专利名称：钨靶材组件的焊接方法
技术领域：
本发明涉及半导体溅射靶材制造领域，尤其涉及一种钨靶材组件的焊接方法。
技术背景
在半导体工业中，靶材组件是由符合溅射性能的靶材及能与所述靶材结合并具有一定强度的背板构成。背板可以在所述靶材组件装配至溅射基台中起到支撑作用，并具有传导热量的功效。例如，可以选用金属钨(Co)作为靶材，选用具有足够强度，且导热、导电性也较高的铜或铜合金材料作为背板以组成靶材组件。
在溅射过程中，靶材组件所处的工作环境比较恶劣。例如，靶材组件所处的环境温度较高，例如300°C至600°C ；另外，靶材组件的一侧冲以冷却水强冷，而另一侧则处于 IO-9Pa的高真空环境下，由此在靶材组件的相对二侧形成有巨大的压力差；再有，靶材组件处在高压电场、磁场中，受到各种粒子的轰击。在如此恶劣的环境下，如果靶材组件中靶材与背板之间的结合强度较差，将导致靶材组件在受热条件下变形、开裂、并与结合的背板相脱落，使得溅射无法达到溅射均勻的效果，同时还可能会对溅射基台造成损伤。
因此，选择一种有效的焊接方式使得靶材与背板实现可靠结合并实现长期稳定生产就显得十分必要。
当靶材与背板的熔点等物理性能相接近时，可以采用常规的焊接工艺例如熔焊、 钎焊将靶材与背板焊接在一起以形成靶材组件；当靶材与背板的熔点等物理性能相差很大时，可以采用扩散焊接将靶材与背板焊接在一起以形成靶材组件。所谓的扩散焊接是指将焊件紧密贴合，在一定温度和压力下保持一段时间，使两焊件接触面之间的原子相互扩散形成连接的焊接方法。相对于常规的焊接方式，扩散焊接具有结合紧密度高、受热抗变形能力强等优点。
对于钨靶材与铜背板构成的靶材组件而言，由于钨的熔点为3407°C，铜的熔点 1084°C，两种材料的熔点相差较大同时现有的熔焊设备不能实现大面积对焊，因此不适于利用熔焊将钨靶材与铜背板焊接在一起；钎焊工艺中采用的锡钎料或铟钎料熔点较低(小于250°C )，以致当利用钎焊将钨靶材与铜背板焊接在一起时，不仅两者之间的结合强度较低(小于70Mpa)，而且高温环境会使钎料熔化，造成溅射工艺无法进行；由于钨是性质比较稳定的金属，铜是较易被氧化的金属，当空气中的温度超过200°C时钨靶材与铜背板之间的焊接面处会被氧化，以致钨靶材与铜背板焊接面处的原子不能进行扩散致使靶材组件的焊接紧密度较差，因此，也不适于利用扩散焊接将钨靶材与背板焊接在一起。
鉴于此，需研究一种新的焊接方法以使钨靶材与铜背板能进行有效结合。发明内容
本发明要解决的问题是提供一种钨靶材坯料与铜背板的焊接方法，通过此方法形成的钨靶材组件使用温度高，而且钨靶材坯料与铜背板之间具有较高的结合率、结合强度。
为解决上述问题，本发明提供一种钨靶材组件的焊接方法，包括以下方法步骤
提供钨靶材坯料、铜背板、中间层；
将所述钨靶材坯料、中间层、铜背板置于真空包套内并使所述中间层位于所述钨靶材坯料与铜背板之间，将所述真空包套置于焊接设备内；
利用热等静压工艺将所述钨靶材坯料、中间层、铜背板焊接在一起以形成钨靶材组件；
焊接完成后，对所述真空包套进行冷却后，去除所述真空包套以获得所述钨靶材组件。
可选的，将所述钨靶材坯料、中间层、铜背板置于真空包套之前还包括以下步骤
对所述钨靶材坯料、铜背板进行机械加工以提高所述钨靶材坯料、铜背板与中间层的结合能力；
再对所述钨靶材坯料、铜背板进行表面清洗处理。
可选的，所述利用热等静压工艺将钨靶材坯料、中间层、铜背板焊接在一起的步骤包括
使内部设置有所述钨靶材坯料、中间层、铜背板的真空包套的外部环境温度为 500°C 900°C、外部环境压强为50Mpa 160Mpa ；
对位于所述环境温度、环境压强下的所述真空包套进行保温3 5小时以将所述钨靶材坯料、中间层、铜背板焊接在一起。
