CN111468799A - 一种陶瓷旋转靶材的焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种陶瓷旋转靶材的焊接方法，所述方法包括：(1)对陶瓷旋转靶材依次进行预热和浸润处理，之后冷却得到处理靶材；(2)对背管依次进行预处理和浸润作业，之后得到处理背管；(3)将步骤(1)得到的处理靶材和步骤(2)得到的处理背管进行组装然后加热并填充焊料，之后降温得到焊接好的陶瓷旋转靶材；所述陶瓷旋转靶材和背管配套设置，且所述陶瓷旋转靶材至少包括1个。本发明提供的方法，陶瓷旋转靶材表面与背管焊接面浸润效果好，靶材与背管焊接缝隙中基本无气孔，绑定结合强度高，相邻旋转靶材之间拼接缝隙均匀、靶材表面高度一致无台阶，减少背管与陶瓷旋转靶材受热膨胀而产生的质量问题，成品率高。
Description
技术领域
本发明涉及靶材焊接领域，具体涉及一种陶瓷旋转靶材的焊接方法。
背景技术
陶瓷靶性能优良，原材料丰富且价格低廉，其溅射所成薄膜电阻率低，可见光区域透射率高，红外区反射率高，紫外吸收率高，被广泛应用于太阳能电池电极，液晶显示器等领域。旋转型陶瓷管靶能提高陶瓷靶材的利用率，有利于改善成膜的均匀性，因此陶瓷管靶近年来成为研究者探究的热门之一。
陶瓷旋转靶材因其规格及形状的特殊性，导致其焊接绑定具有较大的技术难度；旋转靶材与传统的平面靶材完全不同，其靶材两端相通、表面呈弧形，一般的焊接绑定工艺存在旋转靶材表面浸润处理效果差，高温焊接绑定合格率较低；另外由于不锈钢背管与陶瓷旋转靶材热膨胀系数相差较大，这种较大差距可能造成焊接绑定时陶瓷靶材开裂。如CN105624627A采用背管开槽灌铟的方式，加热靶材和背管并通过旋转机器完成绑定，保持旋转直道冷却，此焊接方法无法保证焊接合格率且焊接后管靶易出现弯曲变形；CN106270866A将背管连同密封圈固定在底座上，靶材套入背管后在靶材和背管空隙中填铟，然后逐段进行组装焊接，最后由下到上逐段进行冷却完成焊接；CN108486540A利用金属丝网通过旋转将金属丝网及附着焊料与旋转靶材贴合，将背管放入旋转靶材内部一起旋转并降温冷却，使焊料将靶材与背管结合，此焊接方法无法保证靶材、背管与焊料之间的有效结合性。
还需说明的是现有焊接技术无法保证管靶整体的焊接合格率，且在操作上存在一定的危险性，同时拼接缝隙的均匀性无法保证，很少考虑背管与旋转靶材之间较大差距的热膨胀系数对焊接绑定质量的影响。
发明内容
鉴于现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种陶瓷旋转靶材的焊接方法，本发明提供的方法，陶瓷旋转靶材表面与背管焊接面浸润效果好，靶材与背管焊接缝隙中基本无气孔，绑定结合强度高(焊接结合率可达99％以上)，相邻旋转靶材之间拼接缝隙均匀、靶材表面高度一致无台阶，减少背管与陶瓷旋转靶材受热膨胀而产生的质量问题，成品率高。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供了一种陶瓷旋转靶材的焊接方法，所述方法包括：
(1)对陶瓷旋转靶材依次进行预热和浸润处理，之后冷却得到处理靶材；
(2)对背管依次进行预处理和浸润作业，之后得到处理背管；
(3)将步骤(1)得到的处理靶材和步骤(2)得到的处理背管进行组装然后加热并填充焊料，之后降温得到焊接好的陶瓷旋转靶材；
所述陶瓷旋转靶材和背管配套设置，且所述陶瓷旋转靶材至少包括1个。
本发明中，通过对陶瓷旋转靶材浸润处理方法、背管表面浸润处理方法、旋转靶材与背管的装配方法及靶材与背管装配后焊接绑定的降温控制合理配置，利用其间的促进效果，使得陶瓷旋转靶材表面与背管焊接面浸润效果好，靶材与背管焊接缝隙中基本无气孔，绑定结合强度高(焊接结合率可达99％以上)，相邻旋转靶材之间拼接缝隙均匀、靶材表面高度一致无台阶，减少背管与陶瓷旋转靶材受热膨胀而产生的质量问题，成品率高。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述预热为对陶瓷旋转靶材的非焊接面遮蔽处理后进行加热；
