一种平面靶材的绑定方法技术

本发明专利技术公开了一种平面靶材的绑定方法，属于靶材技术领域，平面靶材、铜背板、加热平台全程都是平整的，绑定步骤包括加热、隔离、冷却、完成四个步骤，在冷却阶段采用将冷却介质注入铜背板的冷却管道使其快速冷却预先收缩的方法，达到绑定后平面靶材翘曲程度小，与铜板之间内应力小的目的。本发明专利技术采用在冷却阶段将铜背板快速冷却以解决铜背板与平面靶材间因热膨胀系数的差异而产生的翘曲，在冷却前将铜背板与加热平台进行热隔离。

【技术实现步骤摘要】
一种平面靶材的绑定方法
本专利技术涉及靶材
，尤其是一种平面靶材的绑定方法。
技术介绍
磁控溅射已经成为各种镀膜的主流方法，平面靶材和旋转靶材目前处于平分秋色的状态。在使用平面靶材作为靶源的镀膜机中，因为纯铜具有高的导电性和导热率，在背板材料中处于统治地位。在将靶材与铜背板绑定的时候，经常因为两者的热膨胀系数相差巨大（例如ITO靶材的热膨胀系数为8.0×10-6/K，铜的热膨胀系数18×10-6/K），如果不作预先处理，会造成绑定后背板中间部分上翘严重的现象。目前业界普遍采用的方法是将铜板在绑定前预先弯曲，在绑定时铜背板被展平绑定平台上，在铜背板内部形成预应力，来对抗绑定后靶材与背板因热膨胀系数不同而形成的应力，当两者达到平衡时，表面上看背板与靶材都是平直的，但是在柔软的绑定金属内部会形成较大的剪切应力。在剪切应力作用下，绑定金属会发生缓慢的蠕变，超过一定时间后铜背板与平面靶材就会从平直状态变为两头翘曲，随着时间的延长，翘曲现象越来越严重，因为在使用一段时间后，需要多次将靶材卸下进行打磨，再安装时需用螺丝将背板压平，靶材就会受到拉应力，拉应力达到一定程度，就很容易产生裂纹从而影响镀膜质量。
技术实现思路
本专利技术需要解决的技术问题是提供一种平面靶材的绑定方法，在冷却前将铜背板与加热平台进行热隔离，并将铜背板快速冷却以解决铜背板与平面靶材间因热膨胀系数的差异而产生的翘曲。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种平面靶材的绑定方法，平面靶材、铜背板、加热平台全程都是平整的，在冷却阶段将铜背板快速冷却以解决铜背板与平面靶材间因热膨胀系数的差异而产生的翘曲，在冷却前将铜背板与加热平台进行热隔离；绑定步骤如下：S1、加热：（1）在铜背板与加热平台接触的一面固定安装好冷却管路；（2）将安装好冷却管路的铜背板放在加热平台上，调整好位置，将冷却管路与冷却设备连接好，加热平台加热到180℃；（3）将熔化的铟倒在铜背板上表面上刮平，并放上0.2～1.0mm的铜丝控制焊合层的厚度；（4）将平面靶材贴合到铜背板上，调整好位置，在平面靶材上盖上5mm～10mm厚的硅胶板，将单块10KG的铸铁压块共20块均匀放置在硅胶板上将平面靶材压牢；此时冷却管路、铜背板、焊合层、平面靶材、硅胶板以及铸铁压块由下至上依次构成了一个组合体；S2、隔离：用吊装或顶起的方法将组合体与加热平台分离开20±5mm，然后在分离开的缝隙中填入低导热系数的隔离物；S3、冷却：将组合体重新放下，置于隔离物上，启动冷却设备，调整冷却介质的压力、流量及温度，将冷却介质注入固定安装在铜背板下表面的冷却管路使铜背板快速冷却预先收缩，保持冷却一段时间；S4、完成：铜背板温度降低到室温后，拆除安装在铜背板下表面的冷却管路，将铜背板及平面靶材从加热平台取下，完成平面靶材的绑定。本专利技术技术方案的进一步改进在于：S1中，所述冷却管路为冷却液体管路或冷却气体管路，冷却液体管路的液体介质可选择水、油或耐200℃的液态有机物，冷却气体管路的气体介质可先择空气、氩气或氮气。本专利技术技术方案的进一步改进在于：冷却液体管路的液体介质选择水，冷却气体管路的气体介质选择压缩空气。本专利技术技术方案的进一步改进在于：S2中，所述隔离物为能耐200℃以上温度、厚度不小于5mm、导热系数小于0.3W/m•K的板状物。本专利技术技术方案的进一步改进在于：S2中，所述顶起的方法是通过加热平台中间均布的10个直径为20mm的顶起柱将组合体从加热平台顶起20±5mm。本专利技术技术方案的进一步改进在于：S3中，冷却方式选择标准以铜背板与平面靶材的热膨胀系数差值决定，当铜背板与平面靶材的热膨胀系数差值小于11*10-6/K时，使用压缩空气冷却；当铜背板与平面靶材的热膨胀系数差值大于11*10-6/K时，使用冷却水冷却。本专利技术技术方案的进一步改进在于：压缩空气选用净化后的无油无尘的压缩空气；冷却水选用去离子水。