綁定式磁控濺射旋轉(zhuǎn)靶材及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及磁控濺射旋轉(zhuǎn)靶材及其制備方法，尤其是涉及一種采用無(wú)銦釬焊綁定來(lái)制備尺寸不受限制、利用率更高的磁控濺射旋轉(zhuǎn)靶材的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]磁控濺射是一種廣泛使用濺射靶材進(jìn)行大規(guī)模Low-E玻璃鍍膜，太陽(yáng)能電池鍍膜，平板顯示屏觸摸屏鍍膜，光通信和磁儲(chǔ)存鍍膜及裝飾鍍膜的鍍膜技術(shù)。濺射靶材通常有兩類:平面靶材和旋轉(zhuǎn)靶材。近年來(lái)，隨著鍍膜技術(shù)的高速發(fā)展，對(duì)靶材的利用率要求越來(lái)越高，但是平面靶材利用率只有20-30%。由于一些金屬合金、陶瓷旋轉(zhuǎn)靶材成分偏析，脆性大，很難用澆注法和噴涂方法生產(chǎn)，只能用冷等靜壓加燒結(jié)或熱等靜壓方法生產(chǎn)出一節(jié)節(jié)靶管，然后通過(guò)綁定到背管上形成大尺寸靶材?，F(xiàn)在最常用的綁定方法是用銦從垂直方向綁定，銦不僅價(jià)格昂貴，而且熔點(diǎn)低，靶材使用時(shí)會(huì)產(chǎn)生脫靶現(xiàn)象，另一方面，銦對(duì)人體和環(huán)境有害?？傊?，銦綁定通常是在垂直方向進(jìn)行的，即將背管垂直于地面，由上而下將靶管套到背管上，對(duì)背管內(nèi)壁加熱，將熔化的銦倒入靶管和背管的間隙中而成，這對(duì)于長(zhǎng)度較長(zhǎng)的靶材極為不方便，而且綁定效率差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]發(fā)明目的:針對(duì)上述現(xiàn)有磁控濺射旋轉(zhuǎn)靶材制備中的缺陷，本發(fā)明提供了一種尺寸不受限制、利用率高的綁定式磁控濺射旋轉(zhuǎn)靶材，并提供一種采用低成本無(wú)銦釬焊材料在水平方向制備綁定式磁控濺射旋轉(zhuǎn)靶材的方法。
[0004]技術(shù)方案:為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明公開的是一種綁定式磁控濺射旋轉(zhuǎn)靶材，包括背管和固定套結(jié)在背管外壁的至少一個(gè)靶管，所述背管外壁設(shè)有開口槽。
[0005]所述靶管是通過(guò)填充在開口槽內(nèi)的無(wú)銦釬焊材料經(jīng)旋轉(zhuǎn)加熱焊接固定在背管外壁的，所述背管內(nèi)壁經(jīng)過(guò)金屬化處理。
[0006]所述開口槽形狀多樣，優(yōu)選的為半圓形螺旋槽，進(jìn)一步的，所述半圓形螺旋槽螺距是槽深的一半。
[0007]進(jìn)一步地，所述靶管內(nèi)壁與背管外壁間隙為0.2—0.4mm，便于釬焊綁定過(guò)程中無(wú)銦釬焊材料經(jīng)加熱后進(jìn)行綁定。
[0008]所述靶管為兩個(gè)以上時(shí)，靶管與靶管之間間隙小于0.5mm，使用硅橡膠墊和高溫膠帶密封。為保證靶材濺射時(shí)等離子不打到背管上，靶管之間的縫隙不能大于等離子的平均自由程，優(yōu)選的，革G管與革El管之間間隙小于0.5mm，即是娃橡膠墊的厚度小于0.5_。
[0009]所述靶管為三個(gè)以上時(shí)，設(shè)置在兩端部的兩個(gè)靶管比中間靶管厚30% — 50%。由于旋轉(zhuǎn)靶材在磁控濺射鍍膜時(shí)，兩端的濺射速度比中間快，兩端靶材濺射完成后，中間的靶材還有許多沒有用完，影響靶材的利用率，使得生產(chǎn)成本較高。兩端靶管的厚度超中間靶管30 %到50 %，能夠保證靶材穩(wěn)定濺射，同時(shí)提升利用率到90 %。
[0010]本發(fā)明所述上述綁定式磁控濺射旋轉(zhuǎn)靶材的制備方法，包括如下步驟:選取背管，在背管外壁機(jī)加工開口槽，清洗烘干后水平固定到旋轉(zhuǎn)設(shè)備上，在開口槽內(nèi)加入無(wú)銦釬焊材料;選取靶管，對(duì)靶管內(nèi)壁進(jìn)行金屬化處理;將處理后的靶管套到準(zhǔn)備好的背管上；啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)設(shè)備，對(duì)背管內(nèi)壁和靶材外壁同時(shí)加熱，綁定完成后，關(guān)掉加熱源，保持旋轉(zhuǎn)設(shè)備工作，直至靶管冷卻到室溫。
[0011]所述無(wú)銦釬焊材料不使用熔劑，加入量為開口槽槽深的一半。
[0012]優(yōu)選地，所述無(wú)銦釬焊材料可以是Bi SnAg，BiZnAg ,BiSnInAg，SnPb，SnAgCu，BiZnSn,BiZnSnTi,BiSnGa，CuAgSnMg等。
