CN113290293A - 一种提高含钨靶材焊接结合率的方法 - Google Patents
一种提高含钨靶材焊接结合率的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113290293A CN113290293A CN202110574093.9A CN202110574093A CN113290293A CN 113290293 A CN113290293 A CN 113290293A CN 202110574093 A CN202110574093 A CN 202110574093A CN 113290293 A CN113290293 A CN 113290293A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- coating
- target
- welding
- tungsten
- target material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000003466 welding Methods 0.000 title claims abstract description 122
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 80
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 27
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 27
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 118
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 110
- 239000013077 target material Substances 0.000 claims abstract description 66
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 51
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 51
- 238000005219 brazing Methods 0.000 claims abstract description 45
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 42
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 claims abstract description 24
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 claims abstract description 19
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 claims abstract description 19
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 16
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 22
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 16
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims description 14
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 12
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 claims description 10
- MAKDTFFYCIMFQP-UHFFFAOYSA-N titanium tungsten Chemical compound [Ti].[W] MAKDTFFYCIMFQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000001132 ultrasonic dispersion Methods 0.000 claims description 9
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims description 8
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 8
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 7
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 6
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 6
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 5
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 4
- UTSDGYKWHMMTDM-UHFFFAOYSA-N alumane;tungsten Chemical compound [AlH3].[W] UTSDGYKWHMMTDM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000009736 wetting Methods 0.000 claims description 3
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 abstract description 8
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 12
- 238000012797 qualification Methods 0.000 description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 3
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001128 Sn alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 2
- RHZWSUVWRRXEJF-UHFFFAOYSA-N indium tin Chemical compound [In].[Sn] RHZWSUVWRRXEJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 2
- -1 stains Substances 0.000 description 2
- 229910001174 tin-lead alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- VEQPNABPJHWNSG-UHFFFAOYSA-N Nickel(2+) Chemical compound [Ni+2] VEQPNABPJHWNSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WBGNVADHURSIJJ-UHFFFAOYSA-N [In].[Pb].[Sn] Chemical compound [In].[Pb].[Sn] WBGNVADHURSIJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000003618 dip coating Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 239000007888 film coating Substances 0.000 description 1
- 238000009501 film coating Methods 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 229910001453 nickel ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007750 plasma spraying Methods 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
- B23K1/0008—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering specially adapted for particular articles or work
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
- B23K1/08—Soldering by means of dipping in molten solder
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
- B23K1/20—Preliminary treatment of work or areas to be soldered, e.g. in respect of a galvanic coating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
- B23K1/20—Preliminary treatment of work or areas to be soldered, e.g. in respect of a galvanic coating
- B23K1/206—Cleaning
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
- C23C14/3407—Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
- C23C14/3414—Metallurgical or chemical aspects of target preparation, e.g. casting, powder metallurgy
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
