[發明專利]一種旋轉靶材的生產方法及裝置

在審

• 申請號: 202110707673.0
• 申請日: 2021-06-24
• 公開（公告）號: CN113500182A
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發明（設計）人: 余飛;黃宇彬;文崇斌;阿南·辛格·迪歐達特;周榮艷;童培云;朱劉
• 申請（專利權）人: 先導薄膜材料有限公司
• 主分類號: B22D19/00
• 分類號: B22D19/00;B22D27/08;B22D27/04;B22D43/00
• 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;宋亞楠

本發明涉及旋轉靶材制備技術領域，公開了一種旋轉靶材的生產方法及裝置，其包括以下步驟：將背管豎直安裝在外模的腔體內；其中，所述背管的底端通過下延長件與所述腔體底壁連接；所述背管的頂部連接有上延長件；所述背管、所述上延長件和所述下延長件均與所述腔體形成環形腔室；往所述環形腔室內澆注熔融的金屬液體；轉動所述外模、所述背管、所述上延長件和所述下延長件；往所述背管內注入冷卻水，通過控制所述冷卻水的流量及排水時間，調整金屬液體的冷卻速率；待金屬液體冷卻成固體金屬后，脫去所述外模；切去所述固體金屬的兩端。本發明提供的旋轉靶材的生產方法及裝置能制造出長度較長、晶粒較小的旋轉靶材。

技術領域

本發明涉及旋轉靶材制備技術領域，特別是涉及一種旋轉靶材的生產方法及裝置。

背景技術

近年來，靶材的制備得到了日新月異的發展。靶材主要分為平面靶、旋轉靶和多弧靶等。不管是國際市場還是國內市場，平面靶材都占據主導地位，但旋轉靶材的市場份額在不斷提升。相較于旋轉靶材，平面靶材使用率偏低，約為20％～30％，而旋轉靶材利用率可達到80％。制約旋轉靶發展的主要是研發難度較大，主要表現為缺乏生產設備及生產工藝。

針對低熔點旋轉靶，包括低熔點金屬及其合金靶，如In、Sn、InSn合金靶等，目前的生產方法主要有噴涂法、離心鑄造法和熔煉法等。噴涂法制備的靶材容易出現孔洞，而且氧化嚴重。離心鑄造法所需的生產設備昂貴，制備過程危險性高，且成品的質量不佳。熔煉法可以制得較純靶材，但是靶材受限于設備，難以制作較長靶材，且靶材晶粒較大。

發明內容

本發明的目的是：提供一種旋轉靶材的生產方法及裝置，其能制造出長度較長、晶粒較小的旋轉靶材。

為了實現上述目的，本發明提供了一種旋轉靶材的生產方法，其包括以下步驟：

將背管豎直安裝在外模的腔體內；其中，所述背管的底端通過下延長件與所述腔體底壁連接；所述背管的頂部連接有上延長件；所述背管、所述上延長件和所述下延長件均與所述腔體形成環形腔室；

往所述環形腔室內澆注熔融的金屬液體；

轉動所述外模、所述背管、所述上延長件和所述下延長件；往所述背管內注入冷卻水，通過控制所述冷卻水的流量及排水時間，調整金屬液體的冷卻速率；

待金屬液體冷卻成固體金屬后，脫去所述外模；切去所述固體金屬的兩端。

可選地，在往所述環形腔室內澆注熔融的金屬液體的步驟中，具體為，從所述環形腔室的頂部從下至上澆注所述金屬液體；

在往所述背管內注入冷卻水的步驟中，具體為：從下往上往所述背管內注入所述冷卻水。

可選地，在通過控制所述冷卻水的流量及排水時間，調整所述金屬液體的冷卻速率的步驟中，具體為：控制所述冷卻水的流量為1000L/h～2000L/h，所述冷卻水的排水時間為10s～60s。

可選地，在往所述背管內注入冷卻水的步驟中，應始終保持所述金屬液體的液面高度比所述冷卻水的液面高度高出100mm。

可選地，在轉動所述外模、所述背管、所述上延長件和所述下延長件的步驟中，具體為：以6RPM～15RPM的轉速轉動所述外模、所述背管、所述上延長件和所述下延長件。

可選地，在往所述環形腔室內澆注熔融的金屬液體的步驟前還包括：往澆注裝置裝入所述金屬液體，并將所述金屬液體加熱至180℃～300℃。

可選地，在往澆注裝置裝入所述金屬液體，并將所述金屬液體加熱至180℃～300℃的步驟后，還包括：對所述金屬液體進行撈渣，直至所述金屬液體的液面呈鏡面光亮。

可選地，在往所述環形腔室內澆注熔融的金屬液體的步驟前還包括：預熱所述外模至200℃，并用惰性氣體將所述環形腔室內的空氣置換出來。