靶材的回收再利用方法技术

本发明专利技术属于资源回收利用技术领域，具体公开了靶材的回收再利用方法。包括：对溅射后的靶材进行蚀刻曲线分析；根据蚀刻曲线，确定靶材的待回收区域；根据成品靶材的尺寸需求，线切割靶材的待回收区域，得到靶材块；将靶材块的溅射沟道加工平整，得到成品靶材。溅射后的靶材可直接加工成能再次利用的成品靶材，降低了靶材的生产制造成本。了靶材的生产制造成本。了靶材的生产制造成本。

【技术实现步骤摘要】
靶材的回收再利用方法


[0001]本专利技术属于资源回收利用
，具体涉及靶材的回收再利用方法。

技术介绍

[0002]靶坯和具有一定强度的背板结合制成靶材组件。背板可以为溅射靶材提供支撑作用，并具有传导的功效。通常将靶坯和背板进行焊接成型。
[0003]靶材在溅射使用后，靶材的表面受溅射机台磁场的影响，会在靶材的表面形成溅射沟道。由于磁场分布的特性，溅射沟道呈现环形的波浪起伏形状，当溅射沟道的最大深度超过限定值后，再继续使用则会击穿靶材，因此此时需停止该靶材的使用。目前，靶材的利用率较低，一般在30~50%，使用过后的溅射靶材中仍有较大部分材料未得到有效利用。
[0004]申请号为CN202210914816.X的专利文献公布了一种溅射靶材组件的回收再利用方法，采用物理分离法分离溅射靶材组件，得到背板和溅射靶材；再将溅射靶材进行碱液浸洗、酸液浸洗、水洗、干燥、熔炼、静置以及浇铸成形后得到金属铸锭。该回收方法工艺流程长，物料和能源耗费较大。
[0005]申请号为CN201811022654.9的专利文献公开了一种溅射靶材回收方法，采用车削法和化学法综合分离靶材与背板。该方法虽能有效的回收靶材，但加工成本较高，且产生的背板车屑因含有车削液等杂质导致回收价值较低，且整体回收流程较长，不利于成本的最低化。
[0006]目前，急切需要一种低成本、高附加值的靶材的回收再利用方法。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种靶材的回收再利用方法，该方法成本低、附加值高，且不涉及化学手段，无需消耗化学物料。
[0008]为实现上述目的，本专利技术采用以下具体的技术方案。
[0009]靶材的回收再利用方法，包括：对溅射后的靶材进行蚀刻曲线分析；根据蚀刻曲线，确定靶材的待回收区域；根据成品靶材的尺寸需求，线切割靶材的待回收区域，得到靶材块；将靶材块的溅射沟道加工平整，得到成品靶材。
[0010]进一步地，作为优选方案，对溅射后的靶材进行切割，去除背板边缘无靶坯焊接的部分，显露焊接界线。
[0011]进一步地，作为优选方案，所述线切割的方式为中走丝线切割。
[0012]进一步地，作为优选方案，还包括：加工靶材块至成品靶材需求的厚度。进一步优选加工方式为车加工或磨床加工。
[0013]进一步地，作为优选方案，还包括：分析成品靶材的溅射面的金属含量。
[0014]进一步地，作为优选方案，所述靶材为铝钪靶材。
[0015]与现有技术相比，本专利技术具有以下明显的有益效果：
（1）溅射后的靶材可直接加工成能再次利用的成品靶材，降低了靶材的生产制造成本；（2）回收靶材过程中不需要重新熔炼浇铸；（3）回收成本低、工艺流程简单、易操作。
附图说明
[0016]图1为实施例靶材回收工艺流程图。
[0017]图2为铝钪靶材组件结构示意图。
[0018]图3为实施例1中溅射后的铝钪靶材外观。
[0019]图4为实施例1中铝钪靶材溅射后的蚀刻曲线。
[0020]图5为实施例1蚀刻曲线分析示意图。
[0021]图6为切割加工过程现场图片。
[0022]图7为靶材焊接界线层的微观形貌图。
[0023]图8为水切割加工后靶材的侧边外观图。
[0024]图9为实施例2中铝钪靶材溅射后的蚀刻曲线。
[0025]图10为实施例3中铝钪靶材溅射后的蚀刻曲线。
具体实施方式
[0026]为了便于理解本专利技术，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本专利技术做更全面、细致地描述，但本专利技术的保护范围并不限于以下具体实施例。
