一种靶坯与背板的组件结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型属于硬脆、难加工或稀有贵金属材料的靶材结构【技术领域】，特别涉及一种靶坯与背板的组件结构。该组件结构中，在靶坯底部设置凸台，在背板上设置凹槽，所述凸台与凹槽通过过盈配合相连，配合后所述凸台的凸起部分嵌合在凹槽中；同时在所述靶坯与背板配合相连处设置相互咬合的防脱紧固结构。本实用新型降低了硬脆难加工材料和稀有贵金属材料的加工难度和生产成本，克服现有常规焊接方法的不足，能够得到高可靠结合的靶坯与背板组件。
【专利说明】一种靶坯与背板的组件结构
【技术领域】
[0001]本实用新型属于硬脆、难加工或稀有贵金属材料的靶材结构【技术领域】，特别涉及一种靶坯与背板的组件结构。
【背景技术】
[0002]目前，公知的靶材结构有单一靶材结构或靶坯通过与背板焊接组成靶材两种结构。组合靶材通常采用钎焊、扩散焊、胶粘等焊接方法，将靶坯与背板连接在一起。焊接型靶材的靶坯与背板焊接接触面通常为平面或近似平面，这是因为为了保证焊接的焊合效果，同时保证焊接结合的均匀性。如果焊接效果不好，焊合率低时，溅射过程中靶材会从背板上脱落，或者由于焊合率不合格，靶材不能通过与背板的良好结合快速冷却，则会发生靶材升温、晶粒组织异常长大、靶材变形等严重后果。
[0003]对于脆性大、硬度高、加工难度大的靶材，比如通过粉末冶金烧结制备的难熔金属及合金、金属间化合物、陶瓷等靶材，加工过程中很容易发生崩边、开裂等现象。此类靶材整体机加工困难；而采用常规焊接方式，与背板结合时，由于物性参数差异，存在加热和冷却过程中开裂的风险。
[0004]对于稀贵金属原材料成本较高，特别对纯金属如银、金等材料又较软，材料较低，加工过程尺寸精度难以控制。考虑到溅射使用的部分仅占靶材整体的一小部分，增加常规焊接工艺，则导致靶材工艺复杂化、加工周期长，同时靶材与背板焊接结合后，增加了残靶的回收难度和贵金属损耗。因此，采用常规焊接工艺，难以实现稀贵金属的短流程、快循环和成本控制要求。
实用新型内容
[0005]为了降低硬脆难加工材料和稀有贵金属材料的加工难度和生产成本，克服现有通过钎焊、扩散焊、胶粘的焊接方法的不足，同时能够得到高尺寸精度、高可靠结合的靶坯与背板组件，本实用新型提供一种溅射靶材的装配结构。通过该结构得到的靶材，将难加工或者贵重的靶坯未溅射部分使用铝合金、铜及铜合金等易加工的背板材料替代，不仅降低了原材料成本，保证有较高尺寸精度，同时增加背板与靶坯的接触面积，具有可靠的结合性能。在使用过程中，由于靶坯在溅射过程中受热温度升高而体积膨胀，而背板由于在冷却水的作用下基本保持原有尺寸，背板可以较好地夹持住靶坯，同时背板凹槽与靶坯凸起之间的咬合配合可以进一步保证靶坯不会从背板中脱落。
[0006]针对现有技术不足，本实用新型提供了一种靶坯与背板的组件结构。
[0007]—种靶坯与背板的组件结构，所述组件结构中，在靶坯底部设置凸台，在背板上设置凹槽，所述凸台与凹槽通过过盈配合相连，配合后所述凸台的凸起部分嵌合在凹槽中；同时在所述靶坯与背板配合相连处设置相互咬合的防脱紧固结构。
[0008]所述靶坯的材质为脆硬难加工或稀有贵金属的纯金属、合金或陶瓷材料。
