CN108149203A - 靶材组件的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种靶材组件的制造方法，包括：提供钼铌靶坯和背板，钼铌靶坯的待焊接面为第一焊接面，背板的待焊接面为第二焊接面；对第一焊接面进行表面喷砂处理；在表面喷砂处理后的第一焊接面上涂覆第一焊料层；在第二焊接面上涂覆第二焊料层；将涂覆有第一焊料层的第一焊接面与涂覆有第二焊料层的第二焊接面相对设置并贴合，通过焊接工艺将钼铌靶坯焊接至背板上以形成靶材组件。本发明在表面喷砂处理后在第一焊接面上涂覆第一焊料层，喷砂处理可以提高第一焊接面的粗糙度，从而提高第一焊料层在钼铌靶坯上的浸润性，进而提高后续钼铌靶坯和背板的焊接结构率，使钼铌靶坯和背板的焊接结构率可以达到95％及以上。

Description

靶材组件的制造方法

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及靶材组件的制造方法。

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。在溅射过程中，靶材组件所处的工作环境比较恶劣。例如：靶材组件的背板一侧通过一定压力的冷却水强冷，而靶坯一侧则处于高温真空环境下，因此在靶材组件的相对两侧形成巨大的压力差；再者，靶坯一侧受到高压电场和强磁场中各种粒子的轰击，有大量热量产生。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，否则容易导致所述靶材组件在受热条件下发生变形、开裂等问题，从而影响成膜质量，甚至对溅射基台造成损伤。

其中，钼铌合金是目前较为常用的靶坯材料。难熔金属钼铌合金具有硬度高、性能稳定等特性，是非常好的耐磨材料和导热材料，且钼铌合金能在高温环境下保持性能稳定，同时还具有良好的抗腐蚀性，因此钼铌靶坯已被广泛应用于金属镀膜等高强耐磨行业领域。

但是，现有技术所形成靶材组件的焊接结构率有待提高。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种靶材组件的制造方法，以提高靶坯和背板的焊接结合率，进而提高靶材组件的质量和性能。

为解决上述问题，本发明提供一种靶材组件的制造方法，包括：提供钼铌靶坯和背板，所述钼铌靶坯的待焊接面为第一焊接面，所述背板的待焊接面为第二焊接面；对所述第一焊接面进行表面喷砂处理；对所述第一焊接面进行表面喷砂处理后，在所述第一焊接面上涂覆第一焊料层；在所述第二焊接面上涂覆第二焊料层；将涂覆有所述第一焊料层的第一焊接面与涂覆有所述第二焊料层的所述第二焊接面相对设置并贴合，通过焊接工艺将所述钼铌靶坯焊接至所述背板上，以形成靶材组件。

可选的，所述背板的材料为铜；或者，所述背板的材料为铜和不锈钢的混合材料。

可选的，所述第一焊料层和所述第二焊料层的材料均为铟。

可选的，所述第一焊料层和所述第二焊料层的材料均为纯铟，且铟的质量百分比含量大于或等于99.9％。

可选的，对所述第一焊接面进行表面喷砂处理后，所述第一焊接面形成平均深度为3μm至5μm的粗糙层。

可选的，所述表面喷砂处理的参数包括：采用的砂粒为46号白刚玉，采用的气压范围为5Mpa至7Mpa。

可选的，所述表面喷砂处理的步骤包括：采用喷砂枪的喷嘴向所述第一焊接面喷出砂粒；所述表面喷砂处理的步骤中，所述喷嘴与所述第一焊接面之间的距离为200mm至400mm；所述表面喷砂处理的步骤中，所述喷嘴喷出砂粒的方向与所述第一焊接面法线之间的夹角为大于0度且小于90度。

可选的，所述喷嘴喷出砂粒的方向与所述第一焊接面法线之间的夹角为30度至60度。

可选的，对所述第一焊接面进行表面喷砂处理后，在所述第一焊接面上涂覆第一焊料层之前，所述制造方法还包括：采用异丙醇溶液对所述钼铌靶坯进行清洗处理；完成所述清洗处理后，对所述钼铌靶坯进行干燥处理。

可选的，在所述第一焊接面上涂覆第一焊料层、在所述第二焊接面上涂覆第二焊料层的步骤包括：将所述钼铌靶坯置于第一加热板上，将所述背板置于第二加热板上；通过所述第一加热板加热所述钼铌靶坯，通过第二加热板加热所述背板，将所述钼铌靶坯和所述背板加热至预设温度；将所述钼铌靶坯和所述背板加热至预设温度后，分别在所述第一焊接面和第二焊接面上放置焊料，使位于所述第一焊接面和第二焊接面上的焊料熔化，在所述第一焊接面上形成呈熔融流体状的第一焊料层，且在所述第二焊接面上形成呈熔融流体状的第二焊料层。

