CN114351096A - 溅射靶材、靶材组件及靶材组件的制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种溅射靶材，包括靶材本体；靶材本体侧面外凸形成环形凸部；靶材本体的正面相对于环形凸部的正面凸出，靶材本体的背面相对于环形凸部的背面凸出。本发明还公开了一种靶材组件，包括所述的溅射靶材和设置在环形凸部背面的背板环，以及可选择性的设置在环形凸部正面的正面环。本发明还公开了所述靶材组件的制作方法，将环形凸部与背板环，或背板环、正面环，进行焊接接合，焊接头自背板环背面靠近外侧面插入直至接触或伸入环形凸部或正面环，焊接过程中焊接头逐渐向背板环内侧面移动。

Description

溅射靶材、靶材组件及靶材组件的制作方法
技术领域
本发明涉及溅射靶材技术领域，具体涉及一种溅射靶材、靶材组件及靶材组件的制作方法。
背景技术
背板和溅射靶材一体成型的靶材组件中，由于背板部分由高纯度材料构成，导致背板部分强度不能达到设计或使用的要求。可在背板部设置另外的合金材料，提高成品靶材的背板部分的强度。
现有技术中，靶材和背板的焊接方式有搅拌摩擦焊(FSW)、电子束焊接(EBW)等，例如，公开号为CN 111660003 A、CN 111496366 A的专利说明书便公开了上述焊接方法。
公开号为CN 113529030 A的专利说明书公开了一种靶材组件及其制作方法，该靶材组件包括：靶材和背板，背板设置于靶材的外围，靶材的溅射面相对于背板的前端表面凸出。其制作方法包括以下步骤：将靶材的外围与背板接合，使得背板位于靶材的外围，将焊接用钻头从靶材外围与背板的接合中心线向背板侧偏移预设的距离，将靶材的外围与背板进行焊接接合。从该专利技术的焊接制作方式可知，焊接区域窄且位置主要集中在靶材本体部分，影响靶材本体部分的晶相结构、晶粒大小，而且，由于焊接区域面积较小，焊接结合强度仍有待进一步提高。
发明内容
针对现有技术中存在的上述不足，本发明提供一种溅射靶材、靶材组件及靶材组件的制作方法，对用于溅射的靶材本体损伤小，不影响靶材本体溅射部分的晶相结构、晶粒大小等物理化学状态和性质，焊接部位主要在用于与基台法兰固定连接的连接部，焊接面大，背板环、正面环与溅射靶材的结合强度高。
具体技术方案如下：
一种溅射靶材，包括靶材本体；
靶材本体侧面外凸形成环形凸部；
靶材本体的正面相对于环形凸部的正面凸出，靶材本体的背面相对于环形凸部的背面凸出。
本发明溅射靶材的环形凸部可与背板环，或，背板环和正面环，焊接成型后整体作为高强度的连接部与基台法兰固定连接。
本发明中，靶材本体的正面为用于溅射的面，靶材本体的背面为与溅射面相对的另一面。环形凸部位于靶材本体的正面和背面之间，其正面为相对而言更靠近靶材本体溅射面的面，其背面为与环形凸部正面相对的、相对而言更靠近靶材本体背面的面。
基于上述形状结构的溅射靶材，本发明还提供了一种靶材组件，包括所述的溅射靶材和设置在环形凸部背面的背板环，可以提高与基台法兰之间的结合牢固度。
背板环优选采用与溅射靶材不同的合金材料以提高强度，以便能更牢固地安装在基台上。
在一优选例中，所述的靶材组件，背板环的外侧面与环形凸部的外侧面齐平。
在一优选例中，所述的靶材组件，背板环的背面与靶材本体的背面齐平。
本发明中，背板环的正面指的是与环形凸部背面接触的面，与背板环的正面相对的另一面即为背板环的背面。
在一优选例中，所述的靶材组件，背板环的内侧面与靶材本体位于环形凸部背后的外侧面相适配。
所述的靶材组件还可包括设置在环形凸部正面的正面环。
本发明中，环形凸部所在的位置是用于与基台法兰固定连接的，连接方式可以是打孔螺栓固定连接。正面环、背板环的同时设置可以起到协同补强的作用，使靶材组件与基台法兰的连接部位形成的一个高强度的整体部件，进一步提高靶材组件与基台法兰的连接强度。
在一优选例中，所述的靶材组件，正面环的外侧面与环形凸部的外侧面齐平。
在一优选例中，所述的靶材组件，靶材本体的正面与正面环的正面齐平，或靶材本体的正面相对于正面环的正面凸出。
