[發明專利]超低氧含量熱噴涂管靶及其制備方法

無效

• 申請號: 201410051665.5
• 申請日: 2014-02-14
• 公開（公告）號: CN103774101A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 宋愛謀;鐘小亮
• 申請（專利權）人: 山東昊軒電子陶瓷材料有限公司
• 主分類號: C23C14/34
• 分類號: C23C14/34
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 耿霞

技術領域

本發明屬于靶材制造技術領域，具體涉及一種超低氧含量熱噴涂管靶及其制備方法。

背景技術

物理氣相沉積方法是目前成長最快，應用最廣的國際主流鍍膜工藝，廣泛應用于半導體芯片、液晶顯示器（LCD）、太陽能電池、微型元器件、磁記錄裝置、光記錄裝置、光學鍍膜、抗磨損和抗腐蝕的表面改性等行業。物理氣相沉積所用到的核心材料就是靶材，靶材是通過磁控濺射、多弧離子鍍或其他類型的鍍膜系統在適當工藝條件下濺射在基板上形成各種功能薄膜的濺射源。簡單而言，靶材就是高速荷能粒子轟擊的目標材料。靶材材料的技術發展趨勢與下游應用產業的薄膜技術發展趨勢息息相關，隨著應用產業在薄膜產品或元件上的技術改進，靶材技術也應隨之變化。

靶材質量的評判標準主要有如下方面：

（1）原材料的純度：材料的純度一般要求到2N5（99.5％）以上，特別是氧含量、碳含量的控制；

（2）金屬的微觀結構的控制，即晶粒、晶向（織構）的控制，獲得晶粒細小，晶粒取向一致的靶材更有利于濺射；

（3）異形金屬間大尺寸的高端焊接：只有焊接強度達到一定的要求才能獲得靶材更好的導熱、導電性能，并且不會出現在濺射過程脫落的現象；

（4）精密的機加工：由于濺射靶材在高真空的條件下使用，并要配以復雜的電極及氣體通道，其精密加工技術極為重要；

（5）產品的清洗與封裝：高真空下工作的靶材必須經過嚴格的清洗，不能有任何塵埃及有機物覆著。

由于有濺射面積大和濺射效率高的要求，Low-E玻璃鍍膜行業用的靶材逐步采用管狀靶材，它較平面靶材具有更高的材料利用率。一般而言平面靶材的材料利用率只有20%-30%，而管狀靶材的材料利用率可以達到70%-80%，在Low-E玻璃行業得到廣泛的應用。

氧含量是靶材質量的重要的評判標準，低的氧含量可以讓靶材具有更好的成膜性能，Low-E玻璃行業可以讓薄膜具有更好的透光率，達到更高的節能標準，在平板顯示行業可以獲得更好的透光率和導電性。氧含量的控制主要側重兩個方面，即原材料的氧含量及生產過程氧的引入。

發明內容

本發明的目的是提供一種超低氧含量熱噴涂管靶，具有超低的氧含量、細小的晶粒和高的致密度；本發明同時提供了超低氧含量熱噴涂管靶的制備方法，設計合理，簡單易行，適用于工業化生產。

本發明所述的超低氧含量熱噴涂管靶的氧含量為1-2000ppm，純度為99-99.999%，平均粒徑為1-100微米，孔隙率為0.1-3%。

所述的超低氧含量熱噴涂管靶的材質是鎳鉻（Ni-Cr）、硅鋁（Si-Al）、鋅錫（Zn-Sn）、鋅鋁（Zn-Al）、錫（Sn）、鈦（Ti）、鉻（Cr）或鈮（Nb）中的一種。

本發明所述的超低氧含量熱噴涂管靶的制備方法，步驟如下：

（1）金屬粉體的選用，

（2）將熱噴涂設備及噴涂基體置入氬氣保護氣氛中，金屬粉體采用等離子熱噴涂的方式對工件進行噴涂；

（3）對噴涂完畢的工件進行精密機械加工，即獲得超低氧含量熱噴涂管靶。

步驟（1）中所述的金屬粉體是鎳粉、鉻粉、硅粉、鋁粉、鋅粉、錫粉、鈦粉或鈮粉中的一種或兩種。

步驟（1）中所述的金屬粉體的選用是當金屬粉體中含有鋁粉、鋅粉或錫粉時，直接選用D50為20-80微米、純度為99.5-99.999%、氧含量為1-1000ppm的鋁粉、鋅粉或錫粉；當金屬粉體中含有鎳粉、鉻粉、硅粉、鈦粉或鈮粉時，將鎳粉、鉻粉、硅粉、鈦粉或鈮粉放入推板窯爐中進行氫氣還原處理，獲得氧含量為1-1000ppm的鎳粉、鉻粉、硅粉、鈦粉或鈮粉。

所述的氫氣還原處理中氫氣純度為99.9-99.999%，還原溫度為600-1400度，還原時間為2-10小時。

步驟（2）中所述的金屬粉體為鎳粉、鉻粉、硅粉、鋁粉、鋅粉、錫粉、鈦粉或鈮粉中的一種時，直接取用；金屬粉體為鎳粉、鉻粉、硅粉、鋁粉、鋅粉、錫粉、鈦粉或鈮粉中的兩種時，用三維混料機對粉體進行混粉。

所述的混粉時間為5-60分鐘。

步驟（2）中所述的噴涂時間為24-72小時。

本發明與現有技術相比，具有如下有益效果：

本發明設計合理，簡單易行，適用于工業化生產，制備的超低氧含量熱噴涂管靶具有超低的氧含量、細小的晶粒和高的致密度。

具體實施方式

以下結合實施例對本發明做進一步描述。

實施例1