一种铝钪合金靶材的回收利用方法技术

本发明专利技术提供了一种铝钪合金靶材的回收利用方法，所述回收利用方法包括依次进行的预处理、表面除杂和真空悬浮熔炼；所述预处理包括依次进行的靶材分类、去除背板和切割处理；所述表面除杂包括依次进行的超声波清洗和干燥处理；所述真空悬浮熔炼包括至少2次熔炼过程。本发明专利技术提供的回收利用方法显著提升了靶材中金属元素的回收率，避免了杂质的引入，同时缩短了处理周期，降低了回收成本，有利于大规模推广应用。推广应用。

【技术实现步骤摘要】
一种铝钪合金靶材的回收利用方法


[0001]本专利技术属于靶材
，涉及一种靶材的回收利用方法，尤其涉及一种铝钪合金靶材的回收利用方法。

技术介绍

[0002]目前，随着电子信息技术的高速发展，铝钪(AlSc)合金靶材在集成电路中的应用日益受到研究人员的广泛关注，主要利用其进行磁控溅射以制备5G滤波器内高性能的压电薄膜材料。靶材的溅射过程主要是通过物理汽化喷镀工艺(物理气相沉积PVD)，即用高压加速气态离子轰击靶材，使得靶材的原子被溅射出来并以薄膜的形式沉积在硅片或其他基板上，再配合光刻等工艺，最终形成半导体芯片中复杂的配线结构。
[0003]AlSc合金靶材中的Sc元素极度稀缺和昂贵，Sc属于稀土元素，在地壳中的含量仅有0.0005％，储量极低，且在矿藏中分离非常困难。Sc作为一种稀贵的战略物资，对其进行有效地回收利用具有重要的意义。
[0004]然而，目前各个
对于AlSc合金的回收利用鲜有报道，多数报道是针对于稀土元素Sc的回收。由于靶材行业的特殊性，将废靶残余材料AlSc合金直接进行回收利用具有很高的可行性。
[0005]由此可见，如何提供一种铝钪合金靶材的回收利用方法，提升靶材中金属元素的回收率，避免杂质的引入，同时缩短处理周期，降低回收成本，成为了目前本领域技术人员迫切需要解决的问题。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种铝钪合金靶材的回收利用方法，所述回收利用方法显著提升了靶材中金属元素的回收率，避免了杂质的引入，同时缩短了处理周期，降低了回收成本，有利于大规模推广应用。
[0007]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]本专利技术提供一种铝钪合金靶材的回收利用方法，所述回收利用方法包括依次进行的预处理、表面除杂和真空悬浮熔炼。
[0009]所述预处理包括依次进行的靶材分类、去除背板和切割处理。
[0010]所述表面除杂包括依次进行的超声波清洗和干燥处理。
[0011]所述真空悬浮熔炼包括至少2次熔炼过程，例如可以是2次、3次、4次、5次或6次，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。
[0012]本专利技术提供的回收利用方法通过依次进行预处理、表面除杂和真空悬浮熔炼，实现了铝钪合金靶材的高效回收；其中的预处理将完整的铝钪合金靶材切割成适于清洗及熔炼尺寸的铝钪合金块；表面除杂避免了杂质的引入，提升了熔炼所得铝钪合金锭的纯度；至少2次熔炼过程的真空悬浮熔炼充分回收了铝钪合金靶材中的目标金属元素，显著提升了靶材中金属元素的回收率；整套回收利用流程处理周期短，回收成本低，有利于大规模推广
应用。
[0013]优选地，所述靶材分类根据铝钪合金靶材的成分配比作为分类标准。
[0014]优选地，所述分类标准包括选取钪元素占比为5
‑
50wt％的铝钪合金靶材，例如可以是5wt％、10wt％、15wt％、20wt％、25wt％、30wt％、35wt％、40wt％、45wt％或50wt％，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。
[0015]优选地，所述去除背板采用机加工的方式进行。
[0016]优选地，所述机加工过程中加工位置低于铝钪合金靶材焊接线1
‑
5mm，例如可以是1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm或5mm，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。
[0017]本专利技术中，由于铝合金背板和铝钪合金靶材在外观上不易区分，因此限定机加工过程中加工位置低于铝钪合金靶材焊接线1
‑
5mm，而后可以通过电导率仪或手持式XRF等设备快速识别靶材上的背板是否去除干净。
[0018]优选地，所述切割处理包括：将去除背板后的铝钪合金靶材切割成铝钪合金块。
[0019]优选地，所述铝钪合金块的最长边≤5cm，例如可以是1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm或5mm，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。
[0020]本专利技术将切割所得铝钪合金块的最长边限定在5cm以下，便于将其放入熔炼坩埚中进行后续的真空悬浮熔炼。
[0021]优选地，所述超声波清洗采用的清洗液包括碱液或酸液。
[0022]优选地，所述碱液包括氢氧化钠溶液和/或氢氧化钾溶液。
[0023]优选地，所述碱液的浓度为10
‑
