本发明属于半导体技术领域，涉及一种焊接方法，尤其涉及一种靶材组件的焊接方法。
背景技术：
溅射是半导体制造领域的常用工艺之一，随着溅射技术的日益发展，溅射靶材在溅射技术中起到了越来越重要的作用，溅射靶材的质量直接影响到了溅射成膜质量。
靶材组件是由符合溅射性能的靶坯、与靶坯通过焊接相结合的背板构成。在溅射过程中，靶材组件所处的工作环境比较恶劣。靶材组件的背板一侧通过一定压力的冷却水强冷，而靶坯一侧则处于高温真空环境下，因此在靶材组件的相对两侧形成巨大的压力差；再者，靶坯一侧受到高压电场和强磁场中各种粒子的轰击，有大量热量产生。在如此恶劣的环境下，为了确保薄膜质量的稳定性以及靶材组件的质量，对靶坯和背板的质量以及焊接结合率的要求越来越高，否则容易导致所述靶材组件在受热条件下发生变形与开裂等问题，从而影响成膜质量，甚至对溅射基台造成损伤。
cn103343321a公开了一种制造溅射靶材的方法，该方法包括：背板具有一凹槽，该凹槽为圆柱形凹槽或为直径向内侧逐渐减小的阶梯形凹槽，靶坯具有一凸起，该凸起为圆柱形凸起或为直径相内侧逐渐减小的阶梯式圆柱凸起，通过热压、冷压或钎焊的方法，将靶坯的凸起压入背板的凹槽内，制备出整体的靶材；所述方法还通过在靶坯和背板中间通过电镀、热喷涂、溅射和钎焊的方法加入中间层，通过热压、冷压或钎焊的方法将靶坯和背板焊接成为一体。
所述方法还需要设置中间层，工艺较为复杂，难以保证中间层的焊接均匀性。
通常，铝材质靶材组件的大面积焊接以钎焊和热等静压(hip)的方式进行，钎焊焊料一般为铟和锡，但是收到铟和锡的熔点限制，这种连接方式仅适用于尺寸较小、焊接功率较低的铝靶材组件。当溅射功率增大到一定程度后，这种靶材组件将会因为焊料的熔化而失效。
hip焊接可以保证靶材的高强度焊接，并适用于大功率溅射，但针对铝合金靶材，传统hip焊接温度低时不能实现可靠的连接，而hip温度较高时，hip过程中易改变靶材内部组织结构，降低了靶材性能。
cn107457495a公开了一种背板及其制造方法以及靶材组件的制作方法，所述背板用于与靶坯焊接形成靶材组件，所述背板包括：焊接面，突出于焊接面上的多个环形凸齿，环形凸齿呈相互间隔的同心排布，环形凸齿内具有一环形第一凹槽，且环形第一凹槽的侧壁与环形凸齿的侧壁构成尖角结构；或者，环形凸齿内具有环形凹槽组，环形凹槽组至少包括两个环形第一凹槽，且相邻环形第一凹槽的侧壁相连接构成第一尖角结构，环形第一凹槽的侧壁与环形凸齿的侧壁构成第二尖角结构；相邻环形凸齿的侧壁与位于相邻环形凸齿之间的焊接面围成环形第二凹槽。
所述制作方法通过尖角结构的设置提高了靶材与背板的接触面接，从而提高了靶材与背板的焊接强度，但仅依靠增大焊接面积难以实现靶材与背板的稳定连接。
对此，需要提供一种全新的靶材与背板的焊接方法，使其焊接结合率满足磁控溅射的工艺需求。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种靶材组件的焊接方法，所述焊接方法工艺简单，还能够使焊接得到的靶材组件中靶材与背板的焊接结合率较高，从而保证磁控溅射的稳定性。
为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供了一种靶材组件的焊接方法，所述焊接方法包括如下步骤：
(1)在靶材的焊接面机加工出凸台；
(2)在背板的焊接面机加工与步骤(1)所述凸台对应的嵌槽，并在嵌槽的底面机加工至少2个环形凸齿；
(3)组合靶材与背板，使靶材的凸台嵌入背板的嵌槽中，然后进行热等静压焊接，得到组合靶坯；
(4)机加工步骤(3)所得组合靶坯，暴露靶材台阶面与背板台阶面的接触位置；
(5)对步骤(4)所述接触位置进行真空电子束焊接，得到靶材组件；
步骤(1)与步骤(2)不分先后顺序。
本发明通过在靶材的焊接面设置凸台，并在背板的焊接面设置嵌槽，提高了靶材与背板的接触面积，从而提高了靶材与背板之间的结合强度。
本发明所述嵌槽与凸台对应，是指热等静压后靶材的溅射面与背板的顶面平齐。
在设置凸台与嵌槽的基础上，通过在嵌槽的底面设置环形凸齿，通过热等静压焊接使环形凸齿插入靶材的焊接面，从而能够进一步提高凸台与嵌槽的结合强度。
