一种靶材与背板的粘合连接方法
【技术领域】
[0001]本发明属于靶材制造技术领域，特别涉及一种靶材与背板的粘合连接方法。
【背景技术】
[0002]溅射镀膜是集成电路、平面显示以及太阳能电池等芯片和器件制作中的一种常见工艺，溅射靶材组件通常是由符合溅射要求的靶材与背板结合组成。背板具有一定的强度，在靶材组件安装至溅射机台时提供支撑，同时具有良好的导热导电性能。
[0003]目前，靶材与背板的主要连接方式有机械连接和焊接两种。其中，机械连接靶材与背板的对接面很难完全致密，存在的缝隙会导致靶材与背板间结合强度降低，同时影响溅射过程中电和热的传导。焊接有软钎焊、硬钎焊、扩散焊、电子束焊等多种方法，连接过程中靶材与背板通常需承受200°C以上的高温，加热过程可能引起脆性靶开裂、断裂，薄板靶变形等问题。另外，高温下靶材焊接操作难度高；与背板热膨胀系数差别较大的靶材焊接后热应力大，焊后变形较大；受热变形的靶材焊接后需增加校平工序。
[0004]因此，需提供一种可保证靶材溅射过程中具备良好的导热性、导电性及足够的连接强度的粘合连接方法。粘合连接方法是选用有机物基体的导电胶或导热胶，在低温或常温下对靶材及背板完成连接，粘合胶充分填充于靶材与背板之间，可确保靶材具备良好的导电导热性能。粘合方法相比焊接方法大大降低了连接过程的温度，避免了靶材在连接过程中出现碎裂、变形等问题，同时降低了操作难度。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种靶材与背板的粘合连接方法，使用导电胶或导热胶代替传统金属焊料，显著降低连接温度，实现靶材与背板的可靠连接。
[0006]针对现有技术不足，本发明提供了一种靶材与背板的粘合连接方法，其具体步骤如下:
[0007]( I)提供靶材与背板；
[0008](2)对靶材与背板的粘合面进行加工；
[0009](3)在靶材与背板粘合面上均匀涂覆粘合胶；
[0010](4)靶材与背板进行加压固定，使粘合胶固化。
[0011]所述IE材材质为金属、合金或非金属材料。
[0012]所述金属为铝、铜、钛、钽、钨、钌、钴、钼、金、银、钥、铬、铁或镍金属等金属，但并不局限于此。
[0013]所述合金为铝、钨、钛、银、钌、钴、钼或镍的合金，但并不局限于此。
[0014]所述非金属材料为硅、碳、氧化铟锡、氧化锌铝、二氧化锡或氧化锌等，但并不局限于此。
[0015]所述背板材质为金属或合金材料。
[0016]所述金属或合金材料为铜、铁、钛、招、黄铜合金、铬铜合金、铜镍合金、钢、钛合金、铝合金，但并不局限于此。
[0017]步骤(2)中所述加工方法为:在靶材及背板粘合面进行喷砂处理或者机加工，提高粘接面粗糙度，增加胶与粘合面的结合面积，处理后粗糙度在I μ m?15 μ m之间。
[0018]步骤(3)中所述粘合胶为环氧型、酚醛型、有机硅型的导电胶或导热胶中的一种或多种。
[0019]所述粘合胶性能需保证固化后连接强度及失效温度达到靶材产品要求，固化后拉伸强度不小于0.5MPa，失效温度不低于100°C，同时应兼顾不同产品的特殊需求。
[0020]所述粘合胶为环氧型、酚醛型、有机硅型的导热胶的一种或多种时，必须在粘合处铺垫具有导电、导热性能的金属网，并在导热胶固化过程中适当提高固定压力，确保粘合胶固化后，金属网与靶材及背板均有良好接触。
[0021 ] 所述金属网为铝网、铜网或银网。
[0022]若所选粘合胶为环氧型、酚醛型、有机硅型的导电胶的一种或多种时，铺垫金属网不是必须步骤，可选择在粘合处垫入金属丝或金属网，控制粘合缝厚度并提高导热导电性倉泛。
