[發明專利]一種鋁靶材與鋁合金背板的裝配方法

有效

• 申請號: 202011305209.0
• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN112475802B
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 姚力軍;邊逸軍;潘杰;王學澤;陳石;廖培君
• 申請（專利權）人: 寧波江豐電子材料股份有限公司
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00;C21D9/00;C22F1/04;C23C14/34;C23G1/12;B23K103/10
• 代理公司: 北京遠智匯知識產權代理有限公司 11659
• 代理人: 王巖

本發明提供一種鋁靶材與鋁合金背板的裝配方法，所述方法包括以下步驟：(1)對所述鋁合金背板進行固溶處理和時效處理，得到硬度增強鋁合金背板；(2)對步驟(1)得到的所述硬度增強鋁合金背板的焊接面進行車削螺紋，并對所述鋁靶材以及鋁合金背板進行酸洗處理，得到預處理后的鋁靶材以及鋁合金背板；(3)將所述預處理后的鋁靶材以及鋁合金背板進行裝配并置于包套中，抽真空后進行熱等靜壓焊接。所述裝配方法在不影響鋁靶材晶粒大小的同時有效提高了鋁合金背板的硬度，也可以保證背板和鋁靶材有較高的焊接結合強度。

技術領域

本發明屬于靶材裝配領域，涉及一種鋁靶材的裝配方法，尤其涉及一種鋁靶材與鋁合金背板的裝配方法。

背景技術

包套：一種密閉容器，用來放置制品，焊接后需將包套抽真空至一定真空度才能進行熱等靜壓，如生產過程中漏氣會導致包套鼓包膨脹。

固溶處理：指將合金加熱到高溫單相區恒溫保持，使過剩相充分溶解到固溶體中后快速冷卻，以得到過飽和固溶體的熱處理工藝。

時效處理：指金屬經固溶處理，從高溫淬火或經過一定程度的冷加工變形后，在較高的溫度放置或室溫保持其性能，形狀，尺寸隨時間而變化的熱處理工藝。一般地講，經過時效，硬度和硬度有所增加，塑性韌性和內應力則有所降低。

鋁靶材組件：一種由背板和鋁靶結合制成，應用于半導體領域的組件。

現有鋁合金背板和鋁靶材擴散焊接溫度在400℃以上，在此溫度下鋁靶材晶粒容易長大，且背板硬度會明顯下降。其他低溫焊接方法難以同時滿足焊接結合率、結合強度等要求。

CN104625389A公開了一種集成電路封裝材料用鋁合金濺射靶材的焊接方法，包括：在靶材焊接面上加工出一定形狀尺寸的凸齒，在背板上加工出對應的凹槽，將靶材與背板進行裝配組合后，放入包套進行真空封焊，然后采用熱等靜壓的方法使材料完全填充凹槽，將靶材與背板連接。由于焊接溫度低，可避免鋁合金晶粒長大，靶材與背板之間焊接強度大，并且靶材整體變形小，有利于后期加工。該方法需要在靶材焊接面加工凸齒，又要在背板上加工出尺寸對應的凹槽，加工工藝復雜，不適用于大規模生產。

發明內容

為解決現有技術中存在的技術問題，本發明提供一種鋁靶材與鋁合金背板的裝配方法，所述裝配方法在不影響鋁靶材晶粒大小的同時有效提高了鋁合金背板的硬度，也可以保證背板和鋁靶材有較高的焊接結合強度。

為達到上述技術效果，本發明采用以下技術方案：

本發明提供一種鋁靶材與鋁合金背板的裝配方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

(1)對所述鋁合金背板進行固溶處理和時效處理，得到硬度增強鋁合金背板；

(2)對步驟(1)得到的所述硬度增強鋁合金背板的焊接面進行車削螺紋，并對所述鋁靶材以及鋁合金背板進行酸洗處理，得到預處理后的鋁靶材以及鋁合金背板；

(3)將所述預處理后的鋁靶材以及鋁合金背板進行裝配并置于包套中，抽真空后進行熱等靜壓焊接。

本發明中，由于鋁靶組件的鋁合金背板原材料硬度較低，而半導體濺射機臺使用時需要的硬度較高，可以對鋁靶材組件的鋁合金背板進行固溶時效熱處理使其背板硬度達到要求。鋁合金背板固溶熱處理溫度為450～550℃，時效熱處理溫度為150～300℃。如先將鋁靶材和背板焊接綁定再進行背板的固溶時效強化，會引起鋁靶材的晶粒長大，最終不能滿足客戶的使用要求。因此需先將背板固溶時效強化后再與靶材焊接綁定，且焊接方法要保證足夠的焊接結合強度、靶材晶粒不長大、背板硬度不下降。

作為本發明優選的技術方案，步驟(1)所述固溶處理的溫度為450～500℃，如455℃、460℃、465℃、470℃、475℃、480℃、485℃、490℃或495℃等，但并不僅限于所列舉的數值，該數值范圍內其他未列舉的數值同樣適用。