20wt％，例如可以是10wt％、11wt％、12wt％、13wt％、14wt％、15wt％、16wt％、17wt％、18wt％、19wt％或20wt％，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。
[0024]优选地，所述酸液包括硝酸溶液、盐酸溶液、硫酸溶液或氢氟酸溶液中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括硝酸溶液与盐酸溶液的组合，盐酸溶液与硫酸溶液的组合，硫酸溶液与氢氟酸溶液的组合，硝酸溶液、盐酸溶液与硫酸溶液的组合，或盐酸溶液、硫酸溶液与氢氟酸溶液的组合。
[0025]优选地，所述酸液的浓度为4
‑
8wt％，例如可以是4wt％、4.5wt％、5wt％、5.5wt％、6wt％、6.5wt％、7wt％、7.5wt％或8wt％，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。
[0026]优选地，所述超声波清洗的超声频率为20
‑
40kHz，例如可以是20kHz、22kHz、24kHz、26kHz、28kHz、30kHz、32kHz、34kHz、36kHz、38kHz或40kHz，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。
[0027]优选地，所述超声波清洗的时间为30
‑
60min，例如可以是30min、35min、40min、45min、50min、55min或60min，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。
[0028]优选地，所述超声波清洗过程中还伴随着旋转剪切处理，以便充分去除铝钪合金表面附着的杂质。
[0029]优选地，所述超声波清洗和干燥处理之间还包括去离子水润洗。
[0030]优选地，所述干燥处理包括热风循环干燥。
[0031]优选地，所述热风循环干燥的温度为40
‑
80℃，例如可以是40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃或80℃，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。
[0032]优选地，所述热风循环干燥的时间为30
‑
60min，例如可以是30min、35min、40min、45min、50min、55min或60min，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本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铝钪合金靶材的回收利用方法，其特征在于，所述回收利用方法包括依次进行的预处理、表面除杂和真空悬浮熔炼；所述预处理包括依次进行的靶材分类、去除背板和切割处理；所述表面除杂包括依次进行的超声波清洗和干燥处理；所述真空悬浮熔炼包括至少2次熔炼过程。2.根据权利要求1所述的回收利用方法，其特征在于，所述靶材分类根据铝钪合金靶材的成分配比作为分类标准；优选地，所述分类标准包括选取钪元素占比为5
‑
50wt％的铝钪合金靶材。3.根据权利要求1或2所述的回收利用方法，其特征在于，所述去除背板采用机加工的方式进行；优选地，所述机加工过程中加工位置低于铝钪合金靶材焊接线1
‑
5mm。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的回收利用方法，其特征在于，所述切割处理包括：将去除背板后的铝钪合金靶材切割成铝钪合金块；优选地，所述铝钪合金块的最长边≤5cm。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的回收利用方法，其特征在于，所述超声波清洗采用的清洗液包括碱液或酸液；优选地，所述碱液包括氢氧化钠溶液和/或氢氧化钾溶液；优选地，所述碱液的浓度为10
‑
20wt％；优选地，所述酸液包括硝酸溶液、盐酸溶液、硫酸溶液或氢氟酸溶液中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述酸液的浓度为4
‑
8wt％。6.根据权利要求1
‑
5任一项所述的回收利用方法，其特征在于，所述超声波清洗的超声频率为20
‑
40kHz；优选地，所述超声波清洗的时间为30
‑
60min；优选地，所述超声波清洗过程中还伴随着旋转剪切处理；优选地，所述超声波清洗和干燥处理之间还包括去离子水润洗。7.根据权利要求1
‑
6任一项所述的回收利用方法，其特征在于，所述干燥处理包括热风循环干燥；优选地，所述热风循环干燥的温度为40
‑
80℃；优选地，所述热风循环干燥的时间为30
‑
60min。8.根据权利要求1
‑
7任一项所述的回收利用方法，其特征在于，所述真空悬浮熔炼过程中伴随着...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚力军，潘杰，王学泽，廖培君，沈学峰，陈石，
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：