可选的，将所述钼铌靶坯和所述背板加热至预设温度的步骤中，所述预设温度为200℃至220℃。

可选的，使位于所述第二焊接面上的焊料熔化后，将所述第一焊接面与第二焊接面相对设置并贴合之前，所述制造方法还包括：在所述第二焊接面上熔化的焊料中放置金属丝杆。

可选的，所述金属丝杆的直径为2mm至3mm。

可选的，所述金属丝杆的材料为铜、钼或镍。

可选的，所述第二焊接面的形状为长方形，放置所述金属丝杆的步骤包括：在所述第二焊接面上放置多根直径相同的金属丝杆，所述多根金属丝杆沿所述第二焊接面延伸方向均匀排列放置于所述第二焊接面内且互不相交。

可选的，所述金属丝杆的根数为2至4根。

可选的，在所述第一焊接面上涂覆第一焊料层后，将涂覆有所述第一焊料层的第一焊接面与涂覆有所述第二焊料层的所述第二焊接面相对设置并贴合之前，所述制造方法还包括：采用钢刷和超声波处理中的一种或两种，对所述钼铌靶坯进行第一焊接预处理；在所述第二焊接面上涂覆第二焊料层后，将涂覆有所述第一焊料层的第一焊接面与涂覆有所述第二焊料层的所述第二焊接面相对设置并贴合之前，所述制造方法还包括：采用钢刷和超声波处理中的一种或两种，对所述背板进行第二焊接预处理；其中，所述第一焊接预处理和第二焊接预处理为相同工艺。

可选的，对所述钼铌靶坯和背板进行焊接预处理后，将涂覆有所述第一焊料层的第一焊接面与涂覆有所述第二焊料层的所述第二焊接面相对设置并贴合之前，所述制造方法还包括：去除所述第一焊料层和第二焊料层表面的自然氧化层。

可选的，通过焊接工艺将所述钼铌靶坯焊接至所述背板上后，形成靶材组件的步骤还包括：对焊接后的所述钼铌靶坯和背板进行冷却，且在所述冷却过程中，采用压块对所述钼铌靶坯施加压力。

可选的，所述压块对所述钼铌靶坯所施加压力的大小为0.01MPa至0.02MPa。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本发明对钼铌靶坯的第一焊接面进行表面喷砂处理后，在所述第一焊接面上涂覆第一焊料层；通过所述喷砂处理可以提高所述第一焊接面的粗糙度，使得后续形成于所述第一焊接面上的第一焊料层为不连续层，从而降低所述第一焊料层的表面张力，提高所述第一焊料层在所述钼铌靶坯上的浸润性，即提高了所述第一焊料层和所述钼铌靶坯之间的结合力，从而提高后续所述钼铌靶坯和背板的焊接结构率，使所述钼铌靶坯和背板的焊接结构率可以达到95％及以上。

可选方案中，在所述第一焊接面上涂覆第一焊料层后，将涂覆有所述第一焊料层的第一焊接面与涂覆有所述第二焊料层的所述第二焊接面相对设置并贴合之前，所述制造方法还包括：采用钢刷和超声波处理中的一种或两种，对所述钼铌靶坯进行第一焊接预处理；在所述第二焊接面上涂覆第二焊料层后，将涂覆有所述第一焊料层的第一焊接面与涂覆有所述第二焊料层的所述第二焊接面相对设置并贴合之前，所述制造方法还包括：采用钢刷和超声波处理中的一种或两种，对所述背板进行第二焊接预处理。通过所述第一焊接预处理可以提高所述第一焊料层在所述第一焊接面上的浸润效果，通过所述第二焊接预处理可以提高所述第二焊料层在所述第二焊接面上的浸润效果，从而有利于提高后续所述钼铌靶坯和背板的焊接结构率。

可选方案中，使位于所述第二焊接面上的焊料熔化后，将所述第一焊接面与第二焊接面相对设置并贴合之前，所述制造方法还包括：在所述第二焊接面上熔化的焊料中放置金属丝杆；一方面，所述金属丝杆可以有效地聚合其周边的焊料，从而提高所述第二焊料层的密度，进而提高所述第二焊料层的质量；另一方面，后续将所述第一焊接面和第二焊接面相对设置并将所述钼铌靶坯倒置于所述背板上后，基于所述钼铌靶坯的自身质量，会挤压所述钼铌靶坯和背板之间的第一焊料层和第二焊料层，所述金属丝杆还可以降低所述第一焊料层和第二焊料层因受到挤压而过量流失的可能性，而由于所述第一焊料层和第二焊料层的质量直接影响所述钼铌靶坯和背板之间的焊接结合率，因此，通过所述金属丝杆，有利于提高所述钼铌靶坯和背板之间的焊接结合率。

可选方案中，对焊接后的所述钼铌靶坯和背板进行冷却的过程中，采用压块对所述钼铌靶坯施加压力，所述压块对所述钼铌靶坯所施加压力的大小为0.01MPa至0.02MPa，所施加的压力大小合理，在加强所述钼铌靶坯和背板的结合强度的同时，可以防止所述钼铌靶坯和背板在所述冷却过程中发生变形。