优选地，所述加热的终点温度为220-240℃，例如可以是220℃、225℃、230℃、235℃或240℃等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述保温的时间为60-90min，例如可以是60min、70min、80min或90min等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述浸润处理为将预热完的陶瓷旋转靶材放置在环形加热器中加热并利用弧形端头超声波钎焊机对靶材内表面进行浸润处理。
优选地，所述加热的终点温度为220-240℃，例如可以是220℃、225℃、230℃、235℃或240℃等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述浸润处理的时间为30-60min，例如可以是30min、40min、50min或60min等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述浸润处理中超声波钎焊机的功率为1000-1400W，例如可以是1000W、1100W、1200W、1300W或1400W，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述浸润处理中的焊料为铟焊料。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述预处理为通过IPA液或抛光去除背管表面污渍。
优选地，所述背管表面使用耐热胶带连续缠绕遮蔽，外表面胶带环形遮蔽区域与环形非遮蔽区域宽度相等。
优选地，所述背管包括不锈钢背管。
优选地，所述耐热胶带的宽度为6-7mm，例如可以是6mm、6.1mm、6.2mm、6.3mm、6.4mm、6.5mm、6.6mm、6.7mm、6.8mm、6.9mm或7mm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述浸润作业为预处理完成的背管进行加热并利用平直端头超声波钎焊机对背管外表面的未遮蔽区域进行浸润处理。
优选地，所述加热的终点温度为220-240℃，例如可以是220℃、225℃、230℃、235℃或240℃等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述加热的保温时间为30-60min，例如可以是30min、40min、50min或60min等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述浸润作业的时间为60-90min，例如可以是60min、70min、80min或90min等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述浸润作业中超声波钎焊机的功率为1000-1400W，例如可以是1000W、1100W、1200W、1300W或1400W，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述浸润作业中的焊料为铟焊料。
作为本发明优选的技术方案，步骤(3)所述组装为将背管与底座进行安装固定，之后将陶瓷旋转靶材套在背管上。
优选地，所述底座上设有气动振动器和加热垫。
优选地，所述填充焊料中的焊料包括液态铟焊料。
优选地，所述靶材和背管的底部间隙中设置有O-ring环。
优选地，所述靶材和背管组装完成后用耐热胶带将靶材拼接缝隙密封遮蔽，靶材顶端放置压块支撑架，支撑架上放置压块。
优选地，步骤(3)所述加热指使用加热环、加热棒及加热垫对组装后的陶瓷旋转靶材与背管进行加热。
优选地，所述加热环包裹靶材外壁。
优选地，所述加热棒塞入背管内壁。
优选地，所述焊料填充完毕后开启气动振动器使靶材震动20-40min，之后停止加热棒及加热垫的加热，例如可以是20min、22min、24min、26min、28min、30min、32min、34min、36min、38min或40min等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。目的是去除焊料中的气孔、背管与靶材中焊料均匀。
