一种靶材与背板的焊接结构及焊接方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112475505A(43)申请公布日2021.03.12(21)申请号202011328255.2(22)申请日2020.11.24(71)申请人爱发科电子材料（苏州）有限公司地址215000江苏省苏州市苏州工业园区平胜路55号(72)发明人董常亮常艳超周振坤尤小磊(74)专利代理机构无锡市汇诚永信专利代理事务所(普通合伙)32260代理人顾品荧(51)Int.Cl.B23K1/00(2006.01)B23K1/20(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种靶材与背板的焊接结构及焊接方法(57)摘要本发明公开了一种靶材与背板的焊接方法，包括以下步骤：提供靶材与背板，背板具有凹槽，凹槽的焊接面为螺旋沟槽结构；对靶材和背板进行激光清洗；将靶材放入背板的凹槽内并整体置于包套内整体置于包套内，对包套进行密封及真空处理；将抽真空后的包套进行热等静压处理，将靶材和背板进行焊接；焊接完成后，包套随炉冷却；冷却后去除包套以获得铝靶材组件。通过激光清洗，有效地清除材料表面可溶性杂质与氧化物层，实现靶材与背板直接接触并进行原子间的相互扩散。CN112475505ACN112475505A权利要求书1/1页1.一种靶材与背板焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、提供靶材与背板，所述背板具有供靶材放置并与靶材匹配的凹槽，所述凹槽的焊接面为螺旋沟槽结构，所述螺旋沟槽结构的沟槽为V形，其上的螺纹的高与间距为0.3mm～0.5mm；步骤2、对靶材和背板分别进行激光清洗，激光器的输出激光功率为100W～400W，激光波长1064nm，光斑直径为60μm，线光斑为50mm，扫描速度1.2m～3m/min，搭接率50％；步骤3、将靶材放入背板的凹槽内并整体置于包套内，包套外部环境温度为250℃～300℃，并对包套进行密封及真空处理，包套内的真空度为10‑3Pa，进行保温、保压，保温、保压时间为2h；步骤4、将抽真空后的包套进行热等静压处理，外部环境温度为350℃～400℃，外部环境压强为100MPa～150MPa将靶材和背板进行焊接，保温、保压时间为3h；步骤5、焊接完成后，包套随炉冷却；冷却后去除包套以获得靶材组件。2.根据权利要求1所述的靶材与背板焊接方法，其特征在于：所述靶材为圆片状结构，采用纯铝或高纯铝材料，其表面粗糙度Ra≤0.3；平整度≤0.3mm。3.根据权利要求1所述的靶材与背板焊接方法，其特征在于：所述背板的材料为铝合金或铜合金。4.根据权利要求1所述的靶材与背板焊接方法，其特征在于：所述背板上的凹槽深度低于靶材圆片的厚度，两者之间的差值介于1mm～2mm。5.一种靶材与背板的焊接结构，其特征在于：采用纯铝或高纯铝材料的靶材、铝合金或铜合金材料的背板，所述靶材与背板采用权利要求1的焊接方法进行组合。6.根据权利要求5所述的焊接方法，其特征在于：所述背板上的凹槽深度低于靶材圆片的厚度，两者之间的差值介于1mm～2mm。2CN112475505A说明书1/4页一种靶材与背板的焊接结构及焊接方法技术领域[0001]本发明涉及溅射靶材领域，尤其涉及一种靶材与背板的焊接结构及焊接方法。背景技术[0002]溅射工艺是以一定能量的粒子(离子或中性原子、分子)，在高真空中经过加速聚集，形成高速度能粒子流，轰击在固体表面上，使固体近表面的原子或分子获得足够大的能量而逸出固体表面，最终沉积于基体表面的工艺。被轰击而逸出表面的原子或分子原材料，称之为溅射靶材。[0003]铝具有优异电导率，易加工，良好的抗电迁徙和抗应力迁徙等一系列优异的物理性能，使其在很多领域特别是高科技产业得到了广泛的应用。在IC制造中，成为金属互连线的主要配套材料。[0004]在CN104588810B的中国专利中，阐述了利用热等静压的方式进行铝材和铝合金背板的扩散焊接方法。其通过在材料的焊接面制造钎料浸润层方式，促进了扩散效果，提高了结合强度。然而钎料熔点高，材料成本高，浸润层的制作工艺步骤复杂，浸润层的层厚与均匀性控制困难，浸润层制作过程中会造成铝材料氧化，并且仍然存在焊接结合度不高，耐高温性能差等问题。[0005]在CN101564793A与CN111155059A的中国专利中，同样阐述了利用热等静压的方式进行铝材和铜材的扩散焊接方法。其采用超声波清洗，酸洗以及真空干燥的方式进行去除表面杂质，从而提高焊接贴合精密度。但是，上述化学清洗方法虽然可有效地清除表面氧化膜层，但是工序繁杂，效率低，化学介质会造成污染的同时，亦会对操作人员的身体健康造成损害。发明内容[0006]为克服上述缺点，本发明的目的在于提供一种靶材与背板的焊接结构及焊接方法，整体作业工序简单，效率高，满足长期稳定生