一种大尺寸高纯铝靶材的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种大尺寸高纯铝靶材的制备方法，1）将高纯铝铸锭进行表面铣削去除表面的氧化层；2）将铸锭放入加热至230～400℃；3）在热粗轧机上进行轧制；保证单道次压下量在20～60mm，将板坯厚度轧制至40～80mm，将板坯剪切为宽幅靶材所需的长度，如700mm长，自然冷却；4）将冷却后的板坯再次加热，加热温度200～350℃，保温时间1h；5）在可逆式轧机上进行横向轧制，进行1道次轧至成品厚度；6）对板材进行200～350℃，保温时间1～2h的退火；7）板材矫平后铣削加工，获得晶粒在70～120um的高纯铝靶材；本发明专利技术可提高铸锭通用性，可减少了靶材对进口的依赖。

Method for preparing large size high-purity aluminium target

The invention relates to a preparation method of a large size of high pure aluminum target, 1) high pure aluminum ingot surface milling to remove the oxide layer on the surface; 2) will be put into the ingot is heated to 230 to 400 DEG C; 3) rolling in Hot Roughing Mill; ensure the single pass reduction in 20 ~ 60mm, the rolling slab thickness to 40 ~ 80mm, the wide slab shear target required length, such as 700mm, natural cooling; 4) slab cooling after heating, the heating temperature is 200 to 350 DEG C, holding time 1H; 5) horizontal rolling in reversing mill, 1 pass to the finished thickness; 6) of 200 to 350 DEG C for sheet annealing time of 1 ~ 2H; 7) plate after leveling milling, the grain of high pure aluminum target in 70 ~ 120um; the invention can improve the ingot versatility, can reduce the dependence on imports of target.

