第二內(nèi)環(huán)側(cè)面與靶材側(cè)壁、背板的待焊接面組成一個環(huán)形角狀空隙。第一釬料層與第二釬料層在貼合的過程中，同時受到靶材重力的影響，第一釬料層與第二釬料層中的釬料會從靶材的待焊接面與背板的待焊接面被擠出。被擠出的釬料會流入上述環(huán)形角狀空隙。在焊接的過程中，即使因為背板膨脹在釬料中出現(xiàn)小孔現(xiàn)象。被擠出的、在環(huán)形角狀位置處的釬料會重新流入靶材的待焊接面與背板的待焊接面之間，對靶材的待焊接面與背板的待焊接面之間的釬料進行填充，以大大減小所述小孔的數(shù)量，從而減小焊接缺陷，進而提高后續(xù)形成的靶材組件的焊接強度。
[0059]參考圖1、圖2和圖4，本發(fā)明的焊接夾具I呈圓環(huán)狀，用于實現(xiàn)圓柱形的靶材與圓柱形背板的焊接。靶材的待焊接面上具有第一釬料層，背板的待焊接面上具有第二釬料層。具體結(jié)構(gòu)包括:
[0060]第一環(huán)形面11，與第一環(huán)形面11相對的第二環(huán)形面12，與第一環(huán)形面11和第二環(huán)形面12連接的內(nèi)環(huán)側(cè)面13,與第一環(huán)形面11和第二環(huán)形面12連接的外環(huán)側(cè)面14。內(nèi)環(huán)側(cè)面13與外環(huán)側(cè)面14相對。
[0061]本實施例中，第一環(huán)形面11與第二環(huán)形面12都為圓形，且第一環(huán)形面11與第二環(huán)形面12平行。
[0062]所述內(nèi)環(huán)側(cè)面13包括第一內(nèi)環(huán)側(cè)面131、所述第一內(nèi)環(huán)側(cè)面131與所述第一環(huán)形面11連接。
[0063]所述第二環(huán)形面12具有凹槽15，所述凹槽底面151為環(huán)形，所述凹槽底面151開口尺寸大于所述第一內(nèi)環(huán)側(cè)面131所圍尺寸。
[0064]凹槽15的內(nèi)側(cè)壁與背板上半部分的外側(cè)壁貼合，并且，凹槽底面151與背板的待焊接面相貼合。環(huán)形的凹槽底面151將背板的第二釬料層露出。
[0065]靶材放置于第一內(nèi)環(huán)側(cè)面131所包圍的空間內(nèi)，并且靶材側(cè)壁與第一內(nèi)環(huán)側(cè)面131盡量相貼合。靶材的第一釬料層與環(huán)形凹槽底面151露出的第二釬料層互相貼合。
[0066]所述內(nèi)環(huán)側(cè)面13還包括所述第二內(nèi)環(huán)側(cè)面132，所述凹槽底面151與所述第一內(nèi)環(huán)側(cè)面131通過第二內(nèi)環(huán)側(cè)面132連接，所述第二內(nèi)環(huán)側(cè)面132為斜面。所述凹槽底面151開口尺寸大于所述第一內(nèi)環(huán)側(cè)面131所圍尺寸。這樣焊接夾具中的第二內(nèi)環(huán)側(cè)面132與靶材側(cè)壁、背板上沒有形成第二釬料層的待焊接面組成一個環(huán)形角狀空隙。
[0067]更進一步的，本實施例中，第一環(huán)形面、第二環(huán)形面和所述凹槽底面同軸，且與圓形靶材和圓形背板同軸。因此，焊接夾具中的凹槽限定了背板的位置，且凹槽與背板同軸。而第一內(nèi)環(huán)側(cè)面限定了靶材在背板上的位置，且第一內(nèi)環(huán)側(cè)面與靶材同軸。從而可以進一步提高靶材與背板的同心度。
[0068]本實施例中，焊接夾具I的材料為45號鋼、鋁或鋁合金。
[0069]焊接夾具I中，第二內(nèi)環(huán)側(cè)面132與凹槽底面151的連接處與第一內(nèi)環(huán)側(cè)面131之間的距離Dl為大于或等于O且小于或等于(R-r)/2。其中，R為背板的半徑，r為靶材的半徑。