可选的，将所述钨靶材坯料、中间层、铜背板置于真空包套内再将所述真空包套送入焊接设备的步骤中，所述真空包套是由厚度为Imm 2mm的低碳钢或不锈钢焊接形成， 将所述钨靶材坯料、中间层、铜背板置于真空包套内后，将所述真空包套抽真空至10_3乇 10_5乇，再将所述真空包套密封。
可选的，所述中间层的厚度为0. 2mm 3mm。
可选的，所述中间层的材料为钛。
为解决上述问题，本发明还提供另一种钨靶材组件的焊接方法，包括以下步骤
提供铜背板、钨靶材坯料；
在所述钨靶材坯料的预结合表面上形成中间层以使所述中间层与所述钨靶材坯料形成一个整体；
将所述形成有中间层的钨靶材坯料、铜背板置于真空包套内并使所述中间层位于所述钨靶材坯料与铜背板之间，将所述真空包套置于焊接设备内；
利用热等静压工艺将所述形成有中间层的钨靶材坯料、铜背板焊接在一起以形成钨靶材组件；
焊接完成后，对所述真空包套进行冷却，去除所述真空包套以获得所述钨靶材组件。
可选的，在所述钨靶材坯料的预结合表面上形成中间层之前对所述钨靶材坯料进行表面清洗处理。
可选的，所述中间层是利用物理气相沉积工艺形成的。
可选的，所述利用热等静压工艺将形成有中间层的钨靶材坯料、铜背板焊接在一起的步骤包括
使内部设置有所述钨靶材坯料、铜背板的真空包套的外部环境温度为500°C 900°C、外部环境压强为50Mpa 160Mpa ；
对位于所述环境温度、环境压强下的所述真空包套进行保温3 5小时以将所述形成有中间层的钨靶材坯料、铜背板焊接在一起。
可选的，将所述形成有中间层的钨靶材坯料、铜背板置于真空包套内再将所述真空包套送入焊接设备的步骤中，所述真空包套是由厚度为Imm 2mm的低碳钢或不锈钢焊接形成，将所述钨靶材坯料、铜背板置于真空包套内后，将所述真空包套抽真空至10_3乇 10_5乇，再将所述真空包套密封。
与现有技术相比，本发明的优点在于
通过在钨靶材坯料与铜背板之间增设中间层并利用热等静压工艺将钨靶材坯料与铜背板焊接在一起，既能实现大面积焊接，而且由于整个焊接过程是在真空环境下进行可以防止焊接材料的表面被氧化；另外，形成的钨靶材组件中钨靶材坯料与铜背板之间具有较高的结合率、结合强度，钨靶材坯料与铜背板焊接在一起后变形小；形成的钨靶材组件使用温度可以达到600°C以上，在这样的高温条件下靶材组件不会发生脱落的现象。
图1是本发明钨靶材组件的焊接方法实施例一中钨靶材组件的焊接方法流程图。
图2是本发明钨靶材组件的焊接方法实施例一中钨靶材组件组成部分的结构示意图。
图3是本发明钨靶材组件的焊接方法实施例一中当钨靶材坯料及铜背板的预焊接面形成有螺纹时其表面形貌放大图。
图4是本发明钨靶材组件的焊接方法实施例一中当钨靶材坯料、铜背板、中间层一起置于真空包套内进行热等静压工艺时的示意图。
图5是本发明钨靶材组件的焊接方法实施例二中钨靶材组件的焊接方法流程图。
图6是本发明钨靶材组件的焊接方法实施例二中钨靶材组件组成部分的结构示意图。
图7是本发明钨靶材组件的焊接方法实施例二中当表面形成有中间层的钨靶材坯料、铜背板一起置于真空包套内进行热等静压工艺时的示意图。
具体实施方式
如背景技术中所述，现有的钨靶材坯料与铜背板的焊接方法存在诸多缺点如熔焊工艺不能实现大面积对焊，钎焊工艺中钨靶材坯料与铜背板之间的结合强度低，扩散焊接工艺中钨靶材坯料与铜背板的焊接面容易在空气中被氧化致使钨靶材坯料与铜背板焊接面处的原子不能进行扩散导致靶材组件的焊接紧密度较差等等。