[0027]除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本专利技术的保护范围。
[0028]除非另有特别说明，本专利技术中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
[0029]以铝钪靶材的回收再利用为例。
[0030]靶材的回收再利用工艺流程图如图1所示。
[0031]图2为铝钪靶材组件结构示意图，其中1为靶坯，2为背板。靶坯和背板通过扩散焊接的方式组合在一起，背板是“凹”式结构。通常，靶材的尺寸规格为332
×
7mm，背板凹槽深度为2~5mm。
[0032]根据溅射后的靶材的溅射沟道最大深度，成品靶材尺寸可大致分为以下三种。
[0033]表1 溅射沟道最大深度和成品靶材尺寸对应关系实施例1靶坯的尺寸规格是332
×
7mm，背板凹槽深度为2mm。铝钪靶材的Sc含量为20
±
0.3at%。
[0034]图3为实施例1中溅射后的铝钪靶材外观。靶材在溅射使用后，表面受溅射机台磁场的影响，在靶材的表面形成溅射沟道，由于磁场分布的特性，溅射沟道呈现环形的波浪起伏形状。
[0035]图4为实施例1中铝钪靶材溅射后的蚀刻曲线。当溅射沟道的最大深度超过限定值后，再继续使用则会击穿靶材，因此需要停止该靶材的使用。从图3可以看出：厚度为7mm的靶材，溅射使用后，在直径240mm附近的区域使用最多，溅射沟道最深位置还剩余0.9mm左右未被溅射，继续使用存在击穿靶材的风险；在直径85mm范围附近，为第二溅射轨道，还剩4mm左右未被溅射，在此深度的直径范围为190mm。加上背板凹槽2mm的靶坯，靶坯实际厚度在6mm左右的靶材直径范围为190mm。
[0036]图5为蚀刻曲线分析示意图。
[0037]将靶材进行水切割加工，切割的圆靶外径设置为：330mm；走刀倍率为60%；完成水切割后，靶材的侧边外观如图7所示，可以看到靶材和背板明显的焊接线。靶坯和背板的组件的外径为329mm，厚度为18mm。
[0038]图6为切割加工过程现场图片。
[0039]图7为靶材焊接界线层的微观形貌，下端部分为铝钪合金的晶粒形貌，可以清晰地了解到靶材和背板的焊接层的微观情况。
[0040]图8为水切割加工后靶材的侧边外观。
[0041]在靶材侧面用
“↑”
做好方向标志，
“↑”
指向一侧为靶材的溅射面。沿焊接线靠近背板一侧的深度1mm进行中走丝线切割；切割后，靶材的厚度为9.8mm。将线切割后的靶材进行车加工，加工背板面一侧，去除靶材焊接面上残余的背板部分。加工参数：主轴转速：500 r/min，进给量：0.3mm，进给速度：0.15 mm/r；加工去除0.8mm后，目测残余的背板材料已去除，目前靶材厚度为9.0mm。再将靶材的溅射面进行机加工，车加工参数：主轴转速：500 r/min，进给量：0.1mm，进给速度：0.05 mm/r；加工去除3.0mm后，靶材的直径190mm范围内已加工至平整，过程中接取加工最后一道的车削料，目前靶材厚度为6.0mm。然后将靶材同圆心进行线切割加工得到尺寸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种靶材的回收再利用方法，其特征在于，包括：对溅射后的靶材进行蚀刻曲线分析；根据蚀刻曲线，确定靶材的待回收区域；根据成品靶材的尺寸需求，线切割靶材的待回收区域，得到靶材块；将靶材块的溅射沟道加工平整，得到成品靶材。2.如权利要求1所述的靶材的回收再利用方法，其特征在于，对溅射后的靶材进行切割，去除背板边缘无靶坯焊接的部分，显露焊接界线。3.如权利要求1所述的靶材的回收再利用方法，其特征在于，所述线切割的方式为中走丝线切割。4.如权利要求1
...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏紫珊，蔡新志，童培云，朱刘，
申请(专利权)人：先导薄膜材料广东有限公司，
类型：发明
国别省市：