一种管状靶材的绑定方法技术

本发明专利技术涉及一种管状靶材的绑定方法，所述绑定方法包括如下步骤：将包套内管的外表面进行车削螺纹处理，然后将靶材材料粉末填充至所述包套内管的外表面与包套外管的内表面形成的腔体中，依次进行脱气处理和热等静压处理后，除去所述包套外管，获得将所述包套内管与靶管绑定的管状靶材。所述绑定方法通过在包套内管的外表面进行车削螺纹处理，省去了原有的中间层，不仅可以解决靶管与作为衬管的包套内管之间热膨胀系数不匹配的问题，还可以保证靶管的厚度尺寸满足使用要求，从而有效提高了管状靶材的成品率，而且包套内管与靶管之间的焊接结合率≥99％，最优时≥99.9％，焊接结合强度为50‑100MPa，满足半导体溅射靶材使用要求。

【技术实现步骤摘要】
一种管状靶材的绑定方法
本专利技术涉及管状靶材
，具体涉及一种管状靶材的绑定方法。
技术介绍
在平板显示镀膜行业中，主要使用钼合金靶材、铝合金靶材、氧化铌靶材等，其中钼合金靶材广泛用于溅射制备液晶显示(LCD)及触控屏(TP)中的薄膜电极、薄膜配线等。过去，钼合金靶材大多被制成平板形状，被称为平面靶。由于平面靶和溅射设备中的磁场不发生相对运动，使得平面靶的利用率只有30％左右，这不仅造成了靶材材料的浪费，也因为更换靶材必须中断溅射设备的工作，给生产过程造成了很大影响。为了提高靶材的利用率，人们越来越多地制造和使用管状靶材(简称管靶)，即把靶材做成管子形状，管子里面装有静止不动的磁体。溅射过程中，管靶以一定的速度转动，所以也被称为旋转靶材(rotatingtarget/rotarytarget)。由于转动的管靶和静止不动的磁体之间发生相对运动，使得整个管靶表面均匀地发生溅射，靶材材料的利用率可以高达70％以上。与平面靶相比，管靶具有利用率高、镀膜连续性好、镀膜成分均匀等优点，是理想的溅射靶材，市场需求量巨大。随着镀膜行业从使用平面靶向使用管靶转变，管靶正在成为磁控溅射设备的标准选材。管靶通常由一个内管和一个外管组成，外管也叫靶管，其材质是溅射制备薄膜所需要的材质，而内管起支撑靶管的作用，所以也叫支撑管或者衬管。目前，已知的管靶生产方法主要是将溅射材料绑定在衬管外侧壁上形成靶管，已知的绑定方法有热喷涂法、钎焊法、浇铸法和HIP一体成型法。热喷涂法就是直接将溅射材料涂覆到衬管上，但是制备得到的管靶具有厚度不均匀、致密度低、氧含量高等缺点，只能用于玻璃等要求不高的镀膜行业中，无法满足高质量镀膜产品的要求；钎焊法就是用焊料将成型的靶管焊接到衬管上形成焊接层，但是由于靶管和衬管间的缝隙很小，焊料难以均匀地分布在缝隙中，很难实现靶管和衬管之间的全面焊接，焊接结合度不高，难以实现长度大于1000mm管靶的绑定，生产成本高；浇铸法就是直接把溅射材料浇铸到衬管上形成靶管，但是只能用于Sn、Zn等熔点较低的靶材材料，适用范围有限；HIP一体成型法基于热等静压技术，虽然制备得到的管靶具有成分均匀、无偏析、晶粒细小、纯度高等优点，能够满足液晶显示和触控屏行业的要求，但是HIP一体成型法将靶管和衬管进行冶金结合，由于靶管和衬管的热膨胀系数不匹配，容易应力集中而产生裂纹。为此，现有技术公开了一些管状靶材的绑定方法，例如CN106676484A公开了一种铬管靶材的绑定方法，该方法采用铬粉为原料，对衬管先进行预镀镍处理，再电镀一层金属涂层作为绑定层，从而减少铬靶管与不锈钢衬管热膨胀系数不匹配的问题，随后利用HIP一体成型法实现铬靶管和不锈钢衬管的绑定。CN104480437A公开了一种一体成型管靶的生产方法，该方法采用铬粉为原料，在衬管外表面电镀一层铬层，将铬粉置于包套中，在真空条件下进行HIP烧结，从而达到铬靶管与衬管的冶金结合。然而，目前HIP一体成型法主要通过在衬管外表面形成一层中间层，以此来解决靶管与衬管之间热膨胀系数不匹配的问题，但是中间层的存在会导致靶管的厚度达不到尺寸要求，从而降低了管状靶材的成品率。因此，目前亟需开发一种新型的管状靶材的绑定方法。
技术实现思路
鉴于现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种管状靶材的绑定方法，通过在包套内管的外表面进行车削螺纹处理，省去了原有的中间层，不仅可以解决靶管与作为衬管的包套内管之间热膨胀系数不匹配的问题，还可以保证靶管的厚度尺寸满足使用要求，从而有效提高了管状靶材的成品率，而且包套内管与靶管之间的焊接结合率≥99％，最优时≥99.9％，焊接结合强度为50-100MPa，满足半导体溅射靶材使用要求。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术的目的在于提供一种管状靶材的绑定方法，所述绑定方法包括如下步骤：将包套内管的外表面进行车削螺纹处理，然后将靶材材料粉末填充至所述包套内管的外表面与包套外管的内表面形成的腔体中，依次进行脱气处理和热等静压处理后，除去所述包套外管，获得将所述包套内管与靶管绑定的管状靶材。本专利技术所述绑定方法通过在包套内管的外表面进行车削螺纹处理，省去了原有的中间层，然后依次进行脱气处理和热等静压处理完成绑定，一方面，所述车削螺纹处理得到的螺纹具有一定的螺纹深度、螺纹宽度和螺距，可以释放由于靶管与作为衬管的包套内管之间热膨胀系数不匹配所带来的应力，降低产生裂纹的风险，另一方面，车削螺纹处理省去了中间层，可以保证靶管的厚度尺寸满足使用要求，从而有效提高了管状靶材的成品率，而且包套内管与靶管之间的焊接结合率≥99％，最优时≥99.9％，焊接结合强度为50-100MPa，满足半导体溅射靶材使用要求。作为本专利技术优选的技术方案，所述车削螺纹的螺纹宽度为0.5-2mm，例如0.5mm、0.8mm、1mm、1.2mm、1.5mm、1.8mm或2mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，所述车削螺纹的螺纹深度为0.25-1mm，例如0.25mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm或1mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。本专利技术所述车削螺纹得到的是一圈圈的环形螺纹。作为本专利技术优选的技术方案，所述靶材材料粉末为铬粉末。优选地，所述包套内管为不锈钢包套内管。优选地，所述包套外管为低碳钢包套外管。作为本专利技术优选的技术方案，在所述车削螺纹处理之后，所述靶材材料粉末填充处理之前，还包括依次进行的清洗干燥处理和包套组装处理。本专利技术所述清洗干燥处理属于现有技术，此处不再赘述，只要保证工艺要求的洁净度即可。优选地，所述包套组装处理包括：将所述包套内管和所述包套外管均焊接在圆形不锈钢盖板的同一侧，并保证所述包套内管和所述包套外管的同心度公差≤0.05mm。作为本专利技术优选的技术方案，完成所述包套组装处理后，所述包套外管的内径和所述包套内管的外径之间的差值为目标靶管厚度的2-3倍，例如2倍、2.2倍、2.4倍、2.5倍、2.7倍、2.8倍或3倍等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。作为本专利技术优选的技术方案，在所述靶材材料粉末填充处理之后，所述脱气处理之前，还包括利用带有脱气孔的圆形不锈钢盖板进行包套密封处理。本专利技术所述焊接处理处于现有技术，此处不再赘述，只要保证工艺要求的密封性即可。作为本专利技术优选的技术方案，所述脱气处理的温度为400-600℃，例如400℃、430℃、450℃、480℃、500℃、520℃、550℃、570℃或600℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，所述脱气处理的时间为6-9h，例如6h、6.5h、7h、7.5h、8h、8.5h或9h等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，所述脱气处理控制所述腔体内的真空度为1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种管状靶材的绑定方法，其特征在于，所述绑定方法包括如下步骤：/n将包套内管的外表面进行车削螺纹处理，然后将靶材材料粉末填充至所述包套内管的外表面与包套外管的内表面形成的腔体中，依次进行脱气处理和热等静压处理后，除去所述包套外管，获得将所述包套内管与靶管绑定的管状靶材。/n

