本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及鋁合金及其制備方法、靶材組件及其制造方法。

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，靶材組件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，而在濺射過程中，靶材組件所處的工作環(huán)境比較惡劣。例如：靶材組件所處的環(huán)境溫度較高，另外，靶材組件的一側(cè)沖以冷卻水強(qiáng)冷，而另一側(cè)則處于高真空環(huán)境下，因此在靶材組件的相對(duì)兩側(cè)形成巨大的壓力差；再者，靶材組件處在高壓電場(chǎng)、磁場(chǎng)中，會(huì)受到各種粒子的轟擊。在如此惡劣的環(huán)境下，為了確保薄膜質(zhì)量的穩(wěn)定性以及靶材組件的質(zhì)量，對(duì)靶坯和背板的質(zhì)量以及焊接結(jié)合率的要求越來越高。

但是，現(xiàn)有技術(shù)靶材組件的良率有待提高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的問題是提供一種鋁合金及其制備方法、靶材組件及其制造方法，提高靶材組件的良率。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種鋁合金，所述鋁合金的元素包括：鋁、硅、鎂和銅。

可選的，所述鋁合金各元素的質(zhì)量比為：硅：4.0％～5.0％，鎂：0.6％～1.0％，銅：0.2％～0.3％，其余為鋁。

可選的，所述鋁合金的元素還包括：鈦和雜質(zhì)元素。

可選的，所述鋁合金各元素的質(zhì)量比為：硅：4.0％～5.0％，鎂：0.6％～1.0％， 銅：0.2％～0.3％，鈦：0.01％～0.05％，雜質(zhì)元素：小于或等于0.5％，其余為鋁。

可選的，所述雜質(zhì)元素包括鐵、錳和鋅中的一種或多種；每一雜質(zhì)元素的質(zhì)量比小于0.25％。

相應(yīng)的，本發(fā)明提供一種鋁合金的制備方法，包括：提供合金材料，所述合金材料的元素包括：鋁、硅、鎂和銅；對(duì)所述合金材料進(jìn)行加熱熔化，形成鋁合金原料；將所述鋁合金原料進(jìn)行鑄造成型，形成鋁合金。

可選的，所述制備方法還包括：形成鋁合金原料后，將所述鋁合金原料進(jìn)行鑄造成型之前，獲得所述鋁合金原料各元素的質(zhì)量比；將所述鋁合金原料各元素的質(zhì)量比調(diào)整至預(yù)設(shè)值。

可選的，將所述鋁合金原料各元素的質(zhì)量比調(diào)整至預(yù)設(shè)值的步驟包括：將所述鋁合金原料各元素的質(zhì)量比和預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較；當(dāng)某一元素的質(zhì)量比小于預(yù)設(shè)值時(shí)，添加含相應(yīng)元素的合金材料；當(dāng)某一元素的質(zhì)量比大于預(yù)設(shè)值時(shí)，添加含其他元素的合金材料。

可選的，所述鋁合金原料各元素的質(zhì)量比的預(yù)設(shè)值為：硅：4.0％～5.0％，鎂：0.6％～1.0％，銅：0.2％～0.3％，其余為鋁。

可選的，提供合金材料的步驟中，所述合金材料的元素還包括鈦和和雜質(zhì)元素。

可選的，所述鋁合金原料各元素的質(zhì)量比的預(yù)設(shè)值為：硅：4.0％～5.0％，鎂：0.6％～1.0％，銅：0.2％～0.3％，鈦：0.01％～0.05％，雜質(zhì)元素：小于或等于0.5％，其余為鋁。

可選的，所述雜質(zhì)元素包括鐵、錳和鋅中的一種或多種；將所述鋁合金原料各元素的質(zhì)量比調(diào)整至預(yù)設(shè)值的步驟中，每一雜質(zhì)元素的質(zhì)量比的預(yù)設(shè)值為：小于0.25％。

可選的，提供合金材料的步驟包括：提供重熔鋁錠；提供硅鋁中間合金或純硅塊；提供鎂錠或5系鋁合金；以及，提供純銅塊或鋁銅中間合金。

可選的，形成鋁合金原料的步驟包括：將所述合金材料放入加熱爐；采用加熱爐，對(duì)所述合金材料進(jìn)行加熱熔化。

可選的，加熱爐的溫度為690℃至720℃，加熱時(shí)間至少為3小時(shí)。

可選的，所述制備方法還包括：形成鋁合金原料后，將所述鋁合金原料進(jìn)行鑄造成型之前，對(duì)加熱爐進(jìn)行除氣操作，去除所述鋁合金原料中的缺陷氣體。

