CN111136360A - 一种钴靶材与铜背板的钎焊方法 - Google Patents

一种钴靶材与铜背板的钎焊方法 Download PDF

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CN111136360A CN202010117389.3A CN202010117389A CN111136360A CN 111136360 A CN111136360 A CN 111136360A CN 202010117389 A CN202010117389 A CN 202010117389A CN 111136360 A CN111136360 A CN 111136360A
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Abstract

本发明提供了一种钴靶材与铜背板的钎焊方法，所述钎焊方法包括如下步骤：(1)矫正钴靶材翘曲度，使靶材的平面度≤0.2mm；(2)钴靶材与铜背板的焊接面分别独立的进行表面喷砂处理；(3)分别独立地对钴靶材与铜背板喷砂处理后的焊接面进行镀镍处理；(4)钎焊连接进行镀镍处理后的钴靶材与铜背板，完成钴靶材与铜背板的钎焊焊接。本发明通过喷砂处理提高了焊接面的粗糙度，通过镀镍处理使钴靶材与铜背板进行有效结合，从而提高了钴靶材与铜背板的焊接效果。

Description

一种钴靶材与铜背板的钎焊方法
技术领域
本发明属于半导体制造技术领域，涉及一种靶材与背板的焊接方法，尤其涉及一种钴靶材与铜背板的焊接方法。
背景技术
溅射镀膜为半导体生产中的一种常见工艺，在溅射镀膜过程中，通常使用背板固定用于溅射的靶材，即通过焊接、螺栓连接等方式将靶材连接到背板上进行固定。
因靶材材质的不同，焊接时所用的焊料种类、焊接条件是不同的。溅射镀膜的工艺环境比较恶劣，靶材组件处于强电场与强磁场中，且磁控溅射过程中靶材组件被各种高速粒子轰击，靶材组件的温度较高。因此，对靶材组件的焊接强度要求较高，如果焊接强度达不到要求，容易出现靶材变形、靶材与背板结合部开裂等不良情况，眼中是会出现靶材与背板脱落的情况，从而影响磁控溅射的质量。
CN 107971620 A公开了一种钨靶材扩散焊接方法及靶材组件，以缓解钨靶材直接与铜合金背板焊接容易出现裂纹，以及靶材与铝中间层、铝中间层与铜合金之间不易扩散焊接的问题。该方法首先在钨靶材的焊接面镀上一层钛金属膜以行程镀钨钛靶材、在铝中间层的上下两个焊接面均镀上钛金属膜行程镀钛铝中间层、在铜合金背板的焊接面上镀一层钛金属膜行程镀钛铜合金背板。由于钛金属膜易于和铜合金以及纯铝等进行扩散，铜合金背板通过钛金属膜有效与铝中间层连接，在焊接过程中有效释放钨和铜合金应力，使靶材组件不容易出现变形，不易产生裂纹，但所述方法需要消耗较多的钛，成本高。
CN 108149203 A公开了一种靶材组件的制造方法，包括在靶坯的的焊接面进行表面喷砂处理，在喷砂处理后的焊接面涂覆焊料；背板的焊接面涂覆焊料；贴合靶坯与背板，通过焊接工艺将靶坯焊接至背板上以形成靶材组件。该制造方法虽然通过喷砂处理提高了焊接面的粗糙度，但焊接面的结合强度有待进一步提高。
同样的，CN 103567583 A公开了一种铝靶材组件的焊接方法，包括：利用熔融的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；利用所述锡焊料与所述铟焊料将铝靶材坯料的焊接面与背板的焊接面焊接在一起，但但焊接面的结合强度有待进一步提高。
对此，提供一种焊接强度高、焊接结合率高的靶材与背板的焊接方法，对于提高磁控溅射的良品率具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钴靶材与铜背板的钎焊方法，所述钎焊方法通过喷砂处理提高了焊接面的粗糙度，通过镀镍处理使镍层起到中间捏合的作用，促进了钴靶材与铜背板进行有效结合，从而提高了钴靶材与铜背板的焊接效果。