作为本发明优选的技术方案，步骤(3)所述加热的终点温度为220-240℃，例如可以是220℃、225℃、230℃、235℃或240℃等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，步骤(3)所述降温为以降温速度0.5-1℃/min进行降温至100-120℃后空冷至室温。
本发明中，所述降温速度为0.5-1℃/min，例如可以是0.5℃/min、0.6℃/min、0.7℃/min、0.8℃/min、0.9℃/min或1℃/min等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，降温至100-120℃后空冷至室温，例如可以是100℃、115℃或120℃等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述陶瓷旋转靶材≥2个时，陶瓷旋转靶材拼接缝隙间设有聚四氟乙烯环。
优选地，所述聚四氟乙烯环的内径比陶瓷旋转靶材内径大1-3mm，例如可以是1mm、1.2mm、1.4mm、1.6mm、1.8mm、2mm、2.4mm、2.6mm、2.8mm或3mm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述陶瓷旋转靶材≥2个时，陶瓷旋转靶材与背管在拼接间隙位置用弯曲的U型铜丝支撑，铜丝保留在上下陶瓷旋转靶材与背管的间隙中。
优选地，所述铜丝的直径为0.6-1mm，例如可以是0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm或1mm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述铜丝的个数为4-8个，例如可以是4个、5个、6个、7个或8个等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述陶瓷旋转靶材为1个时，所述填充焊料中焊料的添加量为1.25-1.5kg，例如可以是1.25kg、1.3kg、1.35kg、1.4kg、1.45kg或1.5kg等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述陶瓷旋转靶材≥2个时，所述填充焊料中焊料的添加量为1.25-1.5kg与个数的乘积。
优选地，所述陶瓷旋转靶材≥2个时，所述降温指从底部到顶部加热依次降温。
优选地，所述底部降温至180-200℃后，毗邻的靶材进行降温，例如可以是180℃、182℃、184℃、186℃、188℃、190℃、190℃、192℃、194℃、196℃、198℃或200℃等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述方法包括如下步骤：
(1)对陶瓷旋转靶材依次进行预热和浸润处理，之后冷却得到处理靶材；其中，所述预热为对陶瓷旋转靶材的非焊接面遮蔽处理后进行加热；所述加热的终点温度为220-240℃；所述保温的时间为60-90min；所述浸润处理为将预热完的陶瓷旋转靶材放置在环形加热器中加热并利用弧形端头超声波钎焊机对靶材内表面进行浸润处理；所述加热的终点温度为220-240℃；所述浸润处理的时间为30-60min；所述浸润处理中超声波钎焊机的功率为1000-1400W；所述浸润处理中的焊料为铟焊料；
(2)对背管依次进行预处理和浸润作业，之后得到处理背管；其中，所述预处理为通过IPA液或抛光去除背管表面污渍；所述背管表面使用耐热胶带连续缠绕遮蔽，外表面胶带环形遮蔽区域与环形非遮蔽区域宽度相等；所述背管包括不锈钢背管；所述耐热胶带的宽度为6-7mm；所述浸润作业为预处理完成的背管进行加热并利用平直端头超声波钎焊机对背管外表面的未遮蔽区域进行浸润处理；所述加热的终点温度为220-240℃；所述加热的保温时间为30-60min；所述浸润作业的时间为60-90min；所述浸润作业中超声波钎焊机的功率为1000-1400W；所述浸润作业中的焊料为铟焊料；
