本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域,尤其涉及靶材組件的制造方法。
背景技術(shù):
濺射技術(shù)是半導(dǎo)體制造領(lǐng)域的常用工藝之一,隨著濺射技術(shù)的日益發(fā)展,濺射靶材在濺射技術(shù)中起到了越來越重要的作用,濺射靶材的質(zhì)量直接影響到了濺射后的成膜質(zhì)量。
在濺射靶材制造領(lǐng)域中,濺射靶材是由符合濺射性能的靶坯、與靶坯通過焊接相結(jié)合的背板構(gòu)成?,F(xiàn)有技術(shù)中,靶坯與背板的焊接方式主要包括釬焊、熱擴(kuò)散焊接和電子束焊接。
其中,電子束焊接是利用定向高速和聚焦的電子束轟擊置于真空或非真空中的工件,使動能轉(zhuǎn)化為熱能而使工件熔化進(jìn)行焊接的方法,由于電子束較高的能量密度可以使焊縫較窄、深寬比較大、焊接應(yīng)力和變形較小,而在半導(dǎo)體濺射領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
但是,現(xiàn)有技術(shù)中電子束焊接形成的濺射靶材的良率較低。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明解決的問題是提供一種靶材組件的制造方法,提高濺射靶材的良率。
為解決上述問題,本發(fā)明提供一種靶材組件的制造方法。包括:提供靶坯和背板,所述靶坯的待焊接面為第一焊接面,所述背板的待焊接面為第二焊接面,其中,與所述第一焊接面相對的表面為靶坯背面,位于所述第一焊接面和靶坯背面之間的表面為靶坯側(cè)面,與所述第二焊接面相對的表面為背板背面,位于所述第二焊接面和背板背面之間的表面為背板側(cè)面,且所述靶坯和背板中的易揮發(fā)金屬含量不相等;將所述第一焊接面和第二焊接面相對設(shè)置并貼合,形成初始靶材組件;轉(zhuǎn)動所述初始靶材組件,并采用電子束對所述靶坯和背板的接觸面邊緣進(jìn)行第一電子束掃描,將所述靶坯焊接至所述 背板上形成靶材組件;完成所述第一電子束掃描后,移動電子束或靶材組件,使電子束投射至易揮發(fā)金屬含量較低的靶坯側(cè)面或背板側(cè)面;關(guān)閉電子束束流。
可選的,所述靶坯中的易揮發(fā)金屬含量小于所述背板中的易揮發(fā)金屬含量;移動電子束的步驟中,在垂直于所述靶坯和背板的接觸面的方向上,從所述靶坯和背板的接觸面處沿靶坯側(cè)面移動電子束。
可選的,移動電子束的步驟中,使電子束從接觸面移動預(yù)設(shè)距離,所述預(yù)設(shè)距離為3毫米至8毫米。
可選的,所述背板中的易揮發(fā)金屬含量小于所述靶坯中的易揮發(fā)金屬含量;移動電子束的步驟中,在垂直于所述靶坯和背板的接觸面的方向上,從所述靶坯和背板的接觸面處沿背板側(cè)面移動電子束。
可選的,移動電子束或靶材組件的步驟中,所述靶材組件或電子束的移動速度為2毫米每秒至3毫米每秒。
可選的,所述背板的材料為鋁或鋁合金;所述靶坯的材料為鋁或鋁合金;所述易揮發(fā)金屬為鎂或鈉。
可選的,轉(zhuǎn)動所述初始靶材組件,進(jìn)行第一電子束掃描的步驟中,所述初始靶材組件轉(zhuǎn)動圈數(shù)為一圈至五圈。
可選的,第一電子束掃描步驟中,所述電子束掃描的滲透深度為10毫米至30毫米。
可選的,移動電子束或靶材組件的步驟包括:對所述靶坯側(cè)面或背板側(cè)面進(jìn)行第二電子束掃描。
可選的,所述第一電子束掃描和第二電子束掃描的工藝參數(shù)設(shè)定相同。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn):
