[發明專利]一種旋轉靶材的制備方法

有效

• 申請號: 202110646193.8
• 申請日: 2021-06-09
• 公開（公告）號: CN113463043B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 沈文興;白平平;童培云
• 申請（專利權）人: 先導薄膜材料（廣東）有限公司
• 主分類號: C23C14/34
• 分類號: C23C14/34;C23C14/35;B22D19/00;B22D27/04;B22D27/00
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 顏希文

本發明公開一種旋轉靶材的制備方法，涉及靶材制備領域。本發明所述一種旋轉靶材的制備方法，包括如下步驟：(1)將背管放入涂有脫模劑的模具中，密封后將模具放入到爐膛中，排除空氣后對爐膛進行加熱保溫；(2)將金屬錠子加熱熔化后，沿著模具上的澆注口管道注入到模具中，保溫一段時間后，關閉加熱電源，冷卻至金屬熔點以下20?30℃，依次自下而上冷卻，直至完全冷卻至室溫；(3)打開模具，將靶材取出后進行加工，得到所述旋轉靶材。

技術領域

本發明涉及靶材制備領域，尤其是一種旋轉靶材的制備方法。

背景技術

金屬銦具有延展性好，可塑性強，熔點低，沸點高，低電阻，抗腐蝕等優良特性，且具有較好的光滲透性和導電性，被廣泛應用于宇航、無線電和電子工業、醫療、國防、高新技術、能源等領域。

專利CN108165936A介紹了大尺寸銦平面靶材的制備方法，專利CN?111809152A介紹了銦錫合金平面靶材的制備方法。兩者均只給出銦、銦錫合金平面靶材的制備方法，然而平面靶材的利用率最高也只能達到40％左右。靶材是磁控濺射過程中的基本耗材，不僅使用量大，而且靶材利用率的高低對工藝過程及生產周期起著至關重要的作用，雖然目前靶材可以回收再利用，但是其仍然對企業成本控制上以及提高企業產品競爭力有很大的影響，因此想方設法提高靶材利用率是必然的。對此國內外很多廠商也做出了很多改進的措施。后來，人們設計了使用效率更高的旋轉陰極，用管狀的靶材進行濺射鍍膜，從而提高了靶材的利用率，可達到80％以上。目前，并無相關銦、銦錫合金大尺寸旋轉靶材的制備工藝報道，同時也為了提高合金靶材的利用率，本發明給出了一種旋轉靶材的制備方法。

發明內容

基于此，本發明的目的在于克服上述現有技術的不足之處而提供一種旋轉靶材的制備方法。

為實現上述目的，本發明所采取的技術方案為：一種旋轉靶材的制備方法，包括如下步驟：

(1)將背管放入涂有脫模劑的模具中，密封后將模具放入到爐膛中，排除空氣后對爐膛進行加熱保溫；

(2)將金屬錠子加熱熔化后，沿著模具上的澆注口管道注入到模具中，保溫一段時間后，關閉加熱電源，冷卻至金屬熔點以下20-30℃，依次自下而上冷卻，直至完全冷卻至室溫；

(3)打開模具，將靶材取出后進行加工，得到所述旋轉靶材；

其中，所述步驟(1)中，模具為環形狀，模具的上下管中心位置具有固定圓弧凸起，模具底座設置一個加熱盤；背管外壁與模具內部間有的間隙；爐膛自下而上每間隔20-30cm設置加熱區，加熱區通過加熱線圈加熱，每個加熱區設定一個熱電偶。

本發明提供了一種旋轉靶材的制備方法，本發明采用鎳鋁打底層的不銹鋼背管，其他背管均可以采用，采用特定的設計模具，得到的旋轉靶材致密，致密度大于99％，焊合率達到95％以上，晶粒尺寸分布均勻，且平均晶粒尺寸小于800微米，靶材氧含量小于200ppm。本申請使用的模具為環形狀，依次鑲嵌在加熱爐膛內，更有利于達到受熱均勻；加熱爐膛自下而上為每間隔20～30cm設定一個熱電偶，以達到精確控制爐膛內各階段溫度；本發明的模具底座設定一個特別的加熱盤，使得底部液體物料緩慢冷卻，有效防止氣孔的出現。

優選地，所述步驟(1)中，背管的表面粗糙度為8-15μm，背管噴砂層的圓跳動檢測值＜0.8mm，背管的真空密封性檢測值＜1×10^-7SCCS，背管其中一側密封完全。真空密封性的檢測是為確保后續正常濺射，圓跳動為了確保背管的水平性，也保證旋轉靶材厚度的一致性，進一步防止后續濺射時靶材表面出現不均現象，以確保濺射鍍膜的均勻性和質量。

進一步優選地，所述步驟(1)中，背管的表面粗糙度為12μm，背管距離端部一側8-15cm處的內壁，用圓片焊接密封完全，使得逐級冷卻后，最終所形成的縮孔在密封頂端處。背管的表面粗糙度12μm，此時涂層和背管的結合強度最好，防止濺射時靶材脫落。