本发明提供了一种提高含钨靶材焊接结合率的方法，所述方法包括以下步骤：将含钨靶材的焊接面进行清洗处理，然后采用物理气相沉积法对靶材的溅射面进行镀膜，得到镀膜靶材；将镀膜靶材和背板的焊接面上浸润钎料后焊接，得到靶材组件。本发明所述方法针对传统镀膜方法在靶材镀膜上存在的缺陷，采用物理气相沉积法根据特定靶材的特性选择合适的镀膜工艺，使其满足后续浸润及焊接的要求，所得镀膜层致密性高，从而能够提高焊接结合率，得到合格的靶材组件；所述方法操作简单，镀膜品质高，可减少返工，降低成本，应用前景广阔。
Description
技术领域
本发明属于靶材制备技术领域，涉及一种提高含钨靶材焊接结合率的方法。
背景技术
靶材是一种用于溅射镀膜的溅射源，在利用靶材进行溅射镀膜之前，需要将靶材固定至背板上形成靶材组件，背板能够被固定安装至溅射基台上，以支撑靶材，并传导热量。靶材与背板的固定通常采用焊接结合的方式，通过在焊接面上涂布焊料，加热至焊料熔化后，将靶材和背板的焊接面相对设置并贴合，待焊料凝固后形成靶材组件。
对于靶材焊接时焊料的选择，通常选择低熔点金属，将其浸润到焊接面上，以便于后续焊接的均匀性和稳定性，但对于无法浸润或浸润性不佳的靶材材质，通常需要使用化学方法在焊接面镀一层易浸润层，来提高焊接面的浸润性，从而使难浸润材质达到焊接条件。目前使用的镀易浸润层的方法主要有化学镀膜和电解镀膜，前者依据氧化还原反应原理，利用强还原剂在含有金属离子的溶液中，将金属离子还原成金属而沉积在材料表面形成致密镀层，后者则是采用电解液沉积镀膜，但上述方法镀层附着力较低，均匀性不足，容易造成焊接强度和焊接结合率的降低。
基于上述方法存在的缺陷，目前也有采用其他方法进行焊接前的镀膜。CN101543923A公开了一种靶材与背板的焊接方法，包括：提供钽靶材和背板，在钽靶材的焊接面上形成金属中间层，在背板的焊接面上添加钎料，进行钎焊处理，加热熔化钎料将钽靶材焊接至背板形成靶材组件，对靶材组件进行保温热扩散处理，冷却靶材组件，并进行机械加工去除多余的钎料。该方法是采用等离子喷涂法在靶材焊接面上形成金属中间层，但针对的靶材种类单一，适用范围较窄。
CN 110937911A公开了一种靶材组件形成方法，包括：提供陶瓷靶材，所述陶瓷靶材具有靶材焊接面；提供金属背板，所述金属背板具有背板焊接面；将所述靶材焊接面镀镍，形成镍镀层；在所述镍镀层表面和背板焊接面上放置钎料，对陶瓷靶材以及金属背板进行焊接，形成靶材组件。该方法并未明确镀镍时的具体工艺，且针对的是陶瓷靶材的镀膜，并未涉及到金属靶材。
综上所述，对于特定种类金属靶材的焊接，还需采用合适的镀膜工艺，以提高钎料对焊接面的浸润性，保证焊接层的均匀性，从而提高焊接结合率。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种提高含钨靶材焊接结合率的方法，所述方法针对特定材质的靶材，通过在靶材焊接前进行镀膜，提高钎料在焊接面上的浸润性，从而保证焊料分布的均匀性，避免浸润焊接过程中出现气泡，进而提高靶材的焊接结合率以及焊接强度。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供了一种提高含钨靶材焊接结合率的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将含钨靶材的焊接面进行清洗处理，然后采用物理气相沉积法对靶材的溅射面进行镀膜，得到镀膜靶材；
(2)将步骤(1)得到的镀膜靶材和背板的焊接面上浸润钎料后焊接，得到靶材组件。
本发明中，对于靶材和背板的钎焊焊接，根据靶材、背板材质及所用焊料的不同，相应的钎焊工艺及难度也会有所不同；为保证焊料在焊接面上的附着性，需要先将焊料进行浸润处理，基于靶材材质的选择，钎料的浸润性不同，对于难以浸润的材质，则需要先镀一层易浸润层，再进行钎料的浸润；本发明采用物理气相沉积法将含钨靶材的焊接面进行镀膜，以克服传统的化学浸镀或电镀方法容易造成的镀膜不均匀的问题，通过对镀膜工艺的控制，保证镀膜厚度的均匀性，从而使得保证焊料浸润时均匀分散，避免靶材和背板扣合后仍然存在气泡而影响焊接结合率；所述方法操作简单，焊接效率高，稳定性好，成本较低。
以下作为本发明优选的技术方案，但不作为本发明提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好地达到和实现本发明的技术目的和有益效果。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述含钨靶材包括钨靶材、钨钛合金靶材或钨铝合金靶材中任意一种。
优选地，所述钨钛合金靶材中钛的质量分数为1～10wt％，例如1wt％、3wt％、5wt％、6wt％、8wt％或10wt％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值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)所述清洗处理为采用有机溶剂和/或水进行擦拭清洗。
优选地，所述有机溶剂包括乙醇和/或异丙醇。
本发明中，采用有机溶剂进行擦拭，可以去除靶材表面的污迹、油渍等污染物，且液体用量较少，无需浸入液相溶液中，清洗后的干燥速率也较快；若是靶材表面有磕伤或划伤，则还需要进行抛光处理，基本保证靶材无外观问题。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述镀膜在物理气相沉积设备内进行。
优选地，步骤(1)所述镀膜的材质包括镍。
