CN107326225A - 铝合金及其制备方法、靶材组件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种铝合金及其制备方法、靶材组件及其制造方法，所述铝合金的元素包括：铝、硅、镁和铜。硅在电子束焊接过程中可以提高铝合金的金属流动性，以及时填充焊接过程所带来的孔隙，从而可以避免焊接工艺中的收尾缺陷问题；镁用于提高所述铝合金的强度和硬度；铜用于经过热处理工艺后进一步提高所述铝合金的强度和硬度。因此，所述铝合金为既具有较高强度和硬度，又具有良好电子束焊接性能的材料。

Description

铝合金及其制备方法、靶材组件及其制造方法

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及铝合金及其制备方法、靶材组件及其制造方法。

背景技术

溅射技术是半导体制造领域的常用工艺之一，随着溅射技术的日益发展，溅射靶材在溅射技术中起到了越来越重要的作用，溅射靶材的质量直接影响到了溅射后的成膜质量。

在溅射靶材制造领域中，靶材组件是由符合溅射性能的靶坯、与靶坯通过焊接相结合的背板构成，而在溅射过程中，靶材组件所处的工作环境比较恶劣。例如：靶材组件所处的环境温度较高，另外，靶材组件的一侧冲以冷却水强冷，而另一侧则处于高真空环境下，因此在靶材组件的相对两侧形成巨大的压力差；再者，靶材组件处在高压电场、磁场中，会受到各种粒子的轰击。在如此恶劣的环境下，为了确保薄膜质量的稳定性以及靶材组件的质量，对靶坯和背板的质量以及焊接结合率的要求越来越高。

但是，现有技术靶材组件的良率有待提高。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种铝合金及其制备方法、靶材组件及其制造方法，提高靶材组件的良率。

为解决上述问题，本发明提供一种铝合金，所述铝合金的元素包括：铝、硅、镁和铜。

可选的，所述铝合金各元素的质量比为：硅：4.0％～5.0％，镁：0.6％～1.0％，铜：0.2％～0.3％，其余为铝。

可选的，所述铝合金的元素还包括：钛和杂质元素。

可选的，所述铝合金各元素的质量比为：硅：4.0％～5.0％，镁：0.6％～1.0％，铜：0.2％～0.3％，钛：0.01％～0.05％，杂质元素：小于或等于0.5％，其余为铝。

可选的，所述杂质元素包括铁、锰和锌中的一种或多种；每一杂质元素的质量比小于0.25％。

相应的，本发明提供一种铝合金的制备方法，包括：提供合金材料，所述合金材料的元素包括：铝、硅、镁和铜；对所述合金材料进行加热熔化，形成铝合金原料；将所述铝合金原料进行铸造成型，形成铝合金。

可选的，所述制备方法还包括：形成铝合金原料后，将所述铝合金原料进行铸造成型之前，获得所述铝合金原料各元素的质量比；将所述铝合金原料各元素的质量比调整至预设值。

可选的，将所述铝合金原料各元素的质量比调整至预设值的步骤包括：将所述铝合金原料各元素的质量比和预设值进行比较；当某一元素的质量比小于预设值时，添加含相应元素的合金材料；当某一元素的质量比大于预设值时，添加含其他元素的合金材料。

可选的，所述铝合金原料各元素的质量比的预设值为：硅：4.0％～5.0％，镁：0.6％～1.0％，铜：0.2％～0.3％，其余为铝。

可选的，提供合金材料的步骤中，所述合金材料的元素还包括钛和和杂质元素。

可选的，所述铝合金原料各元素的质量比的预设值为：硅：4.0％～5.0％，镁：0.6％～1.0％，铜：0.2％～0.3％，钛：0.01％～0.05％，杂质元素：小于或等于0.5％，其余为铝。