最后，本发明通过机加工暴露靶材台阶面与背板台阶面的接触位置，然后对接触位置进行真空电子束焊接，真空电子束焊接的焊接强度高，能够使接触位置处于高真空状态，有效防止了焊接面的氧化，提高了焊接的结合强度。
本发明通过先热等静压焊接，机加工暴露靶材台阶面与背板台阶面的接触位置后再进行真空电子束焊接，使嵌槽底面的环形凸齿能够插入靶材的焊接面；且热等静压焊接后进行机加工，能够有效防止靶材组件的溅射面出现变形等情况，保证了靶材组件的合格率以及磁控溅射的稳定性。
本发明所述机加工包括但不限于本领域常规的车、削或铣中的任意一种或至少两种的组合，本领域技术人员能够根据实际工艺需要进行合理地选择。
示例性的，本发明所述靶材的凸台直径为310-330mm，凸台的厚度为7-9mm，所述靶材的厚度为13-15mm。
所述凸台的直径为310-330mm，例如可以是310mm、315mm、320mm、325mm或330mm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
所述凸台的厚度为7-9mm，例如可以是7mm、7.5mm、8mm、8.5mm或9mm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
所述靶材的厚度为13-15mm，例如可以是13mm、13.5mm、14mm、14.5mm或15mm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述靶材包括铝靶材、铝硅合金靶材、铝铜合金靶材或铝硅铜合金靶材中的任意一种，优选为铝靶材。
本发明所述靶材的纯度≥5n。
优选地，步骤(2)所述背板包括纯铝背板、5系铝合金背板、6系铝合金背板或7系铝合金背板中的任意一种，优选为纯铝背板。
所述5系铝合金背板包括5005铝合金背板、5050铝合金背板、5052铝合金背板、5056铝合金背板、5083铝合金背板、5086铝合金背板、5154铝合金背板、5182铝合金背板、5252铝合金背板、5254铝合金背板、5356铝合金背板、5454铝合金背板、5456铝合金背板、5457铝合金背板、5652铝合金背板、5657铝合金背板、5a02铝合金背板、5a03铝合金背板、5a04铝合金背板、5a05铝合金背板、5a06铝合金背板或5a12铝合金背板中的任意一种或至少两种的组合。
所述6系铝合金背板包括6082铝合金背板、6063铝合金背板、6061铝合金背板或6a02铝合金背板中的任意一种或至少两种的组合。
所述7系铝合金背板包括7075铝合金背板、7a04铝合金背板、7a09铝合金背板、7a52铝合金背板或7a05铝合金背板中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，步骤(1)所述靶材为圆形靶材。
优选地，步骤(1)所述凸台为圆形凸台。
优选地，步骤(2)所述背板为圆形背板。
优选地，步骤(2)所述环形凸齿内具有环形凹槽，所述环形凹槽的侧壁与环形凸齿的侧壁构成尖角结构。
优选地，步骤(2)所述环形凸齿的轴向横截面为m形；所述环形凹槽的轴向横截面为v形。
优选地，步骤(2)所述环形凸齿的侧壁与嵌槽的底面垂直。
优选地，步骤(2)所述环形凸齿的宽度为1-3mm，例如可以是1mm、1.5mm、2mm、2.5mm或3mm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用；高为1-3mm，例如可以是1mm、1.5mm、2mm、2.5mm或3mm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，所述至少2个环形凸齿呈同心环形排布。
优选地，所述至少2个环形凸齿的排列间距为2-4mm，例如可以是2mm、2.5mm、3mm、3.5mm或4mm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
本发明所述排列间距为两个相邻环形凸齿的距离最近侧壁的距离。