可選的，所述缺陷氣體為h2；除氣操作的步驟中，采用吹氬除氫工藝去除所述鋁合金原料中的缺陷氣體。

相應(yīng)的，本發(fā)明提供一種靶材組件的制造方法，包括：提供靶坯，所述靶坯的待焊接面為第一焊接面；提供背板，所述背板的待焊接面為第二焊接面，其中，所述背板的材料為如權(quán)利要求1～5任一項(xiàng)所述的鋁合金；將所述第一焊接面和第二焊接面相對(duì)設(shè)置并貼合，形成初始靶材組件；對(duì)所述初始靶材組件進(jìn)行電子束焊接，將所述靶坯的第一焊接面焊接至所述背板的第二焊接面上形成靶材組件。

可選的，提供背板的步驟包括：提供鋁合金；對(duì)所述鋁合金進(jìn)行塑性變形處理，形成背板初始件；對(duì)所述背板初始件進(jìn)行熱處理；完成所述熱處理后，對(duì)所述背板初始件進(jìn)行機(jī)械加工，形成靶材背板。

相應(yīng)的，本發(fā)明提供一種靶材組件，包括：靶坯；與靶坯通過焊接相結(jié)合的背板，所述背板的材料為如權(quán)利要求1～5任一項(xiàng)所述的鋁合金。

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)明提供一種鋁合金，所述鋁合金的元素包括：鋁、硅、鎂和銅。其中，硅在電子束焊接過程中可以提高鋁合金的金屬流動(dòng)性，以及時(shí)填充焊接過程所帶來的孔隙，從而可以避免焊接工藝中的收尾缺陷問題；鎂用于提高所述鋁合金的強(qiáng)度和硬度；銅用于經(jīng)過熱處理工藝后進(jìn)一步提高所述鋁合金的強(qiáng)度和硬度。因此，所述鋁合金為既具有較高強(qiáng)度和硬度，又具有良好電子束焊接性能的材料。

本發(fā)明在制備鋁合金的過程中，先提供包括鋁、硅、鎂和銅元素的合金材料，然后對(duì)所述合金材料進(jìn)行加熱熔化，形成鋁合金原料，最后將所述鋁合金原料進(jìn)行鑄造成型以形成鋁合金，即通過所述方法形成的鋁合金的元素包括鋁、硅、鎂和銅。其中，硅在電子束焊接過程中可以提高鋁合金的金屬 流動(dòng)性，以及時(shí)填充焊接過程所帶來的孔隙，從而可以避免焊接工藝中的收尾缺陷問題；鎂用于提高所述鋁合金的強(qiáng)度和硬度；銅用于后續(xù)經(jīng)過熱處理工藝后進(jìn)一步提高所述鋁合金的強(qiáng)度和硬度。因此，在制備鋁合金時(shí)，通過在元素鋁中加入元素硅、鎂和銅，使形成的鋁合金不僅具有較高強(qiáng)度和硬度，還具有良好電子束焊接性能，從而使所述鋁合金更適用于靶材背板的制造。

本發(fā)明在形成靶材組件時(shí)，背板的材料為元素包括鋁、硅、鎂和銅的鋁合金，其中，硅可以在對(duì)初始靶材組件進(jìn)行電子束焊接時(shí)，提高背板內(nèi)的金屬流動(dòng)性，以及時(shí)填充焊接過程所帶來的孔隙，從而可以避免焊接后所述背板出現(xiàn)收尾缺陷，進(jìn)而提高靶坯和背板的焊接效果；鎂用于提高所述背板的強(qiáng)度和硬度，銅用于經(jīng)過背板制造的熱處理工藝后進(jìn)一步提高所述鋁合金的強(qiáng)度和硬度，避免形成的靶材組件在使用過程中發(fā)生背板變形或斷裂的問題。因此，形成的靶材組件的良率較高。

本發(fā)明提供的靶材組件中，背板的材料為元素包括鋁、硅、鎂和銅的鋁合金。其中，所述背板中的硅在形成所述靶材組件的電子束焊接過程中，有利于提高背板內(nèi)的金屬流動(dòng)性，以及時(shí)填充焊接過程所帶來的孔隙，從而可以避免焊接工藝中的收尾缺陷問題，使所述靶材組件中靶坯和背板具有較好的焊接結(jié)合效果；鎂和銅使所述背板具有較高的強(qiáng)度和硬度，可以避免在靶材組件使用過程中背板發(fā)生變形或斷裂的問題，從而使所述靶材組件的良率得到提高。