附图说明

图1是本发明靶材组件的制造方法一实施例的流程示意图；

图2至图10是图1所示实施例中各步骤的结构示意图。

具体实施方式

由背景技术可知，靶材组件通常由符合溅射性能的靶坯和与所述靶坯相结合、具有一定强度的背板构成。

对于由钼铌靶坯和背板构成的靶材组件而言，目前主要采用钎焊工艺来实现所述钼铌靶坯和背板的焊接。所述钎焊工艺是一种利用熔点比所述钼铌靶坯和背板熔点低的焊料，在低于所述钼铌靶坯和背板熔点、高于所述焊料熔点的温度下加热所述钼铌靶坯和背板，待所述钼铌靶坯待焊接面和所述背板待焊接面上的焊料熔化后，使所述钼铌靶坯的待焊接面和所述背板的待焊接面相对设置并贴合，焊料与所述钼铌靶坯、背板相互扩散形成牢固连接的焊接方式。考虑到焊料的熔点以及焊接结合能力，目前主要采用的焊料为铟焊料。

但是，目前钼铌靶坯和背板的焊接结合率有待提高。分析其原因为：钼铌材料与铟焊料的浸润效果较差，从而导致所述铟焊料与所述钼铌靶坯待焊接面的结合率较低；相应的，将所述钼铌靶坯焊接于背板上以形成靶材组件时，所述钼铌靶坯和所述背板难以充分结合。在溅射工艺的高温、高压条件下，所述钼铌靶坯和背板结合部容易开裂，进而影响靶材组件的性能，使得所述靶材组件的溅射性能下降；甚至在严重的情况下，容易出现所述钼铌靶坯脱落于所述背板的问题，可能会对溅射基台造成损伤。

为了解决上述问题，本发明提供一种靶材组件的制造方法，包括：提供钼铌靶坯和背板，所述钼铌靶坯的待焊接面为第一焊接面，所述背板的待焊接面为第二焊接面；对所述第一焊接面进行表面喷砂处理；对所述第一焊接面进行表面喷砂处理后，在所述第一焊接面上涂覆第一焊料层；在所述第二焊接面上涂覆第二焊料层；将涂覆有所述第一焊料层的第一焊接面与涂覆有所述第二焊料层的所述第二焊接面相对设置并贴合，通过焊接工艺将所述钼铌靶坯焊接至所述背板上，以形成靶材组件。

本发明对钼铌靶坯的第一焊接面进行表面喷砂处理后，在所述第一焊接面上涂覆第一焊料层；通过所述喷砂处理可以提高所述第一焊接面的粗糙度，使得后续形成于所述第一焊接面上的第一焊料层为不连续层，从而降低所述第一焊料层的表面张力，提高所述第一焊料层在所述钼铌靶坯上的浸润性，即提高了所述第一焊料层和所述钼铌靶坯之间的结合力，从而提高后续所述钼铌靶坯和背板的焊接结构率，使所述钼铌靶坯和背板的焊接结构率可以达到95％及以上。

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。

请参考图1，示出了本发明靶材组件的制造方法一实施例的流程示意图，本发明所提供的靶材组件的制造方法包括以下基本步骤：

步骤S1：提供钼铌靶坯和背板，所述钼铌靶坯的待焊接面为第一焊接面，所述背板的待焊接面为第二焊接面；

步骤S2：对所述第一焊接面进行表面喷砂处理；

步骤S3：对所述第一焊接面进行表面喷砂处理后，在所述第一焊接面上涂覆第一焊料层；

步骤S4：在所述第二焊接面上涂覆第二焊料层；

步骤S5：将涂覆有所述第一焊料层的第一焊接面与涂覆有所述第二焊料层的所述第二焊接面相对设置并贴合，通过焊接工艺将所述钼铌靶坯焊接至所述背板上，以形成靶材组件。

为了更好地说明本发明实施例靶材组件的制造方法，下面将结合参考图2至图10，对本发明的具体实施例做进一步的描述。

结合参考图1至图3，执行步骤S1，提供钼铌靶坯100(如图2所示)和背板200(如图3所示)，所述钼铌靶坯100的待焊接面为第一焊接面110(如图2所示)，所述背板200的待焊接面为第二焊接面210(如图3所示)。

本实施例中，所述背板200的尺寸大于所述钼铌靶坯100的尺寸，所述背板200的表面包括第二区域Ⅱ背板表面，以及环绕所述第二区域Ⅱ背板表面的第一区域Ⅰ背板表面。所述第二区域Ⅱ背板表面用于后续与所述钼铌靶坯100相焊接，所述第二区域Ⅱ背板表面的形状、尺寸与所述钼铌靶坯100的第一焊接面110的形状、尺寸相同，所述第二区域Ⅱ背板表面为所述背板200的第二焊接面210，所述第一区域Ⅰ背板表面为所述背板200的边缘区域。