优选地，步骤(3)所述热等静压焊接的参数为：温度为180-220℃，例如可以是180℃、185℃、190℃、195℃、200℃、205℃、210℃、215℃或220℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用；环境压力≥90mpa，例如可以是90mpa、95mpa、100mpa、110mpa、120mpa或130mpa，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用；保温保压时间为4-6h，例如可以是4h、4.5h、5h、5.5h或6h，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(5)所述真空电子束焊接为依次进行的第一真空电子束焊接、第二真空电子束焊接、第三真空电子束焊接以及第四真空电子束焊接。
优选地，所述第一真空电子束焊接的条件为：线速度为10-15mm/s，例如可以是10mm/s、11mm/s、12mm/s、13mm/s、14mm/s或15mm/s，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用；束流为10-30ma，例如可以是10ma、15ma、20ma、25ma或30ma，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用；聚焦电流为610-630ma，例如可以是610ma、615ma、620ma、625ma或630ma，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，所述第二真空电子束焊接的条件为：线速度为6-10mm/s，例如可以是6mm/s、7mm/s、8mm/s、9mm/s或10mm/s，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用；束流为50-70ma，例如可以是50ma、55ma、60ma、65ma或70ma，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用；聚焦电流为600-620ma，例如可以是600ma、605ma、610ma、615ma或620ma，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，所述第三真空电子束焊接的条件为：线速度为10-15mm/s，例如可以是10mm/s、11mm/s、12mm/s、13mm/s、14mm/s或15mm/s，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用；束流为45-65ma，例如可以是45ma、50ma、55ma、60ma或65ma，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用；聚焦电流为640-665ma，例如可以是640ma、645ma、650ma、655ma、660ma或665ma，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，所述第四真空电子束焊接的条件为：线速度为8-12mm/s，例如可以是8mm/s、9mm/s、10mm/s、11mm/s或12mm/s，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用；束流为75-95ma，例如可以是75ma、80ma、85ma、90ma或95ma，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用；聚焦电流为600-620ma，例如可以是600ma、605ma、610ma、615ma或620ma，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
作为本发明所述焊接方法的优选技术方案，所述焊接方法包括如下步骤：
