示意圖見圖7所示。根據(jù)上述條件下制備的鋁靶材，焊合率可以達(dá)到98%以上，焊接強(qiáng)度達(dá)到40Mpa以上，滿足鋁鋁靶材在大功率濺射條件下的使用要求。
[0039]實(shí)施例一高純Al與銅鉻合金背板的熱等靜壓焊接
[0040]高純Al (99.9995% )坯料為靶坯，直徑350mm ;銅鉻合金C18200為背板，直徑450mmo
[0041]按照如下步驟進(jìn)行:
[0042](I)機(jī)加工靶坯與背板。在高純Al靶坯上車出多個(gè)同心環(huán)形凸齒，凸齒寬2mm，高3.5mm,間距 4mmη
[0043](2)機(jī)加工背板。銅鉻背板上車出凹槽，形狀如圖4中的I種凹槽，寬度為2mm，深3mm，間距4mm。凹槽的兩邊側(cè)壁上分別設(shè)置兩條平行于槽底的凹痕211，使背板上的凹槽與靶坯背面凸齒的位置對(duì)應(yīng)且截面面積相等。如圖6所示，在背板正面邊緣出細(xì)齒22，齒形深度0.2mm,間距范圍為0.4mm。
[0044](3)電子束封焊靶坯與背板。將配合好的靶坯與背板放入6061鋁合金包套材料中進(jìn)行真空電子束焊接。抽真空至10_3pa后進(jìn)行包套材料連接處焊封焊形成靶材組件。
[0045](4)將封焊后的靶材組件進(jìn)行熱等靜壓焊接，焊接溫度150°C，加壓至90Mpa，保壓Ih0
[0046](5)將焊接后的組件進(jìn)行加工。首先去除包套材料，然后根據(jù)尺寸要求完成靶材加工。
[0047]焊接性能檢驗(yàn):將冷卻后的擴(kuò)散處理組件進(jìn)行C-Scan掃描，發(fā)現(xiàn)其焊合率多98%。測(cè)試其結(jié)合強(qiáng)度，靶坯與背板結(jié)合強(qiáng)度47.3MPa。結(jié)果表明，采用本發(fā)明所述擴(kuò)散焊接方法所取得的靶材組件焊接性能十分可靠。
[0048]實(shí)施例二高純AlCu4合金(99.9995% )與銅鎳硅鉻合金背板的熱等靜壓焊接
[0049]高純AlCu4合金坯料(99.9995 % )為靶坯，直徑450mm ；背板銅鎳硅鉻合金C18000，直徑 530mm。
[0050]按照如下步驟進(jìn)行:
[0051](I)機(jī)加工靶坯。在高純AlCu4靶坯上車出多個(gè)同心環(huán)形凸齒，凸齒寬2.5mm，高2mm,間距 5mm ο
[0052](2)機(jī)加工背板。銅鉻背板上車出凹槽，形狀如圖4中的III種梯形凹槽，梯形上寬度為2.5mm，底寬4.17mm，深1.5mm，間距5mm。使背板上的凹槽與勒還背面凸齒的位置對(duì)應(yīng)截面面積相等。在背板正面邊緣車出細(xì)齒22，齒形深度0.2mm，間距范圍為0.4mm。
[0053](3)電子束封焊靶坯與背板。將靶坯與背板配合后放入5052鋁合金包套材料中進(jìn)行真空電子束焊接。抽真空至10_3pa后進(jìn)行包套材料連接處封焊形成靶材組件。
[0054](4)將封焊后的靶材組件進(jìn)行熱等靜壓焊接，焊接溫度300°C，加壓至lOOMpa，保壓4ho
[0055](5)將焊接后的組件進(jìn)行加工。首先去除包套材料，然后根據(jù)尺寸要求完成靶材加工。
[0056]焊接性能檢驗(yàn):將冷卻后的擴(kuò)散處理組件進(jìn)行C-Scan掃描，發(fā)現(xiàn)其焊合率彡99%。測(cè)試其結(jié)合強(qiáng)度，靶坯與背板結(jié)合強(qiáng)度>43.5MPa。結(jié)果表明，采用本發(fā)明所述擴(kuò)散焊接方法所取得的靶材組件焊接性能十分可靠。
[0057]對(duì)比例一高純Al與銅鉻合金背板的冷壓焊接
[0058]高純Al (99.9995% )坯料為靶坯，直徑350mm ;銅鉻合金C18200為背板，直徑450mm。按照如下步驟進(jìn)行:
[0059](I)機(jī)加工靶坯與背板。在高純Al靶坯上車出多個(gè)同心環(huán)形凸齒，凸齒寬2mm，高3.5mm,間距 4mmη
[0060](2)機(jī)加工背板。銅鉻背板上車出凹槽，形狀如圖4中的I種凹槽，寬度為2mm，深3mm，間距4mm。凹槽的兩邊側(cè)壁上分別設(shè)置兩條平行于槽底的凹痕211，使背板上的凹槽與靶坯背面凸齒的位置對(duì)應(yīng)且截面面積相等。在背板正面邊緣出細(xì)齒22，齒形深度0.2mm，間距范圍為0.4mm。
[0061](3)將封焊后的靶材組件進(jìn)行冷壓焊接，加壓至90Mpa，保壓lh。
[0062](4)將焊接后的組件進(jìn)行加工。首先去除包套材料，然后根據(jù)尺寸要求完成靶材加工。
[0063]焊接性能檢驗(yàn):將冷卻后的擴(kuò)散處理組件進(jìn)行C-Scan掃描，發(fā)現(xiàn)其焊合率為95%。測(cè)試其結(jié)合強(qiáng)度，靶坯與背板結(jié)合強(qiáng)度10.3MPa。結(jié)果表明，采用冷壓的方式靶材焊接強(qiáng)度偏低。
[0064]對(duì)比例二高純Al與銅鉻合金背板的熱壓焊接
[0065]高純Al (99.9995% )坯料為靶坯，直徑350mm ;銅鉻合金C18200為背板，直徑450mm。按照如下步驟進(jìn)行:
[0066](I)機(jī)加工靶坯與背板。在高純Al靶坯上車出多個(gè)同心環(huán)形凸齒，凸齒寬2mm，高
3.5mm,間距 4mmη
[0067](2)機(jī)加工背板。銅鉻背板上車出凹槽，形狀如圖4中的I種凹槽，寬度為2mm，深3mm，間距4mm。凹槽的兩邊側(cè)壁上分別設(shè)置兩條平行于槽底的凹痕211，使背板上的凹槽與靶坯背面凸齒的位置對(duì)應(yīng)且截面面積相等。在背板正面邊緣出細(xì)齒22，齒形深度0.2mm，間距范圍為0.4mm。
[0068](3)靶坯與背板。將配合好的靶坯與背板真空條件下邊緣封焊，防止焊接面氧化。
[0069](4)將封焊后的靶材組件進(jìn)行熱壓焊接，焊接溫度300°C，加壓至90Mpa，保壓lh。
[0070](5)將焊接后的組件進(jìn)行加工。
[0071]焊接性能檢驗(yàn):將冷卻后的擴(kuò)散處理組件進(jìn)行C-Scan掃描，發(fā)現(xiàn)其焊合率97.2%。測(cè)試其結(jié)合強(qiáng)度，靶坯與背板結(jié)合強(qiáng)度15.2MPa。結(jié)果表明，采用低溫?zé)釅旱囊Ш虾附臃绞剑壤鋲悍绞綇?qiáng)度與焊合率均有升高，但相對(duì)于本發(fā)明中的方法焊接強(qiáng)度與焊合率仍然偏低。
[0072]本發(fā)明雖然已以較佳實(shí)施例公開如上，但其并不是用來(lái)限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出可能的變動(dòng)和修改，因此，凡是未脫離本發(fā)明權(quán)利要求書的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種集成電路封裝材料用鋁合金濺射靶材的焊接方法，其特征在于，該方法包括如下步驟: 1.在鋁靶材焊接面上加工出多個(gè)凸齒，在銅背板焊接面上加工出形狀、位置與該凸齒相對(duì)應(yīng)的多個(gè)凹槽；所述凹槽的兩邊側(cè)壁上分別設(shè)置至少一條平行于槽底的凹痕。 I1.將鋁靶材的各凸齒嵌合在銅背板的各凹槽中； II1.將裝配后的鋁靶材和銅背板放入包套進(jìn)行真空封焊； IV.采用熱等靜壓的方法將鋁靶材與銅背板進(jìn)行焊接，焊接溫度要高于鋁靶材屈服溫度，低于鋁靶材再結(jié)晶溫度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述背板強(qiáng)度與硬度大于鋁及鋁合金靶材。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述鋁靶材為純鋁、鋁硅合金、鋁銅合金或鋁硅銅合金；所述銅背板材料為無(wú)氧銅、銅鉻合金或銅鎳硅鉻合金。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述凸齒每個(gè)為環(huán)型，多個(gè)凸齒呈同心環(huán)形排布。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述凸齒寬為0.5-5_，高度為0.5-5_，排列間距為l-10mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述凸齒的縱截面為矩形，凹槽的縱截面為矩形或梯形，凸齒的截面面積等于凹槽的截面面積。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述凹槽的兩邊側(cè)壁上分別設(shè)置至少一條平行于槽底的凹痕，該凹痕的深度為0.2?1mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟III中的包套材料為鋁合金材料，采用電子束或氬弧焊封焊，該鋁合金材料為純鋁、2系鋁合金、5系鋁合金或6系鋁合金。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述凸齒和凹槽采用車床加工形成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述步驟IV的焊接溫度為1500C _300°C，壓強(qiáng)為50-200MPa，保溫保壓的時(shí)間為0.5_4h。
【專利摘要】一種集成電路封裝材料用鋁合金濺射靶材的焊接方法，包括：在靶材焊接面上加工出一定形狀尺寸的凸齒，在背板上加工出對(duì)應(yīng)的凹槽，將靶材與背板進(jìn)行裝配組合后，放入包套進(jìn)行真空封焊，然后采用熱等靜壓的方法使材料完全填充凹槽，將靶材與背板連接。由于焊接溫度低，可避免鋁合金晶粒長(zhǎng)大，靶材與背板之間焊接強(qiáng)度大，并且靶材整體變形小，有利于后期加工。
【IPC分類】B23K15-06, B23K37-00, B23K9-16
【公開號(hào)】CN104625389
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410808334
【發(fā)明人】羅俊鋒, 李勇軍, 何金江, 王興權(quán), 侯文浩, 廖贊, 楊永剛, 張濤, 王永明
【申請(qǐng)人】有研億金新材料有限公司
【公開日】2015年5月20日
【申請(qǐng)日】2014年12月22日