后的靶材和背板的焊接面上，进一步用超声波促使钎料与靶材焊接面和背板焊接面浸润实现焊接。本发明中通过增加对焊接面的喷砂处理工序，增加钎料与焊接面的焊接结合强度，实现增强焊接质量，本方法操作简便，焊合率可达99%及以上。

技术领域

本发明属于靶材制造的领域，尤其涉及一种氧化镁靶材焊接方法。

背景技术

氧化镁靶材，因其高温稳定性、高介电常数、低介电损耗及对可见光透明等性能在集成电路、平面显示、太阳能等领域具有广泛应用。氧化镁靶材需与金属背板连接一起构成靶材组件，共同装配在溅射基台上作为阴极使用，所述的金属背板起到导电导热性和固定支撑作用。溅射过程中，氧化镁靶材接受到高能离子轰击而发热，如果靶材和背板之间的焊接结合强度低，将导致靶材在受热条件下变形、开裂、甚至从背板上脱落，导致溅射过程无法进行，因此靶材与背板的焊接质量直接影响到溅射成膜的效率和薄膜的性能。

目前靶材常用焊接方法有钎焊、扩散焊、电子束焊等焊接方式，其中扩散焊和电子束焊在高温作用下实现焊接，容易引起靶材晶粒长大而造成溅射成膜效率低、薄膜不均匀性等不利影响，而且成本也高。对于钎焊是靶材与背板之间靠低熔点的钎料实现焊接，能在低温下操作，避免了靶材变形和晶粒长大的风险。采用钎焊连接的靶材组件，其钎焊层结构具有良好的热传导性能，而且溅射结束后还可以采用较低温度熔化钎料层，分离背板，使背板重复利用，节约成本。

但是在实施钎焊工艺中，总会遇到困难问题，如钎料与靶材浸润融洽性不良、焊接结合强度不高等，这些势必影响到靶材与背板的焊接质量，从而导致后期溅射过程中无法进行。

CN103687977A公开了溅射用MgO靶材，通过用MgO和导电物质混合作为主要成分，其特征在于所述导电物质在DC溅射法中与MgO一起成膜时能够向所形成的MgO膜赋予取向性，但未提及靶材与背板焊接方面。

CN105734508A公开了一种氧化物靶材及其制备方法，该发明对靶材与背板焊接也未详细说明。

CN111014933A公开了一种提升靶材焊合率的方法，步骤包括在钎料熔融状态下对背板第一焊合面金属化处理形成第一焊料层；在钎料熔融状态下对靶材第二焊合面金属化处理形成第二焊料层，用超声波振动焊接部位焊料，完成焊接。所述靶材为Al、Mo、ITO、Si、Cr，焊料为In或Sn。该发明内容中只单纯依靠超声波进行促使焊接，能提升焊合率，但是提升范围有限。

因此如何改善以上述钎焊工艺中的问题，这是本领域技术人员急需解决的。

佐野聪，西村芳宽，渡边高行等.溅射用MgO靶材，CN103687977A[P].2014.

何金江，徐学礼，陈淼琴等. 一种氧化物靶材及其制备方法,CN105734508A[P].2016.

陈俊杰，陈彦东，林泓成. 一种提升靶材焊合率的方法, CN111014933A[P].2020。

发明内容

本发明的目的提供一种氧化镁靶材与背板焊接的方法，通过喷砂等处理，解决了氧化镁靶材与背板钎焊过程中浸润性不理想、结合力不足的问题。该发明方法操作简便，能实现氧化镁靶材与背板的焊接。

具体地，本发明所提供的氧化镁靶材与背板焊接方法包括以下步骤：提供氧化镁靶材，用耐高温胶带包裹靶材溅射面防止污染；

将氧化镁靶材焊接面和背板焊接面进行钢涮打磨后再喷砂处理；

将氧化镁靶材和背板以焊接面向上平放在加热平台上进行预热处理；

将钎料在坩埚中加热至熔融态后倒入靶材焊接面和背板焊接面上，均匀摊铺；