一种平面靶材的修复方法技术

本发明专利技术公开了一种平面靶材的修复方法，包括以下步骤：对待修复平面靶材的待修复区表面进行预处理，去除杂质和氧化层；对待修复平面靶材进行扫描获得三维坐标数据，建模并还原待修复区，设计获得3D打印修复路径；以溅射材料球形金属粉为3D打印粉，通过3D打印设备对待修复区进行修复成型。本发明专利技术的技术方案通过三维坐标的检测方法把待修复的靶材构造扫描出来，用靶材材料制成的3D打印粉末精确铺到待修复的靶材缺口处，用3D打印的方法将待修复面修复完成；无需整体更换靶材基材，只需少量靶材材料修复溅射面，大大降低了耗材成本。通过3D打印的方法可控制打印粉的粒径，从而控制修复后的靶材溅射位置的晶粒尺寸，提高了溅射面的品质。质。质。

【技术实现步骤摘要】
一种平面靶材的修复方法


[0001]本专利技术涉及溅射靶材修复
，具体涉及一种平面靶材的修复方法。

技术介绍

[0002]磁控溅射具有操作简单、工艺参数易于精确控制和成膜质量好等特点，成为现代最重要的镀膜方法之一，应用于金属、半导体和绝缘体等多种材料的表面镀膜，具有易于控制成膜厚度、镀膜面积大和附着力强等优点。磁控溅射通过在靶阴极表面引入磁场，利用磁场对带电粒子的约束来提高等离子体密度以增加溅射率，目前大量用于集成电路、信息存储、液晶显示器、激光存储器、电子控制器为主的电子信息与信息产业等多个

[0003]目前，通过表面重稀土金属镀膜并进行扩散来提高磁体矫顽力成为近几年行业研究重点。在磁控溅射过程中，受靶材的磁场结构的影响，等离子体被约束于靶面的局部区域，造成靶材的区域性溅射，溅射后形成“跑道”状区域，利用至一定程度后成为废靶。对于整块靶材来说，实际利用率低，大部分利用率甚至低至15％
‑
23％，尤其是对于如钽(Ta)或铪(Hf)等金属材料，靶材成本高，加之利用率过低，使得生产成本偏高。
[0004]现有采用真空烧结法或高压冷喷涂法进行修复，但修复过程中无法保证修复面晶粒的尺寸，难以避免晶粒尺寸过大而造成的溅射面涂层厚度不匀的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种平面溅射靶材的修复方法，可以大大降低材料成本，同时提高溅射材料品质。
[0006]本专利技术为达到上述目的，具体通过以下技术方案得以实现的：
[0007]一种平面靶材的修复方法，包括以下步骤：
[0008](1)对待修复平面靶材的待修复区表面进行预处理，去除杂质和氧化层；
[0009](2)对待修复平面靶材进行扫描获得三维坐标数据，建模并还原待修复区，设计获得3D打印修复路径；
[0010](3)以溅射材料球形金属粉为3D打印粉，通过3D打印设备对待修复区进行修复成型。
[0011]进一步地，所述预处理包括依次进行的碱洗、水洗和乙醇洗涤。
[0012]进一步地，步骤(2)对待修复平面靶材至少进行数据检查及修复、切片和扫描策略规划，得到适合3D打印修复路径的数据。
[0013]进一步地，球形金属粉的粒径小于30μm。
[0014]进一步地，球形金属粉的粒径小于20μm。
[0015]进一步地，3D打印设备采用选区激光烧结方式修复。
[0016]进一步地，3D打印成型时激光聚焦光束的直径为40
‑
100μm，激光功率为200
‑
1000W，丝杆电机的控制精度≤1μm。
[0017]进一步地，将步骤(3)修复完成后的平面靶材进行热等静压或退火处理。
[0018]进一步地，所述平面靶材材料为铬、钽或铪。
[0019]本专利技术的技术方案通过三维坐标的检测方法把待修复的靶材构造扫描出来，用靶材材料制成的3D打印粉末精确铺到待修复的靶材缺口处，用3D打印的方法将待修复面修复完成。利用本专利技术的修复方法，无需整体更换靶材基材，只需少量靶材材料修复溅射面，大大降低了耗材成本。通过3D打印的方法可控制打印粉的粒径，从而控制修复后的靶材溅射位置的晶粒尺寸，以提高溅射面的品质。
附图说明
[0020]图1为本专利技术的工艺流程图。
具体实施方式
[0021]以下结合实施例对本专利技术作进一步详细说明。
[0022]本专利技术的一种平面靶材的修复方法，具体包括以下步骤：
[0023](1)对待修复平面靶材的待修复区表面进行预处理，去除杂质和氧化层；预处理包括依次进行的碱洗、水洗和乙醇洗涤；
[0024](2)对待修复平面靶材进行扫描获得三维坐标数据，建模并还原待修复区，设计获得3D打印修复路径；具体包括对待修复平面靶材至少进行数据检查及修复、切片和扫描策略规划，得到适合3D打印修复路径的数据；
[0025](3)以溅射材料球形金属粉为3D打印粉，通过3D打印设备对待修复区进行修复成型。
[0026]步骤(3)所采用的球形金属粉的粒径小于30μm，进一步优选为粒径小于20μm，进一步优选小于15μm。
[0027]实施例优选的，3D打印设备采用选区激光烧结方式修复。
[0028]进一步地，3D打印成型时激光聚焦光束的直径为40
‑
100μm，激光功率为200
‑
800W，丝杆电机的控制精度≤1μm。
[0029]进一步地，将步骤(3)修复完成后的平面靶材进行热等静压或退火处理。
[0030]进一步地，所述平面靶材材料为铬、钽或铪。
[0031]本专利技术针对溅射靶材独特的靶位耗材区域，扫描获得三维坐标数据，在电脑里合成3D图像，连接传输到3D打印机上，利用3D打印机逐颗精确送粉、激光熔覆填充。所用的3D打印粉粒径可控，修改后靶材晶粒尺寸可小于20μm，远远小于平均100μm的原靶材的晶粒尺寸。修复补完后的晶粒尺寸要优于原来基材的晶粒尺寸，靶材使用时的溅射速率也会相应提高，不会出现大尺寸晶粒，避免溅射面不匀、图层厚度不一致现象。
[0032]本专利技术中的具体实施例仅仅是对本专利技术的解释，其并不是对本专利技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本专利技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种平面靶材的修复方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)对待修复平面靶材的待修复区表面进行预处理，去除杂质和氧化层；(2)对待修复平面靶材进行扫描获得三维坐标数据，建模并还原待修复区，设计获得3D打印修复路径；(3)以溅射材料球形金属粉为3D打印粉，通过3D打印设备对待修复区进行修复成型。2.根据权利要求1所述的平面靶材的修复方法，其特征在于，所述预处理包括依次进行的碱洗、水洗和乙醇洗涤。3.根据权利要求1所述的平面靶材的修复方法，其特征在于，步骤(2)对待修复平面靶材至少进行数据检查及修复、切片和扫描策略规划，得到适合3D打印修复路径的数据。4.根据权利要求1所述的平面靶材的修复方法，其特征在于，球形金属粉的粒径...

【专利技术属性】
技术研发人员：王延龙，郝志宁，王桂霞，
申请(专利权)人：河北高冶新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：