本發(fā)明采用電子束對所述靶坯和背板的接觸面邊緣進(jìn)行第一電子束掃描,在電子束焊接時,定向高速和聚焦的電子束轟擊所述靶坯和背板的接觸面邊緣,使動能轉(zhuǎn)化為熱能而使接觸面邊緣處部分深度的靶坯和背板發(fā)生熔化,形成熔池;完成所述第一電子束掃描后,移動電子束或靶材組件,使電 子束投射至易揮發(fā)金屬含量較低的靶坯側(cè)面或背板側(cè)面,最后再關(guān)閉電子束束流。由于所述接觸面邊緣處并非為電子束收尾位置(即電子束束流關(guān)閉的位置),可以避免因熔池底部金屬揮發(fā)而形成的氣孔缺陷;在電子束焊接收尾過程中逐漸向靶坯或背板的表面移動,從而可以減少在所述接觸面邊緣處形成收尾缺陷的問題,進(jìn)而提高了所述接觸面邊緣處的焊接強(qiáng)度;且易揮發(fā)金屬含量越低時,收尾缺陷的深度越淺,通過使電子束投射至易揮發(fā)金屬含量較低的靶坯側(cè)面或背板側(cè)面,還可以避免對所述靶坯或背板的質(zhì)量和性能造成不良影響,進(jìn)而提高了濺射靶材的良率。
附圖說明
圖1和圖2是電子束焊接一實施例的原理示意圖;
圖3是本發(fā)明靶材組件的制造方法一實施例的流程示意圖;
圖4至圖8是本發(fā)明靶材組件的制造方法一實施例中各步驟對應(yīng)結(jié)構(gòu)示意圖;
圖9和圖10是本發(fā)明電子束焊接的原理示意圖。
具體實施方式
由背景技術(shù)可知,現(xiàn)有技術(shù)中電子束焊接形成的濺射靶材的良率較低。結(jié)合參考圖1和圖2,示出了電子束焊接一實施例的原理示意圖,分析其原因在于:
在將含較多易揮發(fā)金屬120的第一鋁合金100(如圖1所示)和不含易揮發(fā)金屬的第二鋁合金(圖未示)進(jìn)行電子束焊接時,定向高速和聚焦的電子束轟擊所述第一鋁合金100和第二鋁合金,使動能轉(zhuǎn)化為熱能而使焊接處部分深度的所述第一鋁合金100和第二鋁合金發(fā)生熔化,并在所述第一鋁合金100內(nèi)形成熔池110;隨著溫度的升高,所述第一鋁合金100內(nèi)的易揮發(fā)金屬120容易發(fā)生揮發(fā),且溫度越高,揮發(fā)速度越快,從而導(dǎo)致在焊接處的熔池110底部由于缺少金屬溶液而形成氣孔缺陷130(如圖2所示)。
在電子束焊接收尾過程中(即電子束束流關(guān)閉的過程中),隨著電子束束流不斷減小,熔池110深度也逐漸減小,由于易揮發(fā)金屬120的揮發(fā)形成的 氣孔缺陷130也逐漸向所述第一鋁合金100的表面移動,從而在所述第一鋁合金100內(nèi)至所述第一鋁合金100的表面形成連續(xù)性的收尾缺陷(圖未示),其中,所述收尾缺陷為連續(xù)性的多個氣孔缺陷130。
其中,具有收尾缺陷的區(qū)域的焊接強(qiáng)度會大大下降,即所述第一鋁合金100和第二鋁合金的焊接結(jié)合效果較差,從而導(dǎo)致形成的濺射靶材的良率較低。且易揮發(fā)金屬120的含量越大,在電子束焊接收尾過程中形成的收尾缺陷越嚴(yán)重,從而收尾處焊接強(qiáng)度也越低,形成的濺射靶材的良率也越低。
為了解決上述問題,本發(fā)明提供一種靶材組件的制造方法,包括:提供靶坯和背板,所述靶坯的待焊接面為第一焊接面,所述背板的待焊接面為第二焊接面,其中,與所述第一焊接面相對的表面為靶坯背面,位于所述第一焊接面和靶坯背面之間的表面為靶坯側(cè)面,與所述第二焊接面相對的表面為背板背面,位于所述第二焊接面和背板背面之間的表面為背板側(cè)面,且所述靶坯和背板中的易揮發(fā)金屬含量不相等;將所述第一焊接面和第二焊接面相對設(shè)置并貼合,形成初始靶材組件;轉(zhuǎn)動所述初始靶材組件,并采用電子束對所述靶坯和背板的接觸面邊緣進(jìn)行第一電子束掃描,將所述靶坯焊接至所述背板上形成靶材組件;完成所述第一電子束掃描后,移動電子束或靶材組件,使電子束投射至易揮發(fā)金屬含量較低的靶坯側(cè)面或背板側(cè)面;關(guān)閉電子束束流。