可选的，所述杂质元素包括铁、锰和锌中的一种或多种；将所述铝合金原料各元素的质量比调整至预设值的步骤中，每一杂质元素的质量比的预设值为：小于0.25％。

可选的，提供合金材料的步骤包括：提供重熔铝锭；提供硅铝中间合金或纯硅块；提供镁锭或5系铝合金；以及，提供纯铜块或铝铜中间合金。

可选的，形成铝合金原料的步骤包括：将所述合金材料放入加热炉；采用加热炉，对所述合金材料进行加热熔化。

可选的，加热炉的温度为690℃至720℃，加热时间至少为3小时。

可选的，所述制备方法还包括：形成铝合金原料后，将所述铝合金原料进行铸造成型之前，对加热炉进行除气操作，去除所述铝合金原料中的缺陷气体。

可选的，所述缺陷气体为H₂；除气操作的步骤中，采用吹氩除氢工艺去除所述铝合金原料中的缺陷气体。

相应的，本发明提供一种靶材组件的制造方法，包括：提供靶坯，所述靶坯的待焊接面为第一焊接面；提供背板，所述背板的待焊接面为第二焊接面，其中，所述背板的材料为如权利要求1～5任一项所述的铝合金；将所述第一焊接面和第二焊接面相对设置并贴合，形成初始靶材组件；对所述初始靶材组件进行电子束焊接，将所述靶坯的第一焊接面焊接至所述背板的第二焊接面上形成靶材组件。

可选的，提供背板的步骤包括：提供铝合金；对所述铝合金进行塑性变形处理，形成背板初始件；对所述背板初始件进行热处理；完成所述热处理后，对所述背板初始件进行机械加工，形成靶材背板。

相应的，本发明提供一种靶材组件，包括：靶坯；与靶坯通过焊接相结合的背板，所述背板的材料为如权利要求1～5任一项所述的铝合金。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本发明提供一种铝合金，所述铝合金的元素包括：铝、硅、镁和铜。其中，硅在电子束焊接过程中可以提高铝合金的金属流动性，以及时填充焊接过程所带来的孔隙，从而可以避免焊接工艺中的收尾缺陷问题；镁用于提高所述铝合金的强度和硬度；铜用于经过热处理工艺后进一步提高所述铝合金的强度和硬度。因此，所述铝合金为既具有较高强度和硬度，又具有良好电子束焊接性能的材料。

本发明在制备铝合金的过程中，先提供包括铝、硅、镁和铜元素的合金材料，然后对所述合金材料进行加热熔化，形成铝合金原料，最后将所述铝合金原料进行铸造成型以形成铝合金，即通过所述方法形成的铝合金的元素包括铝、硅、镁和铜。其中，硅在电子束焊接过程中可以提高铝合金的金属流动性，以及时填充焊接过程所带来的孔隙，从而可以避免焊接工艺中的收尾缺陷问题；镁用于提高所述铝合金的强度和硬度；铜用于后续经过热处理工艺后进一步提高所述铝合金的强度和硬度。因此，在制备铝合金时，通过在元素铝中加入元素硅、镁和铜，使形成的铝合金不仅具有较高强度和硬度，还具有良好电子束焊接性能，从而使所述铝合金更适用于靶材背板的制造。

本发明在形成靶材组件时，背板的材料为元素包括铝、硅、镁和铜的铝合金，其中，硅可以在对初始靶材组件进行电子束焊接时，提高背板内的金属流动性，以及时填充焊接过程所带来的孔隙，从而可以避免焊接后所述背板出现收尾缺陷，进而提高靶坯和背板的焊接效果；镁用于提高所述背板的强度和硬度，铜用于经过背板制造的热处理工艺后进一步提高所述铝合金的强度和硬度，避免形成的靶材组件在使用过程中发生背板变形或断裂的问题。因此，形成的靶材组件的良率较高。

本发明提供的靶材组件中，背板的材料为元素包括铝、硅、镁和铜的铝合金。其中，所述背板中的硅在形成所述靶材组件的电子束焊接过程中，有利于提高背板内的金属流动性，以及时填充焊接过程所带来的孔隙，从而可以避免焊接工艺中的收尾缺陷问题，使所述靶材组件中靶坯和背板具有较好的焊接结合效果；镁和铜使所述背板具有较高的强度和硬度，可以避免在靶材组件使用过程中背板发生变形或断裂的问题，从而使所述靶材组件的良率得到提高。

可选方案中，所述铝合金各元素的质量比包括：硅：4.0％～5.0％，镁：0.6％～1.0％，铜：0.2％～0.3％，所述质量比的设定下，使所述铝合金的强度、硬度与焊接性能耐均得到提升。

