本发明涉及靶材焊接领域，具体涉及一种铬硅靶材与铜背板的钎焊方法。
背景技术：
铬硅合金溅射靶材，作为一种真空溅镀的良好导体，可以用于电子栅门材料以及电子薄膜领域。铬硅合金溅射靶材通常具有较高的致密度、较高的内部组织结构均匀性、较低的含氧量和较好的机加工条件，使铬硅合金溅射靶材在进行真空溅镀时发挥良好的性能。
如cn207904355u公开了一种旋转铬硅靶材，其包括背管，背管外设有钎焊层，钎焊层外设有铬硅合金管；背管的一端设有内密封面和卡槽，背管的另一端设有定位槽和法兰。其安装方便省时，在长时间的工作过程中，能够稳定的旋转，均匀的溅射，不会产生起弧现象，并且杜绝了气孔和积瘤的产生；由于此靶材采用的是内密封方式，背管受力很小，几乎不会产生变形，避免了背管变形导致的靶材开裂现象。
cn102251222a公开了一种铬合金靶材，由铬及硅组成，或由铬及锗组成，其中铬所占的重量百分比为5％至95％，且当经由物理气相溅射工艺所产生的薄膜的厚度大于或等于2微米时，上述薄膜的维氏硬度值分别为hv800至hv1200及hv800至hv1000。上述的靶材可用来产生具有硬质薄膜的金属材料，此金属材料包含金属基板以及铬硅合金薄膜，或包含金属基板以及铬锗合金薄膜。
然铬硅靶材由于其性脆，当前仍无合适的焊接方法，或焊接的得到的靶材组件焊接结合率低，使用寿命短等问题。
技术实现要素：
鉴于现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种铬硅靶材与铜背板的钎焊方法，通过该方法可实现铬硅靶材和铜背板的有效焊接，焊接结合率≥97％，单个缺陷率≤1.5％。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供了一种铬硅靶材与铜背板的钎焊方法，所述铬硅靶材的密度≥5.09g/cm3；铜背板的焊接面设置有焊料槽，所述焊料槽的直径比靶材的直径小12-18mm，所述焊料槽的深度为0.2-0.3mm；
所述钎焊方法包括如下步骤：对铬硅靶材和铜背板的焊接面依次进行喷砂和化学镀镍处理，之后将处理后的铬硅靶材与铜背板进行钎焊接；
化学镀镍处理中采用盐酸进行活化15-30s，镀镍ph为4.6-4.8；镀镍层的平均厚度为7-12μm。
本发明中，通过对焊接方法的重新设计，通过控制镀镍过程中的参数并利用喷砂实现了铬硅靶材和铜背板的有效焊接，焊接结合率≥97％，单个缺陷率≤1.5％。
本发明中，所述铬硅靶材的密度≥5.09g/cm3，例如可以是5.09g/cm3、5.1g/cm3、5.8g/cm3、6.09g/cm3、6.59g/cm3或7.09g/cm3等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，化学镀镍处理中采用盐酸进行活化15-30s，例如可以是15s、16s、16s、17s、18s、19s、20s、21s、22s、23s、24s、25s、26s、27s、28s、29s或30s等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，镀镍ph为4.6-4.8，例如可以是4.6、4.62、4.64、4.66、4.68、4.7、4.72、4.74、4.76、4.78或4.8等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，镀镍层的平均厚度为7-12μm，例如可以是7μm、7.5μm、8μm、8.5μm、9μm、9.5μm、10μm、10.5μm、11μm、11.5μm或12μm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，所述焊料槽的直径比靶材的直径小12-18mm，例如可以是12mm、12.5mm、13mm、13.5mm、14mm、14.5mm、15mm、15.5mm、16mm、16.5mm、17mm、17.5mm或18mm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，所述焊料槽的深度为0.2-0.3mm，例如可以是0.2mm、0.21mm、0.22mm、0.23mm、0.24mm、0.25mm、0.26mm、0.27mm、0.28mm、0.29mm或0.3mm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述喷砂完成后铬硅靶材和铜背板的焊接面的粗糙度为2-3μm，例如可以是2μm、2.1μm、2.2μm、2.3μm、2.4μm、2.5μm、2.6μm、2.7μm、2.8μm、2.9μm或3μm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，通过控制喷砂后焊接面的粗糙度，利用特定的粗糙度和镀镍层厚度之间的协同耦合作用提高铬硅靶材和铜背板间的焊接效果，同时也避免了铬硅靶材和铜背板焊接后内应力的产生。