本發(fā)明采用電子束對所述靶坯和背板的接觸面邊緣進(jìn)行第一電子束掃描,在電子束焊接時,定向高速和聚焦的電子束轟擊所述靶坯和背板的接觸面邊緣,使動能轉(zhuǎn)化為熱能而使接觸面邊緣處部分深度的靶坯和背板發(fā)生熔化,形成熔池;完成所述第一電子束掃描后,移動電子束或靶材組件,使電子束投射至易揮發(fā)金屬含量較低的靶坯側(cè)面或背板側(cè)面,最后再關(guān)閉電子束束流。由于所述接觸面邊緣處并非為電子束收尾位置(即電子束束流關(guān)閉的位置),可以避免因熔池底部金屬揮發(fā)而形成的氣孔缺陷;在電子束焊接收尾過程中逐漸向靶坯或背板的表面移動,從而可以減少在所述接觸面邊緣處形成收尾缺陷的問題,進(jìn)而提高了所述接觸面邊緣處的焊接強(qiáng)度;且易揮發(fā)金屬含量越低時,收尾缺陷的深度越淺,通過使電子束投射至易揮發(fā)金屬含量較低的靶坯側(cè)面或背板側(cè)面,還可以避免對所述靶坯或背板的質(zhì)量和性能 造成不良影響,進(jìn)而提高了濺射靶材的良率。
為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂,下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施例做詳細(xì)的說明。
請參考圖3,示出了本發(fā)明靶材組件的制造方法一實施例的流程示意圖,本實施例靶材組件的制造方法包括以下基本步驟:
步驟s1:提供靶坯和背板,所述靶坯的待焊接面為第一焊接面,所述背板的待焊接面為第二焊接面,其中,與所述第一焊接面相對的表面為靶坯背面,位于所述第一焊接面和靶坯背面之間的表面為靶坯側(cè)面,與所述第二焊接面相對的表面為背板背面,位于所述第二焊接面和背板背面之間的表面為背板側(cè)面,且所述靶坯和背板中的易揮發(fā)金屬含量不相等;
步驟s2:將所述第一焊接面和第二焊接面相對設(shè)置并貼合,形成初始靶材組件;
步驟s3:轉(zhuǎn)動所述初始靶材組件,并采用電子束對所述靶坯和背板的接觸面邊緣進(jìn)行第一電子束掃描,將所述靶坯焊接至所述背板上形成靶材組件;
步驟s4:完成所述第一電子束掃描后,移動電子束或靶材組件,使電子束投射至易揮發(fā)金屬含量較低的靶坯側(cè)面或背板側(cè)面;
步驟s5:關(guān)閉電子束束流。
為了更好地說明本發(fā)明實施例的靶材組件的制造方法,下面將結(jié)合參考圖4至圖8,示出了本發(fā)明靶材組件的制造方法一實施例中各步驟對應(yīng)結(jié)構(gòu)示意圖,對本發(fā)明的具體實施例做進(jìn)一步的描述。
結(jié)合參考圖4和圖5,首先執(zhí)行步驟s1,提供靶坯300(如圖4所示)和背板200(如圖5所示),所述靶坯300的待焊接面為第一焊接面301(如圖4所示),所述背板200的待焊接面為第二焊接面201(如圖5所示),其中,與所述第一焊接面301相對的表面為靶坯背面302(如圖4所示),位于所述第一焊接面301和靶坯背面302之間的表面為靶坯側(cè)面303(如圖4所示),與所述第二焊接面201相對的表面為背板背面202,位于所述第二焊接面201和背板背面202之間的表面為背板側(cè)面203,且所述靶坯和背板200中的易揮發(fā)金屬含量不相等。
具體地,所述背板200的尺寸大于所述靶坯300的尺寸,所述背板200的表面包括第一區(qū)域ⅰ背板表面(如圖5所示)和第二區(qū)域ⅱ背板表面(如圖5所示),所述第二區(qū)域ⅱ背板表面的形狀、尺寸與所述靶坯300的第一焊接面301的形狀、尺寸相同,所述第二區(qū)域ⅱ背板表面為第二焊接面201,所述第一區(qū)域ⅰ背板表面為背板200的邊緣區(qū)域。
所述靶坯300的形狀可根據(jù)應(yīng)用環(huán)境以及濺射要求呈圓形、矩形、環(huán)形、圓錐形或其他任意規(guī)則形狀或不規(guī)則形狀。在本實施例中,所述靶坯300的形狀為圓形,所述背板200的形狀也為圓形。
本實施例中,為了提高濺射靶材的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性,所述靶坯300的材料為鋁或鋁合金。
