靶材與背板的焊接方法技術

一種靶材與背板的焊接方法，包括：提供靶材與背板；在所述靶材和背板的焊接面添加焊料，并將所述靶材與所述背板配合；將配合后的所述靶材和背板放置于線圈中；向所述線圈施加電流，對所述配合后的靶材和背板進行感應加熱，焊接成靶材組件；冷卻所述靶材組件。本發明專利技術能對靶材、背板以及焊料快速加熱以完成靶材與背板的釬焊形成靶材組件，從而能夠提高生產效率，實現對所述靶材組件的大批量生產。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及半導體制造領域，特別涉及一種靶材與背板的焊接方法。
技術介紹
在半導體工業中，靶材組件是由符合濺射性能的靶材和與所述靶材結合、具有一定強度的背板構成。背板可以在所述靶材組件裝配至濺射機臺中起到支撐作用，并具有傳導熱量的功效。大規模集成電路制造中常使用鋁靶材進行物理氣相沉積法(PVD)鍍膜以形成阻擋層，鋁靶材在濺射過程中使用磁控濺射，通常使用強度較高、并且導熱、導電性高的銅材料作為背板材料，但是必須將鋁靶材和背板材料焊接在一起才能加工成半導體工業所使用的靶材組件，使其既可以可靠地安裝在濺射機臺上，同時又可以在磁場、電場作用下有效控制進行濺射。釬焊方法為高純鋁或鋁合金與銅或銅合金焊接常用的方法，其原理是利用熔點比母材低的填充金屬(稱為釬料或焊料)，經加熱熔化后，利用液態釬料潤濕母材，填充接頭間隙并與母材相互擴散，實現連接的焊接方法。圖1至圖3為現有技術中靶材與背板的釬焊示意圖。參閱圖1，提供用于構成靶材組件的工件，所述工件包括靶材102與背板101，將所述工件放在加熱板104上(可以將靶材102與背板101分別放置于加熱板104上進行預熱，也可以將靶材102與背板101配合后放置于加熱板104上進行預熱)，達到一定溫度后，在靶材102與背板101的焊接面上添加焊料103。參閱圖2，待所述焊料103熔化后，將靶材102與背板101配合，并在一定的壓力下，保持一段時間，將靶材102與背板101焊接在一起形成靶材組件。參閱圖3，圖3中示出了經過冷卻后完成焊接的靶材組件，其包括靶材102與背板101，圖中的粗線條表示熔化后的焊料103’將靶材102與背板101焊接起來。但是，現有技術中通常采用加熱板來對工件以及焊料加熱進行釬焊的方式，由于作為熱源的加熱板使工件以及焊料的升溫速度較慢，難以實現靶材組件的大批量生產。關于釬焊的相關技術，可參考申請號為200610146033.2的中國專利申請，該專利公開了一種適用于大面積異種金屬焊接的釬焊方法。
技術實現思路
本專利技術要解決的問題是現有技術中靶材與背板的釬焊速度較慢，從而難以實現大批量的生產。為解決上述問題，本專利技術提供一種靶材與背板的焊接方法，包括：提供靶材與背板；在所述靶材和背板的焊接面添加焊料，并將所述靶材與所述背板配合；將配合后的所述靶材和背板放置于線圈中；向所述線圈施加電流，對所述配合后的靶材和背板進行感應加熱，焊接成靶材組-->件；冷卻所述靶材組件。可選的，所述靶材與背板的焊接方法還包括：在添加焊料前，對靶材和背板的焊接面進行打磨并清洗。可選的，所述感應加熱的時間為5～20分鐘。可選的，向所述線圈施加的電流的大小為100～2000A，頻率為100～250KHz。可選的，所述靶材與背板的焊接方法還包括：在對所述配合后的靶材和背板進行感應加熱后，冷卻所述靶材組件前，對所述靶材和背板施以壓力。可選的，所述施以壓力的時間為5～15分鐘，所述壓力對所述靶材和背板的焊接面產生的壓強為0～1MPa。可選的，所述冷卻所述靶材組件具體為：通入冷卻液對所述靶材組件進行冷卻。可選的，所述靶材的材料為鋁或鋁合金。可選的，所述背板的材料為銅、銅合金、鋁或者鋁合金。可選的，所述焊料的材料為錫。與現有技術相比，本專利技術具有以下優點：通過感應加熱的方式對靶材、背板以及焊料快速加熱，熔化焊料完成靶材與背板的釬焊，形成靶材組件，從而能夠大大提高生產效率，實現對所述靶材組件的大批量生產。附圖說明圖1至圖3是現有技術中靶材與背板的釬焊示意圖；圖4是本專利技術提供的靶材與背板的焊接方法的流程示意圖；圖5至圖7是本專利技術提供的靶材與背板的焊接方法的實施例示意圖。具體實施方式為使本專利技術的上述目的、特征和優點能夠更為明顯易懂，下面結合附圖對本專利技術的具體實施方式做詳細的說明。在以下描述中闡述了具體細節以便于充分理解本專利技術。但是本專利技術能夠以多種不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本專利技術內涵的情況下做類似推廣。因此本專利技術不受下面公開的具體實施方式的限制。如
技術介紹
中所述，現有技術中所采用的以加熱板對工件(靶材與背板)以及焊料進行加熱完成釬焊的方式，由于以加熱板作為熱源，工件以及焊料的升溫速度較慢，從而生產效率較低，難以實現靶材組件的大批量生產。為解決上述問題，本專利技術提供了一種靶材與背板的焊接方法。圖4是本專利技術提供的靶材與背板的焊接方法的流程示意圖。參閱圖4，所述靶材與背板的焊接方法包括：步驟S101，提供靶材與背板；步驟S102，在所述靶材和背板的焊接面添加焊料，并將所述靶材與所述背板配合；步驟S103，將配合后的所述靶材和背板放置于線圈中；步驟S104，向所述線圈施加電流，對所述配合后的靶材和背板進行感應加熱，焊接-->成靶材組件；步驟S105，冷卻所述靶材組件。下面以實施例對上述靶材與背板的焊接方法作詳細說明。圖5至圖7是本專利技術提供的靶材與背板的焊接方法的實施例示意圖。結合圖4和圖5，執行步驟S101，提供靶材202與背板201。具體地，提供的靶材202，其形狀根據應用環境、濺射設備的實際要求，可以為圓形、矩形、環形、圓錐形或其他類似形狀(包括規則形狀和不規則形狀)中的任一種，其材料可為鋁、鋁合金、銅、銅合金等金屬。本實施例中，所述靶材202的形狀優選為圓形(圖5為剖面圖)，其材料優選為鋁或鋁合金。而背板201的形狀由濺射設備決定，材料可根據具體需要選擇，一般可采用銅、銅合金、鋁或者鋁合金等材料，本實施例中優選為銅或銅合金。仍然參閱圖4和圖5，執行步驟S102，在所述靶材202和背板201的焊接面添加焊料203，并將所述靶材202與所述背板201配合。具體實施時，可先在所述背板201的焊接面添加焊料203，所述焊料203覆蓋所述背板201的焊接面的表面，再將所述靶材202與所述背板201配合，所述靶材202的焊接面覆蓋所述焊料203。在其他實施例中，也可以在所述靶材202的焊接面添加焊料203或是同時在所述靶材202的焊接面以及背板201的焊接面添加焊料203。本實施例中，所述焊料203的材料為錫。需要說明的是，圖5中所示的背板201具有與所述靶材202的形狀配合的凹槽，可以在所述凹槽內添加焊料203，然后再將所述靶材202與所述背板201配合，這樣一方面可以保證后續步驟中焊料203熔化后不至于溢出所述靶材202和背板201的焊接面，另一方面，所述靶材202與所述背板201這樣一種配合結構也可以保證焊接的質量。在其他實施例中，所述背板201也可以不具有所述凹槽，而為平面。另外，在執行步驟S102前，還可以包括如下步驟：在添加焊料203前，對靶材202和背板201的焊接面進行打磨并清洗。具體地，可以用砂紙對所述靶材202和背板201的焊接面進行全面打磨，以去除其表面的氧化層，降低所述靶材202和背板201的焊接面的表面粗糙度，使后續的步驟中能取得更好的焊接效果。然后，以有機溶劑對打磨之后的焊接面進行清洗，所述有機溶劑可以是異丁醇(IBA)、異丙醇(IPA)或混丙醇(IPB)中的任一種，本實施例中優選為IPA。結合圖4和圖6，執行步驟S103，將配合后的所述靶材202和背板201放置于線圈21中。具體地，提供一感應加熱裝置，所述感應加熱裝置具有收裝被加熱物品用的加熱室22，所述本文檔來自技高網...

