[發明專利]一種W-Ti合金靶材組件擴散焊接方法無效

申請號：	201310683559.4	申請日：	2013-12-12
公開（公告）號：	CN104708192A	公開（公告）日：	2015-06-17
發明（設計）人：	丁照崇;張玉利;劉書芹;羅俊峰;尚再艷;何金江;呂保國	申請（專利權）人：	有研億金新材料有限公司
主分類號：	B23K20/00	分類號：	B23K20/00;B23K20/24;C23C14/34;B22F7/00
代理公司：	北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246	代理人：	陳波
地址：	102200***	國省代碼：	北京;11
權利要求書：	查看更多	說明書：	查看更多
摘要：
搜索關鍵詞：	一種 ti 合金組件擴散焊接方法
鉆瓜網技術展會專利詞庫專利權人專利榜在售專利公布日期熱門專利

【說明書】：

技術領域

本發明屬于微電子技術領域，具體涉及了一種鍍膜用W-Ti合金靶材組件擴散焊接方法。

背景技術

W-Ti合金電子遷移率低，熱機械性能穩定，抗氧化、抗腐蝕性良好，常用于微電子領域，如半導體器件、半導體封裝，肖特基二極管，Al、Cu、Ag布線等。目前，W-Ti合金膜制造方法主要采用磁控濺射W-Ti合金靶材。由于W-Ti合金熔點較高，通常采用粉末冶金工藝成型，如無壓燒結、熱壓燒結、熱等靜壓燒結等，燒結成型后的靶坯經機加工成單體靶材，或與背板焊接成復合靶材。對于復合靶材，一方面要求靶材與背板具有非常高的焊合率，以便于工作時良好地導熱、導電；另一方面要求靶材與背板有一定的焊接強度，以避免工作時靶材與背板開焊、脫落等。背板材質通常有Mo及合金、Cu合金、Al合金、奧氏體不銹鋼、Ti及合金等，焊接方法有釬焊、擴散焊等。釬焊通常采用低熔點的In、Sn及其合金焊料進行焊接，工藝簡單，但焊接強度較低（10MPa以內），焊料熔點低，無法滿足大功率濺射鍍膜。擴散焊具有焊合率高、焊接強度高等優點，特別適用于大功率、高效率濺射鍍膜用靶材。擴散焊通常為成型的固態靶材與背板緊密貼合，在一定溫度和壓力下保持一段時間，使接觸面之間的原子相互擴散，相互滲透來實現冶金結合的一種焊接方法，如采用包套將靶材與背板真空封裝后，再進行熱等靜壓擴散復合。但W-Ti合金靶材與Al合金、Cu合金背板材質間熔點差異較大，不易擴散，需在兩者之間加入過渡層，分步擴散復合，如加入奧氏體不銹鋼、Ni合金、Ti合金等過渡層以過渡。但熱等靜壓擴散焊接工藝對包套制作技術要求非常高，存在包套漏氣導致無法焊合的風險，且熱等靜壓擴散后的復合體通常存在不同程度的彎曲變形，需要再矯平，增加了工藝環節。

發明內容

本發明專利的目的在于提供一種W-Ti合金靶材組件擴散焊接方法。

一種W-Ti合金靶材組件擴散焊接方法，其步驟如下：

（1）將W-Ti合金靶材粉末原料及對應的待焊接復合的板坯材料置于熱壓模具內；

（2）將步驟（1）中裝有W-Ti合金粉末原料及對應的待焊接復合的板坯材料的熱壓模具置于熱壓燒結爐內，一次進行靶坯熱壓燒結成型、靶坯與板坯擴散焊接，溫度1000～1600℃，壓力10～40MPa，保溫時間0.5～6hr，得到焊接復合的W-Ti合金靶材組件；

（3）將板坯直接作為背板，將步驟（2）中所得到焊接復合的W-Ti合金靶材組件直接加工為W-Ti合金靶材/背板成品；或板坯作為過渡層，加工為W-Ti合金靶材/過渡層組件，然后與Al合金或Cu合金背板再進行熱壓或熱等靜壓擴散焊接，形成W-Ti合金靶材/過渡層/背板復合的三層結構。

所述W-Ti合金靶材中Ti質量含量為5～20%，余量為W。

所述W-Ti合金靶材中Ti質量含量為10%，余量為W。

所述粉末原料中W粉平均粒度為2～10μm，Ti粉平均粒度為20～200μm。

步驟（1）中裝模具前可預先在板坯焊接面進行噴砂處理或者機加工，提高焊接面粗糙度。

步驟（1）中靶材粉末原料與板坯材料單層結構裝模：下層為板坯材料，上層為粉末原料。

步驟（1）中靶材粉末原料與板坯雙層結構裝模：下層為粉末原料，中間為板坯材料，上層為粉末原料。