【技术实现步骤摘要】
一种大尺寸高纯铝靶材的制备方法
：本专利技术涉及一种大尺寸高纯铝靶材的制备方法。
技术介绍
：TFT-LCD(Thinfilmtransistor-Liquidcrystaldisplay)薄膜晶体管液晶显示器，俗称液晶面板，广泛地应用于手机、显示器、电视机等各类产品中。TFT-LCD生产最关键的工艺为物理气相沉积（PVD），PVD用溅射金属靴材是半导体芯片生产及TFT-LCD制备加工过程中最重要的原材料之一。靶材溅射沉积薄膜的工艺是生产功能薄膜的常用方法，溅射法是用高能离子轰击靶材表面，使靶材表面的原子或分子喷射在衬底表面，形成一层致密薄膜的过程。溅射金属靶材中用量最大的是超高纯铝和超高纯净合金。高纯铝靶材（5N～6N的超高纯铝），纯度＞99.999%，产品规格在：12～20mmx180～1731mmx1700～2650mm，产品附加值高，但生产难度大，除纯度要求外，对晶粒尺寸、晶粒均匀度以及织构取向等都有严格要求，晶粒尺寸一般要求在200um以内，国内靶材制造中所需要使用的高纯铝的纯度、靶材微观组织控制、靶材与背板焊接技术等方面与国外工业发达国家有很大差距，目前国内半导体显示技术企业所用的高纯铝靶材，尤其是TFT-LCD用大型铝靶材，全部依赖进口，价格昂贵，交货周期长。近年来，靶材的市场规模日益扩大。2000年全球靶材销售额约32亿美元，2004年销售额近40亿美元，2006年约为47.2亿美元，年均增长速度达8%。2010年全球靶材的销售额达到65亿美元，靶材已逐渐发展成一个专业产业。随着集成电路市场规模的迅速扩大，信息存储产业、平面显示器产业、集成电路产业以及镀膜等工业领域需要用到不同种类的靶材，我国逐渐成为世界上薄膜靶材的最大需求地区之一。5N高纯铝靶材市场主要集中在日本、韩国、中国台湾和大陆，韩国是目前最大的靶材需求市场，大陆靶材市场需求量目前在60～70吨/月，占全球约20%市场份额；主要客户是BOE（京东方）、华星光电，此2家占国内市场70%份额；据专业机构预测，随着BOE等厂家产能的扩大，2017年后靶材的主要市场将逐步从韩国转移至中国，大陆市场靶材需求量将增加至约200吨/月，占全球约40%市场份额；随着液晶屏幕的尺寸不断增大，厚度不断减薄，TFT-LCD用高纯铝靶材需求量将进一步扩大。高纯铝靶材制备方法目前主要有：(1)等通道转角拉拔法（EqualChannelAngularDrawing简称ECAD),(2)多向锻造法（MultipleForging，简称MF)，(3)轧制法，前2种加工方法只能加工小尺寸的靶材，对于大尺寸靶材，如1950x1580x14mm和2650*210*18.3mm规格的靶材，只能采用轧制法生产。目前轧制法生产高纯铝靶材，需要根据最终成品靶材的尺寸规格采购相应规格的高纯铝铸锭，市场上5N高纯铝规格主要为378*1300*2600mm，该铸锭规格对于生产G8.0代线以上的窄规格靶材通用性强，但是生产G5.0或G5.5代线靶材，靶材成品宽度在1580mm左右，则需采购1580mm宽度以上的铸锭，此种规格对于5N高纯铝铸锭不属于常规规格，采购周期长，通用性差，导致交货期长。
技术实现思路
：本专利技术的目的在于提供一种大尺寸高纯铝靶材的制备方法，该大尺寸高纯铝靶材的制备方法可提高铸锭通用性，同时轧制时既有纵向轧制，也有横向轧制，靶材成品晶粒尺寸更细小。本专利技术大尺寸高纯铝靶材的制备方法，其特征在于：其主要工艺流程为：1）将纯度大于99.999wt%的高纯铝铸锭进行表面铣削，铣面量≥3mm，去除表面的氧化层；2）将宽度为1300mm的铸锭放入加热炉加热至230～400℃；3）在热粗轧机上进行轧制；同时保证单道次压下量在20～60mm，将板坯厚度轧制至40～80mm，根据宽幅靶材成品的尺寸需求，将板坯剪切为宽幅靶材所需的长度，如1700mm长，自然冷却；4）将冷却后的板坯再次放入加热炉进行加热，加热温度200～350℃，保温时间1h；5）在可逆式轧机上进行横向轧制，即将板坯的长度作为宽度，进行1道次轧至成品厚度；6）对板材进行200～350℃，保温时间1～2h的退火；7）板材矫平后进行铣削加工，获得平均晶粒在70～120um的高纯铝靶材；即实现了使用1300mm宽窄规格铸锭生产1700mm宽规格靶材，使用交叉变形轧制，细化了成品靶材晶粒。进一步的，在第二步骤中的加热炉为推进式加热炉。进一步的，在第三步骤中的热粗轧机为可逆式热粗轧机。进一步的，在第三步骤轧制时，通过控制板坯变形量和乳液冷却控制板坯变形温度。