为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供了一种钴靶材与铜背板的钎焊方法，所述钎焊方法包括如下步骤：
(1)矫正钴靶材翘曲度，使靶材的平面度≤0.2mm
(2)钴靶材与铜背板的焊接面分别独立的进行表面喷砂处理；
(3)分别独立地对钴靶材与铜背板喷砂处理后的焊接面在pH为4.6-4.8的镀镍液中进行镀镍处理；
(4)钎焊连接进行镀镍处理后的钴靶材与铜背板，完成钴靶材与铜背板的钎焊焊接。
本发明对钴靶材的翘曲度做矫正，使其平面度≤0.2mm，从而保证焊接后形成的靶材组件具有良好的磁控溅射性能；通过喷砂处理提高了焊接面的粗糙度；镀镍处理形成的镍层能够形成中间捏合作用，使钴靶材与铜背板进行有效结合，从而提高了钴靶材与铜背板的结合效果；最后，在钴靶材与铜背板的焊接面之间设置钎焊焊料，使钴靶材与铜背板进行钎焊焊接。
镀镍液的pH值为4.6-4.8，在此pH值下进行镀镍处理，在钴、铜焊接面得到的镀镍层的表面光亮、色泽均一，且镀镍层无黑斑、条纹等缺陷。在此pH值条件下所得镀镍层能够起到很好的中间捏合的作用，使靶材与背板能够有效地进行结合。
镀镍处理过程中，当所述镀镍液偏离4.6-4.8范围时，使用体积比为1:1的氨水进行调节。
优选地，步骤(2)所述喷砂处理在喷砂机中进行，喷砂处理采用的沙粒为46号白玉刚，气压范围为0.55-0.6MPa，例如可以是0.55MPa、0.56MPa、0.57MPa、0.58MPa、0.59MPa或0.6MPa，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用；喷砂处理的时间为2-4min，例如可以是2min、2.5min、3min、3.5min或4min，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；喷砂处理时喷砂枪与焊接面的垂直距离为80-100mm，例如可以是80mm、85mm、90mm、95mm或100mm，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。
优选地，步骤(2)所述喷砂处理时，喷砂枪喷砂方向与焊接面的夹角为0-180°，且不为0°、90°以及180°，例如可以是15°、30°、45°、60°、75°、100°、120°、135°、145°、160°或175°，但不限于所列举的数值。
本发明所述喷砂枪喷砂方向与焊接面的夹角能够在喷砂过程中在0-180°的范围内灵活调节，使焊接面每个点处的粗糙度分布均匀，本领域技术人员能够在喷砂处理过程中，根据喷砂情况进行合理的调节。
本发明通过喷砂处理的操作提高了钴靶材与铜背板焊接面的粗糙度，从而提高了后续镀镍处理时，镍层与焊接面的结合强度。从而提高了钴靶材、镍层、钎焊焊料以及铜背板的结合强度。
优选地，步骤(3)所述镀镍处理为化学镀镍，包括如下步骤：
(a)将经过喷砂处理后的焊接面进行活化处理；
(b)活化处理后的焊接面经过清洗，然后放置于pH值为4.6-4.8的镀镍液中进行镀镍；
(c)镀镍后的焊接面依次经过清洗以及60-70℃的去离子水浸泡，干燥后完成所述化学镀镍。
所述清洗为使用去离子水进行清洗，本领域技术人员能够根据清洗需要，选择合适的清洗时间以及清洗方法。
本发明所述去离子水浸泡的温度为60-70℃，例如可以是60℃、62℃、64℃、65℃、66℃、68℃或70℃，但不限于所列举的温度，数值范围内其它未列举的温度同样适用。
通过在60-70℃的去离子水清洗，使镀镍后焊接面的杂质得到进一步去除，提高了焊接面除杂效果。