热等静压工艺具有许多优点，如焊接件结合面处的结合率高、结合强度高等。所谓热等静压(hot isostatic pressing, HIP)的原理是将待焊接材料置于真空密封的真空包套内，然后在高温条件下利用高压液体或高压气体对真空包套施加各向均等的压力，使真空包套在此高温高压环境中保持一段时间以将待焊接材料紧密焊接在一起。鉴于此，本发明人发现可以利用热等静压工艺并选择合适的工艺参数将钨靶材与铜背板焊接在一起，两者在真空环境下焊接时焊接面处不会被氧化，并且钨靶材坯料与铜背板利用此工艺焊接后两者之间具有较高的结合强度。进一步地，发明人发现利用热等静压工艺焊接钨靶材与铜背板时，可在钨靶材与铜背板之间增设一材料为金属的中间层以作为中间媒介，这样钨靶材、铜背板能更好的结合，例如金属钛能同时与钨靶材、铜背板很好的结合。该中间层可以单独制造形成，也可以利用其它方法形成在钨靶材坯料的预结合表面上使中间层与钨靶材坯料构成一个整体，如可以利用半导体工业中常用的物理气相沉积(PVD)工艺形成所述中间层。
图1是本发明钨靶材组件的焊接方法实施例一中钨靶材组件的焊接方法流程图， 它显示的是当钨靶材与铜背板之间的中间层是单独制造形成时该靶材组件的焊接流程，如图1所示，其包括以下步骤
Sll.提供钨靶材坯料、铜背板、中间层。
S12.对钨靶材坯料、铜背板进行机械加工，再对钨靶材坯料、铜背板进行表面清洗处理。
S13.将钨靶材坯料、中间层、铜背板置于真空包套内并使中间层位于钨靶材坯料与铜背板之间，真空包套被抽真空后将其置于焊接设备内。
S14.利用热等静压工艺将钨靶材坯料、中间层、铜背板焊接在一起以形成钨靶材组件。
S15.焊接完成后，对真空包套进行冷却，去除真空包套以获得钨靶材组件。
图5是本发明钨靶材组件的焊接方法实施例二中钨靶材组件的焊接方法流程图， 它显示的是当钨靶材与铜背板之间的中间层是形成在钨靶材坯料预结合表面上时该靶材组件的焊接流程，如图5所示，其包括以下步骤
S21.提供钨靶材坯料、铜背板。
S22.对钨靶材坯料进行表面清洗处理。
S23.在钨靶材坯料的预结合表面上形成中间层。
S24.将形成有中间层的钨靶材坯料、铜背板置于真空包套内，真空包套被抽真空后将其置于焊接设备内。
S25.利用热等静压工艺将形成有中间层的钨靶材坯料、铜背板焊接在一起以形成钨靶材组件。
S26.焊接完成后，对真空包套进行冷却，去除真空包套以获得钨靶材组件。
下面结合附图对本发明的具体实施方式
做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
实施例一
图1是本发明钨靶材组件的焊接方法实施例一中钨靶材组件的焊接方法流程图， 它显示的是当钨靶材与铜背板之间的中间层是单独制造形成时该靶材组件的焊接流程，下面将图1与图2、图3、图4结合起来对实施例一进行详细说明。
首先执行步骤Sll 提供钨靶材坯料、铜背板、中间层。
提供钨靶材坯料11，本实施例中以纯度为99. 995%的钨靶材坯料为例。根据应用环境、溅射设备的实际要求，钨靶材坯料11的形状可以为圆形、矩形、环形、圆锥形或其他类似形状(包括规则形状和不规则形状)中的任一种，优选方案为圆形。它的直径尺寸为在设计尺寸上加2mm 5mm的加工余量，它的厚度尺寸为在设计尺寸上加Imm 3mm的加工余量。设置加工余量的目的是为钨靶材坯料11在后续的机械加工中提供比较宽裕的加工空间以得到符合要求的钨靶材组件。
提供铜背板12，铜背板12可以是包括铬合金或锌的铜合金背板，铜背板12也可以是锡黄铜，它的形状需根据溅射设备的要求来设置。
提供材料为金属的中间层13，如图2所示，它可以是利用一些常规加工工艺单独制造形成的薄片状物体，这样可以减少整个钨靶材组件的加工难度及加工周期。它的形状需根据钨靶材坯料及铜背板的形状来设置，以使中间层13能位于钨靶材坯料11与铜背板 12之间。发明人发现，当中间层13的材料为钛，并通过热等静压工艺将钨靶材坯料11与铜背板12焊接在一起时，它能同时与钨、铜合金进行很好的结合以增大钨靶材坯料11与铜背板12之间的结合率、结合强度。在同时保证钨靶材坯料11与铜背板12之间具有较高结合率、结合强度的焊接要求及加工条件许可的前提下，中间层的厚度可为0. 2mm 3mm。
