CN113667945B - 一种带水道的无氧铜背板的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种带水道的无氧铜背板的制备方法，所述制备方法包括：对坯料进行第一热退火处理，第一产品整形后进行粗铣处理得到底板；对坯料进行第二热退火处理，第二产品整形后进行第一精铣处理得到盖板；将所述底板以及所述盖板装配后进行焊接；第二精铣处理后对所述水道的密封性进行检测，得到所述带水道的无氧铜背板。所述制备方法制备得到的无氧铜背板具有良好的冷却及防锈效果，且所述制备方法可以缩短生产周期，提高生产效率。
Description
技术领域
本发明属于靶材制造领域，涉及一种无氧铜背板的制备方法，尤其涉及一种带水道的无氧铜背板的制备方法。
背景技术
溅射靶材背板(Sputtering Target Back Plate，BP)：金属溅射靶材是溅射沉积技术中用做阴极的材料。该阴极材料在溅射机台中被带正电荷的阳离子撞击下以分子、原子或离子的形式脱离阴极而在阳极表面重新沉积。由于金属溅射靶材往往是高纯的铝、铜、钛、镍、钽及贵金属等比较贵重的材料，所以在其制造时常常使用比较普通的材料来作为背板。背板起到支撑靶材、冷却、降低成本等作用，常用的材料有铝合金(ALBP)、铜合金(CUBP)等。
CN112355461A公开了一种镁靶材与铜背板焊接的方法，具体操作步骤如下：对镁靶材和铜背板焊接面进行处理；将镁靶材和铜背板放置于加热平台上，钎料块分别置于靶材和铜背板焊接面上，加密封盖抽真空后，通入氩气，开启加热平台预热，保持恒定温度不变；待钎料完全熔融后手持超声波仪分别施加于靶材和铜背板的钎料并完全浸润焊接面至摊铺，保持一定时间，冷却至室温；将靶材与铜背板焊接面对接后，加压固定，按加热工艺制度进行加热处理；取出焊接后的镁靶材和铜背板，刮去多余钎料完成镁靶材与铜背板的焊接。该方法并未对背板的材质性能进行改进，仅从焊接方法上进行优化，不能适用于其他靶材。
CN111015111A公开了一种大尺寸钛靶材与铜背板的扩散焊接方法，该方法包括以下步骤：1)选择所需的钛靶材和铜背板，并对其进行精加工，调整表面粗糙度；2)对步骤1)精加工后的铜背板的焊接面进行机械加工，加工出螺纹，增大焊接时钛靶材和铜背板的接触面积，并对钛靶材及铜背板进行酸洗，去除焊接面的氧化层；3)将步骤2)酸洗后的钛靶材和铜背板利用热压模具进行热压扩散焊接，将钛靶材焊接至铜背板上，随后降温至室温，得到钛靶材-铜背板焊接组件，所述过程均在真空热压炉内进行，降温过程保持高压状态；所述钛靶材-铜背板焊接组件整体弯曲变形量＜3mm，焊接面的焊接强度≥55MPa。该方法仅对背板的表面进行了处理，并未对其材质性能进行改进，对焊接的优化程度不高。
发明内容
为解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种带水道的无氧铜背板的制备方法，所述制备方法制备得到的无氧铜背板具有良好的冷却及防锈效果，且所述制备方法可以缩短生产周期，提高生产效率。
为达到上述技术效果，本发明采用以下技术方案：
本发明提供一种带水道的无氧铜背板的制备方法，所述制备方法包括：
对坯料进行第一热退火处理，第一产品整形后进行粗铣处理得到底板；
对坯料进行第二热退火处理，第二产品整形后进行第一精铣处理得到盖板；
将所述底板以及所述盖板装配后进行焊接；
第二精铣处理后对所述水道的密封性进行检测，得到所述带水道的无氧铜背板。
本发明中，通过对无氧铜背板的底板以及盖板分别进行热退火处理以及产品整形，全面优化了无氧铜背板的内部材质性能，在提高了其余靶材焊接效果的同时，还提高了无氧铜背板的防锈性能。
作为本发明优选的技术方案，所述第一热退火处理的温度为150～250℃，如160℃、170℃、180℃、190℃、200℃、210℃、220℃、230℃或240℃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，所述第一热退火处理的时间为30～90min，如35min、40min、45min、50min、55min、60min、65min、70min、75min、80min或85min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，所述第一产品整形后所述底板的平面度≤0.3mm，如0.05mm、0.1mm、0.15mm、0.2mm或0.25mm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，所述粗铣处理包括对所述底板的外形以及水道进行粗铣。
本发明中，在对所述底板的外形以及水道进行粗铣前，对底板的上下平面以及工装孔进行粗铣。
作为本发明优选的技术方案，所述第二热退火处理的温度为150～250℃，如160℃、170℃、180℃、190℃、200℃、210℃、220℃、230℃或240℃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，所述第二热退火处理的时间为30～90min，如160℃、170℃、180℃、190℃、200℃、210℃、220℃、230℃或240℃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，所述第二产品整形后所述盖板的平面度≤0.3mm，如0.05mm、0.1mm、0.15mm、0.2mm或0.25mm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，所述第一精铣处理包括对所述盖板的全周进行精铣。