优选地，步骤(a)所述活化处理在活化液中进行，活化处理的时间为45-75s，例如可以是45s、50s、55s、60s、65s、70s或75s，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。
优选地，所述活化液由氢氟酸与水组成，氢氟酸与水的体积比为(0.5-2):(8-9.5)，例如可以是0.5:9.5、0.8:9.2、1:9、1.5:8.5或2:8，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。
优选地，步骤(b)所述镀镍液为SYC300A与SYC300B的混合水溶液，镀镍液中镍离子的浓度为5.6-6g/L，例如可以是5.6g/L、5.7g/L、5.8g/L、5.9g/L或6g/L，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；镀镍的温度为85-90℃，例如可以是85℃、86℃、87℃、88℃、89℃或90℃，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；镀镍的时间为20-30min，例如可以是20min、22min、25min、27min、28min或30min，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；形成镀镍层的厚度为6-10μm，例如可以是6μm、7μm、8μm、9μm或10μm，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。
优选地，所述SYC300A与SYC300B的体积比为1:(1-3)，例如可以是1:1、1:2或1:3，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。
优选地，步骤(c)所述浸泡的时间为12-18s，例如可以是12s、13s、14s、15s、16s、17s或18s，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。
优选地，步骤(4)所述钎焊连接所用焊料为含铟焊料。
优选地，所述焊接方法还包括预处理步骤：在钴靶材的焊接面设置凸台，在铜背板的焊接面设置于凸台配套的凹槽。
本发明通过凸台与凹槽的设置，在焊接时使凸台嵌于凹槽内部，从而提高钴靶材与铜背板的结合面积。而且，所述钴靶材与铜背板具有高温下容易形变的性质，磁控溅射下产生的高温能够使钴靶材与铜背板结合的更加紧密，从而提高了钴靶材与铜背板的结合效果。
优选地，所述凹槽的深度与凸台的高度的差值为0.35-0.65mm，例如可以是0.35mm、0.4mm、0.45mm、0.5mm、0.55mm、0.6mm或0.65mm，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。
所述凹槽的深度与凸台的高度的差值为凹槽的深度减去凸台的高度，本发明通过使凹槽的深度大于凸台的高度，使钎焊焊料能够更好地结合钴靶材与铜背板，提高了钴靶材与铜背板的结合强度。
优选地，所述凹槽的等效圆直径比凸台的等效圆直径大至少0.4mm，例如可以是0.4mm、0.45mm、0.5mm、0.55mm、0.6mm、0.65mm、0.7mm、0.75mm或0.8mm，但不限于所列举的数值，数值范围内未列举的数值同样适用。
本发明通过使凹槽的等效圆直径比凸台的等效圆直径大至少0.4mm，使钎焊焊料能够更好地结合钴靶材与铜背板，提高了钴靶材与铜背板的结合强度。