接着执行步骤S12 对钨靶材坯料、铜背板进行机械加工，再对钨靶材坯料、铜背板进行表面清洗处理。
为了在后续的热等静压工艺中钨靶材坯料11、铜背板12均能与中间层13进行很好的结合以增大钨靶材坯料11、铜背板12与中间层13的结合能力，可以对钨靶材坯料11、 铜背板12进行机械加工。具体的，可以对钨靶材坯料11、铜背板12进行加工精度较高的机械加工以减小钨靶材坯料11、铜背板12预结合表面的表面粗糙度。进一步地，为了使钨靶材坯料11、铜背板12能与中间层13具有更好的结合能力，如图3所示，还可以在钨靶材坯料11、铜背板12的预结合表面形成螺纹，这样具有螺纹状表面的钨靶材坯料11、铜背板12 在热等静压工艺中能更容易与中间层13的表面进行原子扩散，从而能更好的结合。
机械加工完成后，对钨靶材坯料11、铜背板12进行表面清洗处理以减少或去除其表面的杂质。清洗钨靶材坯料11、铜背板12的方法有很多种，其中的一种方法是先利用酸液然后再利用有机溶剂进行清洗。酸液可以选择氢氟酸(HF)、硝酸(HNO3)、盐酸(HCL)、硫酸(H2SO4)或包含它们任意配比的混合溶剂。有机溶剂可以是酒精、异丁醇(IBA)、异丙醇 (IPA)或混丙醇(IPB)中的任一种。
接着执行步骤S13 将钨靶材坯料、中间层、铜背板置于真空包套内并使中间层位于钨靶材坯料与铜背板之间，真空包套被抽真空后将其置于焊接设备内。
如图4所示，将钨靶材坯料11、中间层13、铜背板12置于真空包套14内并使中间层13位于钨靶材坯料11与铜背板12之间，从真空包套14的开口 15处将真空包套14抽成真空，以避免在热等静压工艺中焊接件表面发生氧化。具体的，真空包套14被抽真空至 10_3乇 10_5乇(1乇=133. 3224Pa)。然后封闭开口 15以封闭整个真空包套14。再将内部设置有钨靶材坯料11、中间层13、铜背板12的真空包套14置于焊接设备内以便进行后续的热等静压工艺。
真空包套14的形状需根据预形成钨靶材组件的形状来设置，将钨靶材坯料11、中间层13、铜背板12置于真空包套14内之后，真空包套14会紧密贴合内置的钨靶材组件。 真空包套14的厚度很薄，可为Imm 2mm，它可以由低碳钢或不锈钢焊接形成。
接着执行步骤S14 利用热等静压工艺将钨靶材坯料、中间层、铜背板焊接在一起以形成钨靶材组件。
继续参照图4所示，利用热等静压工艺将钨靶材坯料11、中间层13、铜背板12焊接在一起以形成钨靶材组件。此时，内部设有钨靶材坯料11、中间层13、铜背板12的真空包套14处于高温高压环境中。通过选择合适的工艺参数可使焊接后的钨靶材组件中钨靶材坯料与铜背板具有较高的结合率、结合强度，具体的，发明人发现采用以下的工艺参数可以实现外部环境温度为500°C 900°C，外部环境压强为50Mpa 160Mpa，保温3 5小时。即，真空包套14所处的外部环境温度为500°C 900°C，利用高压液体或高压气体使真空包套14所处的外部环境压强为50Mpa 160Mpa，使真空包套14在此高温高压环境中保持3 5小时。由于真空包套14是由厚度很薄的低碳钢或不锈钢焊接形成，在外部环境压强的作用下，钨靶材坯料11、铜背板12与中间层13的结合面处会形成压力，同时由于真空包套14长时间位于高温环境中，钨靶材坯料11、铜背板12与中间层13的结合面处会发生塑性变形、原子扩散，最终实现钨靶材坯料11与铜背板12的可靠焊接。