【技術保護點】
１．一種靶材與背板的焊接方法，其特征在于，包括：提供靶材與背板；在所述靶材和背板的焊接面添加焊料，并將所述靶材與所述背板配合；將配合后的所述靶材和背板放置于線圈中；向所述線圈施加電流，對所述配合后的靶材和背板進行感應加熱，焊接成靶材組件；冷卻所述靶材組件。

【技術特征摘要】
1.一種靶材與背板的焊接方法，其特征在于，包括：提供靶材與背板；在所述靶材和背板的焊接面添加焊料，并將所述靶材與所述背板配合；將配合后的所述靶材和背板放置于線圈中；向所述線圈施加電流，對所述配合后的靶材和背板進行感應加熱，焊接成靶材組件；冷卻所述靶材組件。2.根據權利要求1所述的靶材與背板的焊接方法，其特征在于，還包括：在添加焊料前，對靶材和背板的焊接面進行打磨并清洗。3.根據權利要求1所述的靶材與背板的焊接方法，其特征在于，所述感應加熱的時間為5～20分鐘。4.根據權利要求1所述的靶材與背板的焊接方法，其特征在于，向所述線圈施加的電流的大小為100～2000A，頻率為100～250KHz。5.根據權利要求1所述的靶材與背板的焊接方法，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：姚力軍，潘杰，王學澤，陳勇軍，
申請(專利權)人：寧波江豐電子材料有限公司，
類型：發明
國別省市：97