[發明專利]一種靶材背板的攪拌摩擦焊接方法

在審

• 申請號: 202111452152.1
• 申請日: 2021-12-01
• 公開（公告）號: CN114043070A
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發明（設計）人: 姚力軍;潘杰;邊逸軍;王學澤;姚澤新
• 申請（專利權）人: 寧波江豐電子材料股份有限公司
• 主分類號: B23K20/12
• 分類號: B23K20/12
• 代理公司: 北京遠智匯知識產權代理有限公司 11659
• 代理人: 牛海燕

本發明提供了一種靶材背板的攪拌摩擦焊接方法，將帶有冷卻水道的背板底板與盤型水道蓋板完成裝配，經過攪拌摩擦焊接得到靶材背板；攪拌摩擦焊接操作簡便，無需外加焊料，不會引入雜質元素，焊接結合率高，不易發生漏水的狀況；且所述攪拌摩擦焊接路徑設置合理，避免攪拌摩擦焊接時走刀過長而導致局部溫度過高，進而減少焊接頭在焊接過程中斷裂的風險，有效提高了焊接結合率；同時，本發明所述攪拌摩擦焊接方法能夠用于大尺寸背板的焊接。

技術領域

本發明屬于靶材制備技術領域，具體涉及一種靶材背板的攪拌摩擦焊接方法。

背景技術

半導體濺射用的靶材工作時會產生大量的熱量，為了降低靶材工作時產品的溫度，需要在靶材背板位置通流動冷卻水。通常冷卻背板根據濺射機臺類型分為兩種：有冷卻水道背板和無冷卻水道背板。

濺射靶材的冷卻是濺射過程的重要影響因素，有冷卻水道的背板通常采用焊接方式加工水道結構，但若結構設計不合理、焊料選用錯誤、焊接工藝不合適等都會產生焊接缺陷、產品變形，進而導致水道發生漏水損壞設備。

背板主要用于承載濺射物，并固定設備機臺上，避免在濺射物上進行固定，只需把濺射物焊接在背板上，在背板上加工孔位固定在設備機臺上即可。因為在濺射過程中，濺射物被轟擊導致自身溫度升高，所以為了達到降溫的效果，需在背板上設計水道，在濺射過程中背板水道通水來達到冷卻濺射物的效果。一般背板目前采用的都是在背板上設計水道槽，接著在水道槽中放入蓋板通過焊接技術來完成背板水道設計。

CN112894291A公開了一種工業用冷卻銅背板制造方法，該方法為：在工業用冷卻銅背板本體上加工出階梯槽，階梯槽的上部為蓋板放置槽，階梯槽的下部為冷卻水槽，階梯槽的彎角處設置有圓弧角，將蓋板放置在蓋板放置槽里，將壓塊或壓條壓在蓋板上實現蓋板的固定，調整旋轉頭的焊針的角度，逐漸旋轉入蓋板與工業用冷卻銅背板本體的拼接處，旋轉頭的焊針與蓋板表面和工業用冷卻銅背板本體的表面接觸，旋轉頭的焊針沿蓋板和工業用冷卻銅背板本體熔合的拼接處進行移動且焊針在旋轉頭帶動下進行旋轉使用摩擦產生的能量進而使蓋板和工業用冷卻銅背板本體熔合；有利于工業用冷卻銅背板長期穩定的工作，進而可保證工業用冷卻銅背板長期穩定的保持較好的冷卻效果。

CN112410740A公開了一種靶材冷卻背板及其制備方法，所述靶材冷卻背板的基座將進水口和出水口的法蘭連接件采用一體型設計作為所述基座的一部分，并相應地將基座中的冷卻水道與進出水口之間改成斜水道，有效防止了進出水口處的泄漏問題；將所述靶材冷卻背板的蓋板厚度增至4.5-5mm，并在基座的冷卻水道的內表面進行噴砂處理，然后采用真空釬焊將所述蓋板和所述基座進行焊接得到靶材冷卻背板粗品，隨后依靠等高的凸臺的支撐和固定進行機加工得到所述靶材冷卻背板。

CN112372165A公開了一種靶材冷卻背板的焊接方法，所述焊接方法包括如下步驟：(1)將蓋板和基座進行機加工，機加工后的基座包括冷卻水道；(2)將步驟(1)機加工得到的蓋板與所述冷卻水道相接觸，進行所述蓋板與所述基座的裝配處理，然后進行真空釬焊，得到靶材冷卻背板粗品；(3)在步驟(2)所述靶材冷卻背板粗品的焊縫處進行攪拌摩擦焊，得到靶材冷卻背板；該方法所述焊接方法采用真空釬焊與攪拌摩擦焊的復合焊接形式，先通過真空釬焊保證大部分焊接面的焊接結合率，再通過攪拌摩擦焊對真空釬焊的焊縫進行補充焊接，保證焊接結合率，避免冷卻水道的泄漏問題，降低生產成本。

CN104588807B一種背板的形成方法和背板，其中背板的形成方法包括：提供底板和蓋板，所述底板面向所述蓋板一側的表面為底板頂面，所述底板頂面為平面，所述蓋板底面為平面，所述蓋板的底部具有冷卻水道槽狀結構；所述冷卻水道槽狀結構與所述底板組成冷卻水道；利用釬焊工藝將蓋板底面與底板頂面進行焊接，形成背板；該方法可以減小蓋板與釬料、底板的裝配難度系數，形成的背板焊接結合率高，不容易發生變形。