本专利技术技术方案的进一步改进在于：S3中，压缩空气的压强、流量和冷却水的压力、流量需根据工艺要求以及铜背板与平面靶材的热膨胀系数的差值确定，差值越大，需要冷却介质的流速越大；冷却介质的压强、压力、流量、温度和冷却时间依据现场情况进行设置。本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述隔离物选择硅胶垫或聚四氟乙烯板。由于采用了上述技术方案，本专利技术取得的技术进步是：1、本专利技术在冷却前将铜背板与加热平台进行热隔离，使铜背板在冷却阶段快速冷却以解决铜背板与平面靶材间因热膨胀系数的差异而产生的翘曲。因为焊合剂铟的凝固点为156℃，在100℃后铟的刚性已经与常温相差不大，也就是说在100℃以下的等比例冷却已经没有意义，而铜的导热系数高达400，对铜背板的冷却很快就会传导到焊合层金属部分，一旦焊合层金属冷却固化，再冷却铜背板就会在其与平面靶材之间产生应力，所以要在焊合金属凝固前就要通过快速冷却使铜背板产生足够的收缩。2、本专利技术中从经济性和方便性上考虑，冷却液体优选水，更优选去离子水，冷却气体优选高压空气，更优选无油无尘的高压空气。因为关于冷却介质并没有太多限制，液体介质如水、油、耐200℃的各种液态有机物等均可使用，气体介质如空气、氩气、氮气等均可使用。3、本专利技术根据平面靶材与铜背板热膨胀系数的差值选择冷却方式，不仅考虑了经济性，还考虑了方便性，有效的降低了生产成本。当铜背板与平面靶材的热膨胀系数差值小于11*10-6/K时，使用高压冷空气冷却；当铜背板与平面靶材的热膨胀系数差值大于11*10-6/K时，使用冷却水冷却。4、本专利技术选硅胶、聚四氟乙烯等轻便易得的有机物作为隔离物，不仅将铜背板与加热平台进行了隔离，使铜背板能够快速冷却，同时考虑了经济性和方便性，有效的降低了生产成本。5、本专利技术的绑定方法能够使铜背板的翘曲度小于2.0毫米，符合技术要求。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步详细说明：一种平面靶材的绑定方法，平面靶材、铜背板、加热平台全程都是平整的，在冷却阶段将铜背板快速冷却以解决铜背板与平面靶材间因热膨胀系数的差异而产生的严重翘曲，在冷却前将铜背板与加热平台进行热隔离；绑定步骤如下：S1、加热：（1）在铜背板与加热平台接触的一面固定安装好冷却管路；所述冷却管路为冷却液体管路或冷却气体管路，冷却液体管路的液体介质可选择水、油、耐200℃的各种液态有机物等，冷却气体管路的气体介质可先择空气、氩气、氮气等；从经济型和方便性上考虑，液体介质选择水，气体介质选择压缩空气。（2）将安装好冷却管路的铜背板放在加热平台上，调整好位置，将冷却管路与冷却设备连接好，加热平台加热到180℃；（3）将熔化的铟倒在铜背板上表面上刮平，并放上0.2～1.0mm的铜丝控制焊合层的厚度；（4）将平面靶材贴合到铜背板上，调整好位置，在平面靶材上盖上5mm～10mm厚的硅胶板，将单块10KG的铸铁压块共20块均匀放置在硅胶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种平面靶材的绑定方法，其特征在于：平面靶材、铜背板、加热平台全程都是平整的，在冷却阶段将铜背板快速冷却以解决铜背板与平面靶材间因热膨胀系数的差异而产生的翘曲，在冷却前将铜背板与加热平台进行热隔离；绑定步骤如下：/nS1、加热：/n（1）在铜背板与加热平台接触的一面固定安装好冷却管路；/n（2）将安装好冷却管路的铜背板放在加热平台上，调整好位置，将冷却管路与冷却设备连接好，加热平台加热到180℃；/n（3）将熔化的铟倒在铜背板上表面上刮平，并放上0.2～1.0mm的铜丝控制焊合层的厚度；/n（4）将平面靶材贴合到铜背板上，调整好位置，在平面靶材上盖上5mm～10mm厚的硅胶板，将单块10KG的铸铁压块共20块均匀放置在硅胶板上将平面靶材压牢；此时冷却管路、铜背板、焊合层、平面靶材、硅胶板以及铸铁压块由下至上依次构成了一个组合体；/nS2、隔离：用吊装或顶起的方法将组合体与加热平台分离开20±5mm，然后在分离开的缝隙中填入低导热系数的隔离物；/nS3、冷却：将组合体重新放下，置于隔离物上，启动冷却设备，调整冷却介质的压力、流量及温度，将冷却介质注入固定安装在铜背板下表面的冷却管路使铜背板快速冷却预先收缩，保持冷却一段时间；/nS4、完成：铜背板温度降低到室温后，拆除安装在铜背板下表面的冷却管路，将铜背板及平面靶材从加热平台取下，完成平面靶材的绑定。/n...