(3)将步骤(1)得到的处理靶材和步骤(2)得到的处理背管进行组装然后加热并填充焊料，之后降温得到焊接好的陶瓷旋转靶材；其中，所述组装为将背管与底座进行安装固定，之后将陶瓷旋转靶材套在背管上；所述底座上设有气动振动器和加热垫；所述填充焊料中的焊料包括液态铟焊料；所述靶材和背管的底部间隙中设置有O-ring环；所述靶材和背管组装完成后用耐热胶带将靶材拼接缝隙密封遮蔽，靶材顶端放置压块支撑架，支撑架上放置压块；所述加热指使用加热环、加热棒及加热垫对组装后的陶瓷旋转靶材与背管进行加热；所述加热环包裹靶材外壁；所述加热棒塞入背管内壁；所述焊料填充完毕后开启气动振动器使靶材震动20-40min，之后停止加热棒及加热垫的加热；所述加热的终点温度为220-240℃；所述降温为以降温速度0.5-1℃/min进行降温至100-120℃后空冷至室温；
其中，所述陶瓷旋转靶材和背管配套设置，且所述陶瓷旋转靶材至少包括1个；所述陶瓷旋转靶材≥2个时，陶瓷旋转靶材拼接缝隙间设有聚四氟乙烯环；所述聚四氟乙烯环的内径比陶瓷旋转靶材内径大1-3mm；所述陶瓷旋转靶材≥2个时，陶瓷旋转靶材与背管在拼接间隙位置用弯曲的U型铜丝支撑，铜丝保留在上下陶瓷旋转靶材与背管的间隙中；所述铜丝的直径为0.6-1mm；所述铜丝的个数为4-8个；所述陶瓷旋转靶材为1个时，所述填充焊料中焊料的添加量为1.25-1.5kg；所述陶瓷旋转靶材≥2个时，所述填充焊料中焊料的添加量为1.25-1.5kg与个数的乘积；所述陶瓷旋转靶材≥2个时，所述降温指从底部到顶部加热依次降温；所述底部降温至180-200℃后毗邻的上方加热环进行降温。
本发明中，降温结束后，移出顶端支撑架及压块、加热环、加热棒，使绑定后的旋转靶材与底座分离，去除表面胶带及拼接缝隙中聚四氟乙烯环，得到最终焊接成品陶瓷旋转靶材。
与现有技术方案相比，本发明具有以下有益效果：
本发明中，通过对陶瓷旋转靶材浸润处理方法、背管表面浸润处理方法、旋转靶材与背管的装配方法及靶材与背管装配后焊接绑定的降温控制合理配置，利用其间的促进效果，使得陶瓷旋转靶材表面与背管焊接面浸润效果好，靶材与背管焊接缝隙中基本无气孔，绑定结合强度高(焊接结合率可达99％以上)，相邻旋转靶材之间拼接缝隙均匀、靶材表面高度一致无台阶，减少背管与陶瓷旋转靶材受热膨胀而产生的质量问题，成品率高。
附图说明
图1是本发明实施例2焊接过程的示意图。
图中：1-靶材预热，2-靶材浸润，3-背管预处理及浸润，4-组装，5-铜丝设置，6-加热/降温，7-产品。
下面对本发明进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。
具体实施方式
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下：
实施例1
本实施例提供了一种陶瓷旋转靶材的焊接方法，所述方法包括如下步骤：
(1)对陶瓷旋转靶材依次进行预热和浸润处理，之后冷却得到处理靶材；其中，所述预热为对陶瓷旋转靶材的非焊接面遮蔽处理后进行加热；所述加热的终点温度为230℃；所述保温的时间为60min；所述浸润处理为将预热完的陶瓷旋转靶材放置在环形加热器中加热并利用弧形端头超声波钎焊机对靶材内表面进行浸润处理；所述加热的终点温度为240℃；所述浸润处理的时间为30min；所述浸润处理中超声波钎焊机的功率为1200W；所述浸润处理中的焊料为铟焊料；
(2)对背管依次进行预处理和浸润作业，之后得到处理背管；其中，所述预处理为通过IPA液去除背管表面污渍；所述背管表面使用耐热胶带连续缠绕遮蔽，外表面胶带环形遮蔽区域与环形非遮蔽区域宽度相等；所述背管包括不锈钢背管；所述耐热胶带的宽度为6.5mm；所述浸润作业为预处理完成的背管进行加热并利用平直端头超声波钎焊机对背管外表面的未遮蔽区域进行浸润处理；所述加热的终点温度为240℃；所述加热的保温时间为60min；所述浸润作业的时间为90min；所述浸润作业中超声波钎焊机的功率为1200W；所述浸润作业中的焊料为铟焊料；