可選方案中，所述鋁合金各元素的質(zhì)量比包括：硅：4.0％～5.0％，鎂：0.6％～1.0％，銅：0.2％～0.3％，所述質(zhì)量比的設(shè)定下，使所述鋁合金的強(qiáng)度、硬度與焊接性能耐均得到提升。

附圖說明

圖1電子束焊接一實(shí)施例的原理示意圖；

圖2為本發(fā)明鋁合金的制備方法一實(shí)施例的流程示意圖；

圖3至圖5為本發(fā)明靶材組件的制造方法一實(shí)施例中各步驟對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

由背景技術(shù)可知，現(xiàn)有技術(shù)靶材組件的良率有待提高。分析其原因在于：在半導(dǎo)體靶材生產(chǎn)過程中，通常采用電子束焊接工藝將高純鋁靶坯焊接至鋁合金背板上形成靶材組件。目前，用于電子束焊接的鋁合金背板的材料主要包括：高純al-si合金、5系鋁合金(主要含鎂的鋁合金)或6系鋁合金(主要含鎂和硅的鋁合金)。

結(jié)合參考圖1，示出了電子束焊接一實(shí)施例的原理示意圖。進(jìn)行電子束焊接時(shí)，定向高速和聚焦的電子束轟擊所述鋁合金材料100，使動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能而使部分深度的鋁合金材料100發(fā)生熔化，并在所述鋁合金材料100內(nèi)形成熔池110；隨著溫度的升高，所述鋁合金材料100內(nèi)的易揮發(fā)金屬120(如圖1(a)所示)容易發(fā)生揮發(fā)，且溫度越高，揮發(fā)速度越快，從而導(dǎo)致在熔池110底部由于缺少金屬溶液而形成孔隙130(如圖1(b)所示)；在電子束束流關(guān)閉的過程中(即電子束焊接收尾過程中)，隨著電子束束流不斷減小，熔池110深度也逐漸減小，所述鋁合金材料100內(nèi)的孔隙130也逐漸向所述鋁合金材料100表面移動(dòng)，從而在所述焊接處形成連續(xù)性的收尾缺陷131(如圖1(c)所示)，具有收尾缺陷131的區(qū)域的焊接強(qiáng)度會(huì)大大下降。

高純al-si合金在電子束焊接時(shí)具有較好的金屬流動(dòng)性，以及時(shí)填充焊接過程中產(chǎn)生的孔隙130，因此可以減小收尾缺陷131(如圖1(c)所示)的問題。但是，高純al-si合金材料強(qiáng)度和硬度過低，采用所述鋁合金制成的背板，容易在使用過程中發(fā)生變形甚至斷裂。

5系鋁合金在鑄態(tài)下就具有較高的強(qiáng)度和硬度，但是，在電子束焊接時(shí)金屬流動(dòng)性較差，容易出現(xiàn)收尾缺陷131(如圖1(c)所示)的問題，采用所述鋁合金制成的背板，與靶坯的焊接效果較差，從而容影響致靶材組件的正常使用。

6系鋁合金經(jīng)熱處理后也具有較高的強(qiáng)度和硬度，但是，同樣容易出現(xiàn)收尾缺陷131(如圖1(c)所示)的問題。

為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種鋁合金，所述鋁合金的元素包括：鋁、硅、鎂和銅。

本發(fā)明提供一種鋁合金，所述鋁合金包括以下元素：鋁、硅、鎂和銅。 其中，硅在電子束焊接過程中可以提高鋁合金的金屬流動(dòng)性，以及時(shí)填充焊接過程所帶來的孔隙，從而可以避免焊接工藝中的收尾缺陷問題；鎂用于提高所述鋁合金的強(qiáng)度和硬度；銅用于經(jīng)過熱處理工藝后進(jìn)一步提高所述鋁合金的強(qiáng)度和硬度。因此，所述鋁合金為既具有較高強(qiáng)度和硬度，又具有良好電子束焊接性能的材料。

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(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例做詳細(xì)的說明。

