[发明专利]一种靶材背板的搅拌摩擦焊接方法

说明书

本发明提供了一种靶材背板的搅拌摩擦焊接方法，将带有冷却水道的背板底板与盘型水道盖板完成装配，经过搅拌摩擦焊接得到靶材背板；搅拌摩擦焊接操作简便，无需外加焊料，不会引入杂质元素，焊接结合率高，不易发生漏水的状况；且所述搅拌摩擦焊接路径设置合理，避免搅拌摩擦焊接时走刀过长而导致局部温度过高，进而减少焊接头在焊接过程中断裂的风险，有效提高了焊接结合率；同时，本发明所述搅拌摩擦焊接方法能够用于大尺寸背板的焊接。

技术领域

本发明属于靶材制备技术领域，具体涉及一种靶材背板的搅拌摩擦焊接方法。

背景技术

半导体溅射用的靶材工作时会产生大量的热量，为了降低靶材工作时产品的温度，需要在靶材背板位置通流动冷却水。通常冷却背板根据溅射机台类型分为两种：有冷却水道背板和无冷却水道背板。

溅射靶材的冷却是溅射过程的重要影响因素，有冷却水道的背板通常采用焊接方式加工水道结构，但若结构设计不合理、焊料选用错误、焊接工艺不合适等都会产生焊接缺陷、产品变形，进而导致水道发生漏水损坏设备。

背板主要用于承载溅射物，并固定设备机台上，避免在溅射物上进行固定，只需把溅射物焊接在背板上，在背板上加工孔位固定在设备机台上即可。因为在溅射过程中，溅射物被轰击导致自身温度升高，所以为了达到降温的效果，需在背板上设计水道，在溅射过程中背板水道通水来达到冷却溅射物的效果。一般背板目前采用的都是在背板上设计水道槽，接着在水道槽中放入盖板通过焊接技术来完成背板水道设计。

CN112894291A公开了一种工业用冷却铜背板制造方法，该方法为：在工业用冷却铜背板本体上加工出阶梯槽，阶梯槽的上部为盖板放置槽，阶梯槽的下部为冷却水槽，阶梯槽的弯角处设置有圆弧角，将盖板放置在盖板放置槽里，将压块或压条压在盖板上实现盖板的固定，调整旋转头的焊针的角度，逐渐旋转入盖板与工业用冷却铜背板本体的拼接处，旋转头的焊针与盖板表面和工业用冷却铜背板本体的表面接触，旋转头的焊针沿盖板和工业用冷却铜背板本体熔合的拼接处进行移动且焊针在旋转头带动下进行旋转使用摩擦产生的能量进而使盖板和工业用冷却铜背板本体熔合；有利于工业用冷却铜背板长期稳定的工作，进而可保证工业用冷却铜背板长期稳定的保持较好的冷却效果。

CN112410740A公开了一种靶材冷却背板及其制备方法，所述靶材冷却背板的基座将进水口和出水口的法兰连接件采用一体型设计作为所述基座的一部分，并相应地将基座中的冷却水道与进出水口之间改成斜水道，有效防止了进出水口处的泄漏问题；将所述靶材冷却背板的盖板厚度增至4.5-5mm，并在基座的冷却水道的内表面进行喷砂处理，然后采用真空钎焊将所述盖板和所述基座进行焊接得到靶材冷却背板粗品，随后依靠等高的凸台的支撑和固定进行机加工得到所述靶材冷却背板。

CN112372165A公开了一种靶材冷却背板的焊接方法，所述焊接方法包括如下步骤：(1)将盖板和基座进行机加工，机加工后的基座包括冷却水道；(2)将步骤(1)机加工得到的盖板与所述冷却水道相接触，进行所述盖板与所述基座的装配处理，然后进行真空钎焊，得到靶材冷却背板粗品；(3)在步骤(2)所述靶材冷却背板粗品的焊缝处进行搅拌摩擦焊，得到靶材冷却背板；该方法所述焊接方法采用真空钎焊与搅拌摩擦焊的复合焊接形式，先通过真空钎焊保证大部分焊接面的焊接结合率，再通过搅拌摩擦焊对真空钎焊的焊缝进行补充焊接，保证焊接结合率，避免冷却水道的泄漏问题，降低生产成本。

CN104588807B一种背板的形成方法和背板，其中背板的形成方法包括：提供底板和盖板，所述底板面向所述盖板一侧的表面为底板顶面，所述底板顶面为平面，所述盖板底面为平面，所述盖板的底部具有冷却水道槽状结构；所述冷却水道槽状结构与所述底板组成冷却水道；利用钎焊工艺将盖板底面与底板顶面进行焊接，形成背板；该方法可以减小盖板与钎料、底板的装配难度系数，形成的背板焊接结合率高，不容易发生变形。