优选地，所述凹槽的等效圆直径比凸台的等效圆直径的差值为0.4-0.8mm，例如可以是0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm或0.8mm，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，所述差值为凹槽的等效圆直径的数值减去凸台的等效圆直径的数值。
本发明所述凸台的形状包括规则形状或不规则形状，从便于加工的角度考虑，所述凸台的形状优选为规则形状。进一步优选地，所述凸台为圆形凸台。
所述凸台的数量为至少1个，例如可以是1个、2个、3个、4个或5个，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。本领域技术人员能够根据钴靶材的大小进行合理地设置，只要使凸台与凹槽能够相互配合即可。
所述“配合”为使凸台嵌入凹槽，并通过钎焊焊料使凸台与凹槽连接。
作为本发明所述钎焊方法的优选技术方案，所述钎焊方法包括如下步骤：
(1)矫正钴靶材翘曲度，使靶材的平面度≤0.2mm；
(2)在钴靶材的焊接面设置凸台，在铜背板的焊接面设置于凸台配套的凹槽，然后在钴靶材与铜背板的焊接面分别独立的进行表面喷砂处理；喷砂处理采用的沙粒为46号白玉刚，气压范围为0.55-0.6MPa；喷砂处理的时间为2-4min；喷砂处理时喷砂枪与焊接面的垂直距离为80-100mm；喷砂枪喷砂方向与焊接面的夹角为0-180°，且不为0°、90°以及180°；
(3)分别独立地对钴靶材与铜背板喷砂处理后的焊接面在pH值为4.6-4.8的镀镍液中进行化学镀镍，包括如下步骤：
(a)将经过喷砂处理后的焊接面在活化液中进行活化处理45-75s；所述活化液由氢氟酸与水组成，氢氟酸与水的体积比为(0.5-2):(8-9.5)；
(b)活化处理后的焊接面经过清洗，然后放置于镀镍液中进行镀镍；所述镀镍液为SYC300A与SYC300B的混合水溶液，镀镍液中镍离子的浓度为5.6-6g/L，镀镍的温度为85-90℃，镀镍的时间为20-30min，形成镀镍层的厚度为6-10μm；所述SYC300A与SYC300B的体积比为1:(1-3)；
(c)镀镍后的焊接面依次经过清洗以及60-70℃的去离子水浸泡12-18s，干燥后完成所述化学镀镍；
(4)使用含铟钎料钎焊连接进行镀镍处理后的钴靶材与铜背板，完成钴靶材与铜背板的钎焊焊接。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明通过喷砂处理的操作提高了钴靶材与铜背板焊接面的粗糙度，从而提高了后续镀镍处理时，镍层与焊接面的结合强度；
(2)本发明通过严格控制镀镍液的pH值，使所得镀镍层表面光亮、色泽一致且没有黑斑、条纹等缺陷，所得镀镍层显著改善了钴靶材以及铜背板的焊接性能，使钴靶材与铜背板能够实现可靠结合，使钴靶材与铜背板形成的靶材组件具有足够的结合率和结合强度，满足靶材组件长期稳定使用的需要；
(3)本发明通过在钴靶材设置凸台，并在铜背板焊接面设置对应的凹槽，利用钴靶材与铜背板高温形变的特性，提高了钴靶材与铜背板的结合强度，从而满足靶材组件长期稳定使用的需要。
附图说明
图1为实施例1提供的钎焊方法进行焊接后所得靶材组件的结构示意图；
图2为实施例2提供的钎焊方法进行焊接后所得靶材组件的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
本实施例提供了一种钴靶材与铜背板的钎焊方法，所述钎焊方法包括如下步骤：
(1)矫正钴靶材翘曲度，使靶材的平面度≤0.2mm；
(2)在钴靶材与铜背板的焊接面分别独立的进行表面喷砂处理；喷砂处理采用的沙粒为46号白玉刚，气压范围为0.57MPa；喷砂处理的时间为3min；喷砂处理时喷砂枪与焊接面的垂直距离为90mm；喷砂枪喷砂方向与焊接面的夹角能够在喷砂过程中在0-180°的范围内灵活调节，使焊接面每个点处的粗糙度分布均匀；