最后执行步骤S15 焊接完成后，对真空包套进行冷却，去除真空包套以获得钨靶材组件。
焊接完成后，可使真空包套14在空气中冷却，冷却后，去除真空包套14以获得钨靶材组件。具体的，可以利用车削加工工艺将真空包套14去除。
实施例二
图5是本发明钨靶材组件的焊接方法实施例二中钨靶材组件的焊接方法流程图， 它显示的是当钨靶材与铜背板之间的中间层是形成在钨靶材坯料预结合表面上时该靶材组件的焊接流程，下面将图5与图6、图7结合起来对实施例二进行详细说明。
首先执行步骤S21 提供钨靶材坯料、铜背板。
提供钨靶材坯料，本实施例中以纯度为99. 995%的钨靶材坯料为例。根据应用环境、溅射设备的实际要求，钨靶材坯料21的形状可以为圆形、矩形、环形、圆锥形或其他类似形状(包括规则形状和不规则形状)中的任一种，优选方案为圆形。它的直径尺寸为在设计尺寸上加2mm 5mm的加工余量，它的厚度尺寸为在设计尺寸上加Imm 3mm的加工余量。设置加工余量的目的是为钨靶材坯料在后续的机械加工中提供比较宽裕的加工空间以得到符合要求的钨靶材组件。
提供铜背板22，铜背板22可以是包括铬合金或锌的铜合金背板，铜背板22也可以是锡黄铜，它的形状需根据溅射设备的要求来设置。
接着执行步骤S22 对钨靶材坯料进行表面清洗处理。
清洗钨靶材坯料21表面的方法有多种，可以先用酸液清洗，再用有机溶剂清洗。 酸液可以选取氢氟酸(HF)、硝酸(HNO3)、盐酸(HCL)、硫酸(H2SO4)或包含它们任意配比的混合溶剂。有机溶剂可以是异丁醇IBA、异丙醇IPA或混丙醇IPB中的任一种。
通过步骤S22的表面清洗处理，可以将钨靶材坯料21表面的杂质和氧化物减少或清除，这样就为后续的焊接工艺打下良好的基础。
接着执行步骤S23 在钨靶材坯料的预结合表面上形成中间层。
如图6所示，在钨靶材坯料21的预结合表面211上形成材料为金属的中间层23， 这样中间层23与钨靶材坯料21形成一个整体。中间层23的形成方法有多种，可以利用物理气相沉积工艺形成。物理气相沉积工艺主要是利用灯丝加热后发射的电子，经电场加速、 磁场聚焦后，高速撞击置于水冷坩埚中的蒸发材料，使得蒸发材料表面的原子吸收电子携带的动能，将温度迅速升高，在真空环境下蒸发或升华形成的低密度、非平衡蒸汽粒子射流与钨靶材坯料21相撞，并在一定条件下生长为薄膜(即中间层2 。通过上述物理气相沉积工艺或其他类似的薄膜形成工艺，可以使得在钨靶材坯料21的预结合表面211上形成的中间层23具有表面粗糙度低、结合强度高、致密度高等优点。发明人发现，当中间层23的材料为钛，并通过热等静压工艺将钨靶材坯料与铜背板焊接在一起时，它能同时与钨、铜合金进行很好的结合以增大钨靶材坯料21与铜背板22之间的结合率、结合强度。在同时保证钨靶材坯料与铜背板之间具有较高结合率、结合强度的焊接要求及加工条件许可的前提下，中间层的厚度可为0. 2mm 3mm。
S24.将形成有中间层的钨靶材坯料、铜背板置于真空包套内，真空包套被抽真空后将其置于焊接设备内。
如图7所示，将预结合表面211上形成有中间层23的钨靶材坯料21、铜背板22 置于真空包套M内，从真空包套M的开口 25处将真空包套M抽成真空，以避免在热等静压工艺中焊接件表面发生氧化。具体的，真空包套M被抽真空至10_3乇 10_5乇(1乇= 133. 3224Pa) 0然后封闭开口 25以封闭整个真空包套对。再将内部设置有钨靶材坯料21、 铜背板22的真空包套M置于焊接设备内以便进行后续的热等静压工艺。
真空包套M的形状需根据预形成钨靶材组件的形状来设置，将钨靶材坯料21、铜背板22置于真空包套M内之后，真空包套M会紧密贴合内置的钨靶材组件。真空包套M 的厚度很薄，可为Imm 2mm，它可以由低碳钢或不锈钢焊接形成。
