[发明专利]一种铝靶材和含铜背板的钎焊焊接方法

说明书

本发明涉及一种铝靶材和含铜背板的钎焊焊接方法，所述钎焊焊接方法包括采用不同的焊料分别对铝靶材和含铜背板进行浸润处理，之后将二者结合，完成焊接过程，本发明所述方法焊接得到的铝靶材和含铜背板的焊接件的焊接强度明显提高，其焊接强度达70‑100MPa，焊接结合率也明显提高，且含铜背板能进行循环使用。

技术领域

本发明属于焊接工艺领域，涉及一种铝靶材和含铜背板的钎焊焊接方法。

背景技术

焊料结合(Solder Bonding)指的是利用熔点比母材(被焊接材料)熔点低的填充金属(称为钎料或焊料)在低于母材熔点、高于焊料熔点的温度下，利用液态焊料在母材表面润湿、铺展和在母材间隙中填缝，与母材相互溶解与扩散，然后冷却，使焊料凝固而实现零件间的连接的焊接方法；焊料结合时无需对焊件施加压力，避免了因重力作用造成的焊件变形，是一种简易、快捷的焊接方式。

焊料结合的研究重点是根据母材的性质选用合适的焊料并且尽可能的减少焊料的使用和提高焊料的回收率以降低生产成本。目前半导体靶材领域应用较为广泛的焊料有两种：一种是铟，铟具有低熔点，延展性好等优点，降低了靶材焊接时的使用温度，减少了母材在高温及冷却时的变形。但焊接强度相对较低，只有5-7MPa。还有一种是Sn合金焊料，例如Sn-Pb-Ag焊料、Sn-Ag-Cu焊料或Sn-Zn焊料等，Sn合金焊料的优点是价格便宜，焊接强度高，平均30-50MPa，而Sn合金焊料的缺点是焊料较硬，延展性差。

目前，铝靶材和含铜背板的钎焊焊接通常使用Sn合金焊料。出于环保的考虑，Sn-Ag-Cu焊料和Sn-Zn焊料等无铅焊料越来越成为主流。Sn-Ag-Cu焊料与铝靶材和含铜背板间均具有一定的润湿性，可用于铝靶材和含铜背板间的焊接，焊接良好的情况下，焊料的焊接强度一般为30-50MPa。而Sn-Zn焊料由于与铜或铜合金间易反应生产金属间化合物，从而“腐蚀”含铜背板，造成焊接强度下降，且含铜背板只能使用一次，不能像使用Sn-Ag-Cu或In焊料那样可以实现含铜背板的多次重复利用，所以Sn-Zn焊料一般只用于Al靶材和Al背板间的焊接，不宜直接用于铝靶材和含铜背板间的焊接。

CN110253103A公开了一种铜铝焊接方法，步骤一：将铝排电镀锡或电镀镍，使得铝排表面形成一层均匀分布附着良好的镀锡层或镀镍层；步骤二：将铜排和铝排电镀锡或电镀镍的一面固定，来回移动焊枪均匀加热焊接部位，焊件温度达到300-400℃时，将焊接锡丝加入焊接部位，让锡丝均匀熔化流入焊缝中，保证焊接部位焊料铺展平整，移开焊枪并让其自然冷却，完成焊接；此方案所述焊接方法的焊接过程复杂，且焊接强度较低。

因此，目前焊接铝靶材和含铜背板的方法仍存在着焊接强度低的问题，因此，开发一种焊接强度高，且含铜背板能循环使用的铝靶材和含铜背板的焊接方法仍具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铝靶材和含铜背板的钎焊焊接方法，所述钎焊焊接方法包括采用不同的焊料分别对铝靶材和铜或铜合金进行浸润处理，之后将二者结合，完成焊接过程，本发明所述方法焊接得到的铝靶材和含铜背板的焊接件的焊接强度明显提高，其焊接强度达70-100MPa，焊接结合率也明显提高，且含铜背板能进行循环使用。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种铝靶材和含铜背板的钎焊焊接方法，所述方法包括以下步骤：

(1)采用第一焊料对所述铝靶材的焊接表面进行浸润处理；

(2)采用第二焊料对所述含铜背板的焊接表面进行浸润处理；

(3)将所述铝靶材的焊接表面与所述含铜背板的焊接表面结合，之后冷却，得到铝靶材和含铜背板的焊接件；

其中，所述第一焊料为Sn-Zn焊料，所述第二焊料为Sn-Ag-Cu焊料和/或Sn-Pb-Ag焊料。