CN211367708U

CN211367708U - 一种具有凸台结构的背板以及靶材与背板的焊接结构

Info

Publication number: CN211367708U
Application number: CN201921838751.5U
Authority: CN
Inventors: 姚力军; 潘杰; 边逸军; 王学泽; 呼雷
Original assignee: Ningbo Jiangfeng Electronic Material Co Ltd
Current assignee: Ningbo Jiangfeng Electronic Material Co Ltd
Priority date: 2019-10-29
Filing date: 2019-10-29
Publication date: 2020-08-28
Anticipated expiration: 2029-10-29

Abstract

本实用新型提供了一种具有凸台结构的背板以及靶材与背板的焊接结构，所述具有凸台结构的背板焊接面设置有至少两个凸台，通过在背板焊接面设置凸台，利用凸台控制焊接层的厚度与均匀性，克服了常规铺设铜线带来的位移、弯曲等现象，进而可以使靶材焊接层厚度均匀性变的更好，减少靶材焊接缺陷的产生；由于背板是循环利用的，通过在背板焊接面加工出凸台结构，代替了常规的铺设铜线工作，节省了每次铺设铜线的工作，提高了工作效率。

Description

一种具有凸台结构的背板以及靶材与背板的焊接结构

技术领域

本实用新型属于半导体技术领域，涉及一种背板以及靶材与背板的焊接结构，尤其涉及一种具有凸台结构的背板以及靶材与背板的焊接结构。

背景技术

工业应用的多种溅射靶材是由符合溅射要求的靶与背板连接而成的组件，在现有溅射技术下，靶材组件工作条件恶劣，溅射时靶材一侧处于高温真空下，而背板一侧则通以一定压力的冷却水强冷，因此靶材组件两侧形成巨大的温度差和压力差，同时，靶材一侧收高压电场和强磁场中各种离子的轰击，有大量热量产生。因此，靶材制造中对焊接质量有着严格要求，焊接必须具有良好的导热性，能够将溅射产生的热量传导至冷却水；焊缝必须具有一定的强度，否则将导致靶材在受热条件下发生变形、开裂，影响成膜质量甚至对溅射机台造成损伤。

常规的靶材焊接方法包括扩散焊、电子束焊与钎焊。

扩散焊接是相互接触的材料表面，在一定温度、压力作用下相互靠近，局部产生塑性变形，原子间相互扩散，在界面处形成新的扩散层，而实现可靠连接完成的焊接过程，但是，对于铜靶材与铜或铝制材料的背板在温度加热至200℃以上时，焊接表面的氧化非常严重，两种金属接触面原子不能进行有效扩散，难以达到理想的焊接效果。

电子束焊接是利用定向高速和聚焦的电子束轰击置于真空或非真空中的工件，使动能转化为热能而使工件熔化进行焊接的方法，由于电子束较高的能量密度可以使焊缝较窄、深度比较大、焊接应力和变形较小，但电子束焊接形成的溅射靶材的良率较低。

钎焊是在两种待焊接材质(母材)之间填充钎料金属，利用填充的金属熔点比母材低的特点，经加热熔化后钎料形成液态，填充接头间隙并与母材相互扩散而实现连接的焊接方法。钎焊的好坏直接影响靶材使用过程中的降温效果，焊接层厚度不均匀以及焊接缺陷会导致靶材降温不均导致脱焊。因此，如何保证钎焊过程中焊接触厚度均匀，是减少靶材焊接缺陷的关键。

CN 106695145 A公开了一种靶材的焊接方法，所述焊接方法为人工进行的钎焊方法，包括：1)在靶材本体和背板的连接面上设置预定数量的铜丝；2)通过人工操作将靶材本体和背板焊接在一起；3)对连接为一体的所述靶材本体和背板施加第二次压力。然而靶材每次焊接需要根据靶材尺寸进行不同数量的铜丝铺放，增加了焊接作业时间，降低了焊接效率；铜丝外径通常为0.5-1mm，铜丝铺放过程易出现弯曲及折损现象，容易出现局部凸起或刮伤焊接面的情况，出现焊接缺陷；钎焊焊料在焊接过程中呈液体状态，焊接过程中同样容易出现铜丝位移现象，造成钎料分布不均，进而导致焊接层厚度不均匀现象，对靶材整体的焊接粘附及降温效果造成影响。

因此，设置一种新型的靶材背板结构，减少铜丝铺设不均匀带来的焊料厚度不均匀，对于提高钎焊效率、提高焊接质量具有重要的意义。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种具有凸台结构的背板以及靶材与背板的焊接结果。所述具有凸台结构的背板通过在背板焊接区域设置凸台，代替现有技术中通过铺设铜丝进行焊接厚度的控制，克服了铜丝铺设过程中，铜丝易弯曲且不易固定的技术问题，对于提高钎焊效率与焊接质量具有重要的意义。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