本實(shí)施例提供一種鋁合金，所述鋁合金的元素包括：鋁、硅、鎂和銅。

其中，硅用于在電子束焊接過程中提高所述鋁合金的金屬流動(dòng)性，避免收尾缺陷的問題；鎂和銅用于提高所述鋁合金的強(qiáng)度和硬度。

需要說明的是，銅用于在對(duì)所述鋁合金進(jìn)行熱處理后，進(jìn)一步提高所述鋁合金的強(qiáng)度和硬度。

還需要說明的是，在所述鋁合金各元素中，硅的質(zhì)量比不宜過高，也不宜過低。如果硅的質(zhì)量比過低，在電子束焊接過程中鋁合金內(nèi)的金屬流動(dòng)性較差，容易在焊接工藝中出現(xiàn)收尾缺陷，從而影響焊接效果；如果硅的質(zhì)量比過高，相應(yīng)的，鎂和銅的質(zhì)量比過低，容易導(dǎo)致所述鋁合金的強(qiáng)度和硬度較差，在使用過程中，所述鋁合金容易發(fā)生變形甚至斷裂，此外，硅含量過高，還容易引起不易對(duì)所述鋁合金進(jìn)行塑性變形及加工的問題。為此，本實(shí)施例中，在所述鋁合金各元素中，硅的質(zhì)量比為：4.0％～5.0％。

在所述鋁合金各元素中，鎂的質(zhì)量比不宜過高，也不宜過低。如果鎂的質(zhì)量比過低，通過鎂和銅或者僅通過銅，不足以提高所述鋁合金的強(qiáng)度和硬度，容易導(dǎo)致所述鋁合金的強(qiáng)度和硬度較差，在使用過程中，所述鋁合金容易發(fā)生變形甚至斷裂；如果鎂的質(zhì)量比過高，相應(yīng)的，硅的質(zhì)量比過低，在電子束焊接過程中鋁合金內(nèi)的金屬流動(dòng)性較差，容易在焊接工藝中出現(xiàn)收尾缺陷。為此，本實(shí)施例中，在所述鋁合金各元素中，鎂的質(zhì)量比為：0.6％～1.0％。

在所述鋁合金各元素中，銅的質(zhì)量比不宜過高，也不宜過低。如果銅的質(zhì)量比過低，通過銅和鎂或者僅通過鎂，不足以提高所述鋁合金的強(qiáng)度和硬度，容易導(dǎo)致所述鋁合金的強(qiáng)度和硬度較差，在使用過程中，所述鋁合金容 易發(fā)生變形甚至斷裂；如果銅的質(zhì)量比過高，相應(yīng)的，硅的質(zhì)量比過低，在電子束焊接過程中鋁合金內(nèi)的金屬流動(dòng)性較差，容易在焊接工藝中出現(xiàn)收尾缺陷。為此，本實(shí)施例中，在所述鋁合金各元素中，銅的質(zhì)量比為：0.2％～0.3％。

均衡考慮所述鋁合金的強(qiáng)度和焊接性能，將硅、鎂和銅的質(zhì)量比設(shè)定在合理的范圍內(nèi)，從而可以使所述鋁合金的強(qiáng)度、硬度與焊接性能耐同時(shí)得到提升。

本實(shí)施例中，所述鋁合金的元素還包括：鈦和雜質(zhì)元素。

鈦用于細(xì)化所述鋁合金的晶粒。本實(shí)施例中，在所述鋁合金各元素中，鈦的質(zhì)量比為：0.01％～0.05％。

本實(shí)施中，為了避免雜質(zhì)元素對(duì)所述鋁合金性能的不良影響，所述雜質(zhì)元素的質(zhì)量比為：小于或等于0.5％。

具體地，所述雜質(zhì)元素包括鐵、錳和鋅中的一種或多種，其中，每一雜質(zhì)元素的質(zhì)量比控制在0.25％以內(nèi)。

也就是說，本實(shí)施例中，所述鋁合金各元素的質(zhì)量比為：硅：4.0％～5.0％，鎂：0.6％～1.0％，銅：0.2％～0.3％，鈦：0.01％～0.05％；雜質(zhì)元素：小于或等于0.5％，其余為鋁。

本實(shí)施例所述的鋁合金的元素包括：鋁、硅、鎂和銅。其中，硅在電子束焊接過程中具有較好的金屬流動(dòng)性，以及時(shí)填充焊接過程所帶來的孔隙，從而可以避免焊接工藝中的收尾缺陷問題；鎂和銅用于提高所述鋁合金的強(qiáng)度和硬度。因此，所述鋁合金為既具有較高強(qiáng)度和硬度，又具有良好電子束焊接性能的材料。