作为本发明优选的技术方案，所述盐酸的质量浓度为8-15％，例如可以是8％、8.5％、9％、9.5％、10％、10.5％、11％、11.5％、12％、12.5％、13％、13.5％、14％、14.5％或15％等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述化学镀镍处理的温度为86-90℃，例如可以是86℃、86.5℃、87℃、87.5℃、88℃、88.5℃、89℃、89.5℃或90℃等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述化学镀镍处理的时间为25-40min，例如可以是25min、26min、27min、28min、29min、30min、31min、32min、33min、34min、35min、36min、37min、38min、39min或40min等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述化学镀镍处理中镀镍液为syc300a与syc300b的混合水溶液，镀镍液中镍离子的浓度为4-5g/l，例如可以是4g/l、4.1g/l、4.2g/l、4.3g/l、4.4g/l、4.5g/l、4.6g/l、4.7g/l、4.8g/l、4.9g/l或5g/l等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述syc300a与syc300b的体积比为1:(1.5-2.5)，例如可以是1:1.5、1:1.6、1:1.7、1:1.8、1:1.9、1:2、1:2.1、1:2.2、1:2.3、1:2.4或1:2.5等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述钎焊接的温度为200-220℃，例如可以是200℃、202℃、204℃、206℃、208℃、210℃、212℃、214℃、216℃、218℃或220℃等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述钎焊接中的焊料为铟焊料。
作为本发明优选的技术方案，所述钎焊接完成后进行随炉加压冷却。
优选地，所述随炉加压冷却中采用物理加压。
优选地，所述物理加压中压块的质量为45-50kg，例如可以是45kg、46kg、47kg、48kg、49kg或50kg等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述铬硅靶材的密度≥5.09g/cm3；铜背板的焊接面设置有焊料槽，所述焊料槽的直径比靶材的直径小12-18mm，所述焊料槽的深度为0.2-0.3mm；
所述钎焊方法包括如下步骤：对铬硅靶材和铜背板的焊接面依次进行喷砂和化学镀镍处理，之后将处理后的铬硅靶材与铜背板进行钎焊接；
喷砂完成后铬硅靶材和铜背板的焊接面的粗糙度为2-3μm；
化学镀镍处理中采用盐酸进行活化15-30s，镀镍ph为4.6-4.8；镀镍层的平均厚度为7-12μm。
与现有技术方案相比，本发明至少具有以下有益效果：
(1)本发明中，通过对焊接方法的重新设计，通过控制镀镍过程中的参数并利用喷砂实现了铬硅靶材和铜背板的有效焊接，焊接结合率≥97％，单个缺陷率≤1.5％。
(2)本发明中，通过控制喷砂后焊接面的粗糙度，利用特定的粗糙度和镀镍层厚度之间的协同耦合作用提高铬硅靶材和铜背板间的焊接效果，同时也避免了铬硅靶材和铜背板焊接后内应力的产生。
具体实施方式
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下：
实施例1
