[发明专利]一种铌靶材与铜背板的钎焊方法

说明书

本发明提供了一种铌靶材与铜背板的钎焊方法，包括：在铌靶材的焊接面依次进行喷砂预处理和化学镀镍，随后采用钎料分别浸润铌靶材与铜背板，再对浸润处理后的铌靶材的焊接面与铜背板进行焊接。本发明实现了铌靶材与铜背板的焊接，仅在铌靶材表面进行喷砂和镀镍处理，简化了工艺流程，降低了工作复杂度，且镀镍处理改善了铌靶材以及铜背板的焊接性能，使铌靶材与铜背板能够实现可靠结合；将铜丝设置于铌靶材与铜背板的焊接面之间，有效保留了靶材和背板焊接面间的焊料，提高了铌靶材与铜背板的结合强度。

技术领域

本发明属于溅射靶材技术领域，涉及靶材与背板的钎焊方法，尤其涉及一种铌靶材与铜背板的钎焊方法。

背景技术

溅射是制备薄膜材料的主要技术之一，带电粒子轰击固体材料表面时，发生表面原子碰撞并产生能量和动量的转移，使被轰击材料原子从表面逸出并沉积在衬底上，被轰击的固体是溅射法制备沉积薄膜的原材料，一般被称为溅射靶材。由于溅射靶材的强度不一，在实际应用过程中，需要将溅射靶材和背板绑定制成靶材组件。背板为溅射靶材提供支撑，同时可以传导热量，一般通过焊接对溅射靶材和背板进行绑定。由于靶材组件在溅射过程中的工作环境比较恶劣，如果靶材组件中靶材与背板之间的焊接结合度较低，将导致靶材在受热条件下变形、开裂，甚至从背板脱落。

钎焊是指将低于焊件熔点的钎料和焊件同时加热到钎料熔化温度后，利用液态钎料填充固态工件的缝隙使金属连接的焊接方法。根据钎料熔点的不同，钎焊又分为硬钎焊和软钎焊。现有靶材和背板的钎焊方法无法有效保留靶材和背板焊接面间的焊料，因而难以保证焊接结合率和焊接结合强度。

CN101176960A公开了一种金属靶材与靶托的连接方法，包括如下步骤：(1)分别在靶材、靶托对应的接触部位加工出用于结合的中间弧形凸面、中间弧形凹面；(2)将靶材与靶托的加工台面除油、酸洗等清洗干净，并吹干；(3)加热靶托至钎焊料的液相线30～50℃，在靶托的凹面内均匀涂上钎焊料；(4)靶材凸面在轴向压力下向靶托凹面挤进；(5)在挤压过程中，靶托凹面上的钎焊料熔化流动时充填接合面的各部位，通过排气通道把残存的空气排除。

CN111570957A公开了一种铜背板组件钎焊方法，S1.准备铜背板组件和不锈钢水嘴，并在所述铜背板组件表面进行处理，达到完全去除表面的氧化膜的效果；S2.在不锈钢水嘴的表面电镀处理；S3.将水路衬底装配在所述基底上方形成钎缝E，并在钎缝E周围装填金属钎料；S4.将不锈钢水嘴入水口装配在所述基底卡槽处形成钎缝A、钎缝B，并在钎缝A、钎缝B周围装填金属钎料；S5.将所述的不锈钢水嘴出水口和所述水路衬底装配形成钎缝C、钎缝D，并在钎缝C、钎缝D位置处装填金属钎料。

CN103737140A公开了一种ITO靶材与铜背板的绑定方法，将铜背板固定于加热台上，将ITO靶材放置于所述铜背板上；对所述铜背板进行加热，通过钎焊将所述ITO靶材贴合在所述铜背板上；及在所述ITO靶材的远离所述铜背板的表面上放置配重块，待所述ITO靶材冷却后取下所述配重块。加热的步骤具体为：将所述铜背板从室温加热至50℃，在50℃恒温5分钟；再从50℃加热至80℃，在80℃恒温5分钟；再从80℃加热至110℃，在110℃恒温5分钟；接着从110℃加热至140℃，在140℃恒温5分钟；进一步从140℃加热至170℃～180℃，并维持所述铜背板的温度为170℃～180℃。

传统的钎焊方法用于各种半导体靶材的焊接，如钨靶、钛靶、钼靶、铬靶、镍靶、银靶、ITO靶等，需要对铜背板做喷砂镀镍处理，焊接结构比较复杂，增加了工艺的复杂程度，且由于无法有效保留靶材和背板焊接面间的焊料，因而难以保证焊接结合率和焊接结合强度。

现有的焊接方法中还没有关于铌靶材与铜背板的钎焊方法公开的示例，因此，如何实现铌靶材与铜背板的钎焊，同时提高靶材与背板在钎焊过程中的结合律和焊接结合强度将是研究重点。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种铌靶材与铜背板的钎焊方法，工艺简单，易操作，焊接结合律高、焊接结合强度高。