[0023]涂覆粘合胶并视需要垫入金属网或丝后，将靶材与背板加压固定，步骤(4)中所述加压固定时，施加的压力应不小于0.05MPa。
[0024]根据所选粘合胶性能及不同靶材的特殊需要，步骤(4)中所述加压固定时，粘合胶固化温度范围为20°C?100°C，步骤(4)中所述加压固定时，粘合胶固化时间为2h?48h，使粘合胶充分固化，实现可靠连接。
[0025]本发明的有益效果为:
[0026]( I)采用粘合连接方法能够将两种金属或非金属很好的结合在一起，并保证靶材溅射时的导热导电性能，从而实现靶材与背板的大面积连接；(2)显著降低连接温度，可在常温下完成靶材的可靠连接，可满足特殊靶材的连接要求，同时避免了加热过程中出现靶材开裂、断裂，提高了成品率；(3)连接温度低，易于操作，并且避免了连接过程中靶材的受热变形，无需在连接后增加校平工序，大大降低了操作难度并减少了操作步骤。
【附图说明】
[0027]图1为本发明方法的工艺流程图；
[0028]图2为本发明靶材结构示意图；
[0029]图3为本发明背板结构示意图；
[0030]图4a为本发明靶材粘合面涂覆粘合胶后结构示意图，图4b为本发明背板粘合面涂覆粘合胶后结构示意图；
[0031]图5为通过本发明方法粘合连接得到的靶材组件结构示意图。
【具体实施方式】
[0032]本发明提供了一种靶材与背板的粘合连接方法，下面结合附图和【具体实施方式】对本发明做进一步说明。
[0033]如图1所示，执行步骤S101，提供靶材及背板；
[0034]执行步骤S102，对靶材与背板粘合面进行加工；
[0035]金属靶材可在粘合面进行喷砂处理或机加工处理，非金属靶材可按需求进行喷砂处理。
[0036]执行步骤S103，在靶材及背板粘合面上涂覆粘合胶，使粘合面均匀覆盖一薄层粘合胶；
[0037]执行步骤S104，视需要在粘合处垫入金属丝或金属网，对靶材与背板进行加压固定，使粘合胶固化，完成粘合作业。
[0038]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做详细说明。
[0039]如图2所示，提供靶材20，靶材20的形状，根据溅射基台的要求可以为圆形、矩形、三角形、环形等的任意一种，材质为钛、银、镍合金、娃等纯金属、合金、非金属祀材。作为一个优选的实施例，祀材20的形状为矩形,粘合面尺寸130mmX 450mm,厚度6mm,材质为镍钥；
I=1-Wl O
[0040]如图3所示，提供背板21，所述背板21材质可以为无氧铜、黄铜合金、铬铜合金、铜镍合金等任一种，但不局限于上述合金。实施例中所用为无氧铜背板，厚度为5mm。
[0041]对靶材粘合面200及背板粘合面210进行加工处理，金属靶材粘合面200及背板粘合面210可以进行喷砂处理；或者保留机加工纹路；清洗粘合面200及210确保表面无污溃残留。实施例中对粘合面200及210均做喷砂处理，处理后粗糙度在I μ m?15μπι之间，表面喷砂可以活化粘合面200及210，增加有效粘合面积，提高连接强度。
[0042]如图4所示，在粘合面200及210表面均匀涂覆粘合胶22，粘合胶22应选用环氧型、酚醛型、有机硅型或其他类型的导电胶或导热胶，其性能需保证固化后连接强度及失效温度达到靶材产品要求。实施例中选用有机硅导电胶，均匀涂覆粘合面200及210。
[0043]如图5所示，视需要在粘合处垫入金属丝或金属网23，对靶材20与背板21进行加压固定，在20°C?100°C之间保温2h?24h，使粘合胶22固化，完成粘合作业。本实施例中在粘合处铺垫金属铜网23，随后施压固定，压力达到0.lMPa，25°C下保压24h使粘合胶固化，形成靶材组件。实施例粘合后对靶进行尺寸检验，平行度为0.1mm，符合尺寸要求。