(3)将步骤(1)得到的处理靶材和步骤(2)得到的处理背管进行组装然后加热并填充焊料，之后降温得到焊接好的陶瓷旋转靶材；其中，所述组装为将背管与底座进行安装固定，之后将陶瓷旋转靶材套在背管上；所述底座上设有气动振动器和加热垫；所述填充焊料中的焊料包括液态铟焊料；所述填充焊料中焊料的添加量为1.3kg；所述靶材和背管的底部间隙中设置有O-ring环；所述靶材和背管组装完成后用耐热胶带将靶材拼接缝隙密封遮蔽，靶材顶端放置压块支撑架，支撑架上放置压块；所述加热指使用加热环、加热棒及加热垫对组装后的陶瓷旋转靶材与背管进行加热；所述加热环包裹靶材外壁；所述加热棒塞入背管内壁；所述焊料填充完毕后开启气动振动器使靶材震动30min，之后停止加热棒及加热垫的加热；所述加热的终点温度为230℃；所述降温为以降温速度0.8℃/min进行降温至110℃后空冷至室温；
其中，所述陶瓷旋转靶材和背管配套设置，且所述陶瓷旋转靶材为1个。
焊接完成后，陶瓷旋转靶材焊接面浸润效果好，靶材与背管焊接缝隙中基本无气孔，绑定结合强度高、焊接结合率可达99％以上，相邻旋转靶材之间拼接缝隙均匀、靶材表面高度一致且无台阶。
实施例2
本实施例提供了一种陶瓷旋转靶材的焊接方法，如图1所示，所述方法包括如下步骤：
(1)对陶瓷旋转靶材依次进行预热和浸润处理，之后冷却得到处理靶材；其中，所述预热为对陶瓷旋转靶材的非焊接面遮蔽处理后进行加热；所述加热的终点温度为240℃；所述保温的时间为80min；所述浸润处理为将预热完的陶瓷旋转靶材放置在环形加热器中加热并利用弧形端头超声波钎焊机对靶材内表面进行浸润处理；所述加热的终点温度为230℃；所述浸润处理的时间为40min；所述浸润处理中超声波钎焊机的功率为1300W；所述浸润处理中的焊料为铟焊料；
(2)对背管依次进行预处理和浸润作业，之后得到处理背管；其中，所述预处理指抛光去除背管表面污渍；所述背管表面使用耐热胶带连续缠绕遮蔽，外表面胶带环形遮蔽区域与环形非遮蔽区域宽度相等；所述背管包括不锈钢背管；所述耐热胶带的宽度为7mm；所述浸润作业为预处理完成的背管进行加热并利用平直端头超声波钎焊机对背管外表面的未遮蔽区域进行浸润处理；所述加热的终点温度为230℃；所述加热的保温时间为50min；所述浸润作业的时间为80min；所述浸润作业中超声波钎焊机的功率为1300W；所述浸润作业中的焊料为铟焊料；
(3)将步骤(1)得到的处理靶材和步骤(2)得到的处理背管进行组装然后加热并填充焊料，之后降温得到焊接好的陶瓷旋转靶材；其中，所述组装为将背管与底座进行安装固定，之后将陶瓷旋转靶材套在背管上；所述底座上设有气动振动器和加热垫；所述填充焊料中的焊料包括液态铟焊料；所述填充焊料中焊料的添加量为5.20kg；所述靶材和背管的底部间隙中设置有O-ring环；所述靶材和背管组装完成后用耐热胶带将靶材拼接缝隙密封遮蔽，靶材顶端放置压块支撑架，支撑架上放置压块；所述加热指使用加热环、加热棒及加热垫对组装后的陶瓷旋转靶材与背管进行加热；所述加热环包裹靶材外壁；所述加热棒塞入背管内壁；所述焊料填充完毕后开启气动振动器使靶材震动40min，之后停止加热棒及加热垫的加热；所述加热的终点温度为240℃；所述降温为以降温速度1℃/min进行降温至120℃后空冷至室温；
其中，所述陶瓷旋转靶材和背管配套设置，且所述陶瓷旋转靶材为4个。由于所述陶瓷旋转靶材≥2个，陶瓷旋转靶材拼接缝隙间设有聚四氟乙烯环；所述聚四氟乙烯环的内径比陶瓷旋转靶材内径大2mm；由于所述陶瓷旋转靶材≥2个，陶瓷旋转靶材与背管在拼接间隙位置用弯曲的U型铜丝支撑，铜丝保留在上下陶瓷旋转靶材与背管的间隙中；所述铜丝的直径为0.8mm；所述铜丝的个数为6个；由于所述陶瓷旋转靶材≥2个，所述降温指从底部到顶部加热依次降温；所述底部降温至190℃后毗邻的上方加热环进行降温。
焊接完成后，陶瓷旋转靶材表面焊接面浸润效果好，同时因底部靶材与背管先进行降温，顶端液态焊料会对底部冷却收缩的焊料进行补充，其焊接缝隙中基本无气孔，绑定结合强度高、焊接结合率可达99％以上，相邻旋转靶材之间拼接缝隙均匀、靶材表面高度一致且无明显台阶。
