[發明專利]一種高純鋁旋轉靶材的制造方法

有效

• 申請號: 201711187569.3
• 申請日: 2017-11-24
• 公開（公告）號: CN107953084B
• 公開（公告）日: 2019-08-13
• 發明（設計）人: 周紀平;文宏福
• 申請（專利權）人: 韶關市歐萊高新材料有限公司;東莞市歐萊濺射靶材有限公司
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00
• 代理公司: 廣州駿思知識產權代理有限公司 44425
• 代理人: 吳靜芝

本發明涉及一種高純鋁旋轉靶材的制造方法，包括步驟：選取高純鋁圓錠，對其進行熱穿孔擠壓處理，得到高純鋁管坯；然后進行矯直、退火處理；選取鋁合金為靶材端頭材料，對其進行表面硬質氧化處理，得到鋁合金端頭；將高純鋁管坯鋁合金端頭進行焊接，得到高純鋁旋轉靶材。通過本發明制得的高純鋁旋轉靶材，其顯微組織內部的裂紋、氣孔、疏松、夾雜、分層等缺陷大大較少，顯微組織細小均勻，晶粒度尺寸不大于100微米；其通過氦質譜測漏儀測量的泄漏率數值≤5×10^?10Pa·m³/s；其長度、寬度和厚度方向的尺寸公差以及整體平面度形位公差低至0.05mm，表面粗糙度小于Ra 0.4μm，加工精度滿足用戶要求。

技術領域

本發明涉及TFT靶材制造領域，尤其涉及一種高純鋁旋轉靶材的制造方法。

背景技術

高純鋁通常指純度(鋁含量)大于99.8％的鋁，高純鋁靶材是薄膜晶體管(TFT)行業不可缺少的鍍膜材料，用于玻璃基板上導電層薄膜的施鍍。目前，大多數磁控濺射鍍膜廠家使用的高純鋁靶材屬于平面靶，它的材料利用率很低，僅有占總質量20％左右的材料得到利用；與此相對應，高純鋁旋轉靶的使用率則可以達到75％左右。而且，如果以KW*h來衡量靶材的壽命，則旋轉靶的壽命要比平面靶的壽命大約長5倍。近年來隨著液晶屏幕尺寸的不斷增大，與之對應的平面濺射高純鋁靶材也就必須隨之增大其自身的長和寬。而如果采用旋轉的高純鋁旋轉靶材，屏幕的寬度則僅由鋁管的長度決定，而屏幕的長度則不受限制。因此使用旋轉靶材就可以簡化鍍膜工藝、提高鍍膜質量以及大幅度降低磁控濺射鍍膜的成本。

由于制造高純鋁靶材在技術上對于高純材料的制備、材料加工工藝的過程控制都有較大的難度，目前國內的高純鋁旋轉靶的市場基本上被日本、美國、德國、法國、韓國等外國公司控制。本發明就是針對材料加工的過程控制而提出的。

現有技術采用以下工藝參數制造內徑113mm、外徑157mm、長度3145mm的高純鋁管坯：擠壓坯料直徑251mm、長度500mm，擠壓溫度400℃，擠壓后空冷；退火溫度100～400℃、保溫30min。通過該工藝可以擠壓出發明者所述規格的高純鋁的管坯，但由于采用的擠壓機的最大擠壓力偏低，只有2500T，顯著地限制了產品的生產規格以及質量的提高。首先，這導致它不能生產現在國內8.5代磁控濺射生產線需要的外徑172mm、內徑125mm、長度2850mm的管坯；其次，擠壓力偏低導致材料的擠壓比偏小，管坯的擠壓變形不易均勻，管坯的晶粒尺寸不易被細化和均勻一致化；第三，擠壓溫度偏高，擠壓后又是自然空冷，不易控制材料擠壓變形后再結晶過程中晶粒的長大。因此，按此工藝只能生產晶粒度不小于200微米的高純鋁旋轉靶坯，而現在國內的8.5代線的用戶普遍要求管坯的晶粒尺寸不大于100微米，并且晶粒尺寸分布在整體上要均勻一致；此外，該工藝產品的兩端采用的是高純鋁材料，強度和硬度太低和太軟，容易在使用中發生變形和磨損；最后，該工藝未涉及靶材生產后續過程中必須的探傷、測漏、真空無塵包裝等處理工藝過程，不利于用戶使用。

發明內容

基于此，本發明的目的在于，提供一種高純鋁旋轉靶材的制造方法，用以生產出高品質的TFT用高純鋁旋轉靶材，其顯微組織結構內部缺陷少，晶粒細化均勻，表面粗糙度低。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：一種高純鋁旋轉靶材的制造方法，包括以下步驟：

S1：選取高純鋁圓錠為靶材原料，對其進行熱穿孔擠壓處理，得到高純鋁管坯；

S2：對步驟S1所得高純鋁管坯進行矯直處理；

S3：對步驟S2矯直處理后的高純鋁管坯進行退火處理；

S4：選取鋁合金為靶材端頭材料，對其進行表面硬質氧化處理，得到鋁合金端頭；

S5：將步驟S3退火處理后的高純鋁管坯與步驟S4所得鋁合金端頭進行焊接，得到高純鋁旋轉靶材。