附图说明

图1电子束焊接一实施例的原理示意图；

图2为本发明铝合金的制备方法一实施例的流程示意图；

图3至图5为本发明靶材组件的制造方法一实施例中各步骤对应结构示意图。

具体实施方式

由背景技术可知，现有技术靶材组件的良率有待提高。分析其原因在于：在半导体靶材生产过程中，通常采用电子束焊接工艺将高纯铝靶坯焊接至铝合金背板上形成靶材组件。目前，用于电子束焊接的铝合金背板的材料主要包括：高纯Al-Si合金、5系铝合金(主要含镁的铝合金)或6系铝合金(主要含镁和硅的铝合金)。

结合参考图1，示出了电子束焊接一实施例的原理示意图。进行电子束焊接时，定向高速和聚焦的电子束轰击所述铝合金材料100，使动能转化为热能而使部分深度的铝合金材料100发生熔化，并在所述铝合金材料100内形成熔池110；随着温度的升高，所述铝合金材料100内的易挥发金属120(如图1(a)所示)容易发生挥发，且温度越高，挥发速度越快，从而导致在熔池110底部由于缺少金属溶液而形成孔隙130(如图1(b)所示)；在电子束束流关闭的过程中(即电子束焊接收尾过程中)，随着电子束束流不断减小，熔池110深度也逐渐减小，所述铝合金材料100内的孔隙130也逐渐向所述铝合金材料100表面移动，从而在所述焊接处形成连续性的收尾缺陷131(如图1(c)所示)，具有收尾缺陷131的区域的焊接强度会大大下降。

高纯Al-Si合金在电子束焊接时具有较好的金属流动性，以及时填充焊接过程中产生的孔隙130，因此可以减小收尾缺陷131(如图1(c)所示)的问题。但是，高纯Al-Si合金材料强度和硬度过低，采用所述铝合金制成的背板，容易在使用过程中发生变形甚至断裂。

5系铝合金在铸态下就具有较高的强度和硬度，但是，在电子束焊接时金属流动性较差，容易出现收尾缺陷131(如图1(c)所示)的问题，采用所述铝合金制成的背板，与靶坯的焊接效果较差，从而容影响致靶材组件的正常使用。

6系铝合金经热处理后也具有较高的强度和硬度，但是，同样容易出现收尾缺陷131(如图1(c)所示)的问题。

为了解决上述问题，本发明提供一种铝合金，所述铝合金的元素包括：铝、硅、镁和铜。

本发明提供一种铝合金，所述铝合金包括以下元素：铝、硅、镁和铜。其中，硅在电子束焊接过程中可以提高铝合金的金属流动性，以及时填充焊接过程所带来的孔隙，从而可以避免焊接工艺中的收尾缺陷问题；镁用于提高所述铝合金的强度和硬度；铜用于经过热处理工艺后进一步提高所述铝合金的强度和硬度。因此，所述铝合金为既具有较高强度和硬度，又具有良好电子束焊接性能的材料。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

本实施例提供一种铝合金，所述铝合金的元素包括：铝、硅、镁和铜。

其中，硅用于在电子束焊接过程中提高所述铝合金的金属流动性，避免收尾缺陷的问题；镁和铜用于提高所述铝合金的强度和硬度。

需要说明的是，铜用于在对所述铝合金进行热处理后，进一步提高所述铝合金的强度和硬度。

还需要说明的是，在所述铝合金各元素中，硅的质量比不宜过高，也不宜过低。如果硅的质量比过低，在电子束焊接过程中铝合金内的金属流动性较差，容易在焊接工艺中出现收尾缺陷，从而影响焊接效果；如果硅的质量比过高，相应的，镁和铜的质量比过低，容易导致所述铝合金的强度和硬度较差，在使用过程中，所述铝合金容易发生变形甚至断裂，此外，硅含量过高，还容易引起不易对所述铝合金进行塑性变形及加工的问题。为此，本实施例中，在所述铝合金各元素中，硅的质量比为：4.0％～5.0％。