所述背板200在后續(xù)形成的靶材組件中起到支撐作用,且具有傳導(dǎo)熱量的功能。本實施例中,所述背板200的材料為鋁或鋁合金。
所述易揮發(fā)金屬用于提高材料的強(qiáng)度和硬度。本實施例中,所述易揮發(fā)金屬為鎂或鈉。
本實施例中,所述靶坯300中的易揮發(fā)金屬含量小于所述背板200中的易揮發(fā)金屬含量。其中,包括所述靶坯300中的易揮發(fā)金屬含量為零的情況。
在其他實施例中,所述背板中的易揮發(fā)金屬含量小于所述靶坯中的易揮發(fā)金屬含量。其中,包括所述背板中的易揮發(fā)金屬含量為零的情況。
在一個具體實施例中,所述背板200的材料為鋁合金,所述靶坯300的材料為鋁合金,所述背板200中具有易揮發(fā)金屬,所述靶坯300中的易揮發(fā)金屬含量為零,且所述易揮發(fā)金屬為鎂。
參考圖6,然后執(zhí)行步驟s2,將所述第一焊接面301(如圖4所示)和第二焊接面201(如圖5所示)相對設(shè)置并貼合,形成初始靶材組件(未標(biāo)示)。
本實施例中,所述第二區(qū)域ⅱ背板表面(如圖5所示)為第二焊接面201;相應(yīng)的,將所述第一焊接面301和第二焊接面201相對設(shè)置并貼合的步驟中,將所述第一焊接面301與所述第二區(qū)域ⅱ背板表面相對設(shè)置并貼合,并露出所述第一區(qū)域ⅰ背板表面(如圖5所示)。
需要說明的是,形成初始靶材組件后,所述第一焊接面301和第二焊接面201為所述靶坯300和背板200的接觸面(未標(biāo)示);其中,所述第一區(qū)域ⅰ背板表面和第二區(qū)域ⅱ背板表面交界處的接觸面區(qū)域為接觸面邊緣,在后續(xù)進(jìn)行電子束焊接工藝中,所述接觸面邊緣處部分深度的靶坯300和背板200材料發(fā)生熔化,形成熔池并相互擴(kuò)散,熔池經(jīng)冷卻后形成焊縫,從而實現(xiàn)所述靶坯300和背板200的焊接結(jié)合。
參考圖7,接著執(zhí)行步驟s3,轉(zhuǎn)動所述初始靶材組件,并采用電子束420對所述靶坯300(如圖4所示)和背板200(如圖5所示)的接觸面邊緣進(jìn)行第一電子束掃描,將所述靶坯300焊接至所述背板200上形成靶材組件(未標(biāo)示)。
具體地,所述第一電子束掃描的步驟包括:提供電子束爐400,所述電子束爐400內(nèi)設(shè)置有旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)430、電子槍槍室(圖未示)和電子槍410;將所述初始靶材組件安裝至所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)430上;使所述電子束爐400和電子槍槍室達(dá)到預(yù)設(shè)真空度值后,啟動所述電子槍410;對所述電子槍410發(fā)出的電子束420進(jìn)行引束工藝,使所述電子槍410功率調(diào)整至預(yù)設(shè)值;使所述電子束420投射至所述靶坯300和背板200的接觸面邊緣,同時通過所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)430旋轉(zhuǎn)所述初始靶材組件,使所述電子束420對所述旋轉(zhuǎn)接觸面邊緣進(jìn)行掃描以實現(xiàn)焊接。
所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)430用于支撐所述初始靶材組件,并在電子束焊接工藝過程中使所述初始靶材組件發(fā)生旋轉(zhuǎn),從而對所述旋轉(zhuǎn)接觸面邊緣進(jìn)行焊接工藝;所述電子槍410位于所述電子槍槍室內(nèi),所述電子槍410用于在電子束焊接工藝過程中,發(fā)射高能量電子,經(jīng)過對所述初始靶材組件的沖擊后,所述高能量電子的動能轉(zhuǎn)化為所述接觸面邊緣處靶坯300和背板200表面的熱能,從而實現(xiàn)對所述接觸面邊緣處靶坯300和背板200表面的加熱和熔化。