接着执行步骤S25 利用热等静压工艺将形成有中间层的钨靶材坯料、铜背板焊接在一起以形成钨靶材组件。
继续参照图7所示，利用热等静压工艺将预结合表面211形成有中间层23的钨靶材坯料21、铜背板22焊接在一起以形成钨靶材组件。此时，内部设有钨靶材坯料21、铜背板22的真空包套M处于高温高压环境中。通过选择合适的工艺参数可使焊接后的钨靶材组件中钨靶材坯料与铜背板具有较高的结合率、结合强度，具体的，发明人发现采用以下的工艺参数可以实现外部环境温度为500°C 900°C，外部环境压强为50Mpa 160Mpa，保温3 5小时。S卩，真空包套M所处的外部环境温度为500°C 900°C，利用高压液体或高压气体使真空包套24所处的外部环境压强为50Mpa 160Mpa，使真空包套M在此高温高压环境中保持3 5小时。由于真空包套M是由厚度很薄的低碳钢或不锈钢焊接形成，在外部环境压强的作用下，钨靶材坯料21预结合表面211上的中间层23与铜背板22结合面处会形成压力，同时由于真空包套M长时间位于高温环境中，中间层23与铜背板22的结合面处会发生塑性变形、原子扩散，最终实现钨靶材坯料21与铜背板22的可靠焊接。
最后执行步骤S26 焊接完成后，对真空包套进行冷却，去除真空包套以获得钨靶材组件。
焊接完成后，可使真空包套M在空气中冷却，冷却后，去除真空包套M以获得钨靶材组件。具体的，可以利用车削加工工艺将真空包套M去除。
最后，对上述实施例一及实施例二中钨靶材组件的焊接状况进行检测利用 C-SCAN检测焊接结合率，由钨靶材坯料与铜合金背板所组成的钨靶材组件的焊接结合率达到95%以上，再测试其拉伸强度，其焊接的平均强度为130Mpa以上。由此方法形成的钨靶材组件使用温度可以达到600°C以上，在这样的高温条件下靶材组件不会发生脱落的现象10并可以进行正常的溅射工艺。结果表面，采用本发明中焊接方法所获得的钨靶材组件的焊接性能十分可靠。
综上所述，与现有技术相比，本发明具有以下优点
通过在钨靶材坯料与铜背板之间增设中间层并利用热等静压工艺将钨靶材坯料与铜背板焊接在一起，既能实现大面积焊接，而且由于整个焊接过程是在真空环境下进行可以防止焊接材料的表面被氧化；另外，形成的钨靶材组件中钨靶材坯料与铜背板之间具有较高的结合率、结合强度，钨靶材坯料与铜背板焊接在一起后变形小；形成的钨靶材组件使用温度可以达到600°C以上，在这样的高温条件下靶材组件不会发生脱落的现象。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
权利要求
1.一种钨靶材组件的焊接方法，其特征在于，包括以下步骤提供钨靶材坯料、铜背板、中间层；将所述钨靶材坯料、中间层、铜背板置于真空包套内并使所述中间层位于所述钨靶材坯料与铜背板之间，将所述真空包套置于焊接设备内；利用热等静压工艺将所述钨靶材坯料、中间层、铜背板焊接在一起以形成钨靶材组件；焊接完成后，对所述真空包套进行冷却后，去除所述真空包套以获得所述钨靶材组件。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述钨靶材坯料、中间层、铜背板置于真空包套之前还包括以下步骤对所述钨靶材坯料、铜背板进行机械加工以提高所述钨靶材坯料、铜背板与中间层的结合能力；再对所述钨靶材坯料、铜背板进行表面清洗处理。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用热等静压工艺将钨靶材坯料、中间层、铜背板焊接在一起的步骤包括使内部设置有所述钨靶材坯料、中间层、铜背板的真空包套的外部环境温度为500°C 900°C、外部环境压强为50Mpa 160Mpa ；对位于所述环境温度、环境压强下的所述真空包套进行保温3 5小时以将所述钨靶材坯料、中间层、铜背板焊接在一起。