本发明中，正面环的背面指的是与环形凸部正面接触的面，与正面环的背面相对的另一面即为正面环的正面。
在一优选例中，所述的靶材组件，正面环的内侧面与靶材本体位于环形凸部前面的外侧面相适配。
在一优选例中，所述的靶材组件，正面环的材质与背板环的材质相同，可进一步提高靶材组件连接部的强度。
本发明还提供了所述的靶材组件的制作方法，焊接部位集中在环形凸部区域(用于与基台法兰固定连接的连接部)，对用于溅射的靶材本体损伤小，不影响靶材本体溅射部分的晶相结构、晶粒大小等物理化学状态和性质，焊接面大，背板环、正面环与溅射靶材的结合强度高。
所述的靶材组件无正面环时，其制作方法包括：将环形凸部与背板环进行焊接接合，焊接头自背板环背面靠近外侧面插入直至接触或伸入环形凸部，焊接过程中焊接头逐渐向背板环内侧面移动。
所述的靶材组件还包括正面环时，其制作方法包括：将环形凸部与背板环、正面环进行焊接接合，焊接头自背板环背面靠近外侧面插入直至接触或伸入正面环，焊接过程中焊接头逐渐向背板环内侧面移动。
本发明所述的靶材组件的制作方法，可采用搅拌摩擦焊或电子束焊接的方式进行焊接接合。
本发明所述的靶材组件的制作方法，焊接过程中焊接头逐渐向背板环内侧面移动至与靶材本体接触后，继续向靶材本体移动同时逐渐减小焊接头的插入深度，可进一步提高与靶材本体的结合强度，并尽可能地减少对靶材本体的晶相结构、晶粒大小等物理化学状态和性质的影响。
本发明的靶材组件在使用前，还可以通过切削等方式制成所需形状、结构。
本发明与现有技术相比，主要优点包括：
本发明提供了一种溅射靶材、靶材组件及靶材组件的制作方法，对用于溅射的靶材本体损伤小，不影响靶材本体溅射部分的晶相结构、晶粒大小等物理化学状态和性质，焊接部位主要在用于与基台法兰固定连接的连接部，焊接面大，背板环、正面环与溅射靶材的结合强度高。
现有技术通常只在溅射靶材和背板交界处焊接，这种焊接方式一方面溅射靶材和背板的结合强度仍有待进一步提高，另一方面焊接区域窄小，在实际真空溅射过程中接缝处容易产生漏气、漏水等问题。本发明将溅射靶材的环形凸部与背板环，或背板环和正面环，进行体相一体焊接成型，不仅结合更为牢固，而且焊接密封性更好，解决了漏气、漏水等问题。
附图说明
图1为实施例1的溅射靶材的结构示意图；
图2为实施例2的靶材组件的结构、制作过程和产品示意图；
图3为实施例3的靶材组件的结构、制作过程和产品示意图；
图中：
1-靶材本体 2-环形凸部 3-背板环
4-正面环 5-焊接头 6-合金层。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的操作方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。
实施例1
本实施例具体介绍本发明的溅射靶材，其结构示意如图1所示。
溅射靶材包括靶材本体1。
靶材本体1侧面外凸形成环形凸部2；
靶材本体1的正面相对于环形凸部2的正面凸出，靶材本体1的背面相对于环形凸部2的背面凸出。
靶材本体1的厚度为D，环形凸部2的厚度为d1，环形凸部2背面与靶材本体1背面的距离为d2，环形凸部2的宽度为S。
实施例2
本实施例具体介绍本发明的靶材组件的其中一种结构、制作过程和相应的产品。
靶材组件的结构如图2中的上图所示，包括如实施例1介绍的溅射靶材和设置在环形凸部2背面的背板环3。
背板环3的外侧面与环形凸部2的外侧面齐平。
背板环3背面与靶材本体1背面齐平。
背板环3的内侧面与靶材本体1位于环形凸部2背后的外侧面相适配。
溅射靶材的材质可以为纯铝、铝铜合金、铝硅合金、铜硅铝合金中的任意一种。
背板环3的材质可以为A5000系列铝、A6000系列铝、A2000系列铝中的任意一种。
本实施例的靶材组件制作过程如图2中的上图所示，将环形凸部2与背板环3进行焊接接合，焊接头5自背板环3背面靠近外侧面插入直至接触或伸入环形凸部2，焊接过程中焊接头5逐渐向背板环3内侧面移动，在焊接头5与靶材本体1接触后，继续向靶材本体1移动同时逐渐减小焊接头5的插入深度。焊接完成后，进行适应性切削，即可得到可用于溅射的靶材组件产品，如图2中的下图所示。