所述電子束爐400是高溫難熔金屬焊接的專用設(shè)備,需在高真空下進(jìn)行。本實施例中,所述電子束爐還包括爐門(圖未示)和真空機(jī)組(圖未示)。
具體地,啟動所述電子槍410的步驟包括:將所述初始靶材組件安裝至所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)430上后,關(guān)閉所述電子束爐的爐門,啟動真空機(jī)組,使電子束爐400和電子槍槍室達(dá)到預(yù)設(shè)真空度值后,啟動所述電子槍410。
需要說明的是,為了防止在后續(xù)電子束焊接工藝的過程中所述靶坯300和背板200發(fā)生氧化,所述電子束爐400需控制較好的真空狀態(tài)。本實施例中,所述電子束爐400的預(yù)設(shè)真空度值小于1e-3pa。
此外,為了使所述電子槍410激發(fā)高能量電子,且所述電子槍槍室的真空度較差時,容易引起所述電子槍410發(fā)出的電子束路徑發(fā)生偏移,因此所述電子槍槍室需控制較好的真空狀態(tài)。本實施例中,所述電子槍槍室的預(yù)設(shè)真空度值小于1e-4pa。
本實施例中,所述電子束420在所述接觸面邊緣處靶坯300和背板200表面產(chǎn)生的熱能對所述靶坯300和背板200具有滲透深度d,也就是說,所述滲透深度d內(nèi)的靶坯300和背板200的材料發(fā)生熔化。
需要說明的是,所述滲透深度d不宜過深,也不宜過淺。如果所述滲透深度d過淺,容易導(dǎo)致所述接觸面邊緣處靶坯300和背板200的熔化效果不佳,從而導(dǎo)致所述靶坯300和背板200的焊接結(jié)合效果降低;如果所述滲透深度d過深時,容易導(dǎo)致過多的靶坯300和背板200材料發(fā)生熔化,甚至導(dǎo)致所述靶坯300和背板200的質(zhì)量下降。為此,本實施例中,所述第一電子束掃描的滲透深度d為10毫米至30毫米。
需要說明的是,一方面,為了在電子束焊接工藝的過程中,充分并均勻地熔化所述接觸面邊緣處靶坯300和背板200的材料,以提高所述靶坯300和背板200的焊接結(jié)合效果,另一方面,為了避免熱能在所述接觸面邊緣處靶坯300和背板200的滲透深度d(如圖7所示)過深而導(dǎo)致靶坯300和背板200的質(zhì)量下降的問題,所述電子束焊接工藝的電子槍410功率預(yù)設(shè)值和初始靶材組件的旋轉(zhuǎn)線速度v(如圖7所示)也需控制在合理范圍內(nèi)。本實施例中,所述電子槍410功率預(yù)設(shè)值為70kw至160kw,所述初始靶材組件的旋轉(zhuǎn)線速度v為5毫米每秒至25毫米每秒。
本實施例中,所述電子槍槍室為固定裝置,需通過所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)430旋轉(zhuǎn)所述初始靶材組件,以實現(xiàn)對所述旋轉(zhuǎn)接觸面邊緣處靶坯300和背板200的焊接結(jié)合。
需要說明的是,為了對所述接觸面邊緣處靶坯300和背板200材料的充 分熔化,在所述第一電子束掃描的過程中,所述初始靶材組件至少轉(zhuǎn)動一圈,否則未熔化區(qū)域的靶坯300和背板200難以實現(xiàn)焊接結(jié)合,從而導(dǎo)致焊接強(qiáng)度的降低,進(jìn)而導(dǎo)致形成的濺射靶材的良率下降;但所述初始靶材組件轉(zhuǎn)動圈數(shù)不宜過多,否則所述接觸面邊緣處靶坯300和背板200被電子束420(如圖7所示)過多次重復(fù)掃描,容易造成過多的靶坯300和背板200材料發(fā)生熔化,甚至導(dǎo)致所述靶坯300和背板200的質(zhì)量下降。為此,本實施例中,在所述第一電子束掃描的過程中,所述初始靶材組件轉(zhuǎn)動圈數(shù)為一圈至五圈。
參考圖8,然后執(zhí)行步驟s4,完成所述第一電子束掃描后,移動電子束420或靶材組件,使電子束420投射至易揮發(fā)金屬含量較低的靶坯側(cè)面303(如圖4所示)或背板側(cè)面203(如圖5所示)。
