溅射靶材如何拼接
溅射靶材的拼接涉及多个重要步骤和考虑因素。首先，在拼接靶材时，靶材单元的准备很关键。要确保每个靶材单元的尺寸和形状符合拼接要求，比如对于一些需要高精度拼接的情况，靶材单元的边缘要切割整齐。其次，背板的处理不能忽视。背板要能够提供稳定的支撑并且有良好的导电导热性，像无氧铜或铜合金背板就常被使用。再者，焊接过程是拼接的核心环节，这包括焊接材料的选择、焊接工艺的运用等。
在拼接过程中，要考虑靶材单元间的缝隙大小。一方面不能过大，因为过大的缝隙会使高能粒子穿过轰击背板表面造成镀膜污染，还会使空气残留影响抽真空和镀膜质量；另一方面也不能过小，否则在对变形背板校正调整时，靶材单元可能会相互挤压碎裂，也没有为热膨胀预留空间。同时，也要保证靶材组件焊接后的高度一致性。
靶材单元的选择与预处理
1.材料选择。要根据溅射的具体需求选择靶材单元的材料，例如不同的溅射镀膜工艺可能需要不同成分的金属靶材单元，像铝合金靶材在一些对导电性和镀膜性能有特殊要求的情况下会被使用。
2.尺寸精度。靶材单元的尺寸精度非常重要。其长度、宽度和厚度都需要精确控制，误差要控制在很小的范围内，这样才能保证在拼接时各个单元之间能够紧密贴合。
3.表面处理。靶材单元的表面需要进行处理，如打磨光滑或者进行化学清洗，去除表面的氧化物和杂质，这有助于提高焊接的结合率。如果表面存在氧化物或杂质，会影响焊接材料与靶材单元的结合，导致拼接后的靶材整体性能下降。
背板的特性与处理
1.材质选择。背板的材质决定了其导电导热性能和机械支撑能力。无氧铜背板具有良好的导电性和导热性，是常用的选择之一。而黄铜背板也有不错的散热效率，在一些对散热要求较高的溅射装置中会被采用。
2.表面粗糙度。背板的焊接面粗糙度会影响焊接结合强度。可以通过喷砂处理或者砂纸打磨等方式来调整粗糙度，例如将粗糙度控制在5-10μm的范围内，能够有效提高焊接结合率。
3.平面度要求。背板的平面度要达到一定标准，如果平面度不够高，靶材在使用过程中容易开裂，特别是在受热不均匀的情况下。所以在背板的加工和准备过程中，要确保其平面度符合要求。
焊接材料的选用
1.焊料类型。不同的焊料适用于不同的靶材和背板组合。例如铟焊料常用于铌靶与背板的焊接，在一些情况下，铟和锡也可作为钎焊的焊料，但要注意其熔点限制可能影响焊接的适用范围。
2.焊料性能。焊接材料的性能包括熔点、浸润性等。熔点要与焊接工艺相匹配，浸润性好的焊料能够更好地填充靶材与背板之间的缝隙，提高焊接结合强度。如果焊料的浸润性差，可能会导致焊接不牢固，在溅射过程中出现靶材剥离等问题。
3.避免污染。焊接材料不能对溅射过程造成污染，例如一些含有挥发性成分或者在溅射过程中容易分解产生杂质的焊料是不适合的，这会影响镀膜的质量。
焊接工艺的操作
1.预浸润处理。在焊接前对背板或靶材进行预浸润处理是很有必要的，像有的预浸润处理在钢刷作用下进行，这有助于焊料更好地附着在焊接面上，提高焊接效果。
2.精浸润处理。精浸润处理可以进一步优化焊接面与焊料的结合，例如在超声波作用下进行精浸润处理，能够使焊料更均匀地分布在焊接面上，提高浸润程度。
3.加压处理。对拼接的靶材进行加压处理可显著提高背板与靶材的焊接结合强度。通过施加适当的压力，可以使靶材单元与背板之间的接触更紧密，焊料填充更充分，满足溅射的使用要求。
拼接缝隙的控制
1.功能考虑。拼接缝隙要能满足靶材单元热膨胀的需求，在溅射过程中，靶材会因为受热而膨胀，如果缝隙过小，会导致靶材单元相互挤压而损坏。
2.避免污染。缝隙不能过大，以免在溅射时高能粒子穿过缝隙轰击背板表面造成镀膜污染，同时过大的缝隙还会使空气残留，影响抽真空效果和镀膜质量。
3.调整方式。可以通过在背板焊接面贴附间隔条的方式来控制靶材单元之间的拼接缝宽度，使缝隙宽度可调可控，确保拼接质量。
高度一致性的保证
1.安装定位。在拼接过程中，要确保各个靶材单元的安装定位准确，例如可以通过特定的夹具或者定位装置来保证靶材单元在背板上的位置准确，从而保证整体的高度一致性。
2.整形处理。拼接完成后可能需要进行整形处理，以消除因为焊接或者拼接过程中产生的微小变形，使整个靶材组件的高度达到一致，这对于溅射过程中靶材的稳定性和镀膜的均匀性非常重要。
3.检测调整。要对拼接后的靶材组件高度一致性进行检测，如果发现不一致的情况，要及时进行调整，可采用机械加工或者重新焊接等方式来修正高度差。
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