[发明专利]用于溅射用旋转靶的接合组合物和使用其的旋转靶接合方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于溅射用旋转靶的接合组合物(bonding composition)和使用其的接合方法。更具体地，本发明涉及包括特定比例的容易得到且便宜的组分以将靶接合到背管(背衬管，backing tube)的外周表面的用于溅射用旋转靶的接合组合物和使用该组合物的接合方法。

背景技术

溅射通常是指用于将靶材料以膜的形式附着到工件表面上的技术。这种溅射用于通过在高真空下蒸发固体以形成薄膜或厚膜而在基底材料例如陶瓷或半导体材料上形成电子电路。

具体地，溅射是这样的方法：其中在真空下引入惰性气体(主要是氩(Ar)气)的同时，在基材和靶(待附着的材料，例如Cr或Ti)之间施加直流电压以使惰性气体电离并且使该电离的惰性气体与靶碰撞以在基材上形成膜形式的靶材料。当将少量O₂或N₂气体与氩气一起引入时，可以进行反应性溅射(例如ITO或TiN溅射)。

溅射是用于对待涂覆的材料进行镀敷(覆盖，plate)而不暴露于液体或热的气体的干式镀敷工艺。因此，溅射适合用于在由不同的基础材料(例如，树脂、玻璃和陶瓷材料)制成的板和模制品上形成电极、屏蔽物和掩体。

另一方面，旋转靶在用于镀敷处理例如形成涂层或薄膜的溅射系统中用作用于施加高电压的电极。这种溅射用旋转靶由圆柱形背管和结合到背管的外周表面的圆柱形靶组成。该靶通过铟的熔化接合而整体接合到背管的外周表面。

铟是周期表的第13族(硼族)的稀有金属元素。铟具有明亮的、银白色的光泽，并且在1863年由Ferdinand Reich和Theodor Richter在他们研究锌矿样品时发现。占优势的靛蓝色的光谱线的存在建议了该名称。

铟具有在熔化时附着到(润湿)清洁的玻璃和其它表面的不平常的性质。这使其对于在玻璃、金属、石英、陶瓷和大理石之间产生气密密封是有价值的。铟用于涂覆航空器发动机轴承，因为其改善耐腐蚀性并且使表面能够保持更粘着的油膜。

在溅射用旋转靶的构造中用于将圆柱形靶接合到背管的外周表面的铟是高价格的稀有金属。因此，在溅射用旋转靶的制造中使用铟涉及制造成本的增加。

此外，铟的稀有性使其市场价格非常不稳定，导致供需方面的问题。

发明内容

在努力解决现有技术的问题的过程中，已经实现了本发明，并且本发明的一个目标是提供用于溅射用旋转靶的接合组合物，其使用特定混合比例的两种或更多种容易得到且便宜的金属作为铟的代替物以将靶熔体接合(melt bond)到背管的外周表面，对旋转靶的制造成本的减少以及材料的稳定的供需做贡献。

本发明的另一目标是提供使用该接合组合物的接合方法。

根据本发明的一个方面，提供用于将溅射用旋转靶的圆柱形靶接合到圆柱形背管的外周表面的组合物，该旋转靶能旋转地安装在溅射用腔室中以在通过驱动马达旋转的同时施加高的电压，其中该组合物包括50到54重量%的铋(Bi)和46到50重量%的锡(Sn)。

根据本发明的一个方面，提供用于将溅射用旋转靶的圆柱形靶接合到圆柱形背管的外周表面的组合物，该旋转靶能旋转地安装在溅射用腔室中以在通过驱动马达旋转的同时施加高的电压，其中该组合物包括49到54重量%的铋(Bi)、45到50重量%的锡(Sn)、以及1到6重量%的铟(In)或银(Ag)。

当使用本发明的接合组合物将靶粘附到背管的外周表面时，优选将背管和靶加热到271.3℃或更高，以使该接合组合物熔化。

背管可由钛(Ti)或不锈钢(S/S)制成。当背管由钛(Ti)制成时，靶由选自ITO、AZO和ZNO的陶瓷材料或选自钼(Mo)、钼钛(合金)(MoTi)、钛钨(合金)(TiW)、钼钨(合金)(MoW)和硅(Si)的具有低的热膨胀系数的金属制成。同时，当背管由不锈钢(S/S)制成时，靶由选自钛(Ti)、铝(Al)、铜(Cu)、银(Ag)、铝硅(合金)(AlSi)和铬(Cr)的具有高的热膨胀系数的金属制成。