需要說明的是,易揮發(fā)金屬含量較低指的是:所述靶坯300和背板200的兩者比較。
本實施例中,所述靶坯300中的易揮發(fā)金屬含量小于所述背板200中的易揮發(fā)金屬含量;以移動所述移動電子束420為例,移動所述移動電子束420的步驟包括:在垂直于所述靶坯300和背板200的接觸面的方向上,從所述靶坯300和背板200的接觸面處沿靶坯側(cè)面303移動所述電子束420。
本實施例中,移動所述電子束420的步驟中,使所述電子束420從靶坯300和背板200的接觸面移動預(yù)設(shè)距離l(如圖8所示)。
需要說明的是,所述預(yù)設(shè)距離l不宜過長,也不宜過短。如果所述預(yù)設(shè)距離l過短,即完成所述第一電子束掃描至所述電子束420束流關(guān)閉的時間間隔過短,由于所述背板200中具有易揮發(fā)金屬220(如圖9(a)所示),容易導(dǎo)致在電子束焊接收尾過程中(即電子束420束流關(guān)閉的過程中),在所述背板200內(nèi)至背板200的第二焊接面201(如圖5所示)形成連續(xù)性的第一收尾缺陷231(如圖9(c)所示),且所述預(yù)設(shè)距離l越短,所述第一收尾缺陷231越嚴(yán)重;如果所述預(yù)設(shè)距離l過長,即被所述電子束420掃描的靶坯300的側(cè)面303(如圖4所示)區(qū)域過大,容易對后續(xù)應(yīng)用于濺射工藝的有效靶坯300材料造成不良影響,從而對濺射靶材的性能產(chǎn)生不良影響。為此,本實施例中,所述預(yù)設(shè)距離l長度為3毫米至8毫米。
還需要說明的是,移動所述電子束420(如圖8所示)或靶材組件的過程中,所述靶材組件或電子束420的移動速度vt不宜過快,也不宜過慢。如果所述移動速度vt過慢,容易導(dǎo)致所述電子束420對所述靶坯側(cè)面303(如圖4所示)的滲透深度過深,從而容易導(dǎo)致過多的靶坯側(cè)面303的材料發(fā)生熔化,甚至引起所述靶坯300質(zhì)量下降的問題;相反,所述移動速度vt也不宜過快。為此,本實施例中,所述靶材組件或電子束420的移動速度為2毫米每秒至3毫米每秒。
需要說明的是,為了避免使電子束420投射至易揮發(fā)金屬含量較低的靶坯側(cè)面303或背板側(cè)面203的過程中,對所述靶坯300和背板200的質(zhì)量造成不良影響,移動電子束420或靶材組件的步驟包括:對所述靶坯側(cè)面303或背板側(cè)面203進(jìn)行第二電子束掃描。其中,所述第一電子束掃描和第二電子束掃描的工藝參數(shù)設(shè)定相同,
具體地,所述電子束爐400的預(yù)設(shè)真空度值小于1e-3pa;所述電子槍槍室的預(yù)設(shè)真空度值小于1e-4pa;所述第二電子束掃描的滲透深度為10毫米至30毫米;所述電子槍410功率預(yù)設(shè)值為70kw至160kw;所述靶材組件的旋轉(zhuǎn)線速度v為5毫米每秒至25毫米每秒。
在另一實施例中,所述背板中的易揮發(fā)金屬含量小于所述靶坯中的易揮發(fā)金屬含量;以移動所述移動電子束為例,移動所述移動電子束的步驟包括:在垂直于所述靶坯和背板的接觸面的方向上,從所述靶坯和背板的接觸面處沿靶坯側(cè)面移動所述電子束。
在其他實施例中,還可以通過移動所述靶材組件,使電子束投射至易揮發(fā)金屬含量較低的靶坯側(cè)面或背板側(cè)面。
以所述背板200中的易揮發(fā)金屬含量大于所述靶坯300中的易揮發(fā)金屬為例,結(jié)合參考圖9和圖10,示出了本發(fā)明電子束焊接的原理示意圖。
在所述第一電子束焊接工藝過程中,定向高速和聚焦的電子束420(如圖7所示)轟擊所述接觸面邊緣處的靶坯300和背板200,使動能轉(zhuǎn)化為熱能而使所述接觸面邊緣處部分深度的靶坯300和背板200材料發(fā)生熔化,在所述背板200內(nèi)形成第一熔池210(如圖9所示),在所述靶坯300內(nèi)形成第二熔 池310(如圖10所示),其中,所述接觸面邊緣處的第一熔池210和第二熔池310相互熔合。
