一种溅射靶材焊接方法与流程

本发明涉及靶材焊接技术领域，尤其是一种溅射靶材焊接方法。

背景技术：

一般来说，溅射靶材主要由靶坯、背板等部分构成，其中，靶坯是高速离子束流轰击的目标材料，属于溅射靶材的核心部分，在溅射镀膜过程中，靶坯被离子撞击后，其表面原子被溅射飞散出来并沉积于基板上制成电子薄膜；由于高纯度金属强度较低，而溅射靶材需要安装在专用的机台内完成溅射过程，机台内部为高电压、高真空环境，因此，超高纯金属的溅射靶坯需要与背板通过不同的焊接工艺进行接合，背板起到主要起到固定溅射靶材的作用，且需要具备良好的导电、导热性能；现有技术中溅射靶材为一体成型的，制作时需要一块较大原材料制成，原材料的成本极其高，高额的成本，使溅射靶材在制造芯片时也付出了较高的成本，不利于芯片制造行业的发展。

技术实现要素：

一、要解决的技术问题

本发明的目的是针对现有技术所存在的上述缺陷，特提供一种溅射靶材焊接方法，解决了现有一体成型的溅射靶材成本较高的问题，同时还解决了溅射靶材生产效率低的问题。

二、技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供一种溅射靶材焊接方法，溅射靶材焊接方法通过下述装置实施，包括：溅射靶材、背板和搅拌摩擦焊机；

溅射靶材焊接方法包括如下步骤：

首先将溅射靶材和背板的焊接结合部的间距设置为小于等于1mm；

然后通过拌摩擦焊接机进行焊接，将搅拌摩擦焊机上的旋转刀具插入焊接结合部，旋转刀具的插入深度为3～20mm，在旋转刀具进行旋转焊接时，溅射靶材和背板同步旋转。

其中，背板材质为铝合金或铜合金。

其中，旋转刀具旋转的转速为500～2000rpm。

其中，溅射靶材和背板的同步旋转转速为50～200mm/min。

其中，旋转刀具旋转进行焊接的焊接温度小于等于背板材质的金属固相线所对应的温度。

其中，溅射靶材焊接过程中焊接处毛刺高度为h；

当0mm＜h≤1mm时，毛刺高度为正常状态，继续进行焊接；

当h＞1mm时，通过减少旋转刀具的插入深度，使毛刺高度降低到正常状态并继续进行焊接；

当h＝0mm时，通过增加旋转刀具的插入深度，使毛刺高度提高到正常状态并继续进行焊接。

其中，溅射靶材焊接过程中焊接处毛刺高度为h；

当0mm＜h≤1mm时，毛刺高度为正常状态，继续进行焊接；

当h＞1mm时，通过减少旋转刀具旋转的转速，使毛刺高度降低到正常状态并继续进行焊接；

当h＝0mm时，通过增加旋转刀具旋转的转速，使毛刺高度提高到正常状态并继续进行焊接。

三、有益效果

与现有技术相比，本发明提供的一种溅射靶材焊接方法，通过铝或铜合金的背板，节省了制作溅射靶材的原材料的成本，并且保证了高的焊接率，采用本发明焊接方法在规模化生产时成本也会降低，从而能够规模化生产出低成本的溅射靶材，再将该靶材用于芯片制造时，就大大降低了芯片制造的成本；

同时通过实时控制旋转刀具的插入深度和旋转刀具旋转的转速对焊接过程中产生的毛刺高度进行调节，保证焊接质量。

附图说明

图1为本发明溅射靶材和背板结构图；

图中：1为溅射靶材；2为背板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述，以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

实施例1：

本发明提供的一种溅射靶材焊接方法，如图1所示，通过下述装置实施，包括：溅射靶材1、背板2和搅拌摩擦焊机，溅射靶材焊接方法包括如下步骤：

首先将溅射靶材1和背板2的焊接结合部的间距设置为1mm；

然后通过搅拌摩擦焊接机进行焊接，将搅拌摩擦焊机上的旋转刀具插入焊接结合部内，旋转刀具的插入深度为3mm，旋转刀具旋转进行焊接，在旋转刀具旋转焊接时，溅射靶材1和背板2同步旋转。

采用本实施例的焊接方法的焊接成功率平均为98％，而现有技术焊接方法成功率平均为40％，本发明可以将溅射靶材1和背板2很好的焊接在一起形成溅射靶材。

实施例2：

本发明提供的一种溅射靶材焊接方法，包括如下步骤：

首先将溅射靶材1和背板2之间的焊接结合部的间距设置为0.2mm；

然后通过搅拌摩擦焊接机进行焊接，将搅拌摩擦焊机上的旋转刀具插入焊接结合部内，旋转刀具的插入深度为10mm，旋转刀具旋转进行焊接，在旋转刀具旋转焊接时，溅射靶材1和背板2同步旋转。