第一方面，本实用新型提供了一种具有凸台结构的背板，所述背板焊接面设置有至少两个凸台。

所述凸台的形状优选为具有轴对称结构的形状，包括但不限于长方体形和/或弧形。本实用新型通过在背板焊接面设置凸台，代替了常规的铺设铜线工作，节省了铺设铜线的工作，提高了工作效率；而且凸台与背板为一体结构，不会出现位移、弯曲等现象，进而可以使靶材焊接层厚度均匀性变得更好，减少靶材焊接缺陷的产生。

本实用新型所述设置的方法包括但不限于切削，本领域技术人员可根据背板的具体形状与大小进行合理的选择。

优选地，所述凸台中心对称设置于背板焊接面。

本实用新型所述凸台的数量为至少两个，例如可以是2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、11个、12个、13个、14个或15个。本领域所用背板的形状包括圆形或矩形，背板的焊接区域对应的为圆形或矩形。

本实用新型所述“中心对称”是指，多个凸台围成的形状为中心对称图形，中心对称图形的对称中心与背板焊接区域的对称中心重合。本实用新型通过将凸台中心对称设置于背板焊接面，可以保证背板与靶材均匀接触，且能够使焊料均匀布置于背板与靶材之间，从而保证焊接效果。

优选地，所述凸台的宽度为0.5-1mm，例如可以是0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm或1mm，但不限于所列举的数值，该数值范围内未列举的数值同样适用。

优选地，所述凸台的厚度为0.5-1mm，例如可以是0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm或1mm，但不限于所列举的数值，该数值范围内未列举的数值同样适用。

本实用新型所述凸台的长度可根据靶材的大小进行合理地设置，在此不在做过多限定。

优选地，所述背板焊接面设置的凸台的厚度相同。通过使凸台的厚度相同，保证凸台能够与靶材充分接触，从而使靶材与背板之间的距离各处一致，保证焊料在背板与靶材之间均匀分布。

优选地，所述具有凸台结构的背板形状包括圆形和/或矩形。

优选地，所述具有凸台结构的背板材质包括金属或合金。

所述背板包括金属背板或合金背板，示例性的，所述背板包括铜背板、铝背板、CuZn合金背板、CuCr合金背板或铝合金背板中的任意一种。所述凸台为背板通过机械加工得到的凸台，凸台的材质与背板的材质一致。

第二方面，本实用新型提供了一种靶材与背板的焊接结构，所述靶材与背板的焊接结构包括靶材与第一方面所述的具有凸台结构的背板，所述具有凸台结构的背板通过条形凸台与靶材的焊接面连接。

优选地，所述靶材的材质包括金属或合金。

所述金属靶材包括镍靶材、钛靶材、锌靶材、铬靶材、镁靶材、铌靶材、锡靶材、铝靶材、铟靶材、铁靶材、锆靶材、铜靶材、钽靶材、锗靶材、铟靶材、钴靶材、金靶材、轧靶材、镧靶材、钇靶材、铈靶材、钼靶材或钨靶材中的任意一种或至少两种的组合。

所述合金靶材包括铁钴靶材、铝硅靶材、铬硅靶材、锌铝靶材、钛锌靶材、钛铝靶材、钛锆靶材、钛镍靶材、镍铬靶材、镍铝靶材或镍铁靶材中的任意一种或至少两种的组合。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型通过在背板焊接面设置凸台，利用凸台控制焊接层的厚度与均匀性，克服了常规铺设铜线带来的位移、弯曲等现象，进而可以使靶材焊接层厚度均匀性变的更好，减少靶材焊接缺陷的产生；

(2)由于背板是循环利用的，通过在背板焊接面加工出凸台结构，代替了常规的铺设铜线工作，节省了每次铺设铜线的工作，提高了工作效率；

(3)本实用新型提供的靶材与背板的焊接结构通过选择具有凸台结构的背板，能够使钎焊焊料均匀分布与靶材与背板之间，从而提高了焊层厚度的均一性。

附图说明

图1为实施例1提供的具有凸台结构的背板的结构示意图；

图2为实施例2提供的具有凸台结构的背板的结构示意图；

图3为实施例3提供的具有凸台结构的背板的结构示意图；

图4为实施例4提供的具有凸台结构的背板的结构示意图；

图5为实施例5提供的具有凸台结构的背板的结构示意图；

图6为实施例6提供的具有凸台结构的背板的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

实施例1

本实施例提供了一种具有凸台结构的圆形铜背板，结构示意图如图1所示，所述具有凸台结构的圆形铜背板在背板焊接区域内设置有4个条形凸台。

4个条形凸台组成“十”字形状，“十”字形状的中心与背板焊接区域的对称中心重合；4个条形凸台的厚度相等，其条状凸台的宽度可在0.5-1mm范围内选择，条状凸台的厚度可在0.5-1mm范围内进行选择。