(3)分别独立地对钴靶材与铜背板喷砂处理后的焊接面在pH值为4.6-4.8的镀镍液中进行化学镀镍，包括如下步骤：
(a)将经过喷砂处理后的焊接面在活化液中进行活化处理60s；所述活化液由氢氟酸与水组成，氢氟酸与水的体积比为1.2:8.8；
(b)活化处理后的焊接面经过清洗，然后放置于pH值为4.6-4.8的镀镍液中进行镀镍，当镀镍液的pH值偏离4.6-4.8范围时，使用体积比为1:1的氨水调节至4.6-4.8；所述镀镍液为SYC300A与SYC300B的混合水溶液，镀镍液中镍离子的浓度为5.8g/L，镀镍的温度为87℃，镀镍的时间为25min，形成镀镍层的平均厚度为8μm；所述SYC300A与SYC300B的体积比为1:2；
(c)镀镍后的焊接面依次经过清洗以及65℃的去离子水浸泡15s，干燥后完成所述化学镀镍；
(4)使用含铟钎料钎焊连接进行镀镍处理后的钴靶材与铜背板，完成钴靶材与铜背板的钎焊焊接。
钎焊完成后所得靶材组件的结构示意图如图1所示，钎焊完成后，钴靶材与铜背板结合良好。
实施例2
本实施例提供了一种钴靶材与铜背板的钎焊方法，所述钎焊方法包括如下步骤：
(1)矫正钴靶材翘曲度，使靶材的平面度≤0.2mm；
(2)在钴靶材的焊接面设置凸台，在铜背板的焊接面设置于凸台配套的凹槽，凹槽的深度与凸台的高度的差值为0.5mm，凹槽的等效圆直径比凸台的等效圆直径大0.4mm；然后在钴靶材与铜背板的焊接面分别独立的进行表面喷砂处理；喷砂处理采用的沙粒为46号白玉刚，气压范围为0.57MPa；喷砂处理的时间为3min；喷砂处理时喷砂枪与焊接面的垂直距离为90mm；喷砂枪喷砂方向与焊接面的夹角能够在喷砂过程中在0-180°的范围内灵活调节，使焊接面每个点处的粗糙度分布均匀；
(3)分别独立地对钴靶材与铜背板喷砂处理后的焊接面在pH值为4.6-4.8的镀镍液中进行化学镀镍，包括如下步骤：
(a)将经过喷砂处理后的焊接面在活化液中进行活化处理60s；所述活化液由氢氟酸与水组成，氢氟酸与水的体积比为1.2:8.8；
(b)活化处理后的焊接面经过清洗，然后放置于pH值为4.6-4.8的镀镍液中进行镀镍，当镀镍液的pH值偏离4.6-4.8范围时，使用体积比为1:1的氨水调节至4.6-4.8；所述镀镍液为SYC300A与SYC300B的混合水溶液，镀镍液中镍离子的浓度为5.8g/L，镀镍的温度为87℃，镀镍的时间为25min，形成镀镍层的平均厚度为8μm；所述SYC300A与SYC300B的体积比为1:2；
(c)镀镍后的焊接面依次经过清洗以及65℃的去离子水浸泡15s，干燥后完成所述化学镀镍；
(4)使用含铟钎料钎焊连接进行镀镍处理后的钴靶材与铜背板，完成钴靶材与铜背板的钎焊焊接。
钎焊完成后所得靶材组件的结构示意图如图2所示，钎焊完成后，钴靶材与铜背板结合良好。
实施例3
本实施例提供了一种钴靶材与铜背板的钎焊方法，所述钎焊方法包括如下步骤：
(1)矫正钴靶材翘曲度，使靶材的平面度≤0.2mm；
(2)在钴靶材的焊接面设置凸台，在铜背板的焊接面设置于凸台配套的凹槽，凹槽的深度与凸台的高度的差值为0.4mm，凹槽的等效圆直径比凸台的等效圆直径大0.5mm；然后在钴靶材与铜背板的焊接面分别独立的进行表面喷砂处理；喷砂处理采用的沙粒为46号白玉刚，气压范围为0.56MPa；喷砂处理的时间为3.5min；喷砂处理时喷砂枪与焊接面的垂直距离为95mm；喷砂枪喷砂方向与焊接面的夹角能够在喷砂过程中在0-180°的范围内灵活调节，使焊接面每个点处的粗糙度分布均匀；
(3)分别独立地对钴靶材与铜背板喷砂处理后的焊接面在pH值为4.6-4.8的镀镍液中进行化学镀镍，包括如下步骤：
(a)将经过喷砂处理后的焊接面在活化液中进行活化处理55s；所述活化液由氢氟酸与水组成，氢氟酸与水的体积比为1:9；