优选地，所述第一精铣处理后所述盖板尺寸的公差为-0.05～-0.02mm，如-0.045mm、-0.04mm、-0.035mm、-0.03mm或-0.025mm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，所述焊接的方式包括银蜡焊。
作为本发明优选的技术方案，所述第二精铣处理包括对所述背板的表面以及外形进行精铣。
优选地，所述水道的密封性检测包括氦泄漏检测以及水压检测。
优选地，所述水压检测的压力为0.8～1.2MPa，如0.85MPa、0.9MPa、0.95MPa、1.0MPa、1.05MPa、1.1MPa或1.15MPa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，所述水压检测的保压时间为5～15min，如6min、7min、8min、9min、10min、11min、12min、13min或14min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，上述带水道的无氧铜背板的制备方法包括：
对坯料在150～250℃下进行第一热退火处理30～90min，第一产品整形后底板的平面度≤0.3mm，对所述底板的外形以及水道进行粗铣处理得到底板；
对坯料在150～250℃下进行第二热退火处理30～90min，第二产品整形后板的平面度≤0.3mm，对所述盖板的全周进行第一精铣处理，得到盖板，所述第一精铣处理后所述盖板尺寸的公差为-0.05～-0.02mm；
将所述底板以及所述盖板装配后进行银蜡焊；
对所述背板的表面以及外形进行第二精铣处理后对所述水道的密封性进行检测，氦泄漏检测以及水压检测，所述水压检测的压力为0.8～1.2MPa，时间为5～15min，得到所述带水道的无氧铜背板。
本发明中，制备得到的带水道的无氧铜背板在与靶材焊接后，该无氧铜背板背面槽内进行喷砂除锈处理，对沉孔进行打磨，并进行抛光处理，抛光后表面粗糙度Ra≤1.6μm。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
本发明提供一种带水道的无氧铜背板的制备方法，所述制备方法制备得到的无氧铜背板具有良好的冷却及防锈效果，且所述制备方法可以缩短生产周期，提高生产效率。
附图说明
图1本发明实施例中背板水道结构示意图。
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
本实施例提供一种带水道的无氧铜背板的制备方法，所述制备方法包括：
对坯料在150℃下进行第一热退火处理90min，第一产品整形后底板的平面度≤0.3mm，对所述底板的外形以及水道进行粗铣处理得到底板；
对坯料在150℃下进行第二热退火处理90min，第二产品整形后板的平面度≤0.3mm，对所述盖板的全周进行第一精铣处理，得到盖板，所述第一精铣处理后所述盖板尺寸的公差为-0.05～-0.02mm；
将所述底板以及所述盖板装配后进行银蜡焊；
对所述背板的表面以及外形进行第二精铣处理后对所述水道的密封性进行检测，氦泄漏检测以及水压检测，所述水压检测的压力为0.8MPa，时间为15min，得到所述带水道的无氧铜背板。
实施例2
本实施例提供一种带水道的无氧铜背板的制备方法，所述制备方法包括：
对坯料在250℃下进行第一热退火处理30min，第一产品整形后底板的平面度≤0.1mm，对所述底板的外形以及水道进行粗铣处理得到底板；
对坯料在250℃下进行第二热退火处理30min，第二产品整形后板的平面度≤0.1mm，对所述盖板的全周进行第一精铣处理，得到盖板，所述第一精铣处理后所述盖板尺寸的公差为-0.05～-0.02mm；
将所述底板以及所述盖板装配后进行银蜡焊；
对所述背板的表面以及外形进行第二精铣处理后对所述水道的密封性进行检测，氦泄漏检测以及水压检测，所述水压检测的压力为1.2MPa，时间为5min，得到所述带水道的无氧铜背板。
实施例3
本实施例提供一种带水道的无氧铜背板的制备方法，所述制备方法包括：
对坯料在180℃下进行第一热退火处理75min，第一产品整形后底板的平面度≤0.25mm，对所述底板的外形以及水道进行粗铣处理得到底板；
对坯料在180℃下进行第二热退火处理75min，第二产品整形后板的平面度≤0.25mm，对所述盖板的全周进行第一精铣处理，得到盖板，所述第一精铣处理后所述盖板尺寸的公差为-0.05～-0.02mm；
将所述底板以及所述盖板装配后进行银蜡焊；
对所述背板的表面以及外形进行第二精铣处理后对所述水道的密封性进行检测，氦泄漏检测以及水压检测，所述水压检测的压力为0.9MPa，时间为14min，得到所述带水道的无氧铜背板。
实施例4
本实施例提供一种带水道的无氧铜背板的制备方法，所述制备方法包括：
对坯料在220℃下进行第一热退火处理45min，第一产品整形后底板的平面度≤0.15mm，对所述底板的外形以及水道进行粗铣处理得到底板；
对坯料在220℃下进行第二热退火处理45min，第二产品整形后板的平面度≤0.15mm，对所述盖板的全周进行第一精铣处理，得到盖板，所述第一精铣处理后所述盖板尺寸的公差为-0.05～-0.02mm；
将所述底板以及所述盖板装配后进行银蜡焊；
对所述背板的表面以及外形进行第二精铣处理后对所述水道的密封性进行检测，氦泄漏检测以及水压检测，所述水压检测的压力为1.1MPa，时间为7min，得到所述带水道的无氧铜背板。
实施例5
本实施例提供一种带水道的无氧铜背板的制备方法，所述制备方法包括：
对坯料在200℃下进行第一热退火处理60min，第一产品整形后底板的平面度≤0.2mm，对所述底板的外形以及水道进行粗铣处理得到底板；