实施例3
本实施例提供了一种陶瓷旋转靶材的焊接方法，所述方法包括如下步骤：
(1)对陶瓷旋转靶材依次进行预热和浸润处理，之后冷却得到处理靶材；其中，所述预热为对陶瓷旋转靶材的非焊接面遮蔽处理后进行加热；所述加热的终点温度为220℃；所述保温的时间为90min；所述浸润处理为将预热完的陶瓷旋转靶材放置在环形加热器中加热并利用弧形端头超声波钎焊机对靶材内表面进行浸润处理；所述加热的终点温度为220℃；所述浸润处理的时间为60min；所述浸润处理中超声波钎焊机的功率为1100W；所述浸润处理中的焊料为铟焊料；
(2)对背管依次进行预处理和浸润作业，之后得到处理背管；其中，所述预处理为通过抛光去除背管表面污渍；所述背管表面使用耐热胶带连续缠绕遮蔽，外表面胶带环形遮蔽区域与环形非遮蔽区域宽度相等；所述背管包括不锈钢背管；所述耐热胶带的宽度为6mm；所述浸润作业为预处理完成的背管进行加热并利用平直端头超声波钎焊机对背管外表面的未遮蔽区域进行浸润处理；所述加热的终点温度为220℃；所述加热的保温时间为60min；所述浸润作业的时间为60min；所述浸润作业中超声波钎焊机的功率为1100W；所述浸润作业中的焊料为铟焊料；
(3)将步骤(1)得到的处理靶材和步骤(2)得到的处理背管进行组装然后加热并填充焊料，之后降温得到焊接好的陶瓷旋转靶材；其中，所述组装为将背管与底座进行安装固定，之后将陶瓷旋转靶材套在背管上；所述底座上设有气动振动器和加热垫；所述填充焊料中的焊料包括液态铟焊料；所述填充焊料中焊料的添加量为9.10kg；所述靶材和背管的底部间隙中设置有O-ring环；所述靶材和背管组装完成后用耐热胶带将靶材拼接缝隙密封遮蔽，靶材顶端放置压块支撑架，支撑架上放置压块；所述加热指使用加热环、加热棒及加热垫对组装后的陶瓷旋转靶材与背管进行加热；所述加热环包裹靶材外壁；所述加热棒塞入背管内壁；所述焊料填充完毕后开启气动振动器使靶材震动20min，之后停止加热棒及加热垫的加热；所述加热的终点温度为220℃；所述降温为以降温速度0.5℃/min进行降温至100℃后空冷至室温；
其中，所述陶瓷旋转靶材和背管配套设置，且所述陶瓷旋转靶材为7个。由于所述陶瓷旋转靶材≥2个，陶瓷旋转靶材拼接缝隙间设有聚四氟乙烯环；所述聚四氟乙烯环的内径比陶瓷旋转靶材内径大3mm；由于所述陶瓷旋转靶材≥2个，陶瓷旋转靶材与背管在拼接间隙位置用弯曲的U型铜丝支撑，铜丝保留在上下陶瓷旋转靶材与背管的间隙中；所述铜丝的直径为1mm；所述铜丝的个数为8个；由于所述陶瓷旋转靶材≥2个，所述降温指从底部到顶部加热依次降温；所述底部降温至180℃后毗邻的上方加热环进行降温。
焊接完成后，陶瓷旋转靶材表面焊接面及内管外表面浸润效果好，靶材与背管焊接缝隙中基本无气孔，绑定结合强度高、焊接结合率可达99％以上，相邻旋转靶材之间拼接缝隙均匀、靶材表面高度一致且无明显台阶。
对比例1
与实施例1的区别仅在于降温没有分阶段降温而采用骤降；焊接完成后，陶瓷旋转靶材与背管焊接缝隙中存在较多收缩空隙，结合强度差、焊接结合率低，同时靶材溅射过程中传热性能差，易脱焊。
对比例2
与实施例1的区别仅在于降温没有分阶段降温而采用空冷；在降温过程中，陶瓷旋转靶材与背管整体温差较大，极大概率将出现陶瓷靶材开裂；即使焊接成功，靶材与背管缝隙中存在较多气孔，焊接结合强度及结合率偏低，导致靶材散热性能差，长时间溅射容易脱焊。
对比例3
与实施例2的区别仅在于没有使用铜丝；焊接完成后，陶瓷旋转靶材与背管同心度较差，旋转溅射过程中出现偏心问题，安全性较低；同时缺少铜丝，使得靶材与背管间焊接均匀性略差。
对比例4
与实施例2的区别仅在于没有使用聚四氟乙烯环；焊接过程中相邻陶瓷旋转靶材端面直接接触，拼接缝隙得不到保证；同时影响陶瓷靶材质量，焊接完成后大概率出现微裂纹等问题。