所述钼铌靶坯100的形状可根据应用环境以及溅射要求呈圆柱体、长方体、环形、圆锥体或其他任意规则形状或不规则形状。本实施例中，所述钼铌靶坯100的形状为圆柱体；相应的，所述钼铌靶坯100的横截面形状为圆形，所述背板200的横截面形状也为圆形。因此，所述第一焊接面110的形状为圆形，所述第二焊接面210的形状为圆形。

所述钼铌靶坯100用于作为通过镀膜系统在适当工艺条件下，溅射于基板上以形成功能薄膜的溅射源，即所述钼铌靶坯100为所述镀膜系统中高速荷能粒子轰击的目标材料。所述钼铌靶坯100和背板200用于形成靶材组件，由于所形成靶材组件在使用过程中所处的溅射工艺环境温度较高，而钼铌材料的熔点较高、导电导热性较强，因此所述钼铌靶坯100有利于提高所形成靶材组件溅射性能的稳定性。

所述背板200用于在后续所形成靶材组件中起到支撑、固定和冷却等作用，且与焊料层具有良好的浸润效果。本实施例中，所述背板200为铜背板。在其他实施例中，所述背板的材料还可以为铜和不锈钢的混合材料。

结合参考图1和图4，图4是基于图2的俯视图，执行步骤S2，对所述第一焊接面110进行表面喷砂处理。

所述表面喷砂处理可以增加所述第一焊接面110的表面粗糙度，使得后续在所述第一焊接面110上所形成第一焊料层为不连续层，从而降低所述第一焊料层的表面张力，进而提高所述第一焊料层在所述钼铌靶坯100上的浸润性，即提高所述第一焊料层与所述钼铌靶坯100之间的结合力，使得所述第一焊料层不易从所述钼铌靶坯100上脱落。

通过所述表面喷砂处理，使所述第一焊接面110上形成凹坑，从而在所述第一焊接面110上形成粗糙层，图中以黑点形式示出了所述凹坑。

所述粗糙层的深度不宜过浅，也不宜过深。如果所述粗糙层的深度过浅，则所述第一焊接面110的粗糙度相应较低，从而导致后续在所述第一焊接面110上所形成第一焊料层的表面张力较大，进而导致所述第一焊料层与所述钼铌靶坯100之间的浸润效果较差；如果所述粗糙层的深度过深，则容易导致所述钼铌靶坯100的质量下降。为此，本实施例中，所述表面喷砂处理后，所述第一焊接面110形成平均深度为3μm至5μm的粗糙层。其中，所述粗糙层的深度指的是，所述第一焊接面110上凹坑的深度，相应的，所述凹坑的平均深度为3μm至5μm。

具体的，采用喷砂机对所述第一焊接面110进行表面喷砂处理，所述喷砂机的喷嘴通过空气气压将砂粒喷射至所述第一焊接面110上，通过控制砂粒大小与气压大小使得所述第一焊接面110的表面质量达到工艺要求。

本实施例中，由于所述钼铌靶坯100的硬度较大，因此采用的砂粒为46号白刚玉。且喷砂机所采用的气压不宜过大，也不宜过小。如果采用的气压过大，则喷砂的动力过大，容易造成所述钼铌靶坯100的损坏，影响产品外观及完整性；如果采用的气压过小，则喷砂的动力不足，使得所述第一焊接面110上所形成的粗糙层的平均深度过小，从而难以提高后续所形成第一焊料层与所述钼铌靶坯100之间的浸润效果。为此，本实施例中，所述表面喷砂处理的工艺参数包括：采用的砂粒为46号白刚玉，采用的气压范围为5Mpa至7Mpa。

其中，46号白刚玉中的46号是根据GB2477083的标号，具体的，指的是97％质量比以上的白刚玉的粒度为250μm至600μm。

本实施例中，采用喷砂枪的喷嘴向所述第一焊接面110喷出砂粒，以进行所述表面喷砂处理。所述表面喷砂处理的步骤中，所述喷嘴与所述第一焊接面110之间的距离为200mm至400mm；所述喷嘴喷出砂粒的方向与所述第一焊接面110之间的夹角为非垂直夹角关系，也就是说，所述喷嘴喷出砂粒的方向与所述第一焊接面110法线之间的夹角为大于0度且小于90度。

具体地，所述喷嘴喷出砂粒的方向与所述第一焊接面1100法线之间的夹角为30度至60度，从而使得喷嘴所喷出砂粒的均匀性较高，且所喷出砂粒的覆盖范围更有保证。

结合参考图1，需要说明的是，完成所述表面喷砂处理之后，所述制造方法还包括：执行步骤S21，采用异丙醇溶液(IPA)对所述钼铌靶坯100进行清洗处理；执行步骤S22，完成所述清洗处理后，对所述钼铌靶坯100进行干燥处理。

其中，所述清洗处理可以去除所述第一焊接面110凹坑中附着的粉末状附着层，例如砂粒等表面附着物，为后续在所述第一焊接面110上形成第一焊料层提供良好的界面基础，还可以提高后续所述钼铌靶坯100与背板之间的焊接效果。