【技术特征摘要】
1.一种平面靶材的绑定方法，其特征在于：平面靶材、铜背板、加热平台全程都是平整的，在冷却阶段将铜背板快速冷却以解决铜背板与平面靶材间因热膨胀系数的差异而产生的翘曲，在冷却前将铜背板与加热平台进行热隔离；绑定步骤如下：
S1、加热：
（1）在铜背板与加热平台接触的一面固定安装好冷却管路；
（2）将安装好冷却管路的铜背板放在加热平台上，调整好位置，将冷却管路与冷却设备连接好，加热平台加热到180℃；
（3）将熔化的铟倒在铜背板上表面上刮平，并放上0.2～1.0mm的铜丝控制焊合层的厚度；
（4）将平面靶材贴合到铜背板上，调整好位置，在平面靶材上盖上5mm～10mm厚的硅胶板，将单块10KG的铸铁压块共20块均匀放置在硅胶板上将平面靶材压牢；此时冷却管路、铜背板、焊合层、平面靶材、硅胶板以及铸铁压块由下至上依次构成了一个组合体；
S2、隔离：用吊装或顶起的方法将组合体与加热平台分离开20±5mm，然后在分离开的缝隙中填入低导热系数的隔离物；
S3、冷却：将组合体重新放下，置于隔离物上，启动冷却设备，调整冷却介质的压力、流量及温度，将冷却介质注入固定安装在铜背板下表面的冷却管路使铜背板快速冷却预先收缩，保持冷却一段时间；
S4、完成：铜背板温度降低到室温后，拆除安装在铜背板下表面的冷却管路，将铜背板及平面靶材从加热平台取下，完成平面靶材的绑定。


2.根据权利要求1所述的一种平面靶材的绑定方法，其特征在于：S1中，所述冷却管路为冷却液体管路或冷却气体管路，冷却液体管路的液体介质可选择水、油或耐200℃的液态有机物，冷却气体管路的气体介...

【专利技术属性】
技术研发人员：骆树立，王建堂，李庆丰，骆如河，骆胜华，骆胜磊，骆利军，王壮伟，骆胜凯，骆胜喜，
申请(专利权)人：河北恒博新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13