通过上述实施例和对比例的结果可知，本发明中，通过对陶瓷旋转靶材浸润处理方法、背管表面浸润处理方法、旋转靶材与背管的装配方法及靶材与背管装配后焊接绑定的降温控制合理配置，利用其间的促进效果，使得陶瓷旋转靶材与背管焊接面浸润效果好，靶材与背管焊接缝隙中基本无气孔，绑定结合强度高(焊接结合率可达99％以上)，相邻旋转靶材之间拼接缝隙均匀、靶材表面高度一致且无台阶，减少背管与陶瓷旋转靶材受热膨胀而产生的质量问题，成品率高。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征，但本发明并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行个合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的个合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意个合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (10)
1.一种陶瓷旋转靶材的焊接方法，其特征在于，所述方法包括：
(1)对陶瓷旋转靶材依次进行预热和浸润处理，之后冷却得到处理靶材；
(2)对背管依次进行预处理和浸润作业，之后得到处理背管；
(3)将步骤(1)得到的处理靶材和步骤(2)得到的处理背管进行组装然后加热并填充焊料，之后降温得到焊接好的陶瓷旋转靶材；
所述陶瓷旋转靶材和背管配套设置，且所述陶瓷旋转靶材至少包括1个。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述预热为对陶瓷旋转靶材的非焊接面遮蔽处理后进行加热；
优选地，所述加热的终点温度为220-240℃；
优选地，所述保温的时间为60-90min。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述浸润处理为将预热完的陶瓷旋转靶材放置在环形加热器中加热并利用弧形端头超声波钎焊机对靶材内表面进行浸润处理；
优选地，所述加热的终点温度为220-240℃；
优选地，所述浸润处理的时间为30-60min；
优选地，所述浸润处理中超声波钎焊机的功率为1000-1400W；
优选地，所述浸润处理中的焊料为铟焊料。
4.如权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述预处理为通过IPA液或抛光去除背管表面污渍；
优选地，所述背管表面使用耐热胶带连续缠绕遮蔽，外表面胶带环形遮蔽区域与环形非遮蔽区域宽度相等；
优选地，所述背管包括不锈钢背管；
优选地，所述耐热胶带的宽度为6-7mm。
5.如权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述浸润作业为预处理完成的背管进行加热并利用平直端头超声波钎焊机对背管外表面的未遮蔽区域进行浸润处理；
优选地，所述加热的终点温度为220-240℃；
优选地，所述加热的保温时间为30-60min；
优选地，所述浸润作业的时间为60-90min；
优选地，所述浸润作业中超声波钎焊机的功率为1000-1400W；
优选地，所述浸润作业中的焊料为铟焊料。
6.如权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述组装为将背管与底座进行安装固定，之后将陶瓷旋转靶材套在背管上；
优选地，所述底座上设有气动振动器和加热垫；
优选地，所述填充焊料中的焊料包括液态铟焊料；
优选地，所述靶材和背管的底部间隙中设置有O-ring环；
优选地，所述靶材和背管组装完成后用耐热胶带将靶材拼接缝隙密封遮蔽，靶材顶端放置压块支撑架，支撑架上放置压块；
优选地，步骤(3)所述加热指使用加热环、加热棒及加热垫对组装后的陶瓷旋转靶材与背管进行加热；
优选地，所述加热环包裹靶材外壁；
优选地，所述加热棒塞入背管内壁；
优选地，所述焊料填充完毕后开启气动振动器使靶材震动20-40min，之后停止加热棒及加热垫的加热。
7.如权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述加热的终点温度为220-240℃。