本实施例中，采用蘸有异丙醇溶液的净化布对所述钼铌靶坯100进行擦拭，当目视无粉末状附着层时，所述清洗处理停止。

本实施例中，完成所述清洗处理后，采用气枪吹干所述钼铌靶坯100，当目视所述钼铌靶坯100为干燥状态时，所述干燥处理停止。本实施例中，所述干燥处理的时间为1分钟至2分钟。在其他实施例中，还可以采用自然晾干的方式，对所述钼铌靶坯进行干燥处理。

结合参考图1、图5和图6，执行步骤S3，对所述第一焊接面110进行表面喷砂处理后，在所述第一焊接面110上涂覆第一焊料层310(如图5所示)；执行步骤S4，在所述第二焊接面210上涂覆第二焊料层320(如图6所示)。

后续对所述钼铌靶坯100和背板200进行焊接时，所述第一焊料层310和第二焊料层320相互熔合，从而实现所述钼铌靶坯100与背板的焊接结合。

具体地，将所述钼铌靶坯100置于第一加热板上，将所述背板200置于第二加热板上，其中，所述第一焊接面110背离所述第一加热板表面，所述第二焊接面210背离所述第二加热板表面；通过所述第一加热板加热所述钼铌靶坯100，通过第二加热板加热所述背板200，将所述钼铌靶坯100和所述背板200加热至预设温度；将所述钼铌靶坯100和所述背板200加热至预设温度后，分别在所述第一焊接面110和第二焊接面210上放置焊料，使位于所述第一焊接面110和第二焊接面210上的焊料熔化，在所述第一焊接面110上形成呈熔融流体状的第一焊料层310，且在所述第二焊接面210上形成呈熔融流体状的第二焊料层320。

焊料的材料可以为铟、铜、铝、镍、锡或铅。本实施例中，所述焊料的材料为纯铟，铟材料的焊料熔点和硬度都较低，可以避免在后续焊接过程中，所述钼铌靶坯100和背板200发生变形，且铟与所述背板200之间的浸润融合能力较强，具有较好的导电能力。相应地，所述第一焊料层310和第二焊料层320的材料为纯铟。本实施例中，所述纯铟焊料中，铟的质量百分比含量大于或等于99.9％。

需要说明的是，在常压条件下，铟的熔点为156.1℃；因此，本实施例中，将所述钼铌靶坯100和所述背板200加热至预设温度的步骤中，所述预设温度为200℃至220℃；在所述预设温度条件下，足以使所述第一焊接面110和第二焊接面210上的焊料完全熔化，且由于钼铌材料和铜材料的熔点较高，因此还可以保证所述钼铌靶坯100和背板200不受影响。

结合参考图1，还需要说明的是，在所述第一焊接面110上涂覆第一焊料层310(如图5所示)后，所述制造方法还包括：执行步骤S31，采用钢刷和超声波处理中的一种或两种，对所述钼铌靶坯100进行第一焊接预处理。

同样的，在所述第二焊接面210上涂覆第二焊料层320(如图6所示)后，所述制造方法还包括：执行步骤S41，采用钢刷和超声波处理中的一种或两种，对所述背板200进行第二焊接预处理；其中，所述第一焊接预处理和第二焊接预处理为相同工艺。

一方面，所述第一焊接预处理用于对所述第一焊接面110进行表面浸润处理，所述第二焊接预处理用于对所述第二焊接面210进行表面浸润处理，从而提高所述第一焊料层310在所述第一焊接面110上的浸润效果，提高所述第二焊料层320在所述第二焊接面210上的浸润效果；另一方面，通过所述第一焊接预处理，可以提高所述第一焊料层310在所述第一焊接面110上的分布均匀性，通过所述第二焊接预处理，可以提高所述第二焊料层320在所述第二焊接面210上的分布均匀性。

本实施例中，所述第一焊接预处理采用的是超声波处理，第二焊接预处理采用的也是超声波处理。

具体地，采用超声波焊接装置进行所述第一焊接预处理和第二焊接预处理。所述超声波处理的步骤包括：采用超声波振荡器进行所述超声波处理，所述超声波振荡器的功率为250W至350W，输出频率为19KHz至20KHz，处理时间为30分钟至35分钟。

此外，所述第一焊料层310和第二焊料层320表面容易发生氧化而形成自然氧化层，后续将所述第一焊料层310和第二焊料层320相对设置并贴合后，所述第一焊料层310表面的自然氧化层与所述第二焊料层320表面的自然氧化层结合形成气泡，从而导致所述钼铌靶坯100和背板200的焊接结合率下降，进而导致后续所形成靶材组件的质量和性能下降。

为此，本实施例中，对所述钼铌靶坯100进行第一焊接预处理、对所述背板200进行第二焊接预处理后，所述制造方法还包括：去除所述第一焊料层310和第二焊料层320表面的自然氧化层。

本实施例中，采用钢丝刷刮除所述第一焊料层310和第二焊料层320表面的自然氧化层；同时，采用所述钢丝刷还可以过滤去除所述第一焊料层310和第二焊料层320内的杂质或颗粒，从而获得优质的第一焊料层310和第二焊料层320，进而有利于提高后续钼铌靶坯100和背板200之间的焊接结合率。