焊接头5在靶材本体1内的移动距离可以是0.1～3mm。
上述制作过程中，可采用搅拌摩擦焊或电子束焊接的方式进行焊接接合。
实施例3
本实施例具体介绍本发明的靶材组件的另一种结构、制作过程和相应的产品。
靶材组件的结构如图3中的上图所示，包括如实施例1介绍的溅射靶材、设置在环形凸部2背面的背板环3、设置在环形凸部2正面的正面环4。
背板环3的外侧面与环形凸部2的外侧面齐平。
背板环3背面与靶材本体1背面齐平。
背板环3的内侧面与靶材本体1位于环形凸部2背后的外侧面相适配。
溅射靶材的材质可以为纯铝、铝铜合金、铝硅合金、铜硅铝合金中的任意一种。
背板环3的材质可以为A5000系列铝、A6000系列铝、A2000系列铝中的任意一种。
正面环4的外侧面与环形凸部2的外侧面齐平。
靶材本体1的正面与正面环4的正面齐平，或靶材本体1的正面相对于正面环4的正面凸出。
正面环4的内侧面与靶材本体1位于环形凸部2前面的外侧面相适配。
正面环4的材质可与背板环3的材质相同。
本实施例的靶材组件制作过程如图3中的上图所示，将环形凸部2与背板环3、正面环4进行焊接接合，焊接头5自背板环3背面靠近外侧面插入直至接触或伸入正面环4，焊接过程中焊接头5逐渐向背板环3内侧面移动，在焊接头5与靶材本体1接触后，继续向靶材本体1移动同时逐渐减小焊接头5的插入深度。焊接完成后，进行适应性切削，即可得到可用于溅射的靶材组件产品，如图3中的下图所示。
焊接头5在靶材本体1内的移动距离可以是0.1～3mm。
上述制作过程中，可采用搅拌摩擦焊或电子束焊接的方式进行焊接接合。
此外应理解，在阅读了本发明的上述描述内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种溅射靶材，其特征在于，包括靶材本体(1)；
靶材本体(1)侧面外凸形成环形凸部(2)；
靶材本体(1)的正面相对于环形凸部(2)的正面凸出，靶材本体(1)的背面相对于环形凸部(2)的背面凸出。
2.一种靶材组件，其特征在于，包括权利要求1所述的溅射靶材和设置在环形凸部(2)背面的背板环(3)。
3.根据权利要求2所述的靶材组件，其特征在于，背板环(3)的外侧面与环形凸部(2)的外侧面齐平；
背板环(3)背面与靶材本体(1)背面齐平；
背板环(3)的内侧面与靶材本体(1)位于环形凸部(2)背后的外侧面相适配。
4.根据权利要求2或3所述的靶材组件，其特征在于，所述靶材组件还包括设置在环形凸部(2)正面的正面环(4)。
5.根据权利要求4所述的靶材组件，其特征在于，正面环(4)的外侧面与环形凸部(2)的外侧面齐平；
靶材本体(1)的正面与正面环(4)的正面齐平，或靶材本体(1)的正面相对于正面环(4)的正面凸出；
正面环(4)的内侧面与靶材本体(1)位于环形凸部(2)前面的外侧面相适配。
6.根据权利要求4所述的靶材组件，其特征在于，正面环(4)的材质与背板环(3)的材质相同。
7.根据权利要求2或3所述的靶材组件的制作方法，其特征在于，包括：将环形凸部(2)与背板环(3)进行焊接接合，焊接头自背板环(3)背面靠近外侧面插入直至接触或伸入环形凸部(2)，焊接过程中焊接头逐渐向背板环(3)内侧面移动。
8.根据权利要求4～6任一权利要求所述的靶材组件的制作方法，其特征在于，包括：将环形凸部(2)与背板环(3)、正面环(4)进行焊接接合，焊接头自背板环(3)背面靠近外侧面插入直至接触或伸入正面环(4)，焊接过程中焊接头逐渐向背板环(3)内侧面移动。
9.根据权利要求7或8所述的靶材组件的制作方法，其特征在于，采用搅拌摩擦焊或电子束焊接的方式进行焊接接合。
10.根据权利要求7或8所述的靶材组件的制作方法，其特征在于，焊接过程中焊接头逐渐向背板环(3)内侧面移动至与靶材本体(1)接触后，继续向靶材本体(1)移动同时逐渐减小焊接头的插入深度。
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