[发明专利]一种靶材和背板的焊接方法

说明书

本发明提供了一种靶材和背板的焊接方法，所述焊接方法包括：将靶材、中间层以及背板进行装配，得到装配组件；所述靶材位于两层中间层之间，两层背板对称设置于所述两层中间层的外侧，并将所述靶材和所述两层中间层包裹；将得到的装配组件依次进行包套焊接、脱气和热等静压，然后将所述装配组件靶材溅射面一侧的背板和中间层剥离，得到靶材组件。本发明所述焊接方法通过焊接结构的设计，有效解决了焊接过程中靶材变形的问题，同时保证焊接结合率和焊接结合强度，具有良好的工业化应用前景。

技术领域

本发明属于靶材制造技术领域，具体涉及一种靶材和背板的焊接方法。

背景技术

随着半导体集成电路芯片的制备向着大尺寸化方向发展，溅射靶材的尺寸和溅射功率也随之增大。对溅射靶材的微观组织以及靶材与背板连接的要求也越来越高。大面积靶材与背板的连接技术已成为靶材组件制备的关键技术。在溅射过程中，靶材组件作为阴极，首先应具有优良的导电性，同时为了排放高能态离子高速轰击靶材表面产生的热量，靶材组件也要具有优良的导热性。因此，靶材与背板的连接既要有一定的结合强度，以避免溅射靶在工作中的脱落、脆裂等问题，又要有高的热传导率和电传导率。

CN101518851 A公开了一种靶材与背板的焊接结构及方法，该方法包括：提供钽靶材；在钽靶材的焊接面上形成中间层；采用热等静压方法在中间层上进行焊接作业，将铜或铜合金背板焊接至钽靶材。CN102814585 A公开了一种靶材与背板焊接方法，该方法首先在钴靶材和背板上均加工出凹槽，再利用多层复合材料中间层，采用低温扩散焊接方法将钴靶材焊接在铜合金背板上。CN103343321 A公开了一种制造溅射靶材的方法，该方法主要包括：背板具有一凹槽，该凹槽为圆柱形凹槽或者为直径向内侧逐渐减小的阶梯式凹槽，靶坯具有一凸起，该凸起为圆柱形凸起或者为直径向内侧逐渐减小的阶梯式圆柱凸起，通过热压、冷压或钎焊的方法，将靶坯的凸起压入背板的凹槽内，制备出整体的靶材。上述方法通过中间层将靶材焊接到背板上，其焊接结构容易导致靶材组件变形，影响成品率造成经济损失，不利于工业化应用。

CN110756937 A公开了一种靶材与背板的钎焊方法，所述钎焊方法包括如下步骤：(1)在背板坯料的焊接面加工与靶材配套的焊接槽，得到预加工背板；(2)预热步骤(1)所得预加工背板，然后在焊接槽内铺设钎料，升温使钎料熔化后压入靶材；(3)在步骤(2)所述靶材表面施压，冷却后完成靶材与背板的结合，得到靶材半成品组件；(4)加工步骤(3)所得靶材半成品组件，使背板尺寸满足工艺需要。该方法采用钎焊的方法进行焊接，对焊接结合率焊接结合强度的提升有限，且同样存在靶材组件易变形的问题。

综上所述，如何提供一种简单的靶材与背板的焊接方法，保证焊接结合率和焊接结合强度的同时解决靶材组件易变形的问题，成为当前亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种靶材和背板的焊接方法，所述焊接方法通过焊接结构的设计，有效解决了焊接过程中靶材变形的问题，同时保证焊接结合率和焊接结合强度，具有良好的工业化应用前景。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种靶材和背板的焊接方法，所述焊接方法包括以下步骤：

(1)将靶材、中间层以及背板进行装配，得到装配组件；

所述靶材位于两层中间层之间，两层背板对称设置于所述两层中间层的外侧，并将所述靶材和所述两层中间层包裹；

(2)将步骤(1)得到的装配组件依次进行包套焊接、脱气和热等静压，然后将所述装配组件靶材溅射面一侧的背板和中间层剥离，得到靶材组件。

本发明中，所述焊接方法通过在扩散焊接的过程中向界面之间加入中间介质来实现靶材的扩散焊接，保证了焊接的成品率、焊接结合率以及焊接结合强度；同时，还设计了一种对称式焊接结构，能有效解决靶材的变形问题，降低了报废率；所述焊接方法工艺流程简单，生产效率高，具有良好的工业工业化应用前景。