在所述铝合金各元素中，镁的质量比不宜过高，也不宜过低。如果镁的质量比过低，通过镁和铜或者仅通过铜，不足以提高所述铝合金的强度和硬度，容易导致所述铝合金的强度和硬度较差，在使用过程中，所述铝合金容易发生变形甚至断裂；如果镁的质量比过高，相应的，硅的质量比过低，在电子束焊接过程中铝合金内的金属流动性较差，容易在焊接工艺中出现收尾缺陷。为此，本实施例中，在所述铝合金各元素中，镁的质量比为：0.6％～1.0％。

在所述铝合金各元素中，铜的质量比不宜过高，也不宜过低。如果铜的质量比过低，通过铜和镁或者仅通过镁，不足以提高所述铝合金的强度和硬度，容易导致所述铝合金的强度和硬度较差，在使用过程中，所述铝合金容易发生变形甚至断裂；如果铜的质量比过高，相应的，硅的质量比过低，在电子束焊接过程中铝合金内的金属流动性较差，容易在焊接工艺中出现收尾缺陷。为此，本实施例中，在所述铝合金各元素中，铜的质量比为：0.2％～0.3％。

均衡考虑所述铝合金的强度和焊接性能，将硅、镁和铜的质量比设定在合理的范围内，从而可以使所述铝合金的强度、硬度与焊接性能耐同时得到提升。

本实施例中，所述铝合金的元素还包括：钛和杂质元素。

钛用于细化所述铝合金的晶粒。本实施例中，在所述铝合金各元素中，钛的质量比为：0.01％～0.05％。

本实施中，为了避免杂质元素对所述铝合金性能的不良影响，所述杂质元素的质量比为：小于或等于0.5％。

具体地，所述杂质元素包括铁、锰和锌中的一种或多种，其中，每一杂质元素的质量比控制在0.25％以内。

也就是说，本实施例中，所述铝合金各元素的质量比为：硅：4.0％～5.0％，镁：0.6％～1.0％，铜：0.2％～0.3％，钛：0.01％～0.05％；杂质元素：小于或等于0.5％，其余为铝。

本实施例所述的铝合金的元素包括：铝、硅、镁和铜。其中，硅在电子束焊接过程中具有较好的金属流动性，以及时填充焊接过程所带来的孔隙，从而可以避免焊接工艺中的收尾缺陷问题；镁和铜用于提高所述铝合金的强度和硬度。因此，所述铝合金为既具有较高强度和硬度，又具有良好电子束焊接性能的材料。

相应的，本发明还提供一种铝合金的制备方法，所述铝合金用于制备靶材背板。请参考图2，示出了本发明铝合金的制备方法一实施例的流程示意图，本实施例铝合金的制备方法包括以下基本步骤：

步骤S1：提供合金材料，所述合金材料的元素包括：铝、硅、镁和铜；

步骤S2：对所述合金材料进行加热熔化，形成铝合金原料；

步骤S3：将所述铝合金原料进行铸造成型，形成铝合金。

下面将结合附图对本发明的具体实施例做进一步描述。

参考图2，首先执行步骤S1，提供合金材料，所述合金材料的元素包括：铝、硅、镁和铜。

本实施例中，加入硅的目的为：含有硅的铝合金，在电子束焊接过程中具有较好的金属流动性，以及时填充焊接过程中产生的孔隙，从而可以避免收尾缺陷的问题；加入镁的目的为：形成的铝合金具有较高的强度和硬度；加入铜的目的为：后续采用本实施例所述的铝合金作为靶材背板的材料，经过热处理工艺后，可以进一步提高所述铝合金的强度和硬度。