(1)在圆形靶材的焊接面机加工出圆形凸台；
(2)在圆形背板的焊接面机加工与步骤(1)所述圆形凸台对应的嵌槽，并在嵌槽的底面机加工至少2个环形凸齿；所述环形凸齿内具有环形凹槽，所述环形凹槽的侧壁与环形凸齿的侧壁构成尖角结构，所述环形凸齿的轴向横截面为m形，所述环形凹槽的轴向横截面为v形，所述环形凸齿的侧壁与嵌槽的底面垂直；所述环形凸齿的宽度为1-3mm，高为1-3mm；所述至少2个环形凸齿呈同心环形排布，排列间距为2-4mm；
(3)组合靶材与背板，使靶材的凸台嵌入背板的嵌槽中，然后进行热等静压焊接，得到组合靶坯；所述热等静压焊接的参数为：温度为180-220℃，环境压力≥90mpa，保温保压时间为4-6h；
(4)机加工步骤(3)所得组合靶坯，暴露靶材台阶面与背板台阶面的接触位置；
(5)对步骤(4)所述接触位置进行真空电子束焊接，得到靶材组件；所述真空电子束焊接为依次进行的第一真空电子束焊接、第二真空电子束焊接、第三真空电子束焊接以及第四真空电子束焊接；所述第一真空电子束焊接的条件为：线速度10-15mm/s，束流为10-30ma，聚焦电流为610-630ma；所述第二真空电子束焊接的条件为：线速度6-10mm/s，束流为50-70ma，聚焦电流为600-620ma；所述第三真空电子束焊接的条件为：线速度10-15mm/s，束流为45-65ma，聚焦电流为640-665ma；所述第四真空电子束焊接的条件为：线速度8-12mm/s，束流为75-95ma，聚焦电流为600-620ma；
步骤(1)与步骤(2)不分先后顺序。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明通过先热等静压焊接，机加工暴露靶材台阶面与背板台阶面的接触位置后再进行真空电子束焊接，使嵌槽底面的环形凸齿能够插入靶材的焊接面；且热等静压焊接后进行机加工，能够有效防止靶材组件的溅射面出现变形等情况，保证了靶材组件的合格率以及磁控溅射的稳定性；最终所得靶材组件的焊接强度≥90mpa，焊接结合率≥99.5％，且整体弯曲变形量≤3mm。
附图说明
图1为本发明提供的靶材组件焊接前示意图；
图2为本发明背板加工嵌槽与环形凸齿后的俯视图；
图3为本发明热等静压后所得组合靶坯的结构示意图；
图4为本发明机加工组合靶坯的示意图，其中的阴影位置为机加工区域；
图5为本发明进行真空电子束焊接的示意图。
其中：1，靶材；2，背板；21，环形凸齿；3，接触位置。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
本实施例提供了一种靶材组件的焊接方法，所述靶材组件焊接前的示意图如图1所示，所述焊接方法包括如下步骤：
(1)在圆形铝靶材1的焊接面机加工出圆形凸台；
(2)在圆形铝背板2的焊接面机加工与步骤(1)所述圆形凸台对应的嵌槽，并在嵌槽的底面机加工环形凸齿21，使嵌槽的底面布满环形凸齿21，且环形凸齿21以同心环形的方式均布于嵌槽的底面，排列间距为3mm；所得嵌槽与环形凸齿21后的俯视图如图2所示；所述环形凸齿21内具有环形凹槽，所述环形凹槽的侧壁与环形凸齿21的侧壁构成尖角结构，所述环形凸齿21的轴向横截面为m形，所述环形凹槽的轴向横截面为v形，所述环形凸齿21的侧壁与嵌槽的底面垂直；所述环形凸齿21的宽度为2mm，高为2mm；
(3)组合靶材1与背板2，使靶材1的凸台嵌入背板2的嵌槽中，然后进行热等静压焊接，得到组合靶坯，结构示意图如图3所示；所述热等静压焊接的参数为：温度为200℃，环境压力为100mpa，保温保压时间为5h；
(4)机加工步骤(3)所得组合靶坯，暴露靶材1台阶面与背板2台阶面的接触位置3，机加工组合靶坯的示意图如图4所示；
(5)对步骤(4)所述接触位置3进行真空电子束焊接，得到靶材组件，进行真空电子束焊接的示意图如图5所示；所述真空电子束焊接为依次进行的第一真空电子束焊接、第二真空电子束焊接、第三真空电子束焊接以及第四真空电子束焊接；所述第一真空电子束焊接的条件为：线速度为12mm/s，束流为20ma，聚焦电流为620ma；所述第二真空电子束焊接的条件为：线速度为8mm/s，束流为60ma，聚焦电流为610ma；所述第三真空电子束焊接的条件为：线速度为12mm/s，束流为55ma，聚焦电流为655ma；所述第四真空电子束焊接的条件为：线速度为10mm/s，束流为85ma，聚焦电流为610ma；