【主权项】
1.一种靶材与背板的粘合连接方法，其特征在于，具体步骤如下: (1)提供靶材与背板； (2)对靶材与背板的粘合面进行加工； (3)在靶材与背板粘合面上均匀涂覆粘合胶； (4)靶材与背板进行加压固定，使粘合胶固化。
2.根据权利要求1所述的一种靶材与背板的粘合连接方法，其特征在于:所述靶材材质为金属、合金或非金属材料。
3.根据权利要求2所述的一种靶材与背板的粘合连接方法，其特征在于:所述金属为招、铜、钦、组、鹤、钌、钴、钼、金、银、钥、络、铁或镇金属。
4.根据权利要求2所述的一种靶材与背板的粘合连接方法，其特征在于:所述合金为招、鹤、钦、银、钉、钻、怕或镇的合金。
5.根据权利要求2所述的一种靶材与背板的粘合连接方法，其特征在于:所述非金属材料为硅、碳、氧化铟锡、氧化锌铝、二氧化锡或氧化锌。
6.根据权利要求1所述的一种靶材与背板的粘合连接方法，其特征在于:所述背板材质为金属或合金材料。
7.根据权利要求1所述的一种靶材与背板的粘合连接方法，其特征在于:所述金属或合金材料为铜、铁、钛、招、黄铜合金、铬铜合金、铜镍合金、钢、钛合金、招合金。
8.根据权利要求1所述的一种靶材与背板的粘合连接方法，其特征在于，步骤(2)中所述加工方法为:在靶材及背板粘合面进行喷砂处理或者机加工，提高粘接面粗糙度，增加胶与粘合面的结合面积，处理后粗糙度在Iym?15 μπι之间。
9.根据权利要求1所述的一种靶材与背板的粘合连接方法，其特征在于:步骤(3)中所述粘合胶为环氧型、酚醛型、有机硅型的导电胶或导热胶中的一种或多种。
10.根据权利要求5所述的一种靶材与背板的粘合连接方法，其特征在于:所述粘合胶性能需保证固化后连接强度及失效温度达到靶材产品要求。
11.根据权利要求5所述一种靶材与背板的粘合连接方法，其特征在于:所述粘合胶为环氧型、酚醛型、有机硅型的导热胶的一种或多种时，必须在粘合处铺垫具有导电、导热性能的金属网。
12.根据权利要求7所述一种靶材与背板的粘合连接方法，其特征在于:所述金属网为铝网、铜网或银网。
13.根据权利要求1所述一种靶材与背板的粘合连接方法，其特征在于:步骤(4)中所述加压固定时，施加的压力应不小于0.05MPa。
14.根据权利要求1所述一种靶材与背板的粘合连接方法，其特征在于:步骤(4)中所述加压固定时，粘合胶固化温度范围为20°C?100°C。
15.根据权利要求1所述一种靶材与背板的粘合连接方法，其特征在于:步骤(4)中所述加压固定时，粘合胶固化时间为2h?48h。
【专利摘要】本发明属于靶材制造技术领域，特别涉及一种靶材与背板的粘合连接方法。本发明方法包括：提供靶材及背板；对靶材与背板粘合面进行加工；在靶材与背板粘合面上均匀涂覆粘合所需的有机胶；对靶材与背板进行粘合，采用常温固化或低温固化的方式使粘合可靠。本发明方法利用有机胶粘合实现了常温或低温下靶材的可靠连接，可保证靶材溅射过程中具备良好的导热性、导电性及足够的连接强度，同时降低了连接温度，从而避免了高温加热可能引起的靶材碎裂、变形等问题，可满足特殊靶材的常温连接要求，同时降低了操作难度，提高了成品率。
【IPC分类】B23P11-00
【公开号】CN104690487
【申请号】CN201310664863
【发明人】王越, 徐学礼, 何金江, 刘红宾, 刘书芹, 李勇军
【申请人】有研亿金新材料股份有限公司
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2013年12月9日