一种钛靶材与铝背板结合的方法技术

本发明专利技术涉及一种钛靶材与铝背板结合的方法，所述方法包括如下步骤：

【技术实现步骤摘要】
一种钛靶材与铝背板结合的方法


[0001]本专利技术涉及靶材制备
，具体涉及一种钛靶材与铝背板结合的方法
。

技术介绍

[0002]溅射是制备薄膜材料的主要技术之一，其原理是带电粒子轰击固体材料表面，发生表面原子碰撞并产生能量和动量的转移，使被轰击材料原子从表面逸出并淀积在衬底上，被轰击的固体是溅射法制备沉积薄膜的原材料，通常被称为溅射靶材
。
[0003]由于溅射靶材的强度不一，在实际应用过程中，需要将符合性能要求的溅射靶材和具有一定强度的背板绑定制成靶材组件
。
由于钛靶材具有优异的综合性能，目前广泛用于靶材制备，而铝背板可以为溅射钛靶材提供支撑，同时可以有效传导热量
。
由于靶材组件在溅射过程中的工作环境比较恶劣，如果靶材组件中钛靶材与铝背板之间的焊接结合度较低，将导致钛靶材在受热条件下变形
、
开裂，甚至从铝背板脱落
。
[0004]目前，通常采用焊接法对溅射靶材和背板进行绑定，常用的焊接方法包括钎焊
、
扩散焊以及电子束焊
。CN 214327866U
公开了一种适用于扩散焊接的靶材结构，所述适用于扩散焊接的靶材结构包括靶材与背板；所述靶材的焊接面设置有锥形圆台，所述锥形圆台的侧面为第一螺纹区；所述靶材焊接面未设置锥形圆台的区域设置有第二螺纹区
。
该技术采用扩散焊接法对靶材与背板进行结合，但存在成本高
、
工艺流程复杂的问题
。
[0005]CN 103785911A
公开了一种靶材组件的焊接方法，包括：提供铝靶材坯料和背板；利用熔融的锌锡焊料对铝靶材坯料的焊接面进行表面浸润处理；利用熔融的铟焊料对背板的焊接面进行表面浸润处理；利用锌锡焊料和铟焊料将表面浸润处理后的所述铝靶材坯料的焊接面与背板的焊接面焊接在一起
。
但该专利技术采用的钎焊结合强度还有待提升，且对使用环境温度有一定限制
。
[0006]CN 104646817A
公开了一种作为溅射靶材的铝靶材与铝合金背板的连接方法，包括如下步骤：在铝靶材连接面上加工出圆形凸台，在铝合金背板连接面上加工出与该凸台相对应的圆形嵌槽；将铝靶材的凸台嵌合在铝合金背板的嵌槽中；采用真空电子束焊接将靶材与背板边缘进行封焊；将靶材组件进行热处理，将热处理后的靶材组件直接热压
。
该方法采用真空电子束对靶材与背板进行封焊，但电子束焊接法对靶材的结构有要求，无法实现大面积焊接
。
[0007]因此，针对现有技术的不足，亟需提供一种焊接结合率与结合强度较高且成本低的钛靶材与铝背板结合的方法
。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供一种钛靶材与铝背板结合的方法，采用轧制法使得钛靶材和铝背板紧密结合，结合退火处理，使钛靶材和铝背板间发生原子扩散，进一步提高了结合强度
。
[0009]为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0010]本专利技术提供了一种钛靶材与铝背板结合的方法，所述方法包括如下步骤：
[0011](1)
对钛靶材的结合面依次进行第一精加工处理与第一清洗，得到预处理靶材；将铝背板待结合的一侧端面开设凹槽，对所述凹槽的结合面依次进行第二精加工处理与第二清洗，得到预处理背板；
[0012](2)
将步骤
(1)
所得预处理靶材与预处理背板进行装配，所得组件依次进行轧制处理与热处理，得到靶材组件
。
[0013]本专利技术提供的方法，首先对钛靶材和铝背板的结合面进行预处理，初步提高结合面的粗糙度，有利于提高二者的结合效果；采用轧制法对装配后的预处理靶材与预处理背板进行处理，通过轧制产生强大的沿靶材轴向的压力，使得靶材和背板紧密结合，结合热处理，使钛靶材和铝背板间发生原子扩散，进一步提高了二者的结合强度
。
所述方法操作简单
、
成本低廉，可用于工业化生产
。
[0014]所述“装配”是指，将钛靶材的结合面与凹槽的结合面进行组合
。
[0015]优选地，步骤
(1)
所述第一精加工处理与第二精加工处理分别独立地包括车削
。
[0016]优选地，步骤
(1)
所述第一精加工处理至钛靶材的结合面粗糙度＜
0.3