8.如权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述降温为以降温速度0.5-1℃/min进行降温至100-120℃后空冷至室温。
9.如权利要求1-8任一项所述的方法，其特征在于，所述陶瓷旋转靶材≥2个时，陶瓷旋转靶材拼接缝隙间设有聚四氟乙烯环；
优选地，所述聚四氟乙烯环的内径比陶瓷旋转靶材内径大1-3mm；
优选地，所述陶瓷旋转靶材≥2个时，陶瓷旋转靶材与背管在拼接间隙位置用弯曲的U型铜丝支撑，铜丝保留在上下陶瓷旋转靶材与背管的间隙中；
优选地，所述铜丝的直径为0.6-1mm；
优选地，所述铜丝的个数为4-8个；
优选地，所述陶瓷旋转靶材为1个时，所述填充焊料中焊料的添加量为1.25-1.5kg；
优选地，所述陶瓷旋转靶材≥2个时，所述填充焊料中焊料的添加量为1.25-1.5kg与个数的乘积；
优选地，所述陶瓷旋转靶材≥2个时，所述降温指从底部到顶部加热依次降温；
优选地，所述底部降温至180-200℃后，毗邻的靶材进行降温。
10.如权利要求1-9任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)对陶瓷旋转靶材依次进行预热和浸润处理，之后冷却得到处理靶材；其中，所述预热为对陶瓷旋转靶材的非焊接面遮蔽处理后进行加热；所述加热的终点温度为220-240℃；所述保温的时间为60-90min；所述浸润处理为将预热完的陶瓷旋转靶材放置在环形加热器中加热并利用弧形端头超声波钎焊机对靶材内表面进行浸润处理；所述加热的终点温度为220-240℃；所述浸润处理的时间为30-60min；所述浸润处理中超声波钎焊机的功率为1000-1400W；所述浸润处理中的焊料为铟焊料；
(2)对背管依次进行预处理和浸润作业，之后得到处理背管；其中，所述预处理为通过IPA液或抛光去除背管表面污渍；所述背管表面使用耐热胶带连续缠绕遮蔽，外表面胶带环形遮蔽区域与环形非遮蔽区域宽度相等；所述背管包括不锈钢背管；所述耐热胶带的宽度为6-7mm；所述浸润作业为预处理完成的背管进行加热并利用平直端头超声波钎焊机对背管外表面的未遮蔽区域进行浸润处理；所述加热的终点温度为220-240℃；所述加热的保温时间为30-60min；所述浸润作业的时间为60-90min；所述浸润作业中超声波钎焊机的功率为1000-1400W；所述浸润作业中的焊料为铟焊料；
(3)将步骤(1)得到的处理靶材和步骤(2)得到的处理背管进行组装然后加热并填充焊料，之后降温得到焊接好的陶瓷旋转靶材；其中，所述组装为将背管与底座进行安装固定，之后将陶瓷旋转靶材套在背管上；所述底座上设有气动振动器和加热垫；所述填充焊料中的焊料包括液态铟焊料；所述靶材和背管的底部间隙中设置有O-ring环；所述靶材和背管组装完成后用耐热胶带将靶材拼接缝隙密封遮蔽，靶材顶端放置压块支撑架，支撑架上放置压块；所述加热指使用加热环、加热棒及加热垫对组装后的陶瓷旋转靶材与背管进行加热；所述加热环包裹靶材外壁；所述加热棒塞入背管内壁；所述焊料填充完毕后开启气动振动器使靶材震动20-40min，之后停止加热棒及加热垫的加热；所述加热的终点温度为220-240℃；所述降温为以降温速度0.5-1℃/min进行降温至100-120℃后空冷至室温；
其中，所述陶瓷旋转靶材和背管配套设置，且所述陶瓷旋转靶材至少包括1个；所述陶瓷旋转靶材≥2个时，陶瓷旋转靶材拼接缝隙间设有聚四氟乙烯环；所述聚四氟乙烯环的内径比陶瓷旋转靶材内径大1-3mm；所述陶瓷旋转靶材≥2个时，陶瓷旋转靶材与背管在拼接间隙位置用弯曲的U型铜丝支撑，铜丝保留在上下陶瓷旋转靶材与背管的间隙中；所述铜丝的直径为0.6-1mm；所述铜丝的个数为4-8个；所述陶瓷旋转靶材为1个时，所述填充焊料中焊料的添加量为1.25-1.5kg；所述陶瓷旋转靶材≥2个时，所述填充焊料中焊料的添加量为1.25-1.5kg与个数的乘积；所述陶瓷旋转靶材≥2个时，所述降温指从底部到顶部加热依次降温；所述底部降温至180-200℃后毗邻的上方加热环进行降温。
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