[0009]所述纯金属、合金以及陶瓷材料为金、银、钼、钯、金锗、银钯、钼镍金属及其合金材料、铬、钥、钨、铪、钛铝、铬硅、钨钛、钨硅、ITO(Indium Tin Oxide氧化铟锡)、AZO(Al_dopedzinc oxide 惨招氧化锋)或 GZO (Gallium Zinc Oxide 氧化锋嫁)。
[0010]所述背板的材质为由铝合金、铜或铜合金等强度高、导热性能好的材料。
[0011]所述防脱紧固结构为直角、圆角、斜角或圆弧相互咬合结构。
[0012]根据所述靶坯和背板的尺寸特征，其配合相连处设置的相互咬合的防脱紧固结构为一层或多层咬合结构。
[0013]当所述靶坯与背板之间的配合相连处设置多层相互咬合的防脱紧固结构时，每层相互咬合的防脱紧固结构分别为直角、圆角、斜角和圆弧形状中的一种。
[0014]本实用新型的有益效果为:
[0015]1.降低了靶坯的加工难度，尤其对于材质较脆、较硬等难加工材料，通过用铝合金、铜及铜合金作为背板，将复杂的装配尺寸转移到背板上，大大降低了加工难度。
[0016]2.由于靶坯与背板通过过盈装配在一起，同时具有防脱的咬合结构，可以避免由于焊合率不合格靶材受热膨胀而导致靶坯脱落等异常，相反靶坯受热膨胀后，靶坯与背板结合越牢固。
[0017]3.通过靶材与背板凸凹接触面相互咬合结合，增加靶坯与背板的结合面积，提高了靶坯与背板的结合强度。
[0018]4.将不被溅射的稀有贵金属部分通过使用成本较低的背板材料来替代，大大降低了成本。
[0019]5.靶坯与背板无需焊接结合，能够实现残靶高效回收，不会造成焊接靶坯在回收提纯过程中的稀贵金属的损耗。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1、图2依次为本实用新型组件装配前靶坯和背板的结构示意图；
[0021]图3?图6是本实用新型组件结构的纵剖面构造图，侧边为靶坯与背板配合处的放大示意图；其中图3?图5列出背板与靶坯的配合示例，依次分别描述了在配合接触处的直角、斜角、圆弧等相互咬合的结构；图6为具有两层咬合的结构示意图，其中每层可以采用上述各种咬合结构中的一种，图中从下至上采用的分别是斜角和直角结构。
[0022]图中标号:1_靶坯;2-凸台;3-背板;4_凹槽。
【具体实施方式】
[0023]本实用新型提供了一种靶坯与背板的组件结构，下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型做进一步说明。
[0024]一种靶坯与背板的组件结构，所述组件结构中，在靶坯I底部设置凸台2，在背板3上设置凹槽4，所述凸台2与凹槽4通过过盈配合相连，配合后所述凸台2的凸起部分嵌合在凹槽4中；同时在所述靶坯I与背板3配合相连处设置相互咬合的防脱紧固结构。
[0025]所述靶坯I的材质为脆硬难加工或稀有贵金属的纯金属、合金或陶瓷材料。
[0026]所述纯金属、合金以及陶瓷材料为金、银、钼、钯、金锗、银钯、钼镍金属及其合金材料、铬、钥、钨、铪、钛铝、铬硅、钨钛、钨硅、IT0(Indium Tin Oxide氧化铟锡)、AZ0(Al_dopedzinc oxide 惨招氧化锋)或 GZO (Gallium Zinc Oxide 氧化锋嫁)。[0027]所述背板3的材质为由铝合金、铜或铜合金等强度高、导热性能好的材料。
[0028]所述防脱紧固结构为直角、圆角、斜角或圆弧相互咬合结构。
[0029]根据所述靶坯I和背板3的尺寸特征，其配合相连处设置的相互咬合的防脱紧固结构为一层或多层咬合结构。
