[發明專利]一種鎢旋轉鍍膜的濺射管靶的制作工藝

有效

• 申請號: 201110242640.X
• 申請日: 2011-08-23
• 公開（公告）號: CN102277558A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發明（設計）人: 張靈杰
• 申請（專利權）人: 洛陽科威鎢鉬有限公司
• 主分類號: C23C14/34
• 分類號: C23C14/34;B22F3/16;B22F3/24;C22F1/18
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙) 41120
• 代理人: 李宗虎

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技術領域

????本發明涉及一種濺射管靶的制作工藝，具體的說是一種鎢旋轉鍍膜的濺射管靶的制作工藝。

背景技術

鎢旋轉鍍膜濺射管靶主要用于光伏元件基板的鍍膜，該類產品本身的物理性能直接影響著鍍膜的使用性能，例如：其一、鎢旋轉鍍膜濺射管靶在濺射鍍膜的過程中，致密性較小的濺射靶受轟擊時，由于靶材內部孔隙內存在的氣體突然釋放，造成大尺寸的靶材顆粒或微粒飛濺，或成膜之后膜材受到二次電子轟擊造成的微粒飛濺，這些微粒的出現都會降低薄膜質量，為了減少靶材固體中的氣孔，提高薄膜性能，一般要求濺射靶材具有較高的致密度；其二、由于濺射時靶材原子容易沿原子六方最緊密排列方向擇優濺射出來，因此，為達到最高濺射速率，常通過改變靶材結晶結構的方法來增加濺射速率，靶材的結晶方向對濺射膜層的厚度均勻性影響也較大，因此，獲得一定結晶取向的靶材結構對薄膜的濺射過程至關重要。

目前，國外鎢旋轉鍍膜濺射管靶主要的制備方法是采用擠壓或者拉拔的成型工藝進行加工成型，最后經熱處理，機加工及背板結合形成的鎢濺射管靶，該類方法對設備要求高，工藝復雜，成本較高，而且制備的靶材致密性差而且晶粒度也較大，使用該產品在鍍膜時，薄膜的均勻性和布線質量大大降低，因此無法滿足了太陽能光伏產品對材料的比阻抗和膜應力的新要求。

發明內容

本發明的目的是為解決上述技術問題的不足，提供一種鎢旋轉鍍膜的濺射管靶的制作工藝，其工藝簡單，對設備要求低，成本低，制備的產品的相對密度達到99%以上。

本發明為解決上述技術問題的不足，所采用的技術方案是：一種鎢旋轉鍍膜的濺射管靶的制作工藝，采用鎢粉為原料，鎢粉的純度≥99.95%，粒度在2.6—3.3μm，制作步驟如下：

步驟一、將原料裝入橡膠模套內，制備成空心的粉質鎢管坯，然后采用冷等靜壓機成型，壓力為50—400Mpa，?10—20分鐘后固體管坯成型；

步驟二、將成型后的固體管坯放入中頻燒結爐中，爐內通入氫氣，加熱溫度為1900°，加熱時間為30個小時，后采用水循環降溫，8—16小時后冷卻至室溫完成，成型坯體備用：

步驟三、將步驟二處理后的成型坯加熱到1300°—1700°，加熱時間為1—3小時，取出后以沖擊力為750公斤的空氣錘進行鍛打10—20次，鍛打成鎢棒后放入電熱爐中回火半個小時，回火溫度為450°—500°，后備用：

步驟四、將步驟三處理后的鎢棒進行機械加工，鏜孔、車外圓，使表面粗糙度達到Ra1.6~Ra3.2μm后，濺射管靶制作完成。

所述的原料中氧≤0.005%、硫≤0.003%、鋁≤0.002%、鐵≤0.005%、鉬≤0.01%、鎂≤0.002%、鎳≤0.003%。

鎢旋轉鍍膜濺射管靶在濺射鍍膜的過程中，致密性較小的濺射靶受轟擊時，由于靶材內部孔隙內存在的氣體突然釋放，造成大尺寸的靶材顆粒或微粒飛濺，或成膜之后膜材受到二次電子轟擊造成的微粒飛濺，這些微粒的出現都會降低薄膜質量，為了減少靶材固體中的氣孔，提高薄膜性能，一般要求濺射靶材具有較高的致密度，而本方法制備的靶材相對密度達到99%以上。

由于濺射時靶材原子容易沿原子六方最緊密排列方向擇優濺射出來，因此，為達到最高濺射速率，常通過改變靶材結晶結構的方法來增加濺射速率，靶材的結晶方向對濺射膜層的厚度均勻性影響也較大，因此，獲得一定結晶取向的靶材結構對薄膜的濺射過程至關重要，本方法采用高純鎢粉通過一系列工藝制備的靶材，不僅滿足了太陽能光伏產品對材料的比阻抗和膜應力的新要求，而且還是閑了節能降耗，提高了生產效率，降低成本，同時在鍛制加工時使得鎢的晶粒實現二次結晶，細化了晶粒度，改變了晶粒的結構，使LED行業玻璃基板的薄膜均勻性和布線質量有了顯著提高，延長了液晶顯示器元件的使用壽命。

本方法基于鎢粉可保持模型形狀的特點，將鎢粉制備成空心的粉質鎢管坯，突破了以往國外擠壓，拉拔的成型工藝，降低了對設備的要求，降低了生產成本。

本方法，在成型的坯材燒結后，對其進行二次加溫并鍛造，改善了燒結后鎢管坯的不良外形，使之具有較好的圓度和直線度，同時鍛造的過程中可以使鎢管坯的長度延伸，使晶粒產生二次結晶，細化了晶粒度，改變了晶粒結構，使鎢管靶具備了更高的強度及密度，使用該產品在LED鍍膜時，薄膜的均勻性和布線質量大大提高。

本發明的有益效果是：