对坯料在200℃下进行第二热退火处理60min，第二产品整形后板的平面度≤0.2mm，对所述盖板的全周进行第一精铣处理，得到盖板，所述第一精铣处理后所述盖板尺寸的公差为-0.05～-0.02mm；
将所述底板以及所述盖板装配后进行银蜡焊；
对所述背板的表面以及外形进行第二精铣处理后对所述水道的密封性进行检测，氦泄漏检测以及水压检测，所述水压检测的压力为1.0MPa，时间为10min，得到所述带水道的无氧铜背板。
对比例1
本对比例除了在制备底板时不进行第一热退火处理外，其余条件均与实施例5相同。
对比例2
本对比例除了在制备底板时不进行第二热退火处理外，其余条件均与实施例5相同。
对比例3
本对比例除了在制备底板时不进行第一产品整形外，其余条件均与实施例5相同。
对比例4
本对比例除了在制备底板时不进行第二产品整形外，其余条件均与实施例5相同。
实施例1-5以及对比例1-4中背板中水道的结构如图1所示。
实施例1-5以及对比例1-4提供的无氧铜背板与铝靶材进行焊接，焊接方式为In焊，内部设定焊接时放置0.3mm铜丝；Blank相对BP偏移量≤0.5mm，弯曲度：长边方向≤1.0mm，短边方向≤0.2mm。焊接后对无氧铜背板背面槽内进行喷砂除锈处理，对沉孔进行打磨，并进行抛光处理，抛光后表面粗糙度Ra≤1.6μm。
对实施例1-5以及对比例1-4提供的无氧铜背板与铝靶材的焊接率进行检测，同时对防锈性进行检测，防锈性的检测方式为将焊接后无氧铜背板与铝靶材置于温度80℃以及湿度80％的环境中24h，观察表面是否有锈迹产生，无锈迹产生记为Y，有锈迹产生记为N。采用C-SCAN检测验证焊接效果，其检测条件如表1所示，结果如表2所示。
表1
| 检测条件 | 产品 |
| 探头 | 10MHZ |
| 感度 | 36dB |
| 材料声速 | 4000m/s |
| 水距离 | 85.38mm |
| X轴间距 | 0.2mm |
| Y轴间距 | 0.2mm |
| 扫描速度 | 100mm/s |
| 扫描范围 | / |
| 扫描方向 | Y-X |
| 阀值 | TH＝60 |
表2
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组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组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组合，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 (7)
1.一种带水道的无氧铜背板的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
对坯料在250℃下进行第一热退火处理30min，第一产品整形后底板的平面度≤0.1mm，对所述底板的外形以及水道进行粗铣处理得到底板；
对坯料在250℃下进行第二热退火处理30min，第二产品整形后板的平面度≤0.1mm，对所述盖板的全周进行第一精铣处理，得到盖板，所述第一精铣处理后所述盖板尺寸的公差为-0.05～-0.02mm；
将所述底板以及所述盖板装配后进行焊接；
第二精铣处理后对所述水道的密封性进行检测，得到所述带水道的无氧铜背板。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述焊接的方式包括银蜡焊。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第二精铣处理包括对所述背板的表面以及外形进行精铣。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述水道的密封性检测包括氦泄漏检测以及水压检测。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述水压检测的压力为0.8～1.2MPa。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述水压检测的保压时间为5～15min。
7.根据权利要求1-6任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
对坯料在250℃下进行第一热退火处理30min，第一产品整形后底板的平面度≤0.1mm，对所述底板的外形以及水道进行粗铣处理得到底板；
对坯料在250℃下进行第二热退火处理30min，第二产品整形后板的平面度≤0.1mm，对所述盖板的全周进行第一精铣处理，得到盖板，所述第一精铣处理后所述盖板尺寸的公差为-0.05～-0.02mm；
将所述底板以及所述盖板装配后进行银蜡焊；
对所述背板的表面以及外形进行第二精铣处理后对所述水道的密封性进行检测，氦泄漏检测以及水压检测，所述水压检测的压力为0.8～1.2MPa，时间为5～15min，得到所述带水道的无氧铜背板。
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| JP2008255453A (ja) * | 2007-04-09 | 2008-10-23 | Hitachi Cable Ltd | 冷却板 |
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2021
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| Title |
|---|
| 刘文举.摩托车发动机检修问答.《摩托车发动机检修问答》.人民邮电出版社,1996,第327页. * |
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