【技术特征摘要】
1.一种管状靶材的绑定方法，其特征在于，所述绑定方法包括如下步骤：
将包套内管的外表面进行车削螺纹处理，然后将靶材材料粉末填充至所述包套内管的外表面与包套外管的内表面形成的腔体中，依次进行脱气处理和热等静压处理后，除去所述包套外管，获得将所述包套内管与靶管绑定的管状靶材。


2.根据权利要求1所述的绑定方法，其特征在于，所述车削螺纹的螺纹宽度为0.5-2mm；
优选地，所述车削螺纹的螺纹深度为0.25-1mm。


3.根据权利要求1或2所述的绑定方法，其特征在于，所述靶材材料粉末为铬粉末；
优选地，所述包套内管为不锈钢包套内管；
优选地，所述包套外管为低碳钢包套外管。


4.根据权利要求1-3任一项所述的绑定方法，其特征在于，在所述车削螺纹处理之后，所述靶材材料粉末填充处理之前，还包括依次进行的清洗干燥处理和包套组装处理；
优选地，所述包套组装处理包括：将所述包套内管和所述包套外管均焊接在圆形不锈钢盖板的同一侧，并保证所述包套内管和所述包套外管的同心度公差≤0.05mm。


5.根据权利要求4所述的绑定方法，其特征在于，完成所述包套组装处理后，所述包套外管的内径和所述包套内管的外径之间的差值为目标靶管厚度的2-3倍。


6.根据权利要求4或5所述的绑定方法，其特征在于，在所述靶材材料粉末填充处理之后，所述脱气处理之前，还包括利用带有脱气孔的圆形不锈钢盖板进行包套密封处理。


7.根据权利要求1-6任一项所述的绑定方法，其特征在于，所述脱气处理的温度为400-600℃；
优选地，所述脱气处理的时间为6-9h；
优选地，所述脱气处理控制所述腔体内...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚力军，边逸军，潘杰，王学泽，吴东青，黄洁文，
申请(专利权)人：宁波江丰电子材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33