[发明专利]一种钛铝合金靶材的焊接方法

说明书

本发明提供一种钛铝合金靶材的焊接方法，所述焊接方法包括以下步骤：(1)对钛铝合金靶材和背板分别进行表面预处理，所述表面预处理为喷砂镀镍处理和/或抛光处理；(2)对经过表面预处理的钛铝合金靶材进行加热，然后将焊料分布在钛铝合金靶材的焊接面上；(3)对经过表面预处理的背板进行加热，然后将焊料分布在背板的焊接面上；(4)将分布有焊料的钛铝合金靶材与分布有焊料的背板贴合并进行钎焊焊接，冷却后得到钛铝合金靶材组件；其中，步骤(2)与步骤(3)不分先后顺序。本发明提供的焊接方法适用于钛铝合金靶材的焊接，实现了低温环境下即可提高钛铝合金靶材的焊接结合率和焊接强度。

技术领域

本发明属于半导体制造领域，涉及靶材组件的焊接方法，尤其涉及一种钛铝合金靶材的焊接方法。

背景技术

现如今，移动数据的需求呈现出爆炸式增长的趋势，现有的移动通信系统和设备难以满足未来庞大的需求，所以，发展全新的5G通信技术迫在眉睫。新型通信技术对集成电路行业的要求更高。金属薄膜是电子信息产业中起核心支撑作用的战略性材料，而溅射靶材又是制备金属薄膜的关键源材料，主要应用于电子及信息产业，如集成电路、信息存储、液晶显示屏、激光存储器、电子控制器件等。钛铝合金靶材作为磁控溅射靶材的一种，应用十分广泛。在使用过程中，将钛铝合金靶材焊接在导电性与导热率良好、强度高的背板材料上，需保证钛铝合金与背板材料的焊接率与焊接强度，进而提高靶材使用的稳定性和金属薄膜的导电性。

然而钛铝合金作为活泼性金属，在焊接使用过程中存在诸多问题：(1)钛铝合金与氧亲和力大，表面容易生成一层稳定的氧化膜，从而影响钎料的润湿和铺展；(2)钛铝合金在加热过程中对氢、氧和氮具有吸附倾向，且温度越高，吸附越严重，从而使其塑性和韧性急剧降低；(3)钛铝合金能同大多数钎料发生化学反应，生成脆性化合物，造成接头变脆；(4)钛铝合金在加热时会发生相变和晶粒粗化，且温度越高，粗化越严重。基于以上问题，亟需开发一种新的可适用于钛铝合金的焊接方法。

CN 101745710A公开了一种靶材组件的焊接方法，所述发明能够增强铬或铬合金靶材坯料与背板在钎焊后的结合强度，并避免焊接过程中背板等发生氧化，确保靶材组件的性能稳定，符合产品品质要求。然而所述发明的预热温度高达600-850℃，在此温度下钛铝合金极易发生相变和晶粒粗化，从而影响焊接率和焊接强度。

CN 101518851A公开了一种靶材与背板的焊接结构及方法，所述可以实施大面积焊接，有效防止金属被氧化，使钽靶材和铜或铜合金背板之间的结合强度提高，在溅射过程中钽靶材不会脱开，从而保证了正常的溅射镀膜。然而所述发明的焊接温度为450-800℃，同样不适用于钛铝合金。

CN 104690417A公开了一种镍或镍合金靶材与背板的焊接方法，所述方法可以实现大面积镍或镍合金靶材的高强度、高焊合率的焊接，保证靶材和背板的良好热传导，防止镍或镍合金靶材因溅射功率过大导致靶材和背板之间变形、翘曲、脱离等情况发生，使镍或镍合金靶材的溅射性能得到保证。然而所述发明的焊接温度为400-650℃，同样不适用于钛铝合金。

CN 101972875A公开了一种钨钛合金靶材焊接方法，所述方法可以使钨钛合金靶材与背板、尤其是铜背板以较高的强度结合在一起，满足溅射工艺的高强度要求；即使在靶材面积较大的情况下，也能够有效地抑制靶材组件、特别是钨钛合金靶材发生较大的变形、翘曲等。然而所述发明并未公开其是否适用于钛铝合金。

由此可见，如何提供一种可适用于钛铝合金的焊接方法，在低温环境下即可提高钛铝合金靶材的焊接结合率和焊接强度，成为了目前迫切需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钛铝合金靶材的焊接方法，实现了钛铝合金靶材在低温下进行钎焊的可能，提高了钛铝合金靶材与背板之间的焊接结合率和焊接强度。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种钛铝合金靶材的焊接方法，所述焊接方法包括以下步骤：