[發明專利]靶材組件的制造方法

在審

• 申請號: 201711024429.4
• 申請日: 2017-10-27
• 公開（公告）號: CN108000057A
• 公開（公告）日: 2018-05-08
• 發明（設計）人: 劉樹峰;魯飛;李慧;李靜雅;劉小魚;婁樹普;孫良成;白洋;成宇;鄭天倉
• 申請（專利權）人: 包頭稀土研究院;瑞科稀土冶金及功能材料國家工程研究中心有限公司
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00
• 代理公司: 北京康盛知識產權代理有限公司 11331
• 代理人: 張良

本發明公開了一種靶材組件的制造方法，包括：根據背板材質要求準備相應的背板粉末原料；準備待焊接的靶材板坯，靶材板坯包括濺射面和焊接面；將背板粉末原料和靶材板坯依次裝入模具中，背板粉末原料和靶材板坯的焊接面相接觸；將裝有背板粉末原料和靶材板坯的模具放入真空熱壓燒結爐，同步進行背板熱壓燒結成型，以及靶材板坯與背板材料擴散焊接，得到靶材組件坯體；對得到的靶材組件坯體進行外形機加工處理得到靶材組件。本發明制造的靶材組件表面平整度高、彎曲變形小、焊合率高，背板致密度高，組件焊接成品率高。

技術領域

本發明涉及一種材料加工技術，具體說，涉及一種靶材組件的制造方法。

背景技術

磁控濺射工藝中，靶材組件一般由符合濺射要求的靶材板坯和具有一定強度的背板組成。背板材質通常有Al合金、Cu合金、Ti合金、不銹鋼和Mo合金等。現有磁控濺射工藝條件下，靶材濺射面受高能粒子轟擊，溫度較高，并且處于10-5超高真空下；而背板一側需通入一定壓力的冷卻水進行強冷，這樣就在靶材組件兩側存在巨大的溫度差和壓力差，組件工作條件極為惡劣。因此，一方面要求靶材與背板具有較高的焊接質量，以便濺射時組件具有良好的導熱、導電性能；另一方面要求靶材組件具有一定的強度，避免濺射時靶材發生開裂、脫落，影響成膜質量。

目前靶材組件的制作方法為：預先準備背板型材和待焊接靶材坯體，通過釬焊或擴散焊將靶材坯體焊接于背板上，后經機加工獲得靶材組件。釬焊方式受制于銦、錫等焊料熔點較低，僅適用于小功率濺射要求。擴散焊可以保證靶材組件的高強度焊接，適用于大功率磁控濺射，但是由于靶材與背板材料材質不同，熱膨脹系數差異，擴散焊接后靶材組件彎曲變形大，焊接成品率低。

發明內容

本發明所解決的技術問題是提供一種靶材組件的制造方法，制造的靶材組件表面平整度高、彎曲變形小、焊合率高，背板致密度高，組件焊接成品率高。

技術方案如下：

一種靶材組件的制造方法，包括：

根據背板材質要求準備相應的背板粉末原料；

準備待焊接的靶材板坯，靶材板坯包括濺射面和焊接面；

將背板粉末原料和靶材板坯依次裝入模具中，背板粉末原料和靶材板坯的焊接面相接觸；

將裝有背板粉末原料和靶材板坯的模具放入真空熱壓燒結爐，同步進行背板熱壓燒結成型，以及靶材板坯與背板材料擴散焊接，得到靶材組件坯體；

對得到的靶材組件坯體進行外形機加工處理得到靶材組件。

進一步：背板粉末原料為Al粉或Cu粉，粒度小于100μm。

進一步：靶材板坯裝入模具前，將靶材板坯的焊接面預先進行噴砂或機加工處理，提高焊接面的粗糙度。

進一步：模具放入真空熱壓燒結爐后，燒結成型前先進行預壓緊，壓緊壓力為0.1～5MPa。

進一步：熱壓燒結溫度500-800℃，壓力20～30MPa，保溫保壓2～3小時。

與現有技術相比，本發明技術效果包括：

(1)工藝流程簡化，制作效率高。

本發明方法將背板粉末原料和待焊接靶材板坯放入真空熱壓燒結爐，在真空熱壓燒結過程中，同步實現了背板粉末熱壓燒結成型，以及靶材板坯與背板材料熱擴散焊接的同步進行。較現有技術相比，簡化了靶材組件制作工藝流程，提高了組件制作效率。

(2)焊接強度高、焊合率高。