具体地，提供合金材料的步骤包括：提供重熔铝锭；提供硅铝中间合金或纯硅块；提供镁锭或5系铝合金；以及，提供纯铜块或铝铜中间合金。

需要说明的是，所述5系铝合金指的是含较高镁含量的铝合金。具体地，所述5系铝合金中，镁的质量比为1.0％～2.0％。

其中，重熔铝锭用于提供铝元素；硅铝中间合金或纯硅块用于提供硅元素；镁锭或5系铝合金用于提供镁元素；纯铜块或铝铜中间合金用于提供铜元素。

还需要说明的是，所述铝合金原料的元素还包括：钛和杂质元素，其中，钛用于细化所述铝合金的晶粒，所述杂质元素包括铁、锰和锌中的一种或多种。

然后执行步骤S2，对所述合金材料进行加热熔化，形成铝合金原料。

本实施例中，形成铝合金原料的步骤包括：将所述合金材料放入加热炉；采用加热炉，对所述合金材料进行加热熔化。也就是说，所述铝合金原料为金属溶液。

需要说明的是，所述加热炉的温度不宜过高，也不宜多低。如果所述加热炉的温度过低，难以满足各元素的熔点，从而难以完全熔化所述合金材料；如果所述加热炉的温度过高，一方面容易造成成本的浪费，另一方面随着温度的升高，所述铝合金原料中的缺陷气体含量相应升高，从而容易造成所述铝合金原料形成质量的下降。为此，本实施例中，加热炉的温度为690℃至720℃。

还需要说明的是，加热时间不宜过短。如果加热时间过短，难以完全熔化所述合金材料。本实施例中，加热时间至少为3小时。其中，所述加热时间根据所述合金材料的总质量而定。

需要说明的是，所述制备方法还包括：形成所述铝合金原料后，获得所述铝合金原料各元素的质量比；然后将所述铝合金原料各元素的质量比调整至预设值。

本实施例中，可以通过人工按照各元素的比例进行计算，或者使用辅助计算机软件进行计算，获得所述铝合金原料各元素的质量比。

具体地，将所述铝合金原料各元素的质量比调整至预设值的步骤包括：将所述铝合金原料各元素的质量比和预设值进行比较；当某一元素的质量比小于预设值时，添加含相应元素的合金材料；当某一元素的质量比大于预设值时，添加含其他元素的合金材料。

需要说明的是，为了便于计算和调整质量比，添加的合金材料与提供合金材料步骤中的合金材料相同。以硅为例，也就是说，提供合金材料的步骤中，采用硅铝中间合金，则调整质量比的步骤中，添加硅铝中间合金；提供合金材料的步骤中，采用纯硅块，则调整质量比的步骤中，添加纯硅块。

由于硅有利于提高铝合金在电子束焊接过程中的金属流动性，从而可以避免收尾缺陷的问题；镁和铜有利于提高铝合金的强度和硬度。为了同时满足金属流动性、强度及硬度的要求，铝合金原料各元素的质量比需调整至合理预设值。

需要说明的是，硅的质量比不宜过高，也不宜过低。如果硅的质量比过低，在电子束焊接过程中铝合金内的金属流动性较差，容易在焊接工艺中出现收尾缺陷，从而影响焊接效果；如果硅的质量比过高，相应的，镁和铜的质量比过低，容易导致所述铝合金的强度和硬度较差，在使用过程中，所述铝合金容易发生变形甚至断裂，此外，硅含量过高，还容易引起不易对所述铝合金进行塑性变形及加工的问题。为此，本实施例中，硅的质量比为：4.0％～5.0％。

还需要说明的是，镁的质量比不宜过高，也不宜过低。如果镁的质量比过低，通过镁和铜或者仅通过铜，不足以提高所述铝合金的强度和硬度，容易导致所述铝合金的强度和硬度较差，在使用过程中，所述铝合金容易发生变形甚至断裂；如果镁的质量比过高，相应的，硅的质量比过低，在电子束焊接过程中铝合金内的金属流动性较差，容易在焊接工艺中出现收尾缺陷。为此，本实施例中，镁的质量比为：0.6％～1.0％。

还需要说明的是，铜的质量比不宜过高，也不宜过低。如果铜的质量比过低，通过铜和镁或者仅通过镁，不足以提高所述铝合金的强度和硬度，容易导致所述铝合金的强度和硬度较差，在使用过程中，所述铝合金容易发生变形甚至断裂；如果铜的质量比过高，相应的，硅的质量比过低，在电子束焊接过程中铝合金内的金属流动性较差，容易在焊接工艺中出现收尾缺陷。为此，本实施例中，铜的质量比为：0.2％～0.3％。

还需要说明的是，所述铝合金原料的元素还包括：钛和杂质元素。相应的，将所述铝合金原料各元素的质量比调整至预设值的步骤中，调整钛的质量比为：0.01％～0.05％，调整杂质元素的总质量比为：小于或等于0.5％。

