[发明专利]钨靶材扩散焊接结构及钨靶材扩散焊接方法

说明书

本发明提供了一种钨靶材扩散焊接结构及钨靶材扩散焊接方法，涉及半导体溅射靶材制造的技术领域，包括钨靶材主体、铜合金背板、真空层、第一中间层和第二中间层；铜合金背板设置有放置槽，钨靶材主体、真空层、第一中间层和第二中间层依次设置于防止槽内通过第一中间层用于释放钨靶材主体和铜合金背板的应力，以及通过第二中间层保证铜合金背板和第一中间层的扩散焊接，最后通过真空层防止钨靶材主体扩散焊接过程中的开裂，缓解了现有技术中存在的钨靶材主体焊接过程中容易出现裂纹，钨靶材与中间层，中间层和铜合金之间不易扩散的技术问题；实现了半导体溅射靶材焊接表面处理，实现了钨靶材主体的HIP焊接工艺，更加实用。

技术领域

本发明涉及半导体溅射靶材制造技术领域，尤其是涉及一种钨靶材扩散焊接结构及钨靶材扩散焊接方法。

背景技术

半导体溅射用的钨靶材一般需要强度较高、电导率较高的铜合金材料作为背板与其焊接。钨材料是一种脆性材料，如遇到撞击或者出现较大的变形容易出现裂纹，而铜合金背板是一种膨胀系数较大的材料，如果与钨靶材直接焊接会在升温和降温过程中因为两者膨胀系数差别较大使产品出现应力变形，从而导致钨出现裂纹。且钨靶材直接与铜合金背板比较难扩散在一起。

由于半导体用钨靶材难以与铜合金背板扩散焊接，现有技术中的是在钨靶材和铜合金背板中间添加一纯铝中间层，用铝合金材质较软容易释放应力的特性，在焊接升降温过程中，释放钨和铜合金应力，使钨靶材不容易出现变形。

但是，现有技术中的钨靶材扩散焊接结构，纯铝和铜合金及钨靶材都不易进行扩散在一起，且较高温度下焊接靶材容易出现裂纹。故而，现有的技术存在两个问题：1、钨靶材焊接过程中容易出现裂纹；2、钨靶材与铝中间层，铝中间层和铜合金之间不易扩散。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钨靶材扩散焊接结构及钨靶材扩散焊接方法，以缓解现有技术中存在的钨靶材主体焊接过程中容易出现裂纹，钨靶材与中间层，中间层和铜合金之间不易扩散的技术问题。

本发明提供的一种钨靶材扩散焊接结构，包括：钨靶材主体、铜合金背板、真空层、第一中间层和第二中间层；

铜合金背板设置有放置槽，钨靶材主体、真空层、第一中间层和第二中间层依次设置于放置槽内，且第二中间层分别与铜合金背板和第一中间层抵接，以便于铜合金背板和第一中间层的扩散焊接；

真空层镀设于钨靶材主体靠近于第一中间层的一侧，以通过真空层防止钨靶材主体扩散焊接过程中的开裂。

进一步地，真空层通过真空溅射方法镀设于钨靶材主体与第一中间层的焊接面上。

进一步地，真空层设置为Ti金属膜；

Ti金属膜的厚度范围为：3～10μm。

进一步地，第一中间层设置为Al中间层，以通过Al中间层释放钨靶材主体和铜合金背板的应力，以限定钨靶材主体的变形；

Al中间层的厚度为2～7mm。

进一步地，第二中间层设置为Ti中间层；

Ti中间层的厚度为1～4mm。

进一步地，本发明提供的钨靶材扩散焊接结构，还包括：包套；

包套位于铜合金背板的放置槽的两侧，以通过包套焊接后放置于热等静压扩散焊设备内。

进一步地，包套包括第一钢板和第二钢板；

第一钢板设置于铜合金背板的放置槽开口方向的一侧，且第一钢板与钨靶材主体抵接，第二钢板设置于铜合金背板背离放置槽开口方向的一侧，第二钢板与铜合金背板抵接，以通过第一钢板和第二钢板共同作用，以限定钨靶材主体的应力变形。

进一步地，第一钢板和第二钢板的厚度范围均为10～40mm。