本发明中，镀膜物质的选择，需要起到靶材材质与焊料材质之间的过渡作用，增强焊料在靶材溅射面的浸润性，使难浸润材质达到焊接条件。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述镀膜的功率为1.5～2.5KW，例如1.5KW、1.6KW、1.8KW、2KW、2.2KW、2.4KW或2.5KW等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，镀膜功率是影响靶材上镀膜速率以及镀膜质量的重要因素，若镀膜功率过大，会使得镀膜厚度增加，镀膜颗粒容易被新沉积颗粒打走，造成镀膜厚度不均匀，若镀膜功率过小，则会使得镀膜厚度降低，难以形成完整均匀的镀膜，影响后续的焊接结合率。
优选地，步骤(1)所述镀膜的温度为120～130℃，例如120℃、122℃、124℃、126℃、128℃或130℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述镀膜在真空条件下进行，压力为3.5×10-1Pa以下，例如3.5×10-1Pa、3×10-1Pa、2×10-1Pa、1×10-1Pa、5×10-2Pa、1×10-2Pa或5×10-3Pa等，但并不仅限于所列举的数值，该数值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)所述镀膜的时间为3～5h，例如3h、3.5h、4h、4.5h或5h等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述镀膜的厚度为4～8μm，例如4μm、4.5μm、5μm、5.5μm、6μm、6.5μm、7μm、7.5μm或8μm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值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)所述背板包括铜背板、铜合金背板、铝背板或铝合金背板中任意一种。
优选地，步骤(2)所述钎料包括铟、锡或铅中任意一种或至少两种组成的合金，例如铟锡合金、锡铅合金、铟锡铅合金等。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述浸润时的加热温度为180～360℃℃，例如180℃、200℃、225℃、250℃、280℃、300℃、330℃或360℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，浸润温度的选择需要高于所用钎料的熔点，通过熔化钎料使其能够在焊接面上的均匀分布，钎料种类的不同，相应需要选择不同的温度，以达到更好的浸润效果。
优选地，所述浸润的方式包括磨刷分散和/或超声波分散。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述钎料浸润后，将镀膜靶材和背板的焊接面进行扣合，并持续施加压力。
优选地，所述镀膜靶材和背板扣合后停止加热进行冷却。
优选地，所述冷却的方式为自然冷却至室温。
本发明中，所述靶材和背板扣合后，冷却时通过持续施加压力可以进一步保证焊料层的均匀性以及致密性，避免因内部空隙的存在而影响焊接结合率。
作为本发明优选的技术方案，所述方法包括以下步骤：
(1)将含钨靶材的焊接面采用有机溶剂和/或水进行擦拭清洗，然后采用物理气相沉积法对靶材的溅射面进行镀膜，所述镀膜在物理气相沉积设备内进行，镀膜的材质包括镍，所述镀膜的功率为1.5～2.5KW，所述镀膜的温度为120～130℃，所述镀膜在真空条件下进行，压力为3.5×10-1Pa以下，镀膜的时间为3～5h，得到镀膜靶材，其中镀膜的厚度为4～8μm；
(2)将步骤(1)得到的镀膜靶材和背板的焊接面上浸润钎料后焊接，所述钎料包括铟、锡或铅中任意一种或至少两种组成的合金，所述浸润的温度为180～360℃，浸润的方式包括磨刷分散和/或超声波分散，所述钎料浸润后，将镀膜靶材和背板的焊接面进行扣合，然后停止加热进行冷却，冷却过程中持续施加压力，至焊料凝固后得到靶材组件。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明所述方法针对传统镀膜方法在靶材镀膜上存在的缺陷，采用物理气相沉积法根据特定靶材的特性选择合适的镀膜工艺，使其满足后续浸润及焊接的要求，所得镀膜层致密性高，从而能够提高焊接结合率，得到合格的靶材组件，焊接合格率可达98％以上；
(2)本发明所述方法操作简单，镀膜品质高，可减少返工，降低成本，应用前景广阔。
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，下面对本发明进一步详细说明。但下述的实施例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，本发明保护范围以权利要求书为准。
本发明具体实施方式部分提供了一种提高含钨靶材焊接结合率的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将含钨靶材的焊接面进行清洗处理，然后采用物理气相沉积法对靶材的溅射面进行镀膜，得到镀膜靶材；
(2)将步骤(1)得到的镀膜靶材和背板的焊接面上浸润钎料后焊接，得到靶材组件。
以下为本发明典型但非限制性实施例：
实施例1：
本实施例提供了一种提高含钨靶材焊接结合率的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将钨钛合金靶材的焊接面采用异丙醇进行擦拭清洗，所述钨钛合金靶材的钛含量为10wt％，然后采用物理气相沉积法对靶材的溅射面进行镀膜，所述镀膜在物理气相沉积设备内进行，镀膜的材质为镍，所述镀膜的功率为2.2KW，镀膜的温度为125℃，所述镀膜在真空条件下进行，压力为3.5×10-1Pa，镀膜的时间为4h，得到镀膜靶材，其中镀膜的厚度为6μm；