(b)活化处理后的焊接面经过清洗，然后放置于pH值为4.6-4.8的镀镍液中进行镀镍，当镀镍液的pH值偏离4.6-4.8范围时，使用体积比为1:1的氨水调节至4.6-4.8；所述镀镍液为SYC300A与SYC300B的混合水溶液，镀镍液中镍离子的浓度为5.7g/L，镀镍的温度为88℃，镀镍的时间为27min，形成镀镍层的平均厚度为9μm；所述SYC300A与SYC300B的体积比为1:2；
(c)镀镍后的焊接面依次经过清洗以及62℃的去离子水浸泡16s，干燥后完成所述化学镀镍；
(4)使用含铟钎料钎焊连接进行镀镍处理后的钴靶材与铜背板，完成钴靶材与铜背板的钎焊焊接。
钎焊完成后，钴靶材与铜背板结合良好。
实施例4
本实施例提供了一种钴靶材与铜背板的钎焊方法，所述钎焊方法包括如下步骤：
(1)矫正钴靶材翘曲度，使靶材的平面度≤0.2mm；
(2)在钴靶材的焊接面设置凸台，在铜背板的焊接面设置于凸台配套的凹槽，凹槽的深度与凸台的高度的差值为0.6mm，凹槽的等效圆直径比凸台的等效圆直径大0.7mm；然后在钴靶材与铜背板的焊接面分别独立的进行表面喷砂处理；喷砂处理采用的沙粒为46号白玉刚，气压范围为0.58MPa；喷砂处理的时间为2.5min；喷砂处理时喷砂枪与焊接面的垂直距离为85mm；喷砂枪喷砂方向与焊接面的夹角能够在喷砂过程中在0-180°的范围内灵活调节，使焊接面每个点处的粗糙度分布均匀；
(3)分别独立地对钴靶材与铜背板喷砂处理后的焊接面在pH值为4.6-4.8的镀镍液中进行化学镀镍，包括如下步骤：
(a)将经过喷砂处理后的焊接面在活化液中进行活化处理65s；所述活化液由氢氟酸与水组成，氢氟酸与水的体积比为1.5:8.5；
(b)活化处理后的焊接面经过清洗，然后放置于pH值为4.6-4.8的镀镍液中进行镀镍，当镀镍液的pH值偏离4.6-4.8范围时，使用体积比为1:1的氨水调节至4.6-4.8；所述镀镍液为SYC300A与SYC300B的混合水溶液，镀镍液中镍离子的浓度为5.9g/L，镀镍的温度为86℃，镀镍的时间为22min，形成镀镍层的平均厚度为7μm；所述SYC300A与SYC300B的体积比为1:2；
(c)镀镍后的焊接面依次经过清洗以及68℃的去离子水浸泡14s，干燥后完成所述化学镀镍；
(4)使用含铟钎料钎焊连接进行镀镍处理后的钴靶材与铜背板，完成钴靶材与铜背板的钎焊焊接。
钎焊完成后，钴靶材与铜背板结合良好。
实施例5
本实施例提供了一种钴靶材与铜背板的钎焊方法，所述钎焊方法包括如下步骤：
(1)矫正钴靶材翘曲度，使靶材的平面度≤0.2mm；
(2)在钴靶材的焊接面设置凸台，在铜背板的焊接面设置于凸台配套的凹槽，凹槽的深度与凸台的高度的差值为0.65mm，凹槽的等效圆直径比凸台的等效圆直径大0.4mm；然后在钴靶材与铜背板的焊接面分别独立的进行表面喷砂处理；喷砂处理采用的沙粒为46号白玉刚，气压范围为0.55MPa；喷砂处理的时间为2min；喷砂处理时喷砂枪与焊接面的垂直距离为80mm；喷砂枪喷砂方向与焊接面的夹角能够在喷砂过程中在0-180°的范围内灵活调节，使焊接面每个点处的粗糙度分布均匀；
(3)分别独立地对钴靶材与铜背板喷砂处理后的焊接面在pH值为4.6-4.8的镀镍液中进行化学镀镍，包括如下步骤：
(a)将经过喷砂处理后的焊接面在活化液中进行活化处理45s；所述活化液由氢氟酸与水组成，氢氟酸与水的体积比为2:8；
(b)活化处理后的焊接面经过清洗，然后放置于pH值为4.6-4.8的镀镍液中进行镀镍，当镀镍液的pH值偏离4.6-4.8范围时，使用体积比为1:1的氨水调节至4.6-4.8；所述镀镍液为SYC300A与SYC300B的混合水溶液，镀镍液中镍离子的浓度为5.6g/L，镀镍的温度为85℃，镀镍的时间为30min，形成镀镍层的平均厚度为10μm；所述SYC300A与SYC300B的体积比为1:1；