本实施例中，所述杂质元素包括铁、锰和锌中的一种或多种，其中，每一杂质元素的质量比控制在0.25％以内。

也就是说，调整所述铝合金原料各元素的质量比为：硅：4.0％～5.0％，镁：0.6％～1.0％，铜：0.2％～0.3％，钛：0.01％～0.05％，杂质元素：小于或等于0.5％，其余为铝。

还需要说明的是，所述制备方法还包括：调整所述铝合金原料各元素的质量比至预设值后，对加热炉进行除气操作，去除所述铝合金原料中的缺陷气体。

铝合金原料中的缺陷气体主要为氢气，氢气缺陷容易造成后续铸造成型后，形成的铝合金产生缩孔或气孔等缺陷。本实施例中，采用吹氩除氢工艺，向所述铝合金原料中通过通入氩气，氢气进入氩气所形成的气泡中，从而可以随着氩气的上浮，携带走所述铝合金原料中的氢气。

最后执行步骤S3，将所述铝合金原料进行铸造成型，形成铝合金。

本实施例中，采用重力铸造，将熔化的铝合金原料注入耐高温的中空铸型内，经冷凝后，得到预设直径的锭子。

在一个具体实施例中，所述锭子的直径为180mm至200mm。在另一实施例中，所述锭子的直径根据工艺需求而定。

在其他实施例中，根据工艺需求，还可以采用重力铸造、离心铸造、压力铸造或挤压铸造的方法进行铸造成型。

在制备铝合金的过程中，先提供包括铝、硅、镁和铜元素的合金材料，然后对所述合金材料进行加热熔化，形成铝合金原料，最后将所述铝合金原料进行铸造成型以形成铝合金，即通过所述方法形成的铝合金的元素包括铝、硅、镁和铜。其中，硅在电子束焊接过程中可以提高铝合金的金属流动性，以及时填充焊接过程所带来的孔隙，从而可以避免焊接工艺中的收尾缺陷问题；镁用于提高所述铝合金的强度和硬度；铜用于在后续经过热处理工艺后进一步提高所述铝合金的强度和硬度。因此，在制备铝合金时，通过在元素铝中加入元素硅、镁和铜，使形成的铝合金不仅具有较高强度和硬度，还具有良好电子束焊接性能，从而使所述铝合金更适用于靶材背板的制造。

结合参考图3至图5，示出了本发明靶材组件的制造方法一实施例中各步骤对应结构示意图。相应的，本发明还提供一种靶材组件的制造方法，包括：

参考图3，提供靶坯200，所述靶坯200的待焊接面为第一焊接面201。

所述靶坯200用于在靶材溅射工艺中溅射出的大量靶材原子，沉积在基板上以形成薄膜。

本实施例中，所述靶坯200的形状为圆形。

在其他实施例中，所述靶坯的形状可根据应用环境以及溅射要求呈矩形、环形、圆锥形或其他任意规则形状或不规则形状。

参考图4，提供背板300，所述背板300的待焊接面为第二焊接面301，其中，所述背板300的材料为前实施例所述的铝合金。

所述背板300在形成的靶材组件中起到支撑作用，且具有传导热量的功能。

具体地，提供所述背板300的步骤包括：提供前实施例所述的铝合金；对所述铝合金进行塑性变形处理，形成背板初始件(图未示)；对所述背板初始件进行热处理；完成所述热处理后，对所述背板初始件进行机械加工，形成靶材背板300。

本实施例中，所述铝合金的元素包括：铝、硅、镁和铜。所述铝合金各元素的质量比可参考前述实施例的描述，在此不再赘述。

具体地，对所述铝合金进行塑性变形处理的步骤包括：根据所述背板300的尺寸需求，对所述铝合金进行切割，保留用于制造背板300的部分铝合金；然后将所述铝合金加热至预设温度，将所述铝合金锻打成预设尺寸。

需要说明的是，所述预设温度不宜过高，也不易过低。如果所述预设温度过低，在锻打过程中铝合金容易出现开裂；如果所述预设温度过高，容易导致所述铝合金过度软化，难以成型。为此，本实施例中，所述预设温度为380℃至420℃。

