离子溅射仪靶材的焊接工艺说明

　　离子溅射仪靠高能离子轰击靶材，把靶材原子“打”出来，在基片上形成薄膜。靶材必须牢固地贴在背板上，否则溅射时温度升高会脱开。焊得好不好，直接决定设备能不能连续工作。下面用为大家介绍其常用焊接工艺：

　　一、靶材与背板材料

　　靶材多为纯金属或陶瓷，如铜、铝、ITO、钨钛。背板用铜或钼，导热快，强度高。焊接前要把两者表面车平，粗糙度Ra≤1.6μm，氧化层用砂纸或酸洗去掉，露出金属光泽。

　　二、钎焊（常用）

　　钎料：银基焊片Ag72Cu28，熔点780℃；铟基焊片熔点更低，用于陶瓷靶。

　　步骤：

　　1.把靶材、背板、焊片一起放进真空钎焊炉。

　　2.抽真空到5×10⁻³Pa，开始升温。先以5℃/min升到600℃保温10 min，去除气体。

　　3.再升到钎料熔点以上30-50℃，焊片熔化后靠毛细作用填满缝隙。

　　4.降温到300℃以下再充氩气破空，防止氧化。

　　检验：超声无损检测，空洞率≤5%。如果有大面积未焊透，需重新补焊。

　　三、扩散焊（适合高熔点靶材）

　　把靶材和背板在真空中加压升温，温度通常为材料熔点的0.7倍，压力10-20 MPa，保温1-2小时，界面原子互相扩散成一体。优点是无焊料污染，缺点是设备贵，周期长。

　　四、电子束焊（局部快速焊）

　　用电子束直接熔化靶材与背板接触边，形成焊缝。速度快、热影响区小，但只适用于小尺寸靶材，焊缝需磨平，防止打火。

　　五、焊后处理

　　1.机加工：把焊接组合件外圆车到设备要求尺寸，保证同心度≤0.05 mm。

　　2.清洗：超声清洗10 min去油污，再用无水乙醇擦干，真空包装待用。

　　3.标记：在背板侧面激光打编号，方便追溯批次。

　　六、常见缺陷与对策

　　1.空洞：真空度不足或表面未清洁，重新抽真空并提高温度均匀性。

　　2.裂纹：降温过快，调整降温速率≤3℃/min。

　　3.脱焊：钎料量不足，增加焊片厚度0.1-0.2 mm。

　　七、安全提示

　　高温操作时戴隔热手套，炉体冷却到60℃以下再开门。钎焊用银基焊片含重金属，边角料集中回收，不随意丢弃。

　　靶材焊接的核心是“干净、真空、温度、时间”四个参数。按标准流程操作，可保证焊接强度≥50 MPa，溅射时温度升到200℃也不会脱靶。