(c)镀镍后的焊接面依次经过清洗以及60℃的去离子水浸泡18s，干燥后完成所述化学镀镍；
(4)使用含铟钎料钎焊连接进行镀镍处理后的钴靶材与铜背板，完成钴靶材与铜背板的钎焊焊接。
钎焊完成后，钴靶材与铜背板结合良好。
实施例6
本实施例提供了一种钴靶材与铜背板的钎焊方法，所述钎焊方法包括如下步骤：
(1)矫正钴靶材翘曲度，使靶材的平面度≤0.2mm；
(2)在钴靶材的焊接面设置凸台，在铜背板的焊接面设置于凸台配套的凹槽，凹槽的深度与凸台的高度的差值为0.35mm，凹槽的等效圆直径比凸台的等效圆直径大0.8mm；然后在钴靶材与铜背板的焊接面分别独立的进行表面喷砂处理；喷砂处理采用的沙粒为46号白玉刚，气压范围为0.6MPa；喷砂处理的时间为4min；喷砂处理时喷砂枪与焊接面的垂直距离为100mm；喷砂枪喷砂方向与焊接面的夹角能够在喷砂过程中在0-180°的范围内灵活调节，使焊接面每个点处的粗糙度分布均匀；
(2)分别独立地对钴靶材与铜背板喷砂处理后的焊接面在pH值为4.6-4.8的镀镍液中进行化学镀镍，包括如下步骤：
(a)将经过喷砂处理后的焊接面在活化液中进行活化处理75s；所述活化液由氢氟酸与水组成，氢氟酸与水的体积比为0.5:9.5；
(b)活化处理后的焊接面经过清洗，然后放置于pH值为4.6-4.8的镀镍液中进行镀镍，当镀镍液的pH值偏离4.6-4.8范围时，使用体积比为1:1的氨水调节至4.6-4.8；所述镀镍液为SYC300A与SYC300B的混合水溶液，镀镍液中镍离子的浓度为6g/L，镀镍的温度为90℃，镀镍的时间为20min，形成镀镍层的平均厚度为6μm；所述SYC300A与SYC300B的体积比为1:3；
(c)镀镍后的焊接面依次经过清洗以及70℃的去离子水浸泡12s，干燥后完成所述化学镀镍；
(3)使用含铟钎料钎焊连接进行镀镍处理后的钴靶材与铜背板，完成钴靶材与铜背板的钎焊焊接。
钎焊完成后，钴靶材与铜背板结合良好。
对比例1
本对比例提供了一种钴靶材与铜背板的钎焊方法，除未对钴靶材与铜背板的焊接面分别独立的进行表面喷砂处理外，其余均与实施例1相同。
钎焊完成后，钴靶材与铜背板结合效果不佳。
对比例2
本对比例提供了一种钴靶材与铜背板的钎焊方法，除未分别独立地对钴靶材与铜背板喷砂处理后的焊接面进行镀镍处理外，其余均与实施例1相同。
钎焊完成后，钴靶材与铜背板结合效果不佳。
对比例3
本对比例提供了一种钴靶材与铜背板的钎焊方法，除镀镍处理时镀镍液的pH值为5.2外，其余均与实施例1相同。
本对比例所得镀镍层表面存在黑斑与条纹缺陷，钴靶材与铜背板结合效果不佳。
综上所述，本发明通过喷砂处理的操作提高了钴靶材与铜背板焊接面的粗糙度，从而提高了后续镀镍处理时，镍层与焊接面的结合强度；本发明通过严格控制镀镍液的pH值，使所得镀镍层表面光亮、色泽一致且没有黑斑、条纹等缺陷，所得镀镍层显著改善了钴靶材以及铜背板的焊接性能，使钴靶材与铜背板能够实现可靠结合，使钴靶材与铜背板形成的靶材组件具有足够的结合率和结合强度，满足靶材组件长期稳定使用的需要；本发明通过在钴靶材设置凸台，并在铜背板焊接面设置对应的凹槽，利用钴靶材与铜背板高温形变的特性，提高了钴靶材与铜背板的结合强度，从而满足靶材组件长期稳定使用的需要。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (14)

1.一种钴靶材与铜背板的钎焊方法，其特征在于，所述钎焊方法包括如下步骤：
(1)矫正钴靶材翘曲度，使靶材的平面度≤0.2mm；
(2)钴靶材与铜背板的焊接面分别独立地进行表面喷砂处理；
(3)分别独立地对钴靶材与铜背板喷砂处理后的焊接面在pH值为4.6-4.8的镀镍液中进行镀镍处理；
(4)钎焊连接进行镀镍处理后的钴靶材与铜背板，完成钴靶材与铜背板的钎焊焊接。