并且本实施例中，背板2为铝合金或铜合金材料。旋转刀具旋转的转速为500rpm。溅射靶材1和背板2同步旋转的速度为50mm/min，焊接温度略高于400℃。

背板2采用铝或铝合金材料，可以大幅降低原材料的成本，采用本实施例的焊接方法焊接成功率平均为98％，而现有技术焊接方法成功率平均为40％，本发明可以将溅射靶材1和背板2很好的焊接在一起形成溅射靶材。

并且，在本实施例中，溅射靶材焊接过程中焊接处会产生毛刺，毛刺高度为h；当0mm＜h≤1mm时，毛刺高度为正常状态，在该状态下继续进行焊接，能使得溅射靶材焊接的质量较高；

实际焊接过程中，随着旋转刀具的磨耗和变形，焊接条件就会变得不稳定，进而影响焊接质量，使得焊接处发生接合不良的情况；同时，焊接处的毛刺产生的状态就会发生变化，即毛刺高度会产生相应变化。

即，当h＞1mm时，通过减少旋转刀具的插入深度，使毛刺高度降低到正常状态并继续进行焊接；具体来说，为了使毛刺高度降低到正常状态，旋转刀具的插入深度每减少0.02mm，即可将毛刺高度对应降低1mm；

例如，毛刺高度为2mm，此时将旋转刀具的插入深度减少0.02mm，即可将毛刺高度降低1mm，从而恢复到正常状态继续进行焊接，对毛刺的调节是在焊接过程中实时进行的；

当h＝0mm时，通过增加旋转刀具的插入深度，使毛刺高度提高到正常状态并继续进行焊接，具体来说，此时将旋转刀具的插入深度增加0.02mm，即可将毛刺高度增加1mm，从而恢复到正常状态继续进行焊接。

实施例3：

本发明提供的一种溅射靶材焊接方法，包括如下步骤：

首先将溅射靶材1和背板2之间的焊接结合部的间距设置为0.1mm；

然后通过搅拌摩擦焊接机进行焊接，将搅拌摩擦焊机上的旋转刀具插入焊接结合部内，旋转刀具的插入深度为13mm，旋转刀具旋转进行焊接，在旋转刀具旋转焊接时，溅射靶材1和背板2同步旋转。

并且本实施例中，背板2为铝合金材料，还可以选用铜合金材料。旋转刀具旋转的转速为2000rpm。溅射靶材1和背板2同步旋转的速度为150mm/min，焊接温度为500℃。

背板2采用铝合金或铜合金材料，可以大幅降低原材料的成本，采用本实施例的焊接方法焊接成功率平均为98％，而现有技术焊接方法成功率平均为40％，本发明可以将溅射靶材1和背板2很好的焊接在一起形成溅射靶材。

实施例4：

本发明提供的一种溅射靶材焊接方法，包括如下步骤：

首先将溅射靶材1和背板2之间的焊接结合部的间距设置为0mm；

然后通过拌摩擦焊接机进行焊接，将搅拌摩擦焊机上的旋转刀具插入焊接结合部内，旋转刀具的插入深度为20mm，旋转刀具旋转进行焊接，在旋转刀具旋转焊接时，溅射靶材1和背板2同步旋转。

并且本实施例中，背板2为铝合金材料，还可以选用铜合金材料。旋转刀具旋转的转速为1500rpm。溅射靶材1和背板2同步旋转的速度为200mm/min，焊接温度为580℃。

采用本实施例的焊接方法焊接成功率平均为98％，而现有技术焊接方法成功率平均为40％，本发明可以将溅射靶材1和背板2很好的焊接在一起形成溅射靶材。

实施例5：

相较于实施例1，在本实施例中，通过采用控制旋转刀具旋转的转速的方式控制毛刺高度，具体来说，溅射靶材焊接过程中焊接处毛刺高度为h；

当0mm＜h≤1mm时，毛刺高度为正常状态，继续进行焊接；

当h＞1mm时，通过减少旋转刀具旋转的转速，使毛刺高度降低到正常状态并继续进行焊接；具体来说，为了使毛刺高度降低到正常状态，旋转刀具旋转的转速每减少2％，即可将毛刺高度对应降低1mm；

例如，毛刺高度为2mm，此时将旋转刀具旋转的转速减少2％，即可将毛刺高度降低1mm，从而恢复到正常状态继续进行焊接，对毛刺的调节是在焊接过程中实时进行的；

当h＝0mm时，通过增加旋转刀具旋转的转速，使毛刺高度提高到正常状态并继续进行焊接，具体来说，此时将旋转刀具旋转的转速增加2％，即可将毛刺高度增加1mm，从而恢复到正常状态继续进行焊接。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。