如圖9所示,由于所述背板200中易揮發(fā)金屬220(如圖9(a)所示)的含量較高,隨著溫度的升高,所述背板200內(nèi)的易揮發(fā)金屬220容易發(fā)生揮發(fā),且溫度越高,揮發(fā)速度越快,從而導(dǎo)致在所述接觸面邊緣處的第一熔池210底部由于缺少金屬溶液而形成第一氣孔缺陷230(如圖9(b)所示)。
需要說明的是,只要電子束掃描的工藝參數(shù)不變,且電子束420束流不關(guān)閉,所述第一熔池210的深度不改變,所述靶材組件在旋轉(zhuǎn)焊接時,所述第一熔池210底部形成的第一氣孔缺陷230的位置也保持不變;但如果停止電子束掃描,在所述電子束420束流關(guān)閉的過程中(即電子束焊接收尾過程中),隨著電子束420束流不斷減小,第一熔池210深度也逐漸減小,所述背板200內(nèi)的易揮發(fā)金屬220的揮發(fā)形成的第一氣孔缺陷230也逐漸向所述背板200的第二焊接面201(如圖5所示)移動,從而在所述背板200內(nèi)至背板200的第二焊接面201形成連續(xù)性的第一收尾缺陷231(如圖9(c)所示),其中,所述第一收尾缺陷231為連續(xù)性的多個第一氣孔缺陷230。
本實施例中,在所述第一電子束掃描工藝后,移動所述電子束420或靶材組件,使所述電子束420投射至靶坯側(cè)面303(如圖4所示),因此,持續(xù)的電子束掃描使所述接觸面邊緣處背板200內(nèi)的第一氣孔缺陷230(如圖9(b)所示)始終位于所述背板200的固定深度內(nèi);也就是說,持續(xù)的電子束掃描可以使所述第一氣孔缺陷230位于遠(yuǎn)離所述第二焊接面201面的位置處,且減緩所述第一氣孔缺陷230逐漸向所述背板200表面的移動,從而改善所述背板200內(nèi)的第一收尾缺陷231(如圖9(c)所示),進(jìn)而可以提高所述靶坯300和背板200的焊接強(qiáng)度,提高形成的濺射靶材的性能。
如圖10所示,本實施例中,所述靶坯300中的易揮發(fā)金屬含量小于所述背板200中的易揮發(fā)金屬含量,也就是說,在電子束420(如圖8所示)掃描過程中,隨著溫度的升高,所述靶坯300內(nèi)的金屬320(如圖10(a)所示)的揮發(fā)量較少,因此在所述第二熔池310(如圖10(a)所示)底部形成的第二氣孔缺陷330(如圖10(b)所示)較少;在電子束420束流關(guān)閉的過程中(即電子束焊接收尾過程中),在所述靶坯300內(nèi)至靶坯300的表面形成的第 二收尾缺陷331(如圖9(c)所示)較少,且相比所述背板200內(nèi)的第一收尾缺陷231(如圖9(c)所示),所述第二收尾缺陷331更遠(yuǎn)離所述靶坯300表面。因此,在提高所述靶坯300和背板200的焊接強(qiáng)度的同時,還可以避免對所述靶坯300的質(zhì)量和性能產(chǎn)生不良影響。
需要說明的是,在所述第一電子束掃描工藝后,通過移動電子束420或靶材組件,還可以使所述第二氣孔缺陷330遠(yuǎn)離所述接觸面邊緣處靶坯300的第一焊接面301,且減緩所述第二氣孔缺陷330逐漸向所述靶坯300的第一焊接面301移動。
最后執(zhí)行步驟s5,關(guān)閉電子束420的束流。
需要說明的是,所述靶材組件的制造方法還包括:關(guān)閉電子束420束流后,關(guān)閉所述電子束爐400(如圖8所示);進(jìn)行冷卻后取出所述靶材組件。
雖然本發(fā)明己披露如上,但本發(fā)明并非限定于此。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),均可作各種更動與修改,因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。