结合参考图7和图8，图8为图7的俯视图，本实施例中，使位于所述第二焊接面210上的焊料熔化后，所述制造方法还包括：在所述第二焊接面210上熔化的焊料中放置金属丝杆300。

一方面，所述金属丝杆300可以有效地聚合其周边的焊料，从而提高所述第二焊料层320的密度，进而提高后续所述钼铌靶坯100和背板200之间的焊接结合率。

另一方面，后续将所述第一焊料层310(如图5所示)和第二焊料层320相对设置并贴合时，为了避免所述钼铌靶坯100承重过大，且为了提高所述第一焊接面110和第二焊接面210的对准能力，将所述钼铌靶坯100倒置于所述背板200上；基于所述钼铌靶坯100的自身质量，容易使所述钼铌靶坯100和背板200之间的第一焊料层310和第二焊料层320受到挤压，所述金属丝杆300还可以降低所述第一焊料层310和第二焊料层320因受到挤压而过量流失的可能性。由于焊料量的多少直接影响到所述钼铌靶坯100和背板200的焊接结合强度，因此通过所述金属丝杆300，有利于提高所述钼铌靶坯100和背板200之间的焊接结合率。

由于后续将所述钼铌靶坯100倒置于所述背板200上，因此本实施例中，为了避免所述金属丝杆300发生脱落，在所述第二焊接面210上熔化的焊料中放置金属丝杆300。

具体地，对所述背板200进行第二焊接预处理后，在所述第二焊接面210上熔化的焊料中放置所述金属丝杆300，且所述金属丝杆300的长度不超过所述第二焊料层320的尺寸，即所述金属丝杆300位于所述第二焊接面210内。

本实施例中，所述第二焊接面210的形状为圆形，放置所述金属丝杆300的步骤包括：在所述第二焊接面210上放置多根直径相同的金属丝杆300，所述多根金属丝杆300沿所述第二焊接面210直径方向(如图8中X方向所示)均匀排列放置于所述第二焊接面210内且互不相交。

所述多根金属丝杆300沿所述第二焊接面210直径方向均匀排列放置于所述第二焊接面210内，且所述多根金属丝杆300之间相互平行，相应的，相邻两根金属丝杆300的间距均相等。

需要说明的是，所述金属丝杆300的根数不能过多也不能过少。如果所述金属丝杆300的根数过多，将增加所述第一焊料层310和第二焊料层320之间原子扩散的难度，进而容易降低焊接结合率；如果所述金属丝杆300的根数过少，所述金属丝杆300聚合周边焊料以及避免焊料过量流失的效果不显著，同样会降低焊接结合率。为此，本实施例中，所述金属丝杆300的根数为2至4根。如图8所示，以所述金属丝杆300的根数为3根为例进行说明。

还需要说明的是，由于所述第二焊接面210的形状为圆形，且所述金属丝杆300的长度不超过所述第二焊料层320的尺寸，因此本实施例中，所述多根金属丝杆300中，靠近所述第二焊接面210中心一侧的金属丝杆300长度大于远离所述第二焊接面210中心一侧的金属丝杆300长度。在其他实施例中，所述多根金属丝杆的长度可以均相等，且根据最远离所述第二焊接面中心一侧的金属丝杆长度而定。

所述金属丝杆300的根数和放置位置根据所述背板200的形状，以及所述第二焊接面210的尺寸而定，本发明对此不作限定。

此外，所述金属丝杆300的直径与预设的所述第一焊料层310和第二焊料层320的厚度相关联，从而可以保证所述金属丝杆300在聚集周边焊料的同时，避免出现焊接过程中所述第一焊料层310和第二焊料层320接触效果差的问题，从而避免对所述第一焊料层310和第二焊料层320之间的结合效果造成不良影响。为此，本实施例中，所述金属丝杆300的直径为2mm至3mm。

所述第一焊接面110和第二焊接面210相对设置并贴合后，所述金属丝杆300位于所述钼铌靶坯100和背板200之间，与所述第一焊料层310和第二焊料层320相互浸润融合，为了减小对后续所形成靶材组件溅射性能的影响，所述金属丝杆300需采用导电效果较好且与焊料浸润能力较好的材料。为此，本实施例中，所述金属丝杆300的材料为铜。在其他实施例中，所述金属丝杆的材料还可以为钼或镍。

结合参考图1、图9和图10，执行步骤S5，将涂覆有所述第一焊料层310的第一焊接面110与涂覆有所述第二焊料层320的所述第二焊接面210相对设置并贴合，通过焊接工艺将所述钼铌靶坯100焊接至所述背板200上，以形成靶材组件500(如图10所示)。