相應(yīng)的，本發(fā)明還提供一種鋁合金的制備方法，所述鋁合金用于制備靶材背板。請(qǐng)參考圖2，示出了本發(fā)明鋁合金的制備方法一實(shí)施例的流程示意圖，本實(shí)施例鋁合金的制備方法包括以下基本步驟：

步驟s1：提供合金材料，所述合金材料的元素包括：鋁、硅、鎂和銅；

步驟s2：對(duì)所述合金材料進(jìn)行加熱熔化，形成鋁合金原料；

步驟s3：將所述鋁合金原料進(jìn)行鑄造成型，形成鋁合金。

下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例做進(jìn)一步描述。

參考圖2，首先執(zhí)行步驟s1，提供合金材料，所述合金材料的元素包括：鋁、硅、鎂和銅。

本實(shí)施例中，加入硅的目的為：含有硅的鋁合金，在電子束焊接過程中具有較好的金屬流動(dòng)性，以及時(shí)填充焊接過程中產(chǎn)生的孔隙，從而可以避免收尾缺陷的問題；加入鎂的目的為：形成的鋁合金具有較高的強(qiáng)度和硬度；加入銅的目的為：后續(xù)采用本實(shí)施例所述的鋁合金作為靶材背板的材料，經(jīng)過熱處理工藝后，可以進(jìn)一步提高所述鋁合金的強(qiáng)度和硬度。

具體地，提供合金材料的步驟包括：提供重熔鋁錠；提供硅鋁中間合金或純硅塊；提供鎂錠或5系鋁合金；以及，提供純銅塊或鋁銅中間合金。

需要說明的是，所述5系鋁合金指的是含較高鎂含量的鋁合金。具體地，所述5系鋁合金中，鎂的質(zhì)量比為1.0％～2.0％。

其中，重熔鋁錠用于提供鋁元素；硅鋁中間合金或純硅塊用于提供硅元素；鎂錠或5系鋁合金用于提供鎂元素；純銅塊或鋁銅中間合金用于提供銅元素。

還需要說明的是，所述鋁合金原料的元素還包括：鈦和雜質(zhì)元素，其中，鈦用于細(xì)化所述鋁合金的晶粒，所述雜質(zhì)元素包括鐵、錳和鋅中的一種或多種。

然后執(zhí)行步驟s2，對(duì)所述合金材料進(jìn)行加熱熔化，形成鋁合金原料。

本實(shí)施例中，形成鋁合金原料的步驟包括：將所述合金材料放入加熱爐；采用加熱爐，對(duì)所述合金材料進(jìn)行加熱熔化。也就是說，所述鋁合金原料為金屬溶液。

需要說明的是，所述加熱爐的溫度不宜過高，也不宜多低。如果所述加熱爐的溫度過低，難以滿足各元素的熔點(diǎn)，從而難以完全熔化所述合金材料；如果所述加熱爐的溫度過高，一方面容易造成成本的浪費(fèi)，另一方面隨著溫度的升高，所述鋁合金原料中的缺陷氣體含量相應(yīng)升高，從而容易造成所述鋁合金原料形成質(zhì)量的下降。為此，本實(shí)施例中，加熱爐的溫度為690℃至 720℃。

還需要說明的是，加熱時(shí)間不宜過短。如果加熱時(shí)間過短，難以完全熔化所述合金材料。本實(shí)施例中，加熱時(shí)間至少為3小時(shí)。其中，所述加熱時(shí)間根據(jù)所述合金材料的總質(zhì)量而定。

需要說明的是，所述制備方法還包括：形成所述鋁合金原料后，獲得所述鋁合金原料各元素的質(zhì)量比；然后將所述鋁合金原料各元素的質(zhì)量比調(diào)整至預(yù)設(shè)值。

本實(shí)施例中，可以通過人工按照各元素的比例進(jìn)行計(jì)算，或者使用輔助計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行計(jì)算，獲得所述鋁合金原料各元素的質(zhì)量比。

具體地，將所述鋁合金原料各元素的質(zhì)量比調(diào)整至預(yù)設(shè)值的步驟包括：將所述鋁合金原料各元素的質(zhì)量比和預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較；當(dāng)某一元素的質(zhì)量比小于預(yù)設(shè)值時(shí)，添加含相應(yīng)元素的合金材料；當(dāng)某一元素的質(zhì)量比大于預(yù)設(shè)值時(shí)，添加含其他元素的合金材料。

