[發(fā)明專利]一種管狀靶材的綁定方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011592322.1
• 申請(qǐng)日: 2020-12-29
• 公開（公告）號(hào): CN112743075A
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚力軍;邊逸軍;潘杰;王學(xué)澤;吳東青;黃潔文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寧波江豐電子材料股份有限公司
• 主分類號(hào): B22F3/15
• 分類號(hào): B22F3/15;C23C14/34;C23C14/35
• 代理公司: 北京遠(yuǎn)智匯知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11659
• 代理人: 王巖

本發(fā)明涉及一種管狀靶材的綁定方法，所述綁定方法包括如下步驟：將包套內(nèi)管的外表面進(jìn)行車削螺紋處理，然后將靶材材料粉末填充至所述包套內(nèi)管的外表面與包套外管的內(nèi)表面形成的腔體中，依次進(jìn)行脫氣處理和熱等靜壓處理后，除去所述包套外管，獲得將所述包套內(nèi)管與靶管綁定的管狀靶材。所述綁定方法通過在包套內(nèi)管的外表面進(jìn)行車削螺紋處理，省去了原有的中間層，不僅可以解決靶管與作為襯管的包套內(nèi)管之間熱膨脹系數(shù)不匹配的問題，還可以保證靶管的厚度尺寸滿足使用要求，從而有效提高了管狀靶材的成品率，而且包套內(nèi)管與靶管之間的焊接結(jié)合率≥99％，最優(yōu)時(shí)≥99.9％，焊接結(jié)合強(qiáng)度為50?100MPa，滿足半導(dǎo)體濺射靶材使用要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及管狀靶材技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種管狀靶材的綁定方法。

背景技術(shù)

在平板顯示鍍膜行業(yè)中，主要使用鉬合金靶材、鋁合金靶材、氧化鈮靶材等，其中鉬合金靶材廣泛用于濺射制備液晶顯示(LCD)及觸控屏(TP)中的薄膜電極、薄膜配線等。過去，鉬合金靶材大多被制成平板形狀，被稱為平面靶。由于平面靶和濺射設(shè)備中的磁場(chǎng)不發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使得平面靶的利用率只有30％左右，這不僅造成了靶材材料的浪費(fèi)，也因?yàn)楦鼡Q靶材必須中斷濺射設(shè)備的工作，給生產(chǎn)過程造成了很大影響。

為了提高靶材的利用率，人們?cè)絹碓蕉嗟刂圃旌褪褂霉軤畎胁?簡(jiǎn)稱管靶)，即把靶材做成管子形狀，管子里面裝有靜止不動(dòng)的磁體。濺射過程中，管靶以一定的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，所以也被稱為旋轉(zhuǎn)靶材(rotating target/rotary target)。由于轉(zhuǎn)動(dòng)的管靶和靜止不動(dòng)的磁體之間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使得整個(gè)管靶表面均勻地發(fā)生濺射，靶材材料的利用率可以高達(dá)70％以上。與平面靶相比，管靶具有利用率高、鍍膜連續(xù)性好、鍍膜成分均勻等優(yōu)點(diǎn)，是理想的濺射靶材，市場(chǎng)需求量巨大。隨著鍍膜行業(yè)從使用平面靶向使用管靶轉(zhuǎn)變，管靶正在成為磁控濺射設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)選材。

管靶通常由一個(gè)內(nèi)管和一個(gè)外管組成，外管也叫靶管，其材質(zhì)是濺射制備薄膜所需要的材質(zhì)，而內(nèi)管起支撐靶管的作用，所以也叫支撐管或者襯管。目前，已知的管靶生產(chǎn)方法主要是將濺射材料綁定在襯管外側(cè)壁上形成靶管，已知的綁定方法有熱噴涂法、釬焊法、澆鑄法和HIP一體成型法。熱噴涂法就是直接將濺射材料涂覆到襯管上，但是制備得到的管靶具有厚度不均勻、致密度低、氧含量高等缺點(diǎn)，只能用于玻璃等要求不高的鍍膜行業(yè)中，無法滿足高質(zhì)量鍍膜產(chǎn)品的要求；釬焊法就是用焊料將成型的靶管焊接到襯管上形成焊接層，但是由于靶管和襯管間的縫隙很小，焊料難以均勻地分布在縫隙中，很難實(shí)現(xiàn)靶管和襯管之間的全面焊接，焊接結(jié)合度不高，難以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)度大于1000mm管靶的綁定，生產(chǎn)成本高；澆鑄法就是直接把濺射材料澆鑄到襯管上形成靶管，但是只能用于Sn、Zn等熔點(diǎn)較低的靶材材料，適用范圍有限；HIP一體成型法基于熱等靜壓技術(shù)，雖然制備得到的管靶具有成分均勻、無偏析、晶粒細(xì)小、純度高等優(yōu)點(diǎn)，能夠滿足液晶顯示和觸控屏行業(yè)的要求，但是HIP一體成型法將靶管和襯管進(jìn)行冶金結(jié)合，由于靶管和襯管的熱膨脹系數(shù)不匹配，容易應(yīng)力集中而產(chǎn)生裂紋。

為此，現(xiàn)有技術(shù)公開了一些管狀靶材的綁定方法，例如CN106676484A公開了一種鉻管靶材的綁定方法，該方法采用鉻粉為原料，對(duì)襯管先進(jìn)行預(yù)鍍鎳處理，再電鍍一層金屬涂層作為綁定層，從而減少鉻靶管與不銹鋼襯管熱膨脹系數(shù)不匹配的問題，隨后利用HIP一體成型法實(shí)現(xiàn)鉻靶管和不銹鋼襯管的綁定。CN104480437A公開了一種一體成型管靶的生產(chǎn)方法，該方法采用鉻粉為原料，在襯管外表面電鍍一層鉻層，將鉻粉置于包套中，在真空條件下進(jìn)行HIP燒結(jié)，從而達(dá)到鉻靶管與襯管的冶金結(jié)合。

然而，目前HIP一體成型法主要通過在襯管外表面形成一層中間層，以此來解決靶管與襯管之間熱膨脹系數(shù)不匹配的問題，但是中間層的存在會(huì)導(dǎo)致靶管的厚度達(dá)不到尺寸要求，從而降低了管狀靶材的成品率。因此，目前亟需開發(fā)一種新型的管狀靶材的綁定方法。

發(fā)明內(nèi)容