具体地，如图9所示，将所述钼铌靶坯100进行翻转，使所述第一焊接面110朝向所述第二焊接面210，使所述第一焊接面110和第二焊接面210相对设置并贴合；其中，在所述贴合的过程中，利用前述第一加热板和第二加热板在前述预设温度下持续加热所述钼铌靶坯100和背板200，直至所述第一焊接面110与所述第二焊接面210相贴合，以实现所述钼铌靶坯100和背板200的焊接结合，也就是说，所述第一焊接面110与所述第二焊接面210相贴合后，停止对所述钼铌靶坯100和背板200进行加热。

本实施例中，采用真空吸附盘吸附所述钼铌靶坯100并提起倒置于所述背板200上。完成所述焊接后，所述第一焊接面110和第二焊接面210之间的第一焊料层310和第二焊料层320相互熔合，形成呈熔融流体状的混合焊料层400(如图10所示)，且所述金属丝杆300在所述焊接过程中，与所述第一焊料层310和第二焊料层320相互浸润融合，即与所述混合焊料层400浸润融合。

由于所述背板的尺寸大于所述钼铌靶坯100的尺寸，因此通过将所述钼铌靶坯100倒置于所述背板200上的方法，一方面，可以避免所述钼铌靶坯100承重过大的问题；另一方面，可以避免因视野受限而引起所述第一焊接面110与所述第二焊接面210难以对准的问题。

结合参考图1和图10，需要说明的是，通过焊接工艺将所述钼铌靶坯100焊接至所述背板200上后，形成靶材组件500的步骤还包括：执行步骤S6，对焊接后的所述钼铌靶坯100和背板200进行冷却，且在所述冷却过程中，采用压块对所述钼铌靶坯100施加压力(如图10中箭头所示)。

本实施例中，采用随炉冷却的方式冷却所述钼铌靶坯100和背板200，从而可以避免因温度骤降的原因而对所形成靶材组件500的质量和性能带来不良影响。

需要说明的是，在所述钼铌靶坯100和背板200的冷却过程中，由于热胀冷缩效应，所述钼铌靶坯100和背板200容易发生变形，为此，本实施例中，在所述钼铌靶坯100和背板200的冷却过程中，采用压块对所述钼铌靶坯100施加压力，在加强所述钼铌靶坯100和背板200的结合强度的同时，防止所述钼铌靶坯100和背板200在所述冷却过程中发生变形。

本实施例中，所述第一焊接面110与所述第二焊接面210相贴合后，停止对所述钼铌靶坯100和背板200进行加热，因此所述第一焊接面110与所述第二焊接面210相贴合后，即可采用压块对所述钼铌靶坯100施加压力。

对所述钼铌靶坯100施加的压力不宜过大，也不宜过小。如果施加压力过小，难以防止所述钼铌靶坯100和背板200在冷却过程中发生变形，且加强所述钼铌靶坯100和背板200结合强度的效果不明显；如果施加压力过大，容易引起所述钼铌靶坯100和背板200之间混合焊料层400溢出的问题，从而容易导致所述钼铌靶坯100和背板200的结合强度下降。为此，本实施例中，所述压块对所述钼铌靶坯100所施加压力的大小为0.01MPa至0.02MPa。

还需要说明的是，所述冷却步骤后，所述制造方法还包括：对所述钼铌靶坯100和背板200进行机械加工，以形成尺寸满足工艺需求的靶材组件500。

本实施例中，对所述钼铌靶坯100的第一焊接面110进行表面喷砂处理后，在所述第一焊接面110上涂覆第一焊料层310(如图5所示)；通过所述喷砂处理可以提高所述第一焊接面110的粗糙度，使得后续形成于所述第一焊接面110上的第一焊料层310为不连续层，从而降低所述第一焊料层310的表面张力，提高所述第一焊料层310在所述钼铌靶坯100上的浸润性，即提高了所述第一焊料层310和所述钼铌靶坯100之间的结合力，从而提高后续所述钼铌靶坯100和背板200的焊接结构率，使所述钼铌靶坯100和背板200的焊接结构率可以达到95％及以上。

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)