μ
m
，例如可以是
0.28
μ
m、0.25
μ
m、0.2
μ
m、0.15
μ
m
或
0.1
μ
m
，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用
。
[0017]优选地，步骤
(1)
所述第二精加工处理至凹槽的结合面粗糙度＜
0.3
μ
m
，例如可以是
0.28
μ
m、0.25
μ
m、0.2
μ
m、0.15
μ
m
或
0.1
μ
m
，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用
。
[0018]优选地，步骤
(1)
所述第一清洗与第二清洗所用清洗剂分别包括乙醇
、
异丙醇或丙酮中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括乙醇与异丙醇的组合，异丙醇与丙酮的组合，或乙醇
、
异丙醇与丙酮的组合
。
[0019]所述第一清洗与第二清洗的步骤可以去除钛靶材和铝背板表面的油污，从而提高二者的结合效果
。
[0020]优选地，步骤
(1)
所述凹槽的深度与所述钛靶材的厚度相等
。
[0021]优选地，步骤
(1)
所述凹槽的直径与所述钛靶材的直径之差为
0.5
‑
1mm
，例如可以是
0.5mm、0.6mm、0.8mm、0.9mm
或
1mm
，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用
。
[0022]所述凹槽的直径大于钛靶材的直径，是为了留有一定间隙，有利于排气的进行
。
[0023]优选地，步骤
(2)
所述组件的轧制咬入端形状包括楔形
。
[0024]将组件的轧制咬入端形状制成楔形，可以有效减少组件咬入时的阻力，防止未进入辊缝的材料产生鼓起，进而影响轧制
。
[0025]优选地，步骤
(2)
所述轧制处理之前对所述组件施加初速度
。
[0026]在轧制处理前对组件施加初速度，是为了保证工件被轧辊顺利咬入，无初速度或初速度过慢...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种钛靶材与铝背板结合的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)
对钛靶材的结合面依次进行第一精加工处理与第一清洗，得到预处理靶材；将铝背板待结合的一侧端面开设凹槽，对所述凹槽的结合面依次进行第二精加工处理与第二清洗，得到预处理背板；
(2)
将步骤
(1)
所得预处理靶材与预处理背板进行装配，所得组件依次进行轧制处理与热处理，得到靶材组件
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤
(1)
所述第一精加工处理与第二精加工处理分别独立地包括车削
。3.
根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤
(1)
所述第一精加工处理至钛靶材的结合面粗糙度＜
0.3
μ
m
；优选地，步骤
(1)
所述第二精加工处理至凹槽的结合面粗糙度＜
0.3
μ
m。4.
根据权利要求1‑3任一项所述的方法，其特征在于，步骤
(1)
所述第一清洗与第二清洗所用清洗剂分别包括乙醇
、
异丙醇或丙酮中的任意一种或至少两种的组合
。5.
根据权利要求1‑4任一项所述的方法，其特征在于，步骤
(1)
所述凹槽的深度与所述钛靶材的厚度相等；优选地，步骤
(1)
所述凹槽的直径与所述钛靶材的直径之差为
0.5
‑
1mm。6.
根据权利要求1‑5任一项所述的方法，其特征在于，步骤
(2)
所述组件的轧制咬入端形状包括楔形
。7.
根据权利要求1‑6任一项所述的方法，其特征在于，步骤
(2)
所述轧制处理之前对所述组件施加初速度；优选地，所述初速度为轧制处理的轧制速度的
1/2
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：姚力军，潘杰，陈石，廖培君，沈学峰，
申请(专利权)人：宁波江丰电子材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：