一种含水道铜合金靶材组件的焊接方法与流程

allin2025-02-09  66


本发明涉及焊接领域,具体涉及一种含水道铜合金靶材组件的焊接方法。


背景技术:

1、目前,铜靶材在现代工业中,特别是在半导体制造、光伏产业和显示技术等领域中扮演着极其重要的角色。在集成电路制造中,铜靶材被用于物理气相沉积(pvd)技术,通过溅射过程形成铜互连层,这对提高芯片的整体性能与可靠性至关重要。在这些应用中,铜靶材的焊接是实现其功能化应用的关键步骤之一。铜靶材的焊接技术,特别是背板的焊接,是确保靶材在溅射过程中结构稳定性的关键。

2、当前铜靶材的焊接技术包括钎焊、扩散焊接、热等静压焊接等,如cn101579782a公开了一种靶材与背板的焊接方法,包括:提供铜靶材坯料和铜合金背板;将铜靶坯料和铜合金背板放置入真空包套送入焊接设备;采用热等静压工艺进行扩散焊接,将铜靶材坯料焊接至铜合金背板形成靶材组件;完成焊接后,进行空冷并拆除真空包套取出靶材组件。

3、如cn110539067a公开了一种高纯铜靶材的扩散焊接方法,所述扩散焊接方法包括如下步骤:准备高纯铜靶材与背板,并在背板的焊接面加工螺纹;将金属粉末均匀设置于背板的螺纹面;将高纯铜靶材与背板组合后放入金属包套,然后对金属包套进行脱气处理,然后对脱气处理后的金属包套进行密封;热等静压处理密封后的金属包套,然后冷却至室温;去除金属包套,完成高纯铜靶材与背板的扩散焊接。

4、然而,当前焊接后所得铜合金靶材组件,由于焊接过程的局限性仍存在靶材和背板焊接结合强度降低的问题,不利于铜合金靶材组件的使用。


技术实现思路

1、鉴于现有技术中存在的问题,本发明的目的在于提供一种含水道铜合金靶材组件的焊接方法,以解决所得铜合金靶材组件存在焊接结合强度较低的问题。

2、为达此目的,本发明采用以下技术方案:

3、本发明提供了一种含水道铜合金靶材组件的焊接方法,所述焊接方法包括:

4、对靶材和背板的焊接面均分别依次进行渗镍处理和等离子体活化,之后进行装配并采用电子束焊接对焊缝进行焊接。

5、本发明提供的焊接方法,通过采用特定的渗镍处理和等离子体活化相配合,实现对焊接面的高效处理,之后经电子束焊接可显著提升所得靶材组件的焊接强度,有利于铜合金靶材的在溅射过程中稳定性和使用寿命的提升。

6、作为本发明优选的技术方案,所述背板和/或靶材的内部设置有水道。

7、优选地,所述背板为凹形背板;所述靶材置于所述凹形背板的凹槽内。

8、优选地,所述凹槽的深度>靶材的厚度,差值为2-4mm。

9、作为本发明优选的技术方案,所述渗镍处理的方式包括双层辉光离子渗镍。

10、作为本发明优选的技术方案,所述渗镍处理中的源极电压为980-1000v。

11、优选地,所述渗镍处理中的试件电压为520-540v。

12、优选地,所述渗镍处理中的工作气压为30-40pa。

13、作为本发明优选的技术方案,所述渗镍处理所得镍层的厚度为20-40μm。

14、优选地,所述渗镍处理所得镍层中镍的质量百分含量为50-70%。

15、作为本发明优选的技术方案,所述等离子体活化的方式包括射频等离子体活化。

16、作为本发明优选的技术方案,所述等离子体活化的作业绝对真空度为≤1pa。

17、优选地,所述等离子体活化中工作气的流量为60-80sccm。

18、优选地,所述等离子体活化中所用工作气包括体积比为1:(0.3-0.7)的氮气和氩气。

19、优选地,作为本发明优选的技术方案,所述等离子体活化的放电功率为100-150w。

20、优选地,所述等离子体活化的时间为5-15min。

21、作为本发明优选的技术方案,所述电子束焊接包括:依次进行的第一电子束焊接、第二电子束焊接和第三电子束焊接。

22、作为本发明优选的技术方案,所述第一电子束焊接的束流为20-30ma。

23、优选地,所述第二电子束焊接的束流为20-30ma。

24、优选地,所述第三电子束焊接的束流为35-45ma。

25、与现有技术方案相比,本发明具有以下有益效果:

26、本发明提供的焊接方法,通过结合特定的渗镍处理和等离子体活化,改善焊接面的微观结构,进而提升最终的焊接强度,从而提升所得靶材进行溅射作业时的稳定性,所得铜合金靶材组件的焊接强度≥100mpa。



技术特征:

1.一种含水道铜合金靶材组件的焊接方法,其特征在于,所述焊接方法包括:

2.如权利要求1所述的焊接方法,其特征在于,所述背板和/或靶材的内部设置有水道;

3.如权利要求1所述的焊接方法,其特征在于,所述渗镍处理的方式包括双层辉光离子渗镍。

4.如权利要求1所述的焊接方法,其特征在于,所述渗镍处理中的源极电压为980-1000v;

5.如权利要求1所述的焊接方法,其特征在于,所述渗镍处理所得镍层的厚度为20-40μm;

6.如权利要求1所述的焊接方法,其特征在于,所述等离子体活化的方式包括射频等离子体活化。

7.如权利要求1所述的焊接方法,其特征在于,所述等离子体活化的作业绝对真空度为≤1pa;

8.如权利要求1所述的焊接方法,其特征在于,所述等离子体活化的放电功率为100-150w;

9.如权利要求1所述的焊接方法,其特征在于,所述电子束焊接包括:依次进行的第一电子束焊接、第二电子束焊接和第三电子束焊接。

10.如权利要求9所述的焊接方法,其特征在于,所述第一电子束焊接的束流为20-30ma;


技术总结
本发明涉及一种含水道铜合金靶材组件的焊接方法,具体涉及焊接领域,所述焊接方法包括:对靶材和背板的焊接面均分别依次进行渗镍处理和等离子体活化,之后进行装配并采用电子束焊接对焊缝进行焊接。本发明提供的焊接方法,通过采用特定的渗镍处理和等离子体活化相配合,实现对焊接面的高效处理,之后经电子束焊接可显著提升所得靶材组件的焊接强度,有利于铜合金靶材的在溅射过程中稳定性和使用寿命的提升。

技术研发人员:姚力军,李佳奇,凌培文
受保护的技术使用者:宁波江丰电子材料股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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