一种钎焊靶材的焊层结构的制作方法

本实用新型属于靶材制造技术领域，特别涉及一种钎焊靶材的焊层结构。

背景技术：

对于W及W合金、Mo及Mo合金、Cr及Cr合金、Ru及Ru合金、Al₂O₃、MgO等氧化物靶材，由于线膨胀系数与背板材质差异大，通常采用钎焊方式与背板焊接复合。钎焊焊料为In及In合金，Sn及Sn合金。背板材质通常为Cu及Cu合金、Al及Al合金、不锈钢、Ti、Mo及Mo合金等。通常，靶材与背板焊接面为平面(如图1a所示)，两者中间为焊料层，由于焊接面积大，如12寸靶材焊接面直径达到450mm，且焊料层厚度较薄，如0.1-1mm，对焊接工艺水平要求非常高。特别是，焊接面积越大、靶材与背板线膨胀系数差异越大时，焊料厚度要求就相对厚些，以缓冲靶材与背板间的应力变形。在靶材与背板焊接冷却过程中，容易出现如图1b、图1c所示的各种缺陷：1.通常需施加外力(如压块)来压合靶材与背板，以降低靶材与背板间的应力变形，保证焊接质量。若外压力较大时，则易导致焊料挤出，焊料层非常薄，不利于缓冲靶材与背板间的应力变形；若外压力较小时，则易出现局部受力不均，导致常出现焊缝外周焊层厚度不均匀问题(如图1c所示)。所以，对施加外力大小及均匀性要求非常高。2.平面结构焊接，也易出现焊接缺陷或机加工刀具带出焊料导致的焊缝外周局部缺料(如图1b所示)，以致焊缝不美观，满足不了产品外观品质要求。特别是当焊层边缘缺焊料时，后续加工水质冷却液会渗入焊缝，短时很难彻底烘干，当靶材置于真空腔体使用时，会出现焊缝缺料区域水渗出、腔体本底真空度达不到要求等情况，极大 影响了靶材的美观性、可靠性。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术的缺点而提供一种钎焊靶材的焊层结构，其特征在于，所述钎焊靶材的焊层结构是靶材焊接面均为平面，背板焊接面为平底凹槽或凹透镜曲面，周边为窄平面；背板焊接面朝上，靶材焊接面朝下，组成两者中间的涂覆钎焊料层。

所述背板焊接面平底凹槽深度为0.1-1mm。

所述凹透镜曲面顶的深度为0.1-1mm。

所述周边窄平面为1-3mm宽的区域；该区域焊料层厚度<0.1mm。

所述钎焊焊料为In及In合金或Sn及Sn合金。

所述靶材材质为W及W合金、Mo及Mo合金、Cr及Cr合金、Ru及Ru合金、Al₂O₃或MgO。

所述背板材质为Cu及Cu合金、Al及Al合金、不锈钢、Ti或Mo及Mo合金。

本实用新型的有益效果：通过本实用新型的曲面结构设计，确保了同一圆周上钎焊层的厚度均一性，工艺简单可控，极大地降低了焊接工艺难度。钎焊后的焊缝边缘1-3mm宽区域，靶材与背板焊接面紧密贴合，不会出现焊缝边缘缺料、机加工水质冷却液渗入焊缝等情况，从而焊缝非常美观；有效避免了通常钎焊靶材焊层外周易出现的缺料、焊缝渗水等不利现象。

附图说明

图1a为典型的平面结构钎焊靶焊缝示意图。

图1b为平面结构钎焊靶焊缝局部缺料示意图。

图1c为平面结构钎焊靶焊缝焊料厚、薄不均示意图。

图2是背板焊接面为平底凹槽焊缝结构示意图。

图3是背板焊接面为凹透镜型焊缝结构示意图。

具体实施方式

本实用新型提供一种钎焊靶材的焊层结构，下面结合具体实施例对本实用新型做进一步说明。

如图2所示背板焊接面为平底凹槽焊缝结构示意图。图3所示背板焊接面为凹透镜型焊缝结构示意图。图中所示，钎焊靶材的焊层结构是靶材3焊接面均为平面，背板1焊接面为平底凹槽或凹透镜曲面，周边2为窄平面；背板焊接面朝上，靶材焊接面朝下，组成两者中间涂覆钎焊料的焊层4。其中，背板焊接面平底凹槽深度和凹透镜曲面顶的深度均为0.1-1mm；周边窄平面为1-3mm宽的区域；该区域焊料层厚度<0.1mm。具体的实施例的焊接结果如表1所示。

表1.靶材与背板钎焊结构及性能

由表1结果可知，本实用新型涉及的焊层结构靶材，焊接工艺简单可控，焊缝美观，有效避免了通常钎焊靶材焊层外周易出现的缺料、焊缝渗水等不利现象。

所述钎焊焊料为In及In合金，Sn及Sn合金。

所述靶材材质为W及W合金、Mo及Mo合金、Cr及Cr合金、Ru及Ru合金、Al₂O₃或MgO。

所述背板材质为Cu及Cu合金、Al及Al合金、不锈钢、Ti或Mo及Mo合金。