本实施例提供一种铬硅靶材与铜背板的钎焊方法，所述铬硅靶材的密度为5.09g/cm3；铜背板的焊接面设置有焊料槽，所述焊料槽的直径比靶材的直径小15mm，所述焊料槽的深度为0.25mm；
所述钎焊方法包括如下步骤：对铬硅靶材和铜背板的焊接面依次进行喷砂和化学镀镍处理，之后将处理后的铬硅靶材与铜背板进行钎焊接；
喷砂完成后铬硅靶材和铜背板的焊接面的粗糙度为2μm；
化学镀镍处理中采用质量浓度为11％的盐酸进行活化22s，镀镍ph为4.7，温度为88℃，镀镍时间32min，镀镍层的平均厚度为9μm；
所述化学镀镍处理中镀镍液为syc300a与syc300b的混合水溶液，镀镍液中镍离子的浓度为4.5g/l，syc300a与syc300b的体积比为1:2；
所述钎焊接的温度为210℃，钎焊接中的焊料为铟焊料，钎焊接完成后进行随炉加压冷却，采用物理加压，物理加压中压块的质量为47kg。
钎焊接后的靶材组件焊接结合率为98％，单个缺陷率为1.2％，无内应力产生。
实施例2
本实施例提供一种铬硅靶材与铜背板的钎焊方法，所述铬硅靶材的密度为6.09g/cm3；铜背板的焊接面设置有焊料槽，所述焊料槽的直径比靶材的直径小12mm，所述焊料槽的深度为0.3mm；
所述钎焊方法包括如下步骤：对铬硅靶材和铜背板的焊接面依次进行喷砂和化学镀镍处理，之后将处理后的铬硅靶材与铜背板进行钎焊接；
喷砂完成后铬硅靶材和铜背板的焊接面的粗糙度为3μm；
化学镀镍处理中采用质量浓度为8％的盐酸进行活化30s，镀镍ph为4.6，温度为90℃，镀镍时间25min，镀镍层的平均厚度为12μm；
所述化学镀镍处理中镀镍液为syc300a与syc300b的混合水溶液，镀镍液中镍离子的浓度为4g/l，syc300a与syc300b的体积比为1:1.5；
所述钎焊接的温度为218℃，钎焊接中的焊料为铟焊料，钎焊接完成后进行随炉加压冷却，采用物理加压，物理加压中压块的质量为50kg。
钎焊接后的靶材组件焊接结合率为97％，单个缺陷率为1.5％，无内应力产生。
实施例3
本实施例提供一种铬硅靶材与铜背板的钎焊方法，所述铬硅靶材的密度≥6.59g/cm3；铜背板的焊接面设置有焊料槽，所述焊料槽的直径比靶材的直径小18mm，所述焊料槽的深度为0.2mm；
所述钎焊方法包括如下步骤：对铬硅靶材和铜背板的焊接面依次进行喷砂和化学镀镍处理，之后将处理后的铬硅靶材与铜背板进行钎焊接；
喷砂完成后铬硅靶材和铜背板的焊接面的粗糙度为2.4μm；
化学镀镍处理中采用质量浓度为15％的盐酸进行活化15s，镀镍ph为4.8，温度为86℃，镀镍时间38min，镀镍层的平均厚度为7.3μm；
所述化学镀镍处理中镀镍液为syc300a与syc300b的混合水溶液，镀镍液中镍离子的浓度为4.8g/l，syc300a与syc300b的体积比为1:2.4；
所述钎焊接的温度为202℃，钎焊接中的焊料为铟焊料，钎焊接完成后进行随炉加压冷却，采用物理加压，物理加压中压块的质量为45kg。
钎焊接后的靶材组件焊接结合率为98％，单个缺陷率为1.1％，无内应力产生。
对比例1
与实施例1的区别仅在于所述铬硅靶材的密度为4.09g/cm3，钎焊接后的靶材组件焊接结合率为90％，单个缺陷率为2％，局部有内应力产生。
对比例2
与实施例1的区别仅在于镀镍层的平均厚度为5μm，钎焊接后的靶材组件焊接结合率为93％，单个缺陷率为1.8％，局部有内应力产生。
对比例3
与实施例1的区别仅在于镀镍层的平均厚度为15μm，钎焊接后的靶材组件焊接结合率为92％，单个缺陷率为1.9％，局部有内应力产生。
对比例4
与实施例1的区别仅在于喷砂完成后铬硅靶材和铜背板的焊接面的粗糙度为1μm，钎焊接后的靶材组件焊接结合率为90％，单个缺陷率为1.8％，局部有内应力产生。
对比例5
与实施例1的区别仅在于喷砂完成后铬硅靶材和铜背板的焊接面的粗糙度为5μm，钎焊接后的靶材组件焊接结合率为91％，单个缺陷率为1.7％，局部有内应力产生。
通过上述实施例和对比例的结果可知，本发明中，通过对焊接方法的重新设计，通过控制镀镍过程中的参数并利用喷砂实现了铬硅靶材和铜背板的有效焊接，焊接结合率≥97％，单个缺陷率≤1.5％。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征，但本发明并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。