需要說明的是，為了便于計(jì)算和調(diào)整質(zhì)量比，添加的合金材料與提供合金材料步驟中的合金材料相同。以硅為例，也就是說，提供合金材料的步驟中，采用硅鋁中間合金，則調(diào)整質(zhì)量比的步驟中，添加硅鋁中間合金；提供合金材料的步驟中，采用純硅塊，則調(diào)整質(zhì)量比的步驟中，添加純硅塊。

由于硅有利于提高鋁合金在電子束焊接過程中的金屬流動(dòng)性，從而可以避免收尾缺陷的問題；鎂和銅有利于提高鋁合金的強(qiáng)度和硬度。為了同時(shí)滿足金屬流動(dòng)性、強(qiáng)度及硬度的要求，鋁合金原料各元素的質(zhì)量比需調(diào)整至合理預(yù)設(shè)值。

需要說明的是，硅的質(zhì)量比不宜過高，也不宜過低。如果硅的質(zhì)量比過低，在電子束焊接過程中鋁合金內(nèi)的金屬流動(dòng)性較差，容易在焊接工藝中出現(xiàn)收尾缺陷，從而影響焊接效果；如果硅的質(zhì)量比過高，相應(yīng)的，鎂和銅的質(zhì)量比過低，容易導(dǎo)致所述鋁合金的強(qiáng)度和硬度較差，在使用過程中，所述鋁合金容易發(fā)生變形甚至斷裂，此外，硅含量過高，還容易引起不易對(duì)所述鋁合金進(jìn)行塑性變形及加工的問題。為此，本實(shí)施例中，硅的質(zhì)量比為：4.0％～5.0％。

還需要說明的是，鎂的質(zhì)量比不宜過高，也不宜過低。如果鎂的質(zhì)量比過低，通過鎂和銅或者僅通過銅，不足以提高所述鋁合金的強(qiáng)度和硬度，容易導(dǎo)致所述鋁合金的強(qiáng)度和硬度較差，在使用過程中，所述鋁合金容易發(fā)生變形甚至斷裂；如果鎂的質(zhì)量比過高，相應(yīng)的，硅的質(zhì)量比過低，在電子束焊接過程中鋁合金內(nèi)的金屬流動(dòng)性較差，容易在焊接工藝中出現(xiàn)收尾缺陷。為此，本實(shí)施例中，鎂的質(zhì)量比為：0.6％～1.0％。

還需要說明的是，銅的質(zhì)量比不宜過高，也不宜過低。如果銅的質(zhì)量比過低，通過銅和鎂或者僅通過鎂，不足以提高所述鋁合金的強(qiáng)度和硬度，容易導(dǎo)致所述鋁合金的強(qiáng)度和硬度較差，在使用過程中，所述鋁合金容易發(fā)生變形甚至斷裂；如果銅的質(zhì)量比過高，相應(yīng)的，硅的質(zhì)量比過低，在電子束焊接過程中鋁合金內(nèi)的金屬流動(dòng)性較差，容易在焊接工藝中出現(xiàn)收尾缺陷。為此，本實(shí)施例中，銅的質(zhì)量比為：0.2％～0.3％。

還需要說明的是，所述鋁合金原料的元素還包括：鈦和雜質(zhì)元素。相應(yīng)的，將所述鋁合金原料各元素的質(zhì)量比調(diào)整至預(yù)設(shè)值的步驟中，調(diào)整鈦的質(zhì)量比為：0.01％～0.05％，調(diào)整雜質(zhì)元素的總質(zhì)量比為：小于或等于0.5％。

本實(shí)施例中，所述雜質(zhì)元素包括鐵、錳和鋅中的一種或多種，其中，每一雜質(zhì)元素的質(zhì)量比控制在0.25％以內(nèi)。

也就是說，調(diào)整所述鋁合金原料各元素的質(zhì)量比為：硅：4.0％～5.0％，鎂：0.6％～1.0％，銅：0.2％～0.3％，鈦：0.01％～0.05％，雜質(zhì)元素：小于或等于0.5％，其余為鋁。

還需要說明的是，所述制備方法還包括：調(diào)整所述鋁合金原料各元素的質(zhì)量比至預(yù)設(shè)值后，對(duì)加熱爐進(jìn)行除氣操作，去除所述鋁合金原料中的缺陷氣體。