步骤(1)与步骤(2)不分先后顺序。
本实施例中，凸台的直径为320mm，凸台的厚度为8mm；靶材1的厚度为14mm。
实施例2
本实施例提供了一种靶材组件的焊接方法，所述靶材组件焊接前的示意图如图1所示，所述焊接方法包括如下步骤：
(1)在圆形铝靶材1的焊接面机加工出圆形凸台；
(2)在圆形铝背板2的焊接面机加工与步骤(1)所述圆形凸台对应的嵌槽，并在嵌槽的底面机加工环形凸齿21，使嵌槽的底面布满环形凸齿21，且环形凸齿21以同心环形的方式均布于嵌槽的底面，排列间距为2.5mm；所得嵌槽与环形凸齿21后的俯视图如图2所示；所述环形凸齿21内具有环形凹槽，所述环形凹槽的侧壁与环形凸齿21的侧壁构成尖角结构，所述环形凸齿21的轴向横截面为m形，所述环形凹槽的轴向横截面为v形，所述环形凸齿21的侧壁与嵌槽的底面垂直；所述环形凸齿21的宽度为1.5mm，高为1.5mm；
(3)组合靶材1与背板2，使靶材1的凸台嵌入背板2的嵌槽中，然后进行热等静压焊接，得到组合靶坯，结构示意图如图3所示；所述热等静压焊接的参数为：温度为190℃，环境压力为105mpa，保温保压时间为5.5h；
(4)机加工步骤(3)所得组合靶坯，暴露靶材1台阶面与背板2台阶面的接触位置3，机加工组合靶坯的示意图如图4所示；
(5)对步骤(4)所述接触位置3进行真空电子束焊接，得到靶材组件，进行真空电子束焊接的示意图如图5所示；所述真空电子束焊接为依次进行的第一真空电子束焊接、第二真空电子束焊接、第三真空电子束焊接以及第四真空电子束焊接；所述第一真空电子束焊接的条件为：线速度为11mm/s，束流为15ma，聚焦电流为615ma；所述第二真空电子束焊接的条件为：线速度为9mm/s，束流为65ma，聚焦电流为615ma；所述第三真空电子束焊接的条件为：线速度为11mm/s，束流为50ma，聚焦电流为650ma；所述第四真空电子束焊接的条件为：线速度为11mm/s，束流为90ma，聚焦电流为615ma；
步骤(1)与步骤(2)不分先后顺序。
本实施例中，凸台的直径为320mm，凸台的厚度为8mm；靶材1的厚度为14mm。
实施例3
本实施例提供了一种靶材组件的焊接方法，所述靶材组件焊接前的示意图如图1所示，所述焊接方法包括如下步骤：
(1)在圆形铝靶材1的焊接面机加工出圆形凸台；
(2)在圆形铝背板2的焊接面机加工与步骤(1)所述圆形凸台对应的嵌槽，并在嵌槽的底面机加工环形凸齿21，使嵌槽的底面布满环形凸齿21，且环形凸齿21以同心环形的方式均布于嵌槽的底面，排列间距为3.5mm；所得嵌槽与环形凸齿21后的俯视图如图2所示；所述环形凸齿21内具有环形凹槽，所述环形凹槽的侧壁与环形凸齿21的侧壁构成尖角结构，所述环形凸齿21的轴向横截面为m形，所述环形凹槽的轴向横截面为v形，所述环形凸齿21的侧壁与嵌槽的底面垂直；所述环形凸齿21的宽度为2.5mm，高为2.5mm；
(3)组合靶材1与背板2，使靶材1的凸台嵌入背板2的嵌槽中，然后进行热等静压焊接，得到组合靶坯，结构示意图如图3所示；所述热等静压焊接的参数为：温度为210℃，环境压力为110mpa，保温保压时间为4.5h；
(4)机加工步骤(3)所得组合靶坯，暴露靶材1台阶面与背板2台阶面的接触位置3，机加工组合靶坯的示意图如图4所示；
(5)对步骤(4)所述接触位置3进行真空电子束焊接，得到靶材组件，进行真空电子束焊接的示意图如图5所示；所述真空电子束焊接为依次进行的第一真空电子束焊接、第二真空电子束焊接、第三真空电子束焊接以及第四真空电子束焊接；所述第一真空电子束焊接的条件为：线速度为10mm/s，束流为10ma，聚焦电流为610ma；所述第二真空电子束焊接的条件为：线速度为10mm/s，束流为70ma，聚焦电流为620ma；所述第三真空电子束焊接的条件为：线速度为10mm/s，束流为45ma，聚焦电流为640ma；所述第四真空电子束焊接的条件为：线速度为12mm/s，束流为95ma，聚焦电流为620ma；
