[发明专利]一种高纯铜系靶材的焊接方法

说明书

本发明提供一种高纯铜系靶材的焊接方法，所述方法包括以下步骤：(1)将铜靶坯加工成台阶状，台阶厚度与铜背板槽深度一致，对铜背板焊接面进行车削螺纹处理；(2)将加工后的所述铜靶坯以及铜背板进行清洗和干燥处理；(3)将所述铜靶坯以及铜背板进行装配，并依次进行电子束焊接以及热等静压焊接。所述焊接方法简化了焊接流程，降低成本，简化操作，同时保证了焊接质量。

技术领域

本发明属于靶材制造领域，涉及一种靶材的焊接方法，尤其涉及一种高纯铜系靶材的焊接方法。

背景技术

热等静压(Hot Isostatic Pressing,HIP)：一种集高温、高压于一体的工艺生产技术，通过密闭容器中的高压惰性气体或氮气为传压介质，在高温下利用各项均等的静压力对被加工件进行压制的工艺方法。该法常用于粉末烧结、材料致密化、扩散焊接等。该法优点在于集热压和等静压的优点于一身。其缺点是设备昂贵，生产率低。

电子束焊接(Electron Beam Welding，EB)：电子束焊是指利用加速和聚焦的电子束轰击置于真空或非真空中的焊接面，使被焊工件熔化实现焊接。其优点是不用焊条、不易氧化、工艺重复性好及热变形量小，因此真空电子束焊广泛应用于航空航天、原子能、国防及军工、汽车和电子仪器等众多行业。

随着集成电路的发展，金属互连线宽度越来越细，互连线的RC延时成为影响电路速度的主要问题，铜布线代替铝布线是集成电路布线纳米尺度化的必然趋势。但是由于高端制程对超纯铜及铜合金靶材的晶粒、晶向要求极为苛刻，因此铜及铜合金靶材焊接成为靶材制造过程中的一大难题。

现有常规铜靶是采用的靶坯与背板先热等静压焊接，再电子束焊接的方式生产。因此在靶材生产过程中有许多繁琐的工序，在热等静压前需对靶材焊包套，随后进行脱气之后才能进行热等静压，热等静压结束后还需去包套处理。

CN111136396A公开了一种铜靶材与背板的扩散焊接方法，所述扩散焊接方法包括如下步骤：(1)准备铜靶材、带有凹槽的背板和垫块，其中所述铜靶材和垫块的面积均与背板凹槽的底面积相等；(2)依次将步骤(1)所述铜靶材、垫块放入背板的凹槽内，完成装配处理，然后再将整体放入包套内；(3)将步骤(2)得到的包套封口后进行脱气处理；(4)将步骤(3)脱气后的包套进行热等静压焊接，然后去除包套和所述垫块，完成所述铜靶材与背板的扩散焊接。

CN105014171A公开了一种钨/铜的电子束钎焊快速连接方法，通过以下步骤实现：母材和钎料表面预处理，清除待焊表面的油污、杂质以及氧化膜；钎料置于母材之间，利用夹具固定，放入电子束装置中，设定参数并钎焊；通过红外热像仪和红外测温仪监测钨表面温度；通过热电偶监测Cu合金的块体温度铜合金块体温度；焊接完毕，快速冷却至室温，取出焊接试样，然后放入真空退火炉中，进行退火处理。

发明内容

为解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种高纯铜系靶材的焊接方法，所述焊接方法简化了焊接流程，降低成本，简化操作，同时保证了焊接质量。

为达到上述技术效果，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种高纯铜系靶材的焊接方法，所述方法包括以下步骤：

(1)将铜靶坯加工成台阶状，台阶厚度与铜背板槽深度一致，对铜背板焊接面进行车削螺纹处理；

(2)将加工后的所述铜靶坯以及铜背板进行清洗和干燥处理；

(3)将所述铜靶坯以及铜背板进行装配，并依次进行电子束焊接以及热等静压焊接。

现有常规铜靶焊接工艺主要采用靶坯与背板先热等静压焊接，再电子束焊接的方式生产。本发明中，将铜靶坯加工成台阶状，且台阶厚度与铜背板槽深度一致，进行三道次电子束焊接，保证了电子束焊接效果，且先电子束焊接后无需做包套，可直接进行热等静压焊接，省去了包套焊接及包套脱气工序，极大地降低了生产成本，且提升了生产效率，避免因包套造成的靶坯晶粒异常。