[發(fā)明專利]旋轉(zhuǎn)硅鋁靶材再制造的裝置及其制備方法

有效

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• 申請日: 2021-03-23
• 公開（公告）號: CN113073297B
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發(fā)明（設計）人: 葛源;鄭春園;戴凌杰;劉純;吳奇
• 申請（專利權）人: 熔創(chuàng)金屬表面科技（常州）有限公司
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C4/02;C23C4/067;C23C4/16;B23K26/352
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本發(fā)明公開了一種旋轉(zhuǎn)硅鋁靶材再制造的裝置及其制備方法，該裝置能夠用于對硅鋁靶材管表面進行激光加工處理，旋轉(zhuǎn)硅鋁靶材再制造的裝置包括：支撐座，沿底座的一側(cè)設有第一滑軌；固定件，兩個固定件的上端分別相對設有安裝部；第二滑軌，形成為條狀且與所述第一滑軌間隔開平行相對設置；激光加工單元，包括激光加工頭、保護氣噴嘴、氧氣濃度檢測模塊、光斑溫度檢測模塊，激光加工頭設在第二滑軌上且可沿所述第二滑軌滑動和/或鎖定。該旋轉(zhuǎn)硅鋁靶材再制造的裝置具有產(chǎn)品裝卸簡單、便于實時監(jiān)控加工參數(shù)等優(yōu)點，利用該裝置的制備方法具有步驟簡單、加工效率高等優(yōu)點，能夠提高硅鋁靶材的使用率，減少浪費，節(jié)約成本。

技術領域

本發(fā)明屬于硅鋁靶材技術領域，尤其涉及一種旋轉(zhuǎn)硅鋁靶材再制造的裝置及其制備方法。

背景技術

硅鋁靶材是真空磁控濺射鍍膜工藝中一種常用的耗材，被廣泛應用于集成電路(半導體)、平板顯示器、太陽能電池、信息存儲、光學鍍膜等行業(yè)的薄膜制備過程中。在被濺射的靶極(陰極)與陽極之間加一個正交磁場和電場，在高真空室中充入所需要的惰性氣體(通常為氬氣Ar)，永久磁鐵在靶材料表面形成250～350高斯的磁場，同高壓電場組成正交電磁場。在電場的作用下濺射靶材，Ar氣電離成正離子和電子，靶上加有一定的負高壓，從靶極發(fā)出的電子受磁場的作用與工作氣體的電離幾率增大，在陰極附近形成高密度的等離子體，Ar離子在洛侖茲力的作用下加速飛向靶面，以很高的速度轟擊靶面，使靶上被濺射出來的原子遵循動量轉(zhuǎn)換原理以較高的動能脫離靶面飛向基片淀積成膜。

旋轉(zhuǎn)硅鋁靶材通常由中空的圓柱形襯管以及其外周表面的打底層和硅鋁層組成，打底層通常設在襯管的表面，一般采用電弧噴涂厚度約為0.15mm-0.25mm的鎳鋁層，硅鋁層設在打底層表面，為了使硅鋁層的磁場強度達到真空磁控濺射鍍膜的磁場要求，一般可采用等離子噴涂工藝制備厚度約為6mm-9mm的硅鋁層。

硅鋁層在使用過程中作為耗材被不斷地消耗，在硅鋁層的厚度剩下約4mm左右時，一般會出現(xiàn)靶材表面的污染，即硅鋁層表面形成了非導電的化合物或者導電很差的化合物之后，除了放電電壓及沉積速率變化之外，還會因為靶面狀況的動態(tài)變化引起膜成分及結(jié)構(gòu)的變化，影響了形成薄膜的質(zhì)量。生產(chǎn)過程中，一般將消耗到硅鋁層厚度約4mm左右時，旋轉(zhuǎn)硅鋁靶材就會報廢不再使用。因此，旋轉(zhuǎn)硅鋁靶材作為一次性使用的耗材，其使用成本很高。

另外，有些生產(chǎn)企業(yè)也試圖對使用過且表面無裂紋缺陷的旋轉(zhuǎn)硅鋁靶材進行再制造，在殘留的硅鋁層表面繼續(xù)熱噴涂硅鋁粉末，但是新噴涂的硅鋁粉末與靶材結(jié)合力極差、極易脫落，嚴重影響硅鋁靶材的再次使用。而且現(xiàn)有技術中對硅鋁靶材的激光表面處理設備設備結(jié)構(gòu)簡陋，產(chǎn)品裝夾過程復雜，加工過程中氧氣濃度、激光功率大小無法控制和實時監(jiān)控，導致加工效率低、加工后硅鋁層表面質(zhì)量差。因此，開發(fā)出一種用于硅鋁靶材再制造的表面處理的結(jié)構(gòu)完整、產(chǎn)品裝卸簡單、加工效率高的激光表面處理裝置及高效率的制備方法，對使用過且表面無裂紋缺陷的硅鋁靶材進行再制造時，再次噴涂過程中，使新噴涂的硅鋁粉末涂層與基材結(jié)合良好，不會開裂與脫落，已成為本領域的技術人員亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術中存在的技術問題之一。

有鑒于此，本發(fā)明提供一種旋轉(zhuǎn)硅鋁靶材再制造的裝置及其制備方法，通過在殘留的硅鋁層表面進行激光表面處理，以使硅鋁層表面積累的非導電化合物和導電性較差的化合物在高溫下熔化并快速冷卻再結(jié)晶，形成為分布著球狀顆粒的表面。便于在其表面熱噴涂硅鋁粉末，能夠提高熱噴涂硅鋁粉末與激光表面處理后的硅鋁層的結(jié)合力，形成質(zhì)量與新的旋轉(zhuǎn)硅鋁靶材一樣好的熱噴涂硅鋁粉末層，從而便于硅鋁靶材的再制造和再利用。該方法步驟簡單、操作方便，能夠提高硅鋁靶材的使用率，減少浪費，節(jié)約成本。