(2)将步骤(1)得到的镀膜靶材和铜背板的焊接面上浸润钎料，所述钎料为锡，所述浸润时的加热温度为260℃，浸润的方式依次为磨刷分散和超声波分散，所述钎料浸润后，将镀膜靶材和铜背板的焊接面进行扣合，然后停止加热自然冷却至室温，冷却过程中持续施加压力，得到焊接后的靶材组件。
本实施例中，采用所述方法进行靶材焊接前的镀膜，所得镀膜层致密性高，厚度均匀，镀膜靶材和背板焊接后的焊接结合率高，所得靶材组件的焊接合格率达到98.3％。
实施例2：
本实施例提供了一种提高含钨靶材焊接结合率的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将钨钛合金靶材的焊接面采用乙醇进行擦拭清洗，所述钨钛合金靶材的钛含量为5wt％，然后采用物理气相沉积法对靶材的溅射面进行镀膜，所述镀膜在物理气相沉积设备内进行，镀膜的材质为镍，所述镀膜的功率为1.8KW，镀膜的温度为120℃，所述镀膜在真空条件下进行，压力为3×10-1Pa，镀膜的时间为5h，得到镀膜靶材，其中镀膜的厚度为7μm；
(2)将步骤(1)得到的镀膜靶材和铝合金背板的焊接面上浸润钎料，所述钎料为铟，所述浸润时的加热温度为180℃，浸润的方式依次为磨刷分散和超声波分散，所述钎料浸润后，将镀膜靶材和铝合金背板的焊接面进行扣合，然后停止加热自然冷却至室温，冷却过程中持续施加压力，得到焊接后的靶材组件。
本实施例中，采用所述方法进行靶材焊接前的镀膜，所得镀膜层致密性高，厚度均匀，镀膜靶材和背板焊接后的焊接结合率高，所得靶材组件的焊接合格率达到98.5％。
实施例3：
本实施例提供了一种提高含钨靶材焊接结合率的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将钨靶材的焊接面采用异丙醇进行擦拭清洗，然后采用物理气相沉积法对靶材的溅射面进行镀膜，所述镀膜在物理气相沉积设备内进行，镀膜的材质为镍，所述镀膜的功率为1.5KW，镀膜的温度为130℃，所述镀膜在真空条件下进行，压力为1×10-1Pa，镀膜的时间为3h，得到镀膜靶材，其中镀膜的厚度为4μm；
(2)将步骤(1)得到的镀膜靶材和铜合金背板的焊接面上浸润钎料，所述钎料为铟锡合金，所述浸润时的加热温度为240℃，浸润的方式为超声波分散，所述钎料浸润后，将镀膜靶材和铜合金背板的焊接面进行扣合，然后停止加热自然冷却至室温，冷却过程中持续施加压力，得到焊接后的靶材组件。
本实施例中，采用所述方法进行靶材焊接前的镀膜，所得镀膜层致密性高，厚度均匀，镀膜靶材和背板焊接后的焊接结合率高，所得靶材组件的焊接合格率达到98.2％。
实施例4：
本实施例提供了一种提高含钨靶材焊接结合率的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将钨钛合金靶材的焊接面依次采用异丙醇和水进行擦拭清洗，所述钨钛合金靶材的钛含量为1wt％，然后采用物理气相沉积法对靶材的溅射面进行镀膜，所述镀膜在物理气相沉积设备内进行，镀膜的材质为镍，所述镀膜的功率为2.5KW，镀膜的温度为122℃，所述镀膜在真空条件下进行，压力为5×10-2Pa，镀膜的时间为4.5h，得到镀膜靶材，其中镀膜的厚度为8μm；
(2)将步骤(1)得到的镀膜靶材和铜背板的焊接面上浸润钎料，所述钎料为铅，所述浸润时的加热温度为350℃，浸润的方式依次为磨刷分散和超声波分散，所述钎料浸润后，将镀膜靶材和铜背板的焊接面进行扣合，然后停止加热自然冷却至室温，冷却过程中持续施加压力，得到焊接后的靶材组件。
本实施例中，采用所述方法进行靶材焊接前的镀膜，所得镀膜层致密性高，厚度均匀，镀膜靶材和背板焊接后的焊接结合率高，所得靶材组件的焊接合格率达到98.0％。
实施例5：
本实施例提供了一种提高含钨靶材焊接结合率的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将钨铝合金靶材的焊接面采用乙醇进行擦拭清洗，所述钨铝合金靶材的铝含量为8wt％，然后采用物理气相沉积法对靶材的溅射面进行镀膜，所述镀膜在物理气相沉积设备内进行，镀膜的材质为镍，所述镀膜的功率为2KW，镀膜的温度为128℃，所述镀膜在真空条件下进行，压力为1×10-2Pa，镀膜的时间为3.5h，得到镀膜靶材，其中镀膜的厚度为5μm；
(2)将步骤(1)得到的镀膜靶材和铝背板的焊接面上浸润钎料，所述钎料为锡，所述浸润时的加热温度为280℃，浸润的方式依次为磨刷分散和超声波分散，所述钎料浸润后，将镀膜靶材和铝背板的焊接面进行扣合，然后停止加热自然冷却至室温，冷却过程中持续施加压力，得到焊接后的靶材组件。
本实施例中，采用所述方法进行靶材焊接前的镀膜，所得镀膜层致密性高，厚度均匀，镀膜靶材和背板焊接后的焊接结合率达到高，所得靶材组件的焊接合格率达到98.4％。
实施例6：
本实施例提供了一种提高含钨靶材焊接结合率的方法，所述方法参照实施例1中的方法，区别仅在于：步骤(1)中所述镀膜的功率为2.7KW。
本实施例中，由于镀膜功率偏高，使得靶材镀膜时，溅射粒子沉积较快，致密性稍低，后续的镀膜颗粒可能将已沉积膜层颗粒溅出，造成膜层厚度不均匀，焊接结合率下降，此时焊接产品的合格率为95.2％。
对比例1：
本对比例提供了一种提高含钨靶材焊接结合率的方法，所述方法参照实施例1中的方法，区别仅在于：步骤(1)中采用化学浸镀法进行镀膜，浸入到含镍离子的还原溶液中，在焊接面上形成镀镍层。
本对比例中，由于采用化学浸镀法进行镀膜，利用氧化还原反应原理，其形成的膜层致密性较差，容易厚度不均匀，进行钎料焊接时，钎料层容易残留空隙，造成焊接结合率降低，焊接靶材组件的合格率仅为80％。