[0030]当所述靶坯I与背板3之间的配合相连处设置多层相互咬合的防脱紧固结构时，每层相互咬合的防脱紧固结构分别为直角、圆角、斜角和圆弧形状中的一种。
[0031]实施例1
[0032]如图3所示，直径为200mm的铬靶坯I与直径为200mm的6061铝合金背板3之间通过凸台2和凹槽4的过盈配合相连。同时在铬靶坯I底部侧边加工出直角凸起，6061铝合金背板3配套加工出与之吻合的直角结构，靶材组件配合后接触处形成直角咬合结构。
[0033]实施例2
[0034]如图4所示，直径为200mm的钼镍合金靶坯I与直径为200mm的6061铝合金背板3之间通过凸台2和凹槽4的过盈配合在一起。同时在钼镍靶坯I底部侧边加工出斜角凸起，6061铝合金背板3配套加工出与之吻合的斜角结构，靶材组件配合后接触处形成斜角咬合结构。
[0035]实施例3
[0036]如图5所示，直径为300mm的钨钛合金靶坯I与直径为300mm的无氧铜背板3之间通过凸台2和凹槽4的过盈配合在一起。同时在钨钛靶坯I底部侧边加工出圆弧凸起，无氧铜背板3配套加工出与之吻合的圆弧结构，靶材组件配合后接触处形成圆弧咬合结构。
[0037]实施例4
[0038]如图6所示，直径为300mm的金靶坯I与直径为300mm的无氧铜背板3之间通过凸台2和凹槽4的过盈配合在一起。同时在金靶坯I底部侧边加工出两层分别是斜角和直角的凸起结构，无氧铜背板3配套加工出与之吻合的两层结构，靶材组件配合后接触处形成两层分别是斜角和直角的咬合结构。
【权利要求】
1.一种靶坯与背板的组件结构，其特征在于:所述组件结构中，在靶坯(I)底部设置凸台(2)，在背板(3)上设置凹槽(4)，所述凸台(2)与凹槽(4)通过过盈配合相连，配合后所述凸台⑵的凸起部分嵌合在凹槽⑷中；同时在所述靶坯⑴与背板⑶配合相连处设置相互咬合的防脱紧固结构。
2.根据权利要求1所述的一种靶坯与背板的组件结构，其特征在于:所述靶坯(I)的材质为脆硬难加工或稀有贵金属的纯金属、合金或陶瓷材料。
3.根据权利要求2所述的一种靶坯与背板的组件结构，其特征在于:所述纯金属、合金以及陶瓷材料为金、银、钼、钯、金锗、银钯、钼镍金属及其合金材料、铬、钥、钨、铪、钛铝、铬硅、钨钛、钨硅、氧化铟锡、掺铝氧化锌或氧化锌镓。
4.根据权利要求1所述的一种靶坯与背板的组件结构，其特征在于:所述背板(3)的材质为由招合金、铜或铜合金。
5.根据权利要求1所述的一种靶坯与背板的组件结构，其特征在于:所述防脱紧固结构为直角、圆角、斜角或圆弧相互咬合结构。
6.根据权利要求1所述的一种靶坯与背板的组件结构，其特征在于:根据所述靶坯(I)和背板(3)的尺寸特征，其配合相连处设置的相互咬合的防脱紧固结构为一层或多层咬合结构。
7.根据权利要求6所述的一种靶坯与背板的组件结构，其特征在于:当所述靶坯(I)与背板(3)之间的配合相连处设置多层相互咬合的防脱紧固结构时，每层相互咬合的防脱紧固结构分别为直角、圆角、斜角和圆弧形状中的一种。
【文档编号】B23K37/04GK203765207SQ201320884057
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2013年12月30日 优先权日:2013年12月30日
【发明者】朱晓光, 何金江, 郭力山, 罗俊峰, 张玉利, 王永辉, 孔峰 申请人:有研亿金新材料股份有限公司