[0070]第二內(nèi)環(huán)側(cè)面132與凹槽底面151的連接處與第一內(nèi)環(huán)側(cè)面131之間的距離Dl如果太大，焊接夾具I容易從背板上滑落。第二內(nèi)環(huán)側(cè)面132與凹槽底面151的連接處與第一內(nèi)環(huán)側(cè)面131之間的距離Dl如果太小，環(huán)形角狀空隙變小，存放被第一釬料層和第二釬料層擠出的釬料的空間會變小。被擠出的釬料就會在靶材側(cè)壁與第一內(nèi)環(huán)側(cè)面131之間存在。這樣，靶材側(cè)壁會有凝固的釬料，采用機械加工的方法去除靶材側(cè)壁的釬料，會使靶材受損。至少沒有一個合適的方法可以在不損傷靶材的情況下將靶材側(cè)壁的凝固釬料去除。[0071 ] 焊接夾具中，環(huán)形角狀空隙的高度D2大于或等于O且小于或等于靶材厚度H的一半。
[0072]環(huán)形角狀空隙的高度D2如果太大，環(huán)形角狀空隙的體積會變大，被第一釬料層和第二釬層擠出的釬料會覆蓋靶材側(cè)壁，這樣，后續(xù)工藝步驟中，靶材側(cè)壁會有較大面積的凝固釬料，還沒有一個合適的方法將附著在靶材側(cè)壁的凝固釬料在不損傷陶瓷靶材的情況下去除。另外，環(huán)形角狀空隙的高度D2如果太大，第一內(nèi)環(huán)側(cè)面131的厚度D4就會很小。加工這樣的焊接夾具時，由于第一內(nèi)環(huán)側(cè)面131的厚度D4太小而使得加工難度系數(shù)增加，從而降低了焊接夾具的精度，進而影響靶材與背板的同心度。環(huán)形角狀空隙的高度D2如果太小，環(huán)形角狀空隙變小，存放被擠出的釬料的空間會變小。被擠出的釬料就會在靶材側(cè)壁與第一內(nèi)環(huán)側(cè)面131之間存在。這樣，靶材側(cè)壁會有凝固的釬料，采用機械加工的方法去除靶材側(cè)壁的釬料，會使靶材受損。至少沒有一個合適的方法將靶材側(cè)壁的凝固釬料去除。
[0073]第一內(nèi)環(huán)側(cè)面131的厚度D4與環(huán)形角狀空隙的高度D2之和為內(nèi)環(huán)側(cè)面厚度D3。內(nèi)環(huán)側(cè)面厚度D3大于或等于靶材厚度的一半，且小于或等于靶材厚度。
[0074]內(nèi)環(huán)側(cè)面厚度D3如果太高，會增加制作焊接夾具的成本。內(nèi)環(huán)側(cè)面厚度D3如果太小，一方面，環(huán)形角狀空隙變小，存放被擠出的釬料的空間會變小。被擠出的釬料就會在靶材側(cè)壁與第一內(nèi)環(huán)側(cè)面131之間存在。這樣，靶材側(cè)壁會有凝固的釬料。另一方面，靶材夾具的加工精度也很難保證，從而影響靶材與背板的同心度。
[0075]其他實施例中，焊接夾具也可以呈方環(huán)或本領域技術(shù)人員熟知的環(huán)狀。對應的適用于方形靶材與背板的焊接或者是本領域技術(shù)人員熟知的形狀的靶材與背板的焊接。
[0076]實施例二
[0077]本發(fā)明提供了一種靶材組件的制作方法，在該靶材組件的制作過程中應用到了實施例一的夾具。具體如下:
[0078]參考圖3，執(zhí)行步驟S11，提供靶材2、背板3和實施例一所述的焊接夾具I。
[0079]本實施例中，所述靶材2為超高純且致密的陶瓷靶材。其中，純度至少為99.9%,致密度至少為99%。根據(jù)應用環(huán)境、濺射設備的實際要求，靶材2的形狀可以為圓柱體、長方體、正方體，截面為環(huán)形、三角形或其他類似形狀(包括規(guī)則形狀和不規(guī)則形狀)中的任一種的柱體。
[0080]參考圖3，本實施例中，靶材為圓柱體。所述靶材2包括靶材上表面22、靶材下表面21和靶材側(cè)壁23。其中，靶材上表面22與靶材下表面21相對且平行。靶材側(cè)壁23位于革El材上表面22與祀材下表面21之間，并與祀材上表面22與祀材下表面21連接。
[0081]靶材下表面21整體為靶材待焊接面，靶材的上表面22為靶材的濺射面，為后續(xù)形成的靶材組件的濺射面。
[0082]根據(jù)應用環(huán)境、濺射設備的實際要求，背板3的形狀可以為圓柱體、長方體、正方體，截面為環(huán)形、三角形或其他類似形狀(包括規(guī)則形狀和不規(guī)則形狀)中的任一種的柱體。本實施例中，背板3的材料為銅或銅合金。其中銅合金的成分除了純銅之外，還包括Fe、Zr.Mg.Al和Cr。其中，F(xiàn)e的質(zhì)量百分含量為0.02?0.2%,Zr的質(zhì)量百分含量為0.25?