1.一种靶材组件的制造方法，其特征在于，包括：

提供钼铌靶坯和背板，所述钼铌靶坯的待焊接面为第一焊接面，所述背板的待焊接面为第二焊接面；

对所述第一焊接面进行表面喷砂处理；

对所述第一焊接面进行表面喷砂处理后，在所述第一焊接面上涂覆第一焊料层；

在所述第二焊接面上涂覆第二焊料层；

将涂覆有所述第一焊料层的第一焊接面与涂覆有所述第二焊料层的所述第二焊接面相对设置并贴合，通过焊接工艺将所述钼铌靶坯焊接至所述背板上，以形成靶材组件。

2.如权利要求1所述的靶材组件的制造方法，其特征在于，所述背板的材料为铜；或者，所述背板的材料为铜和不锈钢的混合材料。

3.如权利要求1所述的靶材组件的制造方法，其特征在于，所述第一焊料层和所述第二焊料层的材料均为铟。

4.如权利要求1所述的靶材组件的制造方法，其特征在于，所述第一焊料层和所述第二焊料层的材料均为纯铟，且铟的质量百分比含量大于或等于99.9％。

5.如权利要求1所述的靶材组件的制造方法，其特征在于，对所述第一焊接面进行表面喷砂处理后，所述第一焊接面形成平均深度为3μm至5μm的粗糙层。

6.如权利要求1所述的靶材组件的制造方法，其特征在于，所述表面喷砂处理的参数包括：采用的砂粒为46号白刚玉，采用的气压范围为5Mpa至7Mpa。

7.如权利要求1所述的靶材组件的制造方法，其特征在于，所述表面喷砂处理的步骤包括：采用喷砂枪的喷嘴向所述第一焊接面喷出砂粒；

所述表面喷砂处理的步骤中，所述喷嘴与所述第一焊接面之间的距离为200mm至400mm；

所述表面喷砂处理的步骤中，所述喷嘴喷出砂粒的方向与所述第一焊接面法线之间的夹角为大于0度且小于90度。

8.如权利要求7所述的靶材组件的制造方法，其特征在于，所述喷嘴喷出砂粒的方向与所述第一焊接面法线之间的夹角为30度至60度。

9.如权利要求1所述的靶材组件的制造方法，其特征在于，对所述第一焊接面进行表面喷砂处理后，在所述第一焊接面上涂覆第一焊料层之前，所述制造方法还包括：采用异丙醇溶液对所述钼铌靶坯进行清洗处理；完成所述清洗处理后，对所述钼铌靶坯进行干燥处理。

10.如权利要求1所述的靶材组件的制造方法，其特征在于，在所述第一焊接面上涂覆第一焊料层、在所述第二焊接面上涂覆第二焊料层的步骤包括：

将所述钼铌靶坯置于第一加热板上，将所述背板置于第二加热板上；

通过所述第一加热板加热所述钼铌靶坯，通过第二加热板加热所述背板，将所述钼铌靶坯和所述背板加热至预设温度；

将所述钼铌靶坯和所述背板加热至预设温度后，分别在所述第一焊接面和第二焊接面上放置焊料，使位于所述第一焊接面和第二焊接面上的焊料熔化，在所述第一焊接面上形成呈熔融流体状的第一焊料层，且在所述第二焊接面上形成呈熔融流体状的第二焊料层。

11.如权利要求10所述的靶材组件的制造方法，其特征在于，将所述钼铌靶坯和所述背板加热至预设温度的步骤中，所述预设温度为200℃至220℃。

12.如权利要求10所述的靶材组件的制造方法，其特征在于，使位于所述第二焊接面上的焊料熔化后，将所述第一焊接面与第二焊接面相对设置并贴合之前，所述制造方法还包括：在所述第二焊接面上熔化的焊料中放置金属丝杆。

13.如权利要求12所述的靶材组件的制造方法，其特征在于，所述金属丝杆的直径为2mm至3mm。

14.如权利要求12所述的靶材组件的制造方法，其特征在于，所述金属丝杆的材料为铜、钼或镍。

15.如权利要求12所述的靶材组件的制造方法，其特征在于，所述第二焊接面的形状为圆形，放置所述金属丝杆的步骤包括：在所述第二焊接面上放置多根直径相同的金属丝杆，所述多根金属丝杆沿所述第二焊接面直径方向均匀排列放置于所述第二焊接面内且互不相交。

16.如权利要求15所述的靶材组件的制造方法，其特征在于，所述金属丝杆的根数为2至4根。

17.如权利要求1所述的靶材组件的制造方法，其特征在于，在所述第一焊接面上涂覆第一焊料层后，将涂覆有所述第一焊料层的第一焊接面与涂覆有所述第二焊料层的所述第二焊接面相对设置并贴合之前，所述制造方法还包括：采用钢刷和超声波处理中的一种或两种，对所述钼铌靶坯进行第一焊接预处理；

在所述第二焊接面上涂覆第二焊料层后，将涂覆有所述第一焊料层的第一焊接面与涂覆有所述第二焊料层的所述第二焊接面相对设置并贴合之前，所述制造方法还包括：采用钢刷和超声波处理中的一种或两种，对所述背板进行第二焊接预处理；

其中，所述第一焊接预处理和第二焊接预处理为相同工艺。

18.如权利要求17述的靶材组件的制造方法，其特征在于，对所述钼铌靶坯进行第一焊接预处理、对所述背板进行第二焊接预处理后，将涂覆有所述第一焊料层的第一焊接面与涂覆有所述第二焊料层的所述第二焊接面相对设置并贴合之前，所述制造方法还包括：去除所述第一焊料层和第二焊料层表面的自然氧化层。

19.如权利要求1所述的靶材组件的制造方法，其特征在于，通过焊接工艺将所述钼铌靶坯焊接至所述背板上后，形成靶材组件的步骤还包括：对焊接后的所述钼铌靶坯和背板进行冷却，且在所述冷却过程中，采用压块对所述钼铌靶坯施加压力。

20.如权利要求19所述的靶材组件的制造方法，其特征在于，所述压块对所述钼铌靶坯所施加压力的大小为0.01MPa至0.02MPa。