[发明专利]一种硅靶材与铝合金背板的钎焊方法

说明书

本发明提供一种硅靶材与铝合金背板的钎焊方法，所述钎焊方法分别对硅靶材和铝合金背板进行预处理，得到处理后硅靶材和处理后铝合金背板；之后，处理后硅靶材进行第一超声浸润处理，得到半成品硅靶材；处理后铝合金背板依次经钢刷浸润处理、第二超声浸润处理、涂抹铟焊料处理和第三超声浸润处理，得到半成品铝合金背板；最后，将熔化后的铟焊料放置在半成品铝合金背板的表面后，依次放置铜丝和半成品硅靶材进行扣合组装，得到成品靶材组件。本发明所述的钎焊方法得到的靶材组件抗拉强度高且焊接结合率高，适合大规模工业化推广应用。

技术领域

本发明涉及半导体靶材技术领域，尤其涉及一种硅靶材与铝合金背板的钎焊方法。

背景技术

目前，在半导体工业中，靶材组件是由符合溅射性能的靶材、与靶材结合的背板构成。背板在靶材组件中起支撑作用，并具有传导热量的功效。钎焊是指低于焊件熔点的钎料和焊件同时加热到钎料熔化温度后，利用液态钎料填充固态工件的缝隙使金属连接的焊接方法。焊料流失是影响钎焊质量的一大不利因素，产生的主要原因包括但不限于钎焊温度过高或保温时间过长；钎料安置不当以致未起毛细作用；局部间隙过大等。

CN104588810A公开了一种铝靶材组件的焊接方法，包括：提供铝靶材、铝背板；在铝靶材的待焊接面上形成钎料浸润层或者在铝背板的待焊接面上形成钎料浸润层；将铝背板、形成有钎料浸润层的铝靶材置于真空包套内，铝背板的待焊接面与钎料浸润层接触，或者，将铝靶材、形成有钎料浸润层的铝背板置于真空包套内，铝靶材的待焊接面与钎料浸润层接触；利用热等静压工艺将铝靶材、钎料浸润层、铝背板焊接在一起以形成铝靶材组件；焊接完成后，对真空包套进行冷却，去除真空包套以获得铝靶材组件。实现了铝靶材与铝背板之间的焊接，并且焊接效率较高，形成的铝靶材组件的焊接强度较高、变形量小，能够满足长期稳定生产和使用靶材的需要。

CN113263237A公开了一种高纯硅靶材与铜背板的钎焊方法，所述钎焊方法包括：对所述硅靶材的焊接面进行镀镍处理；在所述焊接面放置焊料以及铜丝，将所述硅靶材与背板装配，加热进行钎焊，加压条件下使焊料充分浸润焊接面，冷却后完成钎焊。所述钎焊方法可以解决硅靶材在钎焊时的开裂现象，提高硅靶材与背板的焊接结合率，降低单个缺陷率。

CN111515484A公开了一种高纯铝靶材的焊接方法，所述方法包括；将高纯铝靶材和背板进行钎焊接，焊接完成后进行冷却；其中，所述高纯铝靶材的焊接面设置有凹槽；所述凹槽内设置有焊料槽；所述背板包括重复利用的背板。通过对靶材焊接面特殊的设计及焊接方式的合理选择，解决了靶材和再次利用的背板进行焊接时的脱焊问题，通过该方法可实现焊接后的焊接率≥99.8％，单个缺陷率≤0.2％。

然而，现有的焊接方法仍存在焊接层厚度较薄，靶材组件抗拉强度低，焊接结合率低等问题。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本发明提供一种硅靶材与铝合金背板的钎焊方法，所述钎焊方法充分考虑硅靶材与铝合金背板的浸润特性，分别采用不同的浸润方法，使得靶材与背板扣合后的焊接面留存足够的焊料，从而保障靶材组件的焊接抗拉强度，提高钎焊合格率。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种硅靶材与铝合金背板的钎焊方法，所述钎焊方法包括如下步骤：

(1)对硅靶材进行第一表面预处理和镀镍处理，得到处理后硅靶材；对铝合金背板进行第二表面预处理，得到处理后铝合金背板；

(2)所述处理后硅靶材在铟焊料存在的条件下，进行第一超声浸润处理，得到半成品硅靶材；所述处理后铝合金背板依次经钢刷浸润处理、第二超声浸润处理、涂抹铟焊料处理和第三超声浸润处理，得到半成品铝合金背板；

(3)将熔化后的铟焊料放置在半成品铝合金背板的表面后，依次放置铜丝和半成品硅靶材进行扣合组装，在半成品硅靶材上放置顶压装置并冷却，得到成品靶材组件。