[发明专利]钛靶铝背板焊接方法

说明书

技术领域

本发明涉及光学镀膜技术领域，更具体地说，涉及一种钛靶铝背板焊接方法。

背景技术

在大规模的光学镀膜领域，常采用靶材组件在基底表面进行等离子体气相沉积(Plasma Vapor Deposition，PVD)镀膜，形成阻挡层。所述靶材组件是由符合溅射性能的靶材和与所述靶材结合、具有一定强度的背板构成。所述背板可以在所述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。

在溅射过程中，靶材组件的工作环境一般较恶劣，例如，靶材组件工作温度较高，可达300℃～500℃；另外，靶材组件的一侧充以冷却水强冷，而另一侧则处于高真空环境下，由此在靶材组件的两侧形成有巨大的压力差；再有，靶材组件处在高压电场、磁场中，受到各种粒子的轰击。在如此恶劣的环境下，如果靶材组件中靶材与背板之间的结合度较差，将导致靶材在受热条件下变形、开裂，甚至与结合的背板相脱落，使得溅射无法正常进行。

因此，选择一种有效的焊接方式，使得靶材与背板实现可靠结合，满足长期稳定生产、使用靶材的需要，就显得十分必要。

常用的焊接方式有扩散焊接和钎焊等。所述扩散焊接是指互相接触的材料表面，在一定温度、压力作用下靠近，局部产生塑性变形，原子间互相扩散，在界面处形成新的扩散层，实现可靠结合。所述钎焊是指采用焊接材料，在低于靶材和背板的熔点、高于焊接材料熔点的温度下，利用液态的焊接材料在靶材和背板表面湿润、铺展并填充靶材和背板的间隙，通过焊接材料的溶解、扩散进而实现靶材和背板的结合。

在形成靶材组件的过程中，常采用Ti作为靶材，Al作为背板。由于Al背板上有水道，故不能施加重压，所以不能采用扩散焊接方法。采用焊接材料钎焊时，由于Ti和Al的热膨胀系数相差较大(Ti的热膨胀系数为10.8，Al的热膨胀系数为23.2)，故一般的焊接材料在冷却过程中容易崩开，且浸润效果不是很好，致使靶材与背板的结合度不高，甚至产生靶材从背板上脱落的现象。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种钛靶铝背板焊接方法，该方法能够极大地提高Ti靶材与Al背板的结合强度，使得Ti靶材不易变形、不易从Al背板上脱落。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种钛靶铝背板焊接方法，所述方法包括：

提供靶材和背板，所述靶材为Ti靶材，所述背板为Al背板；

在所述Ti靶材的焊接面上形成镍层；

采用钎焊方法将具有镍层的Ti靶材和Al背板结合起来。

优选的，采用钎焊方法将具有镍层的Ti靶材和Al背板结合起来，具体包括：

将所述Ti靶材和Al背板分别加热至预设温度；

在所述Ti靶材具有镍层的焊接面上及Al背板的焊接面上分别放置焊接材料；

使所述Ti靶材具有镍层的焊接面与Al背板的焊接面接触形成结合体；

将Ti靶材和Al背板的结合体置于冷却台上进行冷却处理。

优选的，所述Ti靶材的表面为三角形形状，所述冷却台上设置有三个和Ti靶材表面三角形三个顶点相对应的、高于冷却台平面预设值的点。

优选的，所述高于冷却台平面预设值的范围为1.5mm～2.0mm。

优选的，对置于冷却台上的Ti靶材和Al背板的结合体施加400N～500N的力。

优选的，所述预设温度范围为160℃～170℃。

优选的，所述焊接材料为In。

优选的，在所述Ti靶材具有镍层的焊接面上及Al背板的焊接面上分别放置焊接材料之后，还包括：对所述Ti靶材和Al背板分别进行超声处理。

优选的，所述超声处理的时间为15min～20min。

优选的，采用化学镀或电镀方法在所述Ti靶材的焊接面上形成镍层。

从上述技术方案可以看出，本发明所提供的钛靶铝背板焊接方法中，首先在Ti靶材的焊接面上形成镍层，进而采用钎焊方法将具有镍层的Ti靶材和Al背板结合起来。由于镍层与焊接材料能够较好地润湿、结合，从而在后续钎焊冷却时不易出现焊接材料崩开的问题，能够提高Ti靶材和Al背板的结合能力，不易产生Ti靶材从Al背板上脱落的现象。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的一种钛靶铝背板焊接方法的流程示意图；