步骤(1)与步骤(2)不分先后顺序。
本实施例中，凸台的直径为320mm，凸台的厚度为8mm；靶材1的厚度为14mm。
实施例4
本实施例提供了一种靶材组件的焊接方法，所述靶材组件焊接前的示意图如图1所示，所述焊接方法包括如下步骤：
(1)在圆形铝靶材1的焊接面机加工出圆形凸台；
(2)在圆形铝背板2的焊接面机加工与步骤(1)所述圆形凸台对应的嵌槽，并在嵌槽的底面机加工环形凸齿21，使嵌槽的底面布满环形凸齿21，且环形凸齿21以同心环形的方式均布于嵌槽的底面，排列间距为4mm；所得嵌槽与环形凸齿21后的俯视图如图2所示；所述环形凸齿21内具有环形凹槽，所述环形凹槽的侧壁与环形凸齿21的侧壁构成尖角结构，所述环形凸齿21的轴向横截面为m形，所述环形凹槽的轴向横截面为v形，所述环形凸齿21的侧壁与嵌槽的底面垂直；所述环形凸齿21的宽度为3mm，高为3mm；
(3)组合靶材1与背板2，使靶材1的凸台嵌入背板2的嵌槽中，然后进行热等静压焊接，得到组合靶坯，结构示意图如图3所示；所述热等静压焊接的参数为：温度为220℃，环境压力为120mpa，保温保压时间为4h；
(4)机加工步骤(3)所得组合靶坯，暴露靶材1台阶面与背板2台阶面的接触位置3，机加工组合靶坯的示意图如图4所示；
(5)对步骤(4)所述接触位置3进行真空电子束焊接，得到靶材组件，进行真空电子束焊接的示意图如图5所示；所述真空电子束焊接为依次进行的第一真空电子束焊接、第二真空电子束焊接、第三真空电子束焊接以及第四真空电子束焊接；所述第一真空电子束焊接的条件为：线速度为14mm/s，束流为25ma，聚焦电流为625ma；所述第二真空电子束焊接的条件为：线速度为7mm/s，束流为55ma，聚焦电流为605ma；所述第三真空电子束焊接的条件为：线速度为14mm/s，束流为60ma，聚焦电流为660ma；所述第四真空电子束焊接的条件为：线速度为9mm/s，束流为80ma，聚焦电流为605ma；
步骤(1)与步骤(2)不分先后顺序。
本实施例中，凸台的直径为320mm，凸台的厚度为8mm；靶材1的厚度为14mm。
实施例5
本实施例提供了一种靶材组件的焊接方法，所述靶材组件焊接前的示意图如图1所示，所述焊接方法包括如下步骤：
(1)在圆形铝靶材1的焊接面机加工出圆形凸台；
(2)在圆形铝背板2的焊接面机加工与步骤(1)所述圆形凸台对应的嵌槽，并在嵌槽的底面机加工环形凸齿21，使嵌槽的底面布满环形凸齿21，且环形凸齿21以同心环形的方式均布于嵌槽的底面，排列间距为2mm；所得嵌槽与环形凸齿21后的俯视图如图2所示；所述环形凸齿21内具有环形凹槽，所述环形凹槽的侧壁与环形凸齿21的侧壁构成尖角结构，所述环形凸齿21的轴向横截面为m形，所述环形凹槽的轴向横截面为v形，所述环形凸齿21的侧壁与嵌槽的底面垂直；所述环形凸齿21的宽度为1mm，高为1mm；
(3)组合靶材1与背板2，使靶材1的凸台嵌入背板2的嵌槽中，然后进行热等静压焊接，得到组合靶坯，结构示意图如图3所示；所述热等静压焊接的参数为：温度为180℃，环境压力为90mpa，保温保压时间为6h；
(4)机加工步骤(3)所得组合靶坯，暴露靶材1台阶面与背板2台阶面的接触位置3，机加工组合靶坯的示意图如图4所示；
(5)对步骤(4)所述接触位置3进行真空电子束焊接，得到靶材组件，进行真空电子束焊接的示意图如图5所示；所述真空电子束焊接为依次进行的第一真空电子束焊接、第二真空电子束焊接、第三真空电子束焊接以及第四真空电子束焊接；所述第一真空电子束焊接的条件为：线速度为15mm/s，束流为30ma，聚焦电流为630ma；所述第二真空电子束焊接的条件为：线速度为6mm/s，束流为50ma，聚焦电流为600ma；所述第三真空电子束焊接的条件为：线速度为15mm/s，束流为65ma，聚焦电流为665ma；所述第四真空电子束焊接的条件为：线速度为8mm/s，束流为75ma，聚焦电流为600ma；
步骤(1)与步骤(2)不分先后顺序。
