一种靶材组件的制作方法

本实用新型属于磁控溅射镀膜靶材加工技术领域，特别涉及一种靶材组件。

背景技术：

粉末冶金材靶是半导体集成电路制备过程中的重要材料之一，主要材质为WTi、WSi、W、Cr、Mo等材料，与背板通过钎焊方式连接在一起。其加工特性为：硬度高、脆性大，不耐冲击，极易造成崩边、开裂等缺陷，机械加工时吃刀量不均匀会加剧崩边等现象。为保证机加工余量均匀，要求焊接时必须靶材对中性偏差不超过0.5mm，如直接焊接则需要人工对零件进行找正，由于靶材重量大，接触面积大造成调整困难，所以在背板上设计了焊接槽用于对中定位。同时产品关键特性要求靶材焊接面与背板之间的距离要求不超过0.4m，按通常工艺靶材加工留量0.5～0.6mm，靶材粗车后在焊接面位置有微小残留，厚度为0.1～0.2mm，半精加工时发生脆断并挤压在靶材擦边造成大面积崩边和压伤，加工时零件发生变形，造成加工余量不足，需要反复找正。原机加工结构无法满足产品质量和加工效率要求，急需对机加工结构进行改善。

技术实现要素：

针对现有技术不足，本实用新型提供了一种靶材组件。

一种靶材组件，包括靶材1与背板3，其特征在于，在背板3的表面加工有凸台4，靶材1连接在所述凸台4上。

所述靶材1通过焊料层2焊接在所述凸台4上。

所述凸台4的高度F通过尺寸链计算：

F_max＝D_max-A_min-B_min-C_min

F_min＝D_min-A_max-B_max-C_max

其中，F_max为凸台4的最大高度；

F_min为凸台4的最小高度；

A_max为背板3(不含凸台4)的厚度上偏差；

A_min为背板3(不含凸台4)的厚度下偏差；

B_max为焊料层2的厚度上偏差；

B_min为焊料层2的厚度下偏差；

C_max为靶材1的厚度上偏差；

C_min为靶材1的厚度下偏差；

D_max为靶材组件的厚度上偏差；

D_min为靶材组件的厚度下偏差。

一种实施方式为，A_max＝0mm；A_min＝-0.1mm；B_max＝0mm；B_min＝-0.1mm；C_max＝-0.2mm；C_min＝-0.3mm；D_max＝+0.1mm；D_min＝0mm。

所述焊料层2的厚度为0.2～0.3mm。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型对靶材组件的结构进行了优化，保证在焊接面处无脆性材料残留，从而达到后续加工时不产生崩边和压伤的目的，保证产品质量和加工效率。

附图说明

图1为对比例1、2的靶材组件示意图。

图2为对比例1的靶材组件A的局部放大图。

图3为对比例1精加工后靶材组件中A的局部放大图。

图4为对比例2粗加工后靶材组件示意图。

图5为B的局部放大图。

图6为对比例3精加工后靶材组件的局部放大图。

图7为实施例1精加工后靶材组件的局部放大图。

标号说明：1-靶材、2-焊料层、3-背板、4-凸台。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本实用新型的范围及其应用。

对比例1

如图1-图2所示为采用现有技术的靶材组件，在背板3上表面，待焊接靶材1的位置加工有焊接槽，用于靶材1的定位对中，其中靶材1的加工留量E为0.5～0.6mm，焊接槽相应的要留量0.5～0.6mm。在焊接槽上涂覆焊料层2，靶材1在焊接槽上对中定位完成后，通过焊料层2焊接在背板1上。

机加工切除图1中网格填充部分，并进行半精加工和精加工后得到成品靶材组件，如图3所示，靶材1的加工留量处存在微小残留，厚度为0.15mm，在半精加工和精加工时该微小残留容易发生脆断及被刀具挤入焊料层2和靶材1的结合处，造成崩边和压伤。

对比例2

靶材组件结构同对比例1。

不同的是，如图4-图5所示，机加工切除至露出均匀的焊料层2，去除靶材1加工留量处的微小残留。但是，由于靶材1在受力的情况下产生大量的颗粒和粉末状碎屑，在刀具的挤压作用下一部分会嵌入焊料层2，进一步会进入焊料层2和靶材1的结合处，加剧崩边。

对比例3

直接在背板3表面涂覆焊料层2，靶材1在背板3上定位对中完成后，通过焊料层2焊接在背板1上。然后进行机加工，并使靶材1和焊料层2齐平，经过半精加工和精加工后得到成品靶材组件，如图6所示。但是该方案存在靶材1定位困难的问题。

实施例1

在背板3表面待连接靶材1的位置加工有凸台4，在凸台4上涂覆焊料层2，厚度为0.2mm，靶材1通过焊料层2焊接在所述凸台4上。

因为钎焊过程中进行了加热，加工中连接处会产生≤0.3mm的变形，为保证连接处的加工余量，在公差范围内设计了所述凸台4的高度F。凸台4的高度F通过尺寸链计算：

F_max＝D_max-A_min-B_min-C_min＝+0.1-(-0.1)-(-0.1)-(-0.3)＝0.6

F_min＝D_min-A_max-B_max-C_max＝0-0-0-(-0.2)＝0.2

其中，F_max为凸台4的最大高度；

F_min为凸台4的最小高度；

A_max为背板3(不含凸台4)的厚度上偏差；

A_min为背板3(不含凸台4)的厚度下偏差；

B_max为焊料层2的厚度上偏差；

B_min为焊料层2的厚度下偏差；

C_max为靶材1的厚度上偏差；

C_min为靶材1的厚度下偏差；

D_max为成品靶材组件的厚度上偏差；

D_min为成品靶材组件的厚度下偏差。

当凸台4的高度F选择为0.2mm，此时加工余量为凸台4的高度F+焊料层2的厚度＝0.2mm+0.2mm＝0.4mm>0.3mm，满足加工要求。

然后进行粗加工，并使靶材1、焊料层2和凸台4齐平，经过半精加工和精加工后得到成品靶材组件，如图7所示。本方案保证在靶材1加工留量处无脆性材料残留，从而达到半精加工和精加工时不产生崩边和压伤的目的，保证产品质量和加工效率。