进一步的，在第三步骤中铸锭在可逆式轧机上进行轧制的方法，其主要工艺过程包括：1）将可逆式轧机辊缝设定为单道次压下量的一半；2）可逆式轧机乳液润滑关闭，铸锭以不大于0.5m/s的速度咬入；3）铸锭咬入后轧机立即停止，头部轧制长度控制在500mm以内，轧辊反转，铸锭回退至入口侧；4）轧机辊缝设定为单道次压下量，乳液开启，铸锭头部以单道次一半压下量咬入，后部铸锭以单道次压下量轧制。本专利技术可提高铸锭通用性，同时轧制时即有纵向轧制，也有横向轧制，因使用了该种交叉变形轧制工艺，靶材成品晶粒尺寸更细小，满足了目前靶材市场规模日益扩大的需要，减少了靶材对进口的依赖。附图说明：图1铸锭初咬入的构造示意图；图2铸锭初咬入后退出的构造示意图；图3是铸锭二次咬入时的构造示意图；图4是铸锭二次咬入过程的构造示意图。具体实施方式：下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步详细的说明。本专利技术大尺寸高纯铝靶材的制备方法，其特征在于：其主要工艺流程为：1）将纯度大于99.999wt%的高纯铝铸锭进行表面铣削，铣面量≥3mm，去除表面的氧化层；2）将宽度为1300mm的铸锭放入加热炉加热至230～400℃；3）在热粗轧机上进行轧制；同时保证单道次压下量在20～60mm，将板坯厚度轧制至40～80mm，根据宽幅靶材成品的尺寸需求，将板坯剪切为宽幅靶材所需的长度，如1700mm长，自然冷却；4）将冷却后的板坯再次放入加热炉进行加热，加热温度200～350℃，保温时间1h；5）在可逆式轧机上进行横向轧制，即将板坯的长度作为宽度，进行1道次轧至成品厚度；6）对板材进行200～350℃，保温时间1～2h的退火；7）板材矫平后进行铣削加工，获得平均晶粒在70～120um的高纯铝靶材；即实现了使用1300mm宽窄规格铸锭生产1700mm宽规格靶材，使用交叉变形轧制，细化了成品靶材晶粒。进一步的，在第二步骤中的加热炉为推进式加热炉。进一步的，在第三步骤中的热粗轧机为可逆式热粗轧机。进一步的，在第三步骤轧制时，通过控制板坯变形量和乳液冷却控制板坯变形温度。进一步的，在第三步骤中铸锭在可逆式轧机上进行轧制的方法，其主要工艺过程包括：1）将可逆式轧机辊缝设定为单道次压下量的一半；2）可逆式轧机乳液润滑关闭，铸锭以不大于0.5m/s的速度咬入；3）铸锭咬入后轧机立即停止，头部轧制长度控制在500mm以内，轧辊反转，铸锭回退至入口侧；4）轧机辊缝设定为单道次压下量，乳液开启，铸锭头部以单道次一半压下量咬入，后部铸锭以单道次压下量轧制。该第三步骤中铸锭在可逆式轧机上进行轧制的方法可避免低温（350℃以下）大压下量轧制时出现咬入本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大尺寸高纯铝靶材的制备方法，其特征在于：其主要工艺流程为：1）将纯度大于99.999wt%的高纯铝铸锭进行表面铣削，铣面量≥3mm，去除表面的氧化层；2）将宽度为1300mm的铸锭放入加热炉加热至230～400℃；3）在热粗轧机上进行轧制；同时保证单道次压下量在20～60mm，将板坯厚度轧制至40～80mm，根据宽幅靶材成品的尺寸需求，将板坯剪切为宽幅靶材所需的长度，如1700mm长，自然冷却；4）将冷却后的板坯再次放入加热炉进行加热，加热温度200～350℃，保温时间1h；5）在可逆式轧机上进行横向轧制，即将板坯的长度作为宽度，进行1道次轧至成品厚度；6）对板材进行200～350℃，保温时间1～2h的退火；7）板材矫平后进行铣削加工，获得平均晶粒在70～120um的高纯铝靶材；即实现了使用1300mm宽窄规格铸锭生产1700mm宽规格靶材，使用交叉变形轧制，细化了成品靶材晶粒。

【技术特征摘要】
1.一种大尺寸高纯铝靶材的制备方法，其特征在于：其主要工艺流程为：1）将纯度大于99.999wt%的高纯铝铸锭进行表面铣削，铣面量≥3mm，去除表面的氧化层；2）将宽度为1300mm的铸锭放入加热炉加热至230～400℃；3）在热粗轧机上进行轧制；同时保证单道次压下量在20～60mm，将板坯厚度轧制至40～80mm，根据宽幅靶材成品的尺寸需求，将板坯剪切为宽幅靶材所需的长度，如1700mm长，自然冷却；4）将冷却后的板坯再次放入加热炉进行加热，加热温度200～350℃，保温时间1h；5）在可逆式轧机上进行横向轧制，即将板坯的长度作为宽度，进行1道次轧至成品厚度；6）对板材进行200～350℃，保温时间1～2h的退火；7）板材矫平后进行铣削加工，获得平均晶粒在70～120um的高纯铝靶材；即实现了使用1300mm宽窄规格铸锭生产1700mm宽规格靶材，使用交叉变形轧制，细化了成品...

【专利技术属性】
技术研发人员：冉继龙，李谢华，黄瑞银，林欣，刘华春，石亚雨，
申请(专利权)人：中铝瑞闽股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35