一種平板顯示器觸摸屏用鋁稀土合金旋轉濺射靶材的制備方法及其制備靶材的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及靶材及靶材制備技術，特別涉及到用于一種平板顯示器觸摸屏用鋁稀 土合金旋轉濺射靶材的制備方法及其制備靶材。
【背景技術】
[0002] 鋁稀土合金靶材廣泛應用于平面顯示、大規(guī)模集成電路等領域，這就要求鋁稀土 合金靶材具有高純度、高密度、大尺寸等優(yōu)點。目前，主要使用真空熔煉和真空熱壓燒結的 方法制備小尺寸的鋁稀土合金靶并且是平面的，在用于鍍膜時，其利用率低只有20-30%。 隨著鍍膜技術的發(fā)展，由于旋轉靶材利用率高，達到80-90%，同時靶材在濺射過程中工藝 穩(wěn)定，成膜質量高，是未來觸摸屏平板顯示器鍍膜的趨勢。另一方面，隨著平板顯示屏、觸摸 屏生產線的不斷更新?lián)Q代，對玻璃基板電極層的鍍膜靶材要求越來越高，金屬靶材的發(fā)展 也由單一金屬向多元合金方向發(fā)展。原先的鋁/硅/銅合金靶材，現(xiàn)在已經更新產品為鉬鈮/ 鋁釹/鉬鈮合金靶材，其核心為鋁釹合金(Al-Nd)靶材，在鋁中添加適量的稀土元素釹，能夠 有效提高玻璃基板電極層的品質。其表現(xiàn)為四個方面：（1)良好的抗腐蝕性能；（2)良好的電 導率；（3)避免顯示屏發(fā)黃；（4)在熱處理時不會出現(xiàn)高低不平現(xiàn)象，從而省掉后處理工序。 鋁釹濺射靶材是制備平面顯示器、觸摸屏玻璃基板電極層的主要原材料。目前國內廠家已 經進行釹鋁靶材的研發(fā)和生產，但主要集中在熱壓法或真空熔煉法生產低端小尺寸平面釹 鋁濺射靶材，大尺寸靶材大多通過多片小尺寸靶材拼焊而成，但因接縫多造成鍍膜質量達 不到要求如:面電阻增大，膜厚不均勻，透過率降低等，僅僅部分使用到普通的鍍膜玻璃上， 無法應用到平板顯示屏和觸摸屏等高端產品上，技術能力明顯不足。當今，平面顯示行業(yè)正 在向大尺寸、高性能化高速發(fā)展，靶材作為顯示屏觸摸屏鍍膜工藝中核心的原材料，要求其 必須高純度、高密度、大尺寸、成分均勻及高利用率。另一方面，高性能靶材關鍵技術的研發(fā) 反過來會促進我國平面顯示行業(yè)的發(fā)展，拉動我們鍍膜行業(yè)整體水平的提高，提升我們在 國際靶材領域的地位。同時有助于我們將稀土資源優(yōu)勢轉變成高科技產業(yè)優(yōu)勢，通過高科 技釋放出資源應有的價值而不是低價格的資源出口，在國際競爭中處于領先地位。

【發(fā)明內容】

[0003] 發(fā)明目的：本發(fā)明提供一種用于平板顯示屏觸摸屏的鋁稀土合金旋轉濺射靶材的 制備方法，本發(fā)明另一個目的提供一種純度高、密度高、尺寸大的鋁稀土合金旋轉濺射靶 材。
[0004] 技術方案:本發(fā)明所述一種平板顯示器觸摸屏用鋁稀土合金旋轉濺射靶材的制備 方法，其特征在于步驟如下：
[0005] (1)選擇鋁粉和稀土粉末為原料混合，加工制備得到鋁稀土粉末；
[0006] (2)將混合好的鋁稀土粉末裝入模具放入冷等靜壓機，冷等靜壓后得到生坯靶管；
[0007] (3)將經過冷等靜壓成型后的生胚靶管進行真空燒結；
[0008] (4)將步驟(3)真空燒結得到的靶管放入熱等靜壓機進行壓制；
[0009] (5)將步驟(4)熱等靜壓得到的靶管進行機械加工；
[0010] (6)將步驟(5)機械加工得到的靶管進行銦綁定。
[0011] 優(yōu)選的：步驟(1)所述鋁粉純度2 99.99%。
[0012] 優(yōu)選的：步驟（1)所述加工制備包括在300~600°C溫度下真空燒結5~10h，球磨4 ~8h，過篩得到粒度為150~800目的鋁稀土粉末。
[0013]優(yōu)選的：步驟(2)所述冷等靜壓的壓力為150-250Mpa，按每分中l(wèi)OMpa進行增壓，待 到150-250Mpa后保壓5-25分鐘，泄壓按照每分鐘lOMpa進行，冷等靜壓成型后的生胚靶管的 相對密度為65-77 %。