[0013]所選背管需要具有良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，可為金屬或合金。進(jìn)一步地，可以是不銹鋼，Mo，Ti，Ta，Cu，Al，Cr 等。
[0014]優(yōu)選地，所述靶管材料為合金，陶瓷，硅或石墨等材料，進(jìn)一步地，可以是AlNd，MoNb，TbFeCo，GdFeCoGe,，0丫卩6(:0，]\1011，1'作，]\10^，11'0，厶20，620，1620，2110，高純51，8摻雜51等。
[0015]所述金屬化處理優(yōu)選的為對(duì)靶管內(nèi)壁進(jìn)行Ni鍍膜。
[0016]優(yōu)選的，綁定過(guò)程中控制旋轉(zhuǎn)速度為15—20轉(zhuǎn)/分鐘，加熱溫度為180°C—350°C。
[0017]綜上，所述綁定式磁控濺射旋轉(zhuǎn)靶材的制備方法是通過(guò)對(duì)背管外表面開口槽里放入的無(wú)銦釬焊材料和套在背管靶管加熱和旋轉(zhuǎn)，利用離心力和表面(毛細(xì))張力及釬焊材料的塑性形變將一節(jié)靶管或多節(jié)靶管固定在一起形成一個(gè)完整的尺寸不受限制的旋轉(zhuǎn)濺射靶材。
[0018]有益效果:相對(duì)于現(xiàn)有綁定式磁控濺射旋轉(zhuǎn)靶材的制備方法，本發(fā)明制備方法適用范圍廣，對(duì)金屬合金、陶瓷旋轉(zhuǎn)靶材效果也很好;并且本發(fā)明方法采用無(wú)銦釬焊，成本低、效率高;本發(fā)明是在水平方向進(jìn)行制備，操作更加簡(jiǎn)單高效。通過(guò)本方法制備所得綁定式磁控濺射旋轉(zhuǎn)靶材尺寸不受限制，利用率高達(dá)90%。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是旋轉(zhuǎn)靶材開始綁定的縱向截面圖；
[0020]圖2是旋轉(zhuǎn)靶材完成綁定的縱向截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021 ]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0022]實(shí)施例1
[0023]如圖2所示一種綁定式磁控濺射旋轉(zhuǎn)靶材，包括不銹鋼背管I以及固定套接在不銹鋼背管I外壁的六個(gè)MoNb靶管3，所述不銹鋼背管I外壁設(shè)有半圓形螺旋槽2，所述MoNb靶管3通過(guò)填充在半圓形螺旋槽槽2內(nèi)的無(wú)銦釬焊材料焊接固定在背管I外壁，所述MoNb靶管3內(nèi)壁與不銹鋼背管I外壁間隙為0.25mm，其中位于兩端的兩個(gè)MoNb靶管3比中間四個(gè)MoNb靶管3厚30%，靶管3與靶管3之間用硅橡膠墊4隔開，并用高溫膠帶密封。
[0024]如圖1所示上述綁定式磁控濺射旋轉(zhuǎn)靶材的制備方法，包括如下步驟:
[0025]步驟一，選取不銹鋼背管I，在不銹鋼背管I外壁上機(jī)加工開口槽2，開口槽2為半圓形螺旋槽，其中螺旋槽螺距是槽深的一半;清洗并烘干背管I，將其水平固定到旋轉(zhuǎn)設(shè)備上，然后在開口槽2內(nèi)加入BiZnSn焊料；
[0026]步驟二，選取六個(gè)MoNb靶管3，對(duì)靶管3內(nèi)壁進(jìn)行Ni鍍膜金屬化處理；
[0027]步驟三，將靶管3按順序套到背管I上，其中兩端的兩個(gè)靶管3比中間的靶管3厚30%，革E管3與靶管3之間用硅橡膠墊4隔開，并用高溫膠帶密封;其中靶管3與靶管3之間的娃橡膠墊4厚度為0.35mm ；革E管3內(nèi)壁與背管I外壁間隙為0.25mm ；
[0028]步驟四，啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)設(shè)備，旋轉(zhuǎn)速度為20轉(zhuǎn)/分鐘，并安裝加熱源5對(duì)背管I內(nèi)壁和靶管3外壁同時(shí)加熱，加熱溫度為250°C，關(guān)掉加熱源5，保持旋轉(zhuǎn)設(shè)備工作，直至靶管3冷卻到室溫，即得綁定式磁控濺射旋轉(zhuǎn)靶材(圖2)。
[0029]實(shí)施例2
[0030]—種綁定式磁控濺射旋轉(zhuǎn)靶材，包括不銹鋼背管I以及固定套接在不銹鋼背管I夕卜壁的一個(gè)AZO陶瓷靶管3，所述不銹鋼背管I外壁設(shè)有半圓形螺旋槽2，所述AZO陶瓷靶管3通過(guò)填充在半圓形螺旋槽2內(nèi)的無(wú)銦釬焊材料焊接固定在背管I外壁，所述AZO陶瓷靶管3內(nèi)壁與不銹鋼背管I外壁間隙為0.25mm。
[0031 ]上述綁定式磁控濺射旋轉(zhuǎn)靶材的制備方法，包括如下步驟:
[0032]步驟一，選取不銹鋼背管I，在不銹鋼背管I外壁上機(jī)加工半圓形螺旋槽2，其中螺旋槽螺距是槽深