本实施例中，对所述背板初始件进行热处理的工艺为固溶时效处理。

通过所述固溶时效处理，可以改善所述背板初始件的塑性和韧性，以便后续进行加工成型。

本实施例中，所述靶坯200(如图3所示)的形状为圆形。相应的，对所述背板初始件进行机械加工的步骤中，将所述背板初始件加工成圆形，即所述背板300的形状为圆形。

在其他实施例中，还可以将所述背板初始件加工成与所述靶坯相匹配的形状，例如：矩形、环形、圆锥形或其他任意规则形状或不规则形状。

本实施例中，所述背板300的尺寸大于所述靶坯200(如图3所示)的尺寸，所述背板300的表面包括第一区域Ⅰ背板表面和第二区域Ⅱ背板表面，所述第二区域Ⅱ背板表面的形状、尺寸与所述靶坯200的第一焊接面201(如图3所示)的形状、尺寸相同，所述第二区域Ⅱ背板表面为第二焊接面301，所述第一区域Ⅰ背板表面为背板300的边缘区域。

参考图5，将所述第一焊接面201(如图3所示)和第二焊接面301(如图4所示)相对设置并贴合，形成初始靶材组件(图未示)；对所述初始靶材组件进行电子束焊接，将所述靶坯200的第一焊接面201焊接至所述背板300的第二焊接面301上形成靶材组件400。

需要说明的是，所述第二区域Ⅱ背板300表面(如图4所示)为第二焊接面301；相应的，将所述第一焊接面201和第二焊接面301相对设置并贴合的步骤中，将所述第一焊接面201与所述第二区域Ⅱ背板300表面相对设置并贴合，并露出所述第一区域Ⅰ背板300表面(如图4所示)。

本发明采用电子束焊接工艺，将所述靶坯200焊接至所述背板300上。

需要说明的是，所述第一焊接面201和第二焊接面301为所述靶坯200(如图3所示)和背板300(如图4所示)的接触面(未标示)；其中，所述第一区域Ⅰ背板300表面和第二区域Ⅱ背板300表面交界处的接触面区域为接触面边缘(如图5中A所示)，在所述电子束焊接工艺中，所述接触面边缘处部分深度的靶坯200和背板300材料发生熔化，形成熔池并相互扩散，熔池经冷却后形成焊缝，从而实现所述靶坯200和背板300的焊接结合。

本实施例中，所述背板300的材料为铝合金，所述铝合金的元素包括：铝、硅、镁和铜。由于硅可以在对初始靶材组件进行电子束焊接过程时，提高背板300内的金属流动性，以及时填充焊接过程所带来的孔隙，从而可以避免焊接工艺中的收尾缺陷问题，进而提高所述靶坯200和背板300的焊接结合效果；镁和铜用于提高所述背板300的强度和硬度，避免形成的靶材组件400在使用过程中发生背板300变形或断裂的问题。因此，所述靶材组件400的良率较高。

继续参考图5，相应的，本发明还提供一种靶材组件，包括：

靶坯200；

与所述靶坯200通过焊接相结合的背板300，所述背板300的材料为前实施例所述的铝合金。

所述背板300的材料为铝合金，所述铝合金的元素包括：铝、硅、镁和铜。其中，所述背板中的硅在形成所述靶材组件400的电子束焊接过程中，有利于提高背板内的金属流动性，以及时填充焊接过程所带来的孔隙，从而可以避免焊接工艺中的收尾缺陷问题，使所述靶材组件中靶坯和背板具有较好的焊接效果；镁和铜使所述背板具有较高的强度和硬度，可以避免在靶材组件400使用过程中背板300发生变形或断裂的问题，从而使所述靶材组件400的良率得到提高。

虽然本发明己披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (20)

1.一种铝合金，其特征在于，

所述铝合金的元素包括：铝、硅、镁和铜。

2.如权利要求1所述的铝合金，其特征在于，所述铝合金各元素的质量比为：硅：4.0％～5.0％，镁：0.6％～1.0％，铜：0.2％～0.3％，其余为铝。

3.如权利要求1所述的铝合金，其特征在于，所述铝合金的元素还包括：钛和杂质元素。

4.如权利要求3所述的铝合金，其特征在于，所述铝合金各元素的质量比为：硅：4.0％～5.0％，镁：0.6％～1.0％，铜：0.2％～0.3％，钛：0.01％～0.05％，杂质元素：小于或等于0.5％，其余为铝。