鋁合金原料中的缺陷氣體主要為氫氣，氫氣缺陷容易造成后續(xù)鑄造成型后，形成的鋁合金產(chǎn)生縮孔或氣孔等缺陷。本實(shí)施例中，采用吹氬除氫工藝，向所述鋁合金原料中通過通入氬氣，氫氣進(jìn)入氬氣所形成的氣泡中，從而可以隨著氬氣的上浮，攜帶走所述鋁合金原料中的氫氣。

最后執(zhí)行步驟s3，將所述鋁合金原料進(jìn)行鑄造成型，形成鋁合金。

本實(shí)施例中，采用重力鑄造，將熔化的鋁合金原料注入耐高溫的中空鑄型內(nèi)，經(jīng)冷凝后，得到預(yù)設(shè)直徑的錠子。

在一個(gè)具體實(shí)施例中，所述錠子的直徑為180mm至200mm。在另一實(shí)施例中，所述錠子的直徑根據(jù)工藝需求而定。

在其他實(shí)施例中，根據(jù)工藝需求，還可以采用重力鑄造、離心鑄造、壓力鑄造或擠壓鑄造的方法進(jìn)行鑄造成型。

在制備鋁合金的過程中，先提供包括鋁、硅、鎂和銅元素的合金材料，然后對(duì)所述合金材料進(jìn)行加熱熔化，形成鋁合金原料，最后將所述鋁合金原料進(jìn)行鑄造成型以形成鋁合金，即通過所述方法形成的鋁合金的元素包括鋁、硅、鎂和銅。其中，硅在電子束焊接過程中可以提高鋁合金的金屬流動(dòng)性，以及時(shí)填充焊接過程所帶來的孔隙，從而可以避免焊接工藝中的收尾缺陷問題；鎂用于提高所述鋁合金的強(qiáng)度和硬度；銅用于在后續(xù)經(jīng)過熱處理工藝后進(jìn)一步提高所述鋁合金的強(qiáng)度和硬度。因此，在制備鋁合金時(shí)，通過在元素鋁中加入元素硅、鎂和銅，使形成的鋁合金不僅具有較高強(qiáng)度和硬度，還具有良好電子束焊接性能，從而使所述鋁合金更適用于靶材背板的制造。

結(jié)合參考圖3至圖5，示出了本發(fā)明靶材組件的制造方法一實(shí)施例中各步驟對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)示意圖。相應(yīng)的，本發(fā)明還提供一種靶材組件的制造方法，包括：

參考圖3，提供靶坯200，所述靶坯200的待焊接面為第一焊接面201。

所述靶坯200用于在靶材濺射工藝中濺射出的大量靶材原子，沉積在基板上以形成薄膜。

本實(shí)施例中，所述靶坯200的形狀為圓形。

在其他實(shí)施例中，所述靶坯的形狀可根據(jù)應(yīng)用環(huán)境以及濺射要求呈矩形、環(huán)形、圓錐形或其他任意規(guī)則形狀或不規(guī)則形狀。

參考圖4，提供背板300，所述背板300的待焊接面為第二焊接面301，其中，所述背板300的材料為前實(shí)施例所述的鋁合金。

所述背板300在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。

具體地，提供所述背板300的步驟包括：提供前實(shí)施例所述的鋁合金；對(duì)所述鋁合金進(jìn)行塑性變形處理，形成背板初始件(圖未示)；對(duì)所述背板初始件進(jìn)行熱處理；完成所述熱處理后，對(duì)所述背板初始件進(jìn)行機(jī)械加工，形成靶材背板300。

本實(shí)施例中，所述鋁合金的元素包括：鋁、硅、鎂和銅。所述鋁合金各元素的質(zhì)量比可參考前述實(shí)施例的描述，在此不再贅述。

具體地，對(duì)所述鋁合金進(jìn)行塑性變形處理的步驟包括：根據(jù)所述背板300的尺寸需求，對(duì)所述鋁合金進(jìn)行切割，保留用于制造背板300的部分鋁合金；然后將所述鋁合金加熱至預(yù)設(shè)溫度，將所述鋁合金鍛打成預(yù)設(shè)尺寸。

需要說明的是，所述預(yù)設(shè)溫度不宜過高，也不易過低。如果所述預(yù)設(shè)溫度過低，在鍛打過程中鋁合金容易出現(xiàn)開裂；如果所述預(yù)設(shè)溫度過高，容易導(dǎo)致所述鋁合金過度軟化，難以成型。為此，本實(shí)施例中，所述預(yù)設(shè)溫度為380℃至420℃。