本实施例中，凸台的直径为320mm，凸台的厚度为8mm；靶材1的厚度为14mm。
实施例6
本实施例提供了一种靶材组件的焊接方法，除凸台的直径为310mm，凸台的厚度为7mm，且靶材1的厚度为13mm外，其余均与实施例1相同。
实施例7
本实施例提供了一种靶材组件的焊接方法，除凸台的直径为330mm，凸台的厚度为9mm，且靶材1的厚度为15mm外，其余均与实施例1相同。
实施例8
本实施例提供了一种靶材组件的焊接方法，除步骤(5)所述第一真空电子束焊接的条件为：线速度为8mm/s，束流为60ma，聚焦电流为610ma；所述第二真空电子束焊接的条件为：线速度为12mm/s，束流为20ma，聚焦电流为620ma；所述第三真空电子束焊接的条件为：线速度为10mm/s，束流为85ma，聚焦电流为610ma；所述第四真空电子束焊接的条件为：线速度为12mm/s，束流为55ma，聚焦电流为655ma外，其余均与实施例1相同。
实施例9
本实施例提供了一种靶材组件的焊接方法，除未进行第一电子束焊接外，其余均与实施例1相同。
实施例10
本实施例提供了一种靶材组件的焊接方法，除未进行第二电子束焊接外，其余均与实施例1相同。
实施例11
本实施例提供了一种靶材组件的焊接方法，除未进行第三电子束焊接外，其余均与实施例1相同。
实施例12
本实施例提供了一种靶材组件的焊接方法，除未进行第四电子束焊接外，其余均与实施例1相同。
对比例1
本对比例提供了一种靶材组件的焊接方法，所述焊接方法除未在嵌槽的底面机加工环形凸齿21外，其余均与实施例1相同。
对比例2
本对比例提供了一种靶材组件的焊接方法，所述焊接方法除未进行真空电子束焊接外，其余均与实施例1相同。
对比例3
本对比例提供了一种靶材组件的焊接方法，所述焊接方法包括如下步骤：
(1)在圆形铝靶材1的焊接面机加工出圆形凸台，并机加工使靶材1与背板2组合后能够暴露接触位置3；
(2)在圆形铝背板2的焊接面机加工与步骤(1)所述圆形凸台对应的嵌槽，并在嵌槽的底面机加工环形凸齿21，嵌槽与环形凸齿21的结构与实施例1相同；并机加工使靶材1与背板2组合后能够暴露接触位置3；
(3)组合靶材1与背板2，使靶材1的凸台嵌入背板2的嵌槽中，然后进行热等静压焊接，得到组合靶坯；所述热等静压焊接的参数为：温度为200℃，环境压力为100mpa，保温保压时间为5h；
(4)对接触位置3进行真空电子束焊接，得到靶材组件；所述真空电子束焊接为依次进行的第一真空电子束焊接、第二真空电子束焊接以及第三真空电子束焊接；所述第一真空电子束焊接的条件为：线速度为11mm/s，束流为45ma，聚焦电流为610ma；所述第二真空电子束焊接的条件为：线速度为13mm/s，束流为55ma，聚焦电流为630ma；所述第三真空电子束焊接的条件为：线速度为18mm/s，束流为70ma，聚焦电流为680ma；
步骤(1)与步骤(2)不分先后顺序。
对实施例1-12以及对比例1-3提供的靶材组件的焊接结合率、焊接强度以及整体弯曲变形量进行检测。焊接结合率的检测方法为：利用水浸超声波探伤仪进行检测。焊接强度的检测方法为：用压力机的外力将靶材和背板的焊接处拉开，根据所需的力和焊接面积计算焊接强度。整体弯曲变形量的检测方法为：使用直角尺进行检测。所得结果如表1所示。
表1
综上所述，本发明通过先热等静压焊接，机加工暴露靶材台阶面与背板台阶面的接触位置后再进行真空电子束焊接，使嵌槽底面的环形凸齿能够插入靶材的焊接面；且热等静压焊接后进行机加工，能够有效防止靶材组件的溅射面出现变形等情况，保证了靶材组件的合格率以及磁控溅射的稳定性；最终所得靶材组件的焊接强度≥90mpa，焊接结合率≥99.5％，且整体弯曲变形量≤3mm。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
1.一种靶材组件的焊接方法，其特征在于，所述焊接方法包括如下步骤：
(1)在靶材的焊接面机加工出凸台；
(2)在背板的焊接面机加工与步骤(1)所述凸台对应的嵌槽，并在嵌槽的底面机加工至少2个环形凸齿；
(3)组合靶材与背板，使靶材的凸台嵌入背板的嵌槽中，然后进行热等静压焊接，得到组合靶坯；