2.根据权利要求1所述的钎焊方法，其特征在于，步骤(2)所述喷砂处理在喷砂机中进行，喷砂处理采用的沙粒为46号白玉刚，气压范围为0.55-0.6MPa；喷砂处理的时间为2-4min；喷砂处理时喷砂枪与焊接面的垂直距离为80-100mm。
3.根据权利要求2所述的钎焊方法，其特征在于，步骤(2)所述喷砂处理时，喷砂枪喷砂方向与焊接面的夹角为0-180°，且不为0°、90°以及180°。
4.根据权利要求1-3任一项所述的钎焊方法，其特征在于，步骤(3)所述镀镍处理为化学镀镍，包括如下步骤：
(a)将经过喷砂处理后的焊接面进行活化处理；
(b)活化处理后的焊接面经过清洗，然后放置于pH值为4.6-4.8的镀镍液中进行镀镍；
(c)镀镍后的焊接面依次经过清洗以及60-70℃的去离子水浸泡，干燥后完成所述化学镀镍。
5.根据权利要求4所述的钎焊方法，其特征在于，步骤(a)所述活化处理在活化液中进行，活化处理的时间为45-75s。
6.根据权利要求5所述的钎焊方法，其特征在于，所述活化液由氢氟酸与水组成，氢氟酸与水的体积比为(0.5-2):(8-9.5)。
7.根据权利要求4所述的钎焊方法，其特征在于，步骤(b)所述镀镍液为SYC300A与SYC300B的混合水溶液，镀镍液中镍离子的浓度为5.6-6g/L，镀镍的温度为85-90℃，镀镍的时间为20-30min，形成镀镍层的平均厚度为6-10μm。
8.根据权利要求7所述的钎焊方法，其特征在于，所述SYC300A与SYC300B的体积比为1:(1-3)。
9.根据权利要求4所述的钎焊方法，其特征在于，步骤(c)所述浸泡的时间为12-18s。
10.根据权利要求1所述的钎焊方法，其特征在于，步骤(4)所述钎焊连接所用焊料为含铟焊料。
11.根据权利要求1所述的钎焊方法，其特征在于，所述焊接方法还包括预处理步骤：在钴靶材的焊接面设置凸台，在铜背板的焊接面设置于凸台配套的凹槽。
12.根据权利要求11所述的钎焊方法，其特征在于，所述凹槽的深度与凸台的高度的差值为0.35-0.65mm。
13.根据权利要求12所述的钎焊方法，其特征在于，所述凹槽的等效圆直径比凸台的等效圆直径大至少0.4mm。
14.根据权利要求1-13任一项所述的钎焊方法，其特征在于，所述钎焊方法包括如下步骤：
(1)矫正钴靶材翘曲度，使靶材的平面度≤0.2mm；
(2)在钴靶材的焊接面设置凸台，在铜背板的焊接面设置于凸台配套的凹槽，然后在钴靶材与铜背板的焊接面分别独立的进行表面喷砂处理；喷砂处理采用的沙粒为46号白玉刚，气压范围为0.55-0.6MPa；喷砂处理的时间为2-4min；喷砂处理时喷砂枪与焊接面的垂直距离为80-100mm；喷砂枪喷砂方向与焊接面的夹角为0-180°，且不为0°、90°以及180°；
(3)分别独立地对钴靶材与铜背板喷砂处理后的焊接面在pH值为4.6-4.8的镀镍液中进行化学镀镍，包括如下步骤：
(a)将经过喷砂处理后的焊接面在活化液中进行活化处理45-75s；所述活化液由氢氟酸与水组成，氢氟酸与水的体积比为(0.5-2):(8-9.5)；
(b)活化处理后的焊接面经过清洗，然后放置于镀镍液中进行镀镍；所述镀镍液为SYC300A与SYC300B的混合水溶液，镀镍液中镍离子的浓度为5.6-6g/L，镀镍的温度为85-90℃，镀镍的时间为20-30min，形成镀镍层的平均厚度为6-10μm；所述SYC300A与SYC300B的体积比为1:(1-3)；
(c)镀镍后的焊接面依次经过清洗以及60-70℃的去离子水浸泡12-18s，干燥后完成所述化学镀镍；
(4)使用含铟钎料钎焊连接进行镀镍处理后的钴靶材与铜背板，完成钴靶材与铜背板的钎焊焊接。
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