5.如权利要求4所述的铝合金，其特征在于，所述杂质元素包括铁、锰和锌中的一种或多种；

每一杂质元素的质量比小于0.25％。

6.一种铝合金的制备方法，其特征在于，包括：

提供合金材料，所述合金材料的元素包括：铝、硅、镁和铜；

对所述合金材料进行加热熔化，形成铝合金原料；

将所述铝合金原料进行铸造成型，形成铝合金。

7.如权利要求6所述的铝合金的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：形成铝合金原料后，将所述铝合金原料进行铸造成型之前，获得所述铝合金原料各元素的质量比；

将所述铝合金原料各元素的质量比调整至预设值。

8.如权利要求7所述的铝合金的制备方法，其特征在于，将所述铝合金原料各元素的质量比调整至预设值的步骤包括：将所述铝合金原料各元素的质量比和预设值进行比较；

当某一元素的质量比小于预设值时，添加含相应元素的合金材料；

当某一元素的质量比大于预设值时，添加含其他元素的合金材料。

9.如权利要求7所述的铝合金的制备方法，其特征在于，所述铝合金原料各元素的质量比的预设值为：硅：4.0％～5.0％，镁：0.6％～1.0％，铜：0.2％～0.3％，其余为铝。

10.如权利要求7所述的铝合金的制备方法，其特征在于，提供合金材料的步骤中，所述合金材料的元素还包括钛和和杂质元素。

11.如权利要求10所述的铝合金的制备方法，其特征在于，所述铝合金原料各元素的质量比的预设值为：硅：4.0％～5.0％，镁：0.6％～1.0％，铜：0.2％～0.3％，钛：0.01％～0.05％，杂质元素：小于或等于0.5％，其余为铝。

12.如权利要求11所述的铝合金的制备方法，其特征在于，所述杂质元素包括铁、锰和锌中的一种或多种；

将所述铝合金原料各元素的质量比调整至预设值的步骤中，每一杂质元素的质量比的预设值为：小于0.25％。

13.如权利要求6所述的铝合金的制备方法，其特征在于，提供合金材料的步骤包括：提供重熔铝锭；

提供硅铝中间合金或纯硅块；

提供镁锭或5系铝合金；

以及，提供纯铜块或铝铜中间合金。

14.如权利要求6所述的铝合金的制备方法，其特征在于，形成铝合金原料的步骤包括：将所述合金材料放入加热炉；

采用加热炉，对所述合金材料进行加热熔化。

15.如权利要求14所述的铝合金的制备方法，其特征在于，加热炉的温度为690℃至720℃，加热时间至少为3小时。

16.如权利要求14所述的铝合金的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：形成铝合金原料后，将所述铝合金原料进行铸造成型之前，对加热炉进行除气操作，去除所述铝合金原料中的缺陷气体。

17.如权利要求16所述的铝合金的制备方法，其特征在于，所述缺陷气体为H₂；除气操作的步骤中，采用吹氩除氢工艺去除所述铝合金原料中的缺陷气体。

18.一种靶材组件的制造方法，其特征在于，包括：

提供靶坯，所述靶坯的待焊接面为第一焊接面；

提供背板，所述背板的待焊接面为第二焊接面，其中，所述背板的材料为如权利要求1～5任一项所述的铝合金；

将所述第一焊接面和第二焊接面相对设置并贴合，形成初始靶材组件；

对所述初始靶材组件进行电子束焊接，将所述靶坯的第一焊接面焊接至所述背板的第二焊接面上形成靶材组件。

19.如权利要求18所述的靶材组件的制造方法，其特征在于，提供背板的步骤包括：提供铝合金；

对所述铝合金进行塑性变形处理，形成背板初始件；

对所述背板初始件进行热处理；

完成所述热处理后，对所述背板初始件进行机械加工，形成靶材背板。

20.一种靶材组件，其特征在于，包括：

靶坯；

与靶坯通过焊接相结合的背板，所述背板的材料为如权利要求1～5任一项所述的铝合金。