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述钨靶材坯料、中间层、铜背板置于真空包套内再将所述真空包套送入焊接设备的步骤中，所述真空包套是由厚度为Imm 2mm的低碳钢或不锈钢焊接形成，将所述钨靶材坯料、中间层、铜背板置于真空包套内后，将所述真空包套抽真空至10_3乇 10_5乇，再将所述真空包套密封。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述中间层的厚度为0.2mm 3mm。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述中间层的材料为钛。
7.—种钨靶材组件的焊接方法，其特征在于，包括以下步骤提供铜背板、钨靶材坯料；在所述钨靶材坯料的预结合表面上形成中间层以使所述中间层与所述钨靶材坯料形成一个整体；将所述形成有中间层的钨靶材坯料、铜背板置于真空包套内并使所述中间层位于所述钨靶材坯料与铜背板之间，将所述真空包套置于焊接设备内；利用热等静压工艺将所述形成有中间层的钨靶材坯料、铜背板焊接在一起以形成钨靶材组件；焊接完成后，对所述真空包套进行冷却，去除所述真空包套以获得所述钨靶材组件。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述钨靶材坯料的预结合表面上形成中间层之前对所述钨靶材坯料进行表面清洗处理。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述中间层是利用物理气相沉积工艺形成的。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述利用热等静压工艺将形成有中间层的钨靶材坯料、铜背板焊接在一起的步骤包括使内部设置有所述钨靶材坯料、铜背板的真空包套的外部环境温度为500°C 900°C、 外部环境压强为50Mpa 160Mpa ；对位于所述环境温度、环境压强下的所述真空包套进行保温3 5小时以将所述形成有中间层的钨靶材坯料、铜背板焊接在一起。
11.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，将所述形成有中间层的钨靶材坯料、铜背板置于真空包套内再将所述真空包套送入焊接设备的步骤中，所述真空包套是由厚度为 Imm 2mm的低碳钢或不锈钢焊接形成，将所述钨靶材坯料、铜背板置于真空包套内后，将所述真空包套抽真空至10_3乇 10_5乇，再将所述真空包套密封。
全文摘要
本发明提供一种钨靶材组件的焊接方法，包括提供钨靶材坯料、铜背板并在两者之间增设一中间层；将钨靶材坯料、中间层、铜背板置于真空包套内，使中间层位于钨靶材坯料与铜背板之间，将真空包套置于焊接设备内；利用热等静压工艺将待焊接材料焊接在一起以形成钨靶材组件；焊接完成后，进行冷却，去除真空包套以获得钨靶材组件。通过在钨靶材坯料与铜背板之间增设中间层并利用热等静压工艺将钨靶材坯料与铜背板焊接在一起，既能实现大面积焊接，而且由于整个焊接过程是在真空环境下进行可以防止焊接材料的表面被氧化，另外形成的钨靶材组件中钨靶材坯料与铜背板之间具有较高的结合率、结合强度，钨靶材坯料与铜背板焊接在一起后变形小。
文档编号B23K20/24GK102500908SQ20111032096
公开日2012年6月20日 申请日期2011年10月20日 优先权日2011年10月20日
发明者周友平, 姚力军, 潘杰, 王学泽 申请人:宁波江丰电子材料有限公司