一种高纯硫系相变合金靶材的焊接方法与流程

本发明属于半导体制造技术领域，具体来说，涉及一种高纯硫系相变合金靶材的焊接方法。

背景技术：

相变储存器的原理是利用硫系化合物在晶态和非晶态巨大的导电性差异来储存数据，利用光能或电能使材料在晶态和非晶态之间电阻或反射率的显著差异而实现。相变储存器的优点众多，非易失、循环寿命长(大于10¹³次)、高速读取、能实现多级储存、尺寸小、功耗小、可抵抗高温与低温、抗震动及电子干扰并且与集成电路工艺兼容等，是最有希望成为既sram、dram和flash之后，新一代的半导体非易失性储存器件。而硫系相变合金靶材由于其良好的热稳定性及快速相变功能，是最佳的制备相变储存器的相变材料。相变存储器的制备通常采用磁控溅射的方法制备相变薄膜，从而制备存储器。相变薄膜的靶材料即硫系相变合金靶材。硫系合金靶材由于其特殊的材质性能，需要采用钎焊的方法进行焊接。由于其与常规钎焊金属焊料浸润性差、焊接温度偏高等，不适宜采用常规钎焊方式焊接，否则易导致硫系合金靶材的开裂。因此本发明焊接方法采用有机焊接胶，能保证较低的焊接温度和良好的焊合率。由于有机焊接胶价格昂贵，焊接过程中，在保证焊接效果的基础上尽量减少焊接胶的浪费，降低成本。

技术实现要素：

本发明提供了一种高纯硫系相变合金靶材的焊接方法，目的在于提高焊接质量及降低焊接成本。

为实现上述目的，本发明实施例具体技术方案如下：

一种高纯硫系相变合金靶材的焊接方法，包括以下步骤：

1.提供高纯硫系相变合金靶材与背板；

2.靶材和背板焊接面进行表面处理，喷砂粗糙化、靶材焊接面金属化；

3.一定焊接温度下，在靶材和背板焊接面上放置适量有机焊接胶；

4.将靶材焊接面与背板焊接面相接触，施加一定压力，进行焊接；

5.将焊接后的靶材冷却，以完成焊接。

与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：

本发明提供的靶材焊接方式，通过将靶材与背板的焊接面进行喷砂处理，以提高粘结面粗糙度，粗糙度在1μm～8μm；对靶材粘结面喷砂后磁控溅射金属化(ti、niv等)，以提高多元硫系合金与有机焊接胶的浸润性，增加焊接面积，提高焊合率。

本发明提供的靶材焊接方式，通过控制焊接温度在40℃～70℃，控制焊接胶的流动性，降低焊接胶的浪费，节约成本。

本发明提供的靶材焊接方式，通过控制焊接后施加的压力在2～5pa范围内，保证靶材与背板间的焊缝厚度及均匀性。

附图说明

图1为本发明实施例和对比例2、3中焊接方法的工艺流程图。

图2-图5为本发明实施例和对比例2、3中焊接方法的焊料结合示意图。

图6为对比例1中焊接方法的焊料结合工艺流程图。

图7-图10为对比例1中焊接方法焊料结合的示意图。

图中：a-背板、b-有机焊接胶、c-靶材。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明。

采用现有焊接技术方法，当靶材与背板接触后加压时，具有一定流动性的焊接胶会被挤压出去，造成焊接胶浪费并且焊合质量低。为了解决焊料被挤出同时降低焊合质量的问题，需要增加靶材与背板的焊接面粗糙度及与焊接胶的浸润性。基于上述原因，本发明公开了一种高纯硫系相变合金靶材的焊接方法。

实施例1

流程图如图1所示，其包括以下步骤：

步骤1：提供高纯硫系相变合金靶材与背板；

步骤2：靶材和背板焊接面进行表面处理，喷砂粗糙化、焊接面金属化；

步骤3：焊接温度58℃，在靶材和背板焊接面上放置适量有机焊接胶；

步骤4：将靶材焊接面与背板焊接面相接触，施加压力3pa，进行焊接；

步骤5：将焊接后的靶材冷却，以完成焊接。

其中，喷砂粗糙度需要结合靶材特性设定，不可破坏靶材完整性及外观。靶材焊接面金属化的金属材质可根据靶材材质进行选择，常见niv、ti等。

实施例2

流程图如图1所示，包括以下步骤：

步骤1：同实施例一，步骤1；

步骤2：同实施例一，步骤2；

步骤3：焊接温度40℃，在靶材和背板焊接面上放置适量有机焊接胶；

步骤4：同实施例一，步骤4；

步骤5：同实施例一，步骤5。

实施例3

流程图如图1所示，包括以下步骤：

步骤1：同实施例一，步骤1；

步骤2：同实施例一，步骤2；

步骤3：焊接温度70℃，在靶材和背板焊接面上放置适量有机焊接胶；

步骤4：同实施例一，步骤4；

步骤5：同实施例一，步骤5。

对比例1

如图6所示，步骤1：提供高纯硫系相变合金靶材与背板；

步骤2：焊接温度58℃，在靶材和背板焊接面上放置适量有机焊接胶；

步骤3：将靶材焊接面与背板焊接面相接触，施加压力3pa，进行焊接；

步骤4：将焊接后的靶材冷却，以完成焊接。

对比例2

如图1所示，步骤1：提供高纯硫系相变合金靶材与背板；

步骤2：靶材和背板焊接面进行表面处理，喷砂粗糙化、靶材焊接面金属化；

步骤3：焊接温度90℃，在靶材和背板焊接面上放置适量有机焊接胶；

步骤4：将靶材焊接面与背板焊接面相接触，施加压力3pa，进行焊接；

步骤5：将焊接后的靶材冷却，以完成焊接。

对比例3

如图1所示，步骤1：提供高纯硫系相变合金靶材与背板；

步骤2：靶材和背板焊接面进行表面处理，喷砂粗糙化、靶材焊接面金属化；

步骤3：焊接温度58℃，在靶材和背板焊接面上放置适量有机焊接胶；

步骤4：将靶材焊接面与背板焊接面相接触，施加压力10pa，进行焊接；

步骤5：将焊接后的靶材冷却，以完成焊接。

表1实施例与对比例所得靶材焊接效果测试结果。

上述实施例对本发明的技术方案进行了详细说明。显然，本发明并不局限于所描述的实施例。基于本发明中的实施例，熟悉本技术领域的人员还可据此做出多种变化，但任何与本发明等同或相类似的变化都属于本发明保护的范围。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种高纯硫系相变合金靶材的焊接方法，其包括以下步骤：1)提供高纯硫系相变合金靶材与背板；2)靶材和背板焊接面进行表面处理；3)在靶材和背板焊接面上放置适量有机焊接胶；4)将靶材焊接面与背板焊接面相接触，施加一定压力，进行焊接；5)将焊接后的靶材冷却，以完成焊接。本发明方法通过优化靶材和背板焊接面表面状态，使两者对有机焊接胶具有浸润性，从而增加焊合面积，提高焊接效果即焊合率；同时控制焊接温度和焊接压力，从而控制焊接胶带流动性，降低焊接胶用量及控制焊缝厚度，满足客户对靶材性能的要求。

技术研发人员：张晓娜;万小勇;张巧霞;宋艳青;何金江;丁照崇;李勇军;陈明
受保护的技术使用者：有研新材料股份有限公司
技术研发日：2019.06.27
技术公布日：2019.11.01