(4)机加工步骤(3)所得组合靶坯，暴露靶材台阶面与背板台阶面的接触位置；
(5)对步骤(4)所述接触位置进行真空电子束焊接，得到靶材组件；
步骤(1)与步骤(2)不分先后顺序。
2.根据权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，步骤(1)所述靶材包括铝靶材、铝硅合金靶材、铝铜合金靶材或铝硅铜合金靶材中的任意一种。
3.根据权利要求1或2所述的焊接方法，其特征在于，步骤(2)所述背板包括纯铝背板、5系铝合金背板、6系铝合金背板或7系铝合金背板中的任意一种。
4.根据权利要求1-3任一项所述的焊接方法，其特征在于，步骤(1)所述靶材为圆形靶材；
优选地，步骤(1)所述凸台为圆形凸台；
优选地，步骤(2)所述背板为圆形背板。
5.根据权利要求4所述的焊接方法，其特征在于，步骤(2)所述环形凸齿内具有环形凹槽，所述环形凹槽的侧壁与环形凸齿的侧壁构成尖角结构。
6.根据权利要求5所述的焊接方法，其特征在于，步骤(2)所述环形凸齿的轴向横截面为m形；所述环形凹槽的轴向横截面为v形；
优选地，步骤(2)所述环形凸齿的侧壁与嵌槽的底面垂直。
7.根据权利要求1-6任一项所述的焊接方法，其特征在于，步骤(2)所述环形凸齿的宽度为1-3mm，高为1-3mm；
优选地，所述至少2个环形凸齿呈同心环形排布；
优选地，所述至少2个环形凸齿的排列间距为2-4mm。
8.根据权利要求1-7任一项所述的焊接方法，其特征在于，步骤(3)所述热等静压焊接的参数为：温度为180-220℃，环境压力≥90mpa，保温保压时间为4-6h。
9.根据权利要求1-8任一项所述的焊接方法，其特征在于，步骤(5)所述真空电子束焊接为依次进行的第一真空电子束焊接、第二真空电子束焊接、第三真空电子束焊接以及第四真空电子束焊接；
优选地，所述第一真空电子束焊接的条件为：线速度10-15mm/s，束流为10-30ma，聚焦电流为610-630ma；
优选地，所述第二真空电子束焊接的条件为：线速度6-10mm/s，束流为50-70ma，聚焦电流为600-620ma；
优选地，所述第三真空电子束焊接的条件为：线速度10-15mm/s，束流为45-65ma，聚焦电流为640-665ma；
优选地，所述第四真空电子束焊接的条件为：线速度8-12mm/s，束流为75-95ma，聚焦电流为600-620ma。
10.根据权利要求1-9任一项所述的焊接方法，其特征在于，所述焊接方法包括如下步骤：
(1)在圆形靶材的焊接面机加工出圆形凸台；
(2)在圆形背板的焊接面机加工与步骤(1)所述圆形凸台对应的嵌槽，并在嵌槽的底面机加工至少2个环形凸齿；所述环形凸齿内具有环形凹槽，所述环形凹槽的侧壁与环形凸齿的侧壁构成尖角结构，所述环形凸齿的轴向横截面为m形，所述环形凹槽的轴向横截面为v形，所述环形凸齿的侧壁与嵌槽的底面垂直；所述环形凸齿的宽度为1-3mm，高为1-3mm；所述至少2个环形凸齿呈同心环形排布，排列间距为2-4mm；
(3)组合靶材与背板，使靶材的凸台嵌入背板的嵌槽中，然后进行热等静压焊接，得到组合靶坯；所述热等静压焊接的参数为：温度为180-220℃，环境压力≥90mpa，保温保压时间为4-6h；
(4)机加工步骤(3)所得组合靶坯，暴露靶材台阶面与背板台阶面的接触位置；
(5)对步骤(4)所述接触位置进行真空电子束焊接，得到靶材组件；所述真空电子束焊接为依次进行的第一真空电子束焊接、第二真空电子束焊接、第三真空电子束焊接以及第四真空电子束焊接；所述第一真空电子束焊接的条件为：线速度10-15mm/s，束流为10-30ma，聚焦电流为610-630ma；所述第二真空电子束焊接的条件为：线速度6-10mm/s，束流为50-70ma，聚焦电流为600-620ma；所述第三真空电子束焊接的条件为：线速度10-15mm/s，束流为45-65ma，聚焦电流为640-665ma；所述第四真空电子束焊接的条件为：线速度8-12mm/s，束流为75-95ma，聚焦电流为600-620ma；
步骤(1)与步骤(2)不分先后顺序。
技术总结