[0014] 優(yōu)選的：步驟（3)所述真空燒結的溫度從室溫開始，按照每小時上升60°C進行升 溫，在520~560°C保溫2-3小時，然后自然降溫，經過燒結后的鋁稀土合金靶管相對密度不 低于95%。
[0015] 優(yōu)選的：步驟(4)所述熱等靜壓的壓力為150-200Mpa，溫度為500-550°C，保溫時間 1-2小時。
[0016]優(yōu)選的：步驟(5)所述機械加工包括將步驟(4)得到的靶管放在鋸床上鋸平一頭， 將鋸好的靶管放在內圓磨床上打磨，然后將靶管的兩個端面放在平面磨床上磨平，再在外 圓磨床上打磨，拿下靶管進行清洗，清洗干凈后進行綁定。
[0017] 優(yōu)選的：步驟(6)所述綁定包括先用高溫膠帶把步驟(5)得到靶管的外圓封好；用 超聲波將銦涂抹在靶管內圓壁上，將不銹鋼管外圓上也用超聲波把銦涂在上面并豎著固定 在綁定架上，將一節(jié)靶管從上往下放到不銹鋼管底端，將加熱管放入不銹鋼管內圓中靶管 的位置進行加熱，加熱的溫度是180-200°C，當銦熔化時，就可以往不銹鋼管和靶管的空隙 中加銦直到加滿為止，進行降溫;在綁定第二個靶管時在第一個靶管上面放一個硅膠以保 證靶管和靶管之間的間隙小于0.5毫米，通過這樣的綁定即得到鋁稀土合金旋轉濺射靶材。
[0018] 優(yōu)選的:在步驟(1)中加入鎳粉，將鋁粉，鎳粉和稀土粉機械混合。
[0019] 有益效果:本發(fā)明使用粉末制備、冷等靜壓、真空燒結、熱等靜壓、機械加工、綁定 工藝生產平板顯示器觸摸屏用鋁稀土合金旋轉靶材。由于采用了冷等靜壓，真空燒結和熱 等靜壓，保證了靶材的高純度，純度可達到99.99%，熱等靜壓更是保證了靶材的高密度，可 達到相對密度99.9%，綁定工藝可以制備出大尺寸的旋轉靶材，長度可以達到4000毫米或 更長。另外，該方法工藝簡單，操作方便，在熱等靜壓時，不需要常規(guī)的包套及氬弧焊，減少 后續(xù)工序，可大靶管直接進行熱等靜壓，降低生產成本。
【具體實施方式】
[0020] 下面結合實施例對本發(fā)明作更進一步的說明。
[0021] 實施例1
[0022] 本實施例是一種鋁釹(Al-Nd)旋轉旋轉靶材的制備方法，包括以下步驟：
[0023] (1)粉末制備：選擇純度分別為99.995 %和99.99 %的鋁粉和所需要的釹稀土粉 末，將鋁粉和釹粉機械混合，在300°C溫度下真空燒結5小時，球磨4小時，過篩得到粒度為 325目的鋁釹粉末。
[0024] (2)冷等靜壓:將混合好的鋁釹粉末裝入模具放入冷等靜壓機，開啟冷等靜壓，按 每分鐘lOMpa進行增壓，到待150Mpa后保壓5分鐘，按照每分鐘lOMpa進行泄壓，冷等靜壓成 型后的生坯靶管的相對密度為68%。
[0025] (3)真空燒結：將經過冷等靜壓成型后的生胚靶管放入真空燒結爐內，從室溫開 始，按照每小時上升60°C進行升溫，在520°C保溫2小時，然后自然降溫;經過燒結后的鋁釹 合金靶管相對密度為95 %。
[0026] (4)熱等靜壓：將步驟(3)得到靶管放入熱等靜壓機中開始按照工藝設定進行壓 制，直到程序結束，熱等靜壓的壓力為150Mpa，溫度在500°C，保溫時間1小時。
[0027] (5)機械加工:將步驟(4)得到的靶管放在鋸床上鋸平一頭，將鋸好的靶管放在內 圓磨床上打磨，然后將靶管的兩個端面放在平面磨床上磨平，再在外圓磨床上打磨。靶管同 心度小于0.02毫米；端面垂直度0.05;橢圓度0.21毫米；上下端面和內外園表面光潔度： RaO.8;上下端面倒角1.2毫米;無可見裂痕;靶管完整。將靶管進行清洗，清洗干凈后綁定。
[0028] (6)綁定:先用高溫膠帶把靶管的外圓封好；用超聲波將銦涂抹在靶管內圓壁上， 將不銹鋼管外圓上也用超聲波把銦涂在上面;將不銹鋼管豎著固定在綁定架上，將一節(jié)靶 管從上往下放到不銹鋼管底端，將加熱管放入不銹鋼管內圓中靶管的位置進行加熱，加熱 的溫度是180°C，當銦熔化時，就可以往不銹鋼管和靶管的空隙中加銦直到加