本實(shí)施例中，對(duì)所述背板初始件進(jìn)行熱處理的工藝為固溶時(shí)效處理。

通過所述固溶時(shí)效處理，可以改善所述背板初始件的塑性和韌性，以便后續(xù)進(jìn)行加工成型。

本實(shí)施例中，所述靶坯200(如圖3所示)的形狀為圓形。相應(yīng)的，對(duì)所述背板初始件進(jìn)行機(jī)械加工的步驟中，將所述背板初始件加工成圓形，即所述背板300的形狀為圓形。

在其他實(shí)施例中，還可以將所述背板初始件加工成與所述靶坯相匹配的形狀，例如：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。

本實(shí)施例中，所述背板300的尺寸大于所述靶坯200(如圖3所示)的尺寸，所述背板300的表面包括第一區(qū)域ⅰ背板表面和第二區(qū)域ⅱ背板表面，所述第二區(qū)域ⅱ背板表面的形狀、尺寸與所述靶坯200的第一焊接面201(如圖3所示)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301，所述第一區(qū)域ⅰ背板表面為背板300的邊緣區(qū)域。

參考圖5，將所述第一焊接面201(如圖3所示)和第二焊接面301(如圖4所示)相對(duì)設(shè)置并貼合，形成初始靶材組件(圖未示)；對(duì)所述初始靶材組件進(jìn)行電子束焊接，將所述靶坯200的第一焊接面201焊接至所述背板300的第二焊接面301上形成靶材組件400。

需要說明的是，所述第二區(qū)域ⅱ背板300表面(如圖4所示)為第二焊接面301；相應(yīng)的，將所述第一焊接面201和第二焊接面301相對(duì)設(shè)置并貼合的步驟中，將所述第一焊接面201與所述第二區(qū)域ⅱ背板300表面相對(duì)設(shè)置并貼合，并露出所述第一區(qū)域ⅰ背板300表面(如圖4所示)。

本發(fā)明采用電子束焊接工藝，將所述靶坯200焊接至所述背板300上。

需要說明的是，所述第一焊接面201和第二焊接面301為所述靶坯200(如圖3所示)和背板300(如圖4所示)的接觸面(未標(biāo)示)；其中，所述第一區(qū)域ⅰ背板300表面和第二區(qū)域ⅱ背板300表面交界處的接觸面區(qū)域?yàn)榻佑|面邊緣(如圖5中a所示)，在所述電子束焊接工藝中，所述接觸面邊緣處部分深度的靶坯200和背板300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(shí)現(xiàn)所述靶坯200和背板300的焊接結(jié)合。

本實(shí)施例中，所述背板300的材料為鋁合金，所述鋁合金的元素包括：鋁、硅、鎂和銅。由于硅可以在對(duì)初始靶材組件進(jìn)行電子束焊接過程時(shí)，提高背板300內(nèi)的金屬流動(dòng)性，以及時(shí)填充焊接過程所帶來的孔隙，從而可以避免焊接工藝中的收尾缺陷問題，進(jìn)而提高所述靶坯200和背板300的焊接結(jié)合效果；鎂和銅用于提高所述背板300的強(qiáng)度和硬度，避免形成的靶材組件400在使用過程中發(fā)生背板300變形或斷裂的問題。因此，所述靶材組件400的良率較高。

繼續(xù)參考圖5，相應(yīng)的，本發(fā)明還提供一種靶材組件，包括：

靶坯200；

與所述靶坯200通過焊接相結(jié)合的背板300，所述背板300的材料為前實(shí)施例所述的鋁合金。

所述背板300的材料為鋁合金，所述鋁合金的元素包括：鋁、硅、鎂和銅。其中，所述背板中的硅在形成所述靶材組件400的電子束焊接過程中，有利于提高背板內(nèi)的金屬流動(dòng)性，以及時(shí)填充焊接過程所帶來的孔隙，從而可以避 免焊接工藝中的收尾缺陷問題，使所述靶材組件中靶坯和背板具有較好的焊接效果；鎂和銅使所述背板具有較高的強(qiáng)度和硬度，可以避免在靶材組件400使用過程中背板300發(fā)生變形或斷裂的問題，從而使所述靶材組件400的良率得到提高。

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(dòng)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)。