实施例2

本实施例提供了一种具有凸台结构的圆形铝背板，结构示意图如图2所示，所述具有凸台结构的圆形铝背板在背板焊接区域内设置有6个条形凸台。

6个条形凸台组成“米”字形状，“米”字形状的中心与背板焊接区域的对称中心重合；6个条形凸台的厚度相等，其条状凸台的宽度可在0.5-1mm范围内选择，条状凸台的厚度可在0.5-1mm范围内进行选择。

实施例3

本实施例提供了一种具有凸台结构的圆形CuZn合金背板，结构示意图如图3所示，所述具有凸台结构的圆形CuZn合金背板在背板焊接区域内设置有2个弧形凸台。

2个弧形凸台围成的中心对称图形的对称中心与背板焊接区域的对称中心重合；2个弧形凸台的厚度相等，其弧形凸台的宽度可在0.5-1mm范围内选择，弧形凸台的厚度可在0.5-1mm范围内进行选择。

实施例4

本实施例提供了一种具有凸台结构的矩形CuCr合金背板，结构示意图如图4所示，具有凸台结构的矩形CuCr合金背板在背板焊接区域设置有2个条形凸台，条形凸台的长轴方向与矩形CuCr合金背板的长轴方向垂直。

2个条形凸台的对称中心与背板焊接区域的对称中心重合；2个条形凸台的厚度相等，其条状凸台的宽度可在0.5-1mm范围内选择，条状凸台的厚度可在0.5-1mm范围内进行选择。

实施例5

本实施例提供了一种具有凸台结构的矩形铜背板，结构示意图如图5所示，具有凸台结构的矩形铜背板在背板焊接区域设置有7个条形凸台，条形凸台的长轴方向与矩形铜背板的长轴方向垂直。

7个条形凸台组成的中心对称图形的对称中心与背板焊接区域的对称中心重合；7个条形凸台的厚度相等，其条状凸台的宽度可在0.5-1mm范围内选择，条状凸台的厚度可在0.5-1mm范围内进行选择。

实施例6

本实施例提供了一种具有凸台结构的矩形铜背板，结构示意图如图6所示，具有凸台结构的矩形铜背板在背板焊接区域设置有4个条形凸台；2个条形凸台的长轴方向与矩形铜背板的长轴方向垂直，另外两个条形凸台的长轴方向与矩形铜背板的长轴方向平行。

4个条形凸台组成的中心对称图形的对称中心与背板焊接区域的对称中心重合；4个条形凸台的厚度相等，其条状凸台的宽度可在0.5-1mm范围内选择，条状凸台的厚度可在0.5-1mm范围内进行选择。

本实用新型通过在背板焊接面设置凸台，利用凸台控制焊接层的厚度与均匀性，克服了常规铺设铜线带来的位移、弯曲等现象，进而可以使靶材焊接层厚度均匀性变的更好，减少靶材焊接缺陷的产生；由于背板是循环利用的，通过在背板焊接面加工出凸台结构，代替了常规的铺设铜线工作，节省了每次铺设铜线的工作，提高了工作效率；而且本实用新型提供的靶材与背板的焊接结构通过选择具有凸台结构的背板，能够使钎焊焊料均匀分布与靶材与背板之间，从而提高了焊层厚度的均一性。

申请人声明，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。

Claims

1.一种具有凸台结构的背板，其特征在于，所述具有凸台结构的背板焊接面设置有至少两个凸台。

2.根据权利要求1所述的具有凸台结构的背板，其特征在于，所述凸台中心对称设置于背板焊接面。

3.根据权利要求1所述的具有凸台结构的背板，其特征在于，所述凸台的宽度为0.5-1mm。

4.根据权利要求3所述的具有凸台结构的背板，其特征在于，所述凸台的厚度为0.5-1mm。

5.根据权利要求4所述的具有凸台结构的背板，其特征在于，所述背板焊接面设置的凸台的厚度相同。

6.根据权利要求1所述的具有凸台结构的背板，其特征在于，所述具有凸台结构的背板形状包括圆形和/或矩形。

7.根据权利要求1所述的具有凸台结构的背板，其特征在于，所述具有凸台结构的背板材质包括金属或合金。

8.一种靶材与背板的焊接结构，其特征在于，所述靶材与背板的焊接结构包括靶材与权利要求1-7任一项所述的具有凸台结构的背板，所述具有凸台结构的背板通过条形凸台与靶材的焊接面连接。

9.根据权利要求8所述的一种靶材与背板的焊接结构，其特征在于，所述靶材的材质包括金属或合金。