综合上述实施例和对比例可以看出，本发明所述方法针对传统镀膜方法在靶材镀膜上存在的缺陷，采用物理气相沉积法根据特定靶材的特性选择合适的镀膜工艺，使其满足后续浸润及焊接的要求，所得镀膜层致密性高，从而能够提高焊接结合率，得到合格的靶材组件，焊接合格率可达98％以上；所述方法操作简单，镀膜品质高，可减少返工，降低成本，应用前景广阔。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明方法的等效替换及辅助操作的添加、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。
Claims (10)
1.一种提高含钨靶材焊接结合率的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将含钨靶材的焊接面进行清洗处理，然后采用物理气相沉积法对靶材的溅射面进行镀膜，得到镀膜靶材；
(2)将步骤(1)得到的镀膜靶材和背板的焊接面上浸润钎料后焊接，得到靶材组件。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述含钨靶材包括钨靶材、钨钛合金靶材或钨铝合金靶材中任意一种；
优选地，所述钨钛合金靶材中钛的质量分数为1～10wt％。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述清洗处理为采用有机溶剂和/或水进行擦拭清洗；
优选地，所述有机溶剂包括乙醇和/或异丙醇。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述镀膜在物理气相沉积设备内进行；
优选地，步骤(1)所述镀膜的材质包括镍。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述镀膜的功率为1.5～2.5KW；
优选地，步骤(1)所述镀膜的温度为120～130℃；
优选地，步骤(1)所述镀膜在真空条件下进行，压力为3.5×10-1Pa以下。
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述镀膜的时间为3～5h；
优选地，步骤(1)所述镀膜的厚度为4～8μm。
7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述背板包括铜背板、铜合金背板、铝背板或铝合金背板中任意一种；
优选地，步骤(2)所述钎料包括铟、锡或铅中任意一种或至少两种组成的合金。
8.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述浸润时的加热温度为180～360℃；
优选地，所述浸润的方式包括磨刷分散和/或超声波分散。
9.根据权利要求1-8任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述钎料浸润后，将镀膜靶材和背板的焊接面进行扣合，并持续施加压力；
优选地，所述镀膜靶材和背板扣合后停止加热进行冷却；
优选地，所述冷却的方式为自然冷却至室温。
10.根据权利要求1-9任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将含钨靶材的焊接面采用有机溶剂和/或水进行擦拭清洗，然后采用物理气相沉积法对靶材的溅射面进行镀膜，所述镀膜在物理气相沉积设备内进行，镀膜的材质包括镍，所述镀膜的功率为1.5～2.5KW，所述镀膜的温度为120～130℃，所述镀膜在真空条件下进行，压力为3.5×10-1Pa以下，镀膜的时间为3～5h，得到镀膜靶材，其中镀膜的厚度为4～8μm；
(2)将步骤(1)得到的镀膜靶材和背板的焊接面上浸润钎料后焊接，所述钎料包括铟、锡或铅中任意一种或至少两种组成的合金，所述浸润的温度为180～360℃，浸润的方式包括磨刷分散和/或超声波分散，所述钎料浸润后，将镀膜靶材和背板的焊接面进行扣合，然后停止加热进行冷却，冷却过程中持续施加压力，至焊料凝固后得到靶材组件。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110574093.9A CN113290293A (zh) | 2021-05-25 | 2021-05-25 | 一种提高含钨靶材焊接结合率的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110574093.9A CN113290293A (zh) | 2021-05-25 | 2021-05-25 | 一种提高含钨靶材焊接结合率的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113290293A true CN113290293A (zh) | 2021-08-24 |
Family
ID=77324840
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110574093.9A Pending CN113290293A (zh) | 2021-05-25 | 2021-05-25 | 一种提高含钨靶材焊接结合率的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113290293A (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101543924A (zh) * | 2009-03-12 | 2009-09-30 | 宁波江丰电子材料有限公司 | 靶材与背板的焊接方法 |