0.85%, Mg的質(zhì)量百分含量為0.1?0.30%，Al的質(zhì)量百分含量為0.1?0.2%，Cr的質(zhì)量百分含量為0.1?0.8%。一方面，對于陶瓷靶材來說，上述銅或銅合金材料在焊接時，焊接應力較小，從而可以減小靶材與背板在焊接過程中的焊接變形量和焊接裂紋的產(chǎn)生；另一方面，銅或銅合金背板具有較高的使用強度、較高的導熱性和導電性，可以提高后續(xù)形成的靶材組件在磁控濺射過程中的使用壽命。
[0083]參考圖3,本實施例中，背板也為圓柱體。背板3包括背板上表面31、背板下表面32和背板側(cè)壁33。其中，背板上表面31與背板下表面32相對且平行。背板側(cè)壁33位于背板上表面31與背板下表面32之間，并與背板上表面31與背板下表面32連接。背板的上表面31為平面，背板的上表面31整體也為背板的待焊接面。
[0084]需要說明的是，本實施例中的背板與現(xiàn)有技術(shù)中的背板的形狀不相同?，F(xiàn)有技術(shù)中的背板雖然也是圓柱體，但是背板具有容納靶材的凹槽，也就是說，背板的上表面不是平面，背板的上表面呈凹槽狀。凹槽底面是背板的待焊接面。背板凹槽為保證后續(xù)形成的靶材組件的同心度起著不可忽視的作用。因為，現(xiàn)有技術(shù)中，采用機械加工的方法去除背板凹槽側(cè)壁和靶材側(cè)壁處釬料以形成成品靶材組件的過程中，機械加工的過程可以保證成品靶材組件的同心度。
[0085]而本發(fā)明中背板一定是沒有容納靶材的凹槽，也就是，背板的上表面為平面，且整體為待焊接面。原因如下:靶材的材料為陶瓷，由于陶瓷特有的性質(zhì)，靶材無法進行車削等機械加工，否則，陶瓷會產(chǎn)生裂紋等嚴重損傷。本發(fā)明中，如果背板采用現(xiàn)有技術(shù)中的背板，陶瓷靶材放置在背板的凹槽進行焊接的過程中，靶材側(cè)壁與凹槽側(cè)壁之間的空隙處會出現(xiàn)釬料。焊接結(jié)束后，凝固的釬料會覆蓋整個靶材側(cè)壁，后續(xù)需要用機械加工的方法將覆蓋在靶材側(cè)壁的釬料去除，這樣會造成靶材的損傷。
[0086]因此，本發(fā)明中，正因為無法對靶材進行機械加工，所以，靶材和背板的尺寸都為成品尺寸。
[0087]根據(jù)需要焊接的靶材2和背板3的材料，選定釬料可以為純度為99.99%的銦釬料。本實施例中的銦釬料具有優(yōu)異的熱傳導性，低熔點，極好的柔軟性等獨特的特性，銦釬料與靶材、背板材料的匹配度最好，可以對靶材待焊接面與背板待焊接面進行很好的浸潤。從而，可以提高靶材與背板的焊接強度。原因如下:銦釬料在靶材或背板待焊接面上表面張力較小，形成的潤濕角很大，所以銦釬料會平鋪在靶材或背板的待焊接面上。
[0088]執(zhí)行步驟S11，利用釬料在所述靶材2的待焊接面形成第一釬料層4。
[0089]本實施例中，在靶材2的待焊接面上形成第一釬料層4之前，需要采用清潔工藝對所述靶材2的待焊接面