| CN101972875A (zh) * | 2010-10-29 | 2011-02-16 | 宁波江丰电子材料有限公司 | 钨钛合金靶材焊接方法 |
| CN103506725A (zh) * | 2012-06-18 | 2014-01-15 | 宁波江丰电子材料有限公司 | 靶材组件的制作方法 |
| CN107511599A (zh) * | 2016-06-15 | 2017-12-26 | 宁波江丰电子材料股份有限公司 | 钽靶材组件的焊接方法 |
| CN110184563A (zh) * | 2018-02-23 | 2019-08-30 | 东莞新科技术研究开发有限公司 | 半导体表面镀镍膜的方法 |
| CN111168179A (zh) * | 2020-02-11 | 2020-05-19 | 宁波江丰电子材料股份有限公司 | 一种钨钛靶材与铜背板的钎焊方法 |
| CN111203606A (zh) * | 2020-03-18 | 2020-05-29 | 宁波江丰电子材料股份有限公司 | 一种金属靶材真空磁控溅射镀镍及焊接方法 |
-
2021
- 2021-05-25 CN CN202110574093.9A patent/CN113290293A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101543924A (zh) * | 2009-03-12 | 2009-09-30 | 宁波江丰电子材料有限公司 | 靶材与背板的焊接方法 |
| CN101972875A (zh) * | 2010-10-29 | 2011-02-16 | 宁波江丰电子材料有限公司 | 钨钛合金靶材焊接方法 |
| CN103506725A (zh) * | 2012-06-18 | 2014-01-15 | 宁波江丰电子材料有限公司 | 靶材组件的制作方法 |
| CN107511599A (zh) * | 2016-06-15 | 2017-12-26 | 宁波江丰电子材料股份有限公司 | 钽靶材组件的焊接方法 |
| CN110184563A (zh) * | 2018-02-23 | 2019-08-30 | 东莞新科技术研究开发有限公司 | 半导体表面镀镍膜的方法 |
| CN111168179A (zh) * | 2020-02-11 | 2020-05-19 | 宁波江丰电子材料股份有限公司 | 一种钨钛靶材与铜背板的钎焊方法 |
| CN111203606A (zh) * | 2020-03-18 | 2020-05-29 | 宁波江丰电子材料股份有限公司 | 一种金属靶材真空磁控溅射镀镍及焊接方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108796454B (zh) | 一种核反应堆用锆包壳表面金属涂层pvd制备工艺 | |
| CN111203606A (zh) | 一种金属靶材真空磁控溅射镀镍及焊接方法 | |
| CN112063972B (zh) | 一种半导体部件的拼接镀膜方法 | |
| CN113210785A (zh) | 一种铝钪合金靶材的钎焊方法 | |
| CN105568335B (zh) | 一种钢基材表面制备FeNiCoCuCr高熵合金涂层的工艺 | |
| CN103451606B (zh) | 钴靶材组件的制作方法 | |
| CN105386040A (zh) | 一种在钛合金表面制备wc/石墨复合涂层的方法 | |
| CN101717919B (zh) | 靶材组件的制作方法 | |
| CN113290293A (zh) | 一种提高含钨靶材焊接结合率的方法 | |
| CN212741167U (zh) | 一种介电陶瓷元件 | |
| CN102965626B (zh) | 粉末冶金多孔材料的镀镍方法 | |
| WO2020052487A1 (zh) | 以银石墨复合材料为基体的无氰镀银方法、银石墨电触头以及继电器 | |
| WO2023201600A1 (zh) | 一种FeCoNiCuZn高熵合金的制备方法及FeCoNiCuZn高熵合金 | |
| CN107937900B (zh) | 一种镁合金原位生长耐蚀表面处理方法 | |
| CN105803405A (zh) | 一种靶材结构的制作方法 | |
| CN110777413A (zh) | 一种等离子体阴极电解沉积陶瓷涂层表面激光重熔的方法 | |
| US20070261965A1 (en) | Coating of Substrates | |
| CN108754562B (zh) | 一种TiN薄膜的制备方法 | |
| CN107779827A (zh) | 钨靶坯结构的制造方法以及钨靶材组件的制造方法 | |
| CN109108417B (zh) | 一种基于pvd涂层的铝碳化硅陶瓷基板的焊接方法 | |
| JPS6366917B2 (zh) | ||
| CN110894589A (zh) | 靶材组件形成方法 | |
| CN113275684B (zh) | 一种基于钎焊方式的靶材绑定方法 | |
| CN113053705B (zh) | 一种耐电弧烧蚀的铪铜复合电极及其制备方法 | |
| CN115094391B (zh) | 一种铝靶材与背板的组装方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210824 |