CN103737140A - Ito靶材与铜背板的绑定方法 - Google Patents

Ito靶材与铜背板的绑定方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种ITO靶材与铜背板的绑定方法。该ITO靶材与铜背板的绑定方法包括将铜背板固定于加热台上，将ITO靶材放置于所述铜背板上；对所述铜背板进行加热，通过钎焊将所述ITO靶材贴合在所述铜背板上；及在所述ITO靶材的远离所述铜背板的表面上放置配重块，待所述ITO靶材冷却后取下所述配重块的步骤。方法将铜背板固定于加热台上，铜背板在升温过程中变形量减少，提高了粘贴面的平整度，为高质量的ITO靶材绑定做好准备，钎焊后在ITO靶材上放置配重块，解决了铟流动性不均匀的问题及避免了粘贴面气孔的产生，从而提高了ITO靶材与铜背板的绑定质量。

Description

ITO靶材与铜背板的绑定方法
技术领域
本发明涉及ITO镀膜技术领域，特别是涉及一种ITO靶材与铜背板的绑定方法。
背景技术
在ITO（铟锡氧化物）溅射镀膜工艺中，在把ITO靶材绑定在铜背板上时，钎焊过程中由于铜背板的变形及钎焊材料铟的氧化、靶材受热不均开裂、铟的流动性等诸多问题影响了ITO靶材与铜背板绑定质量，使得ITO靶材与铜背板的绑定质量较差，影响后续镀膜工艺的稳定性、成膜的质量等。
发明内容
基于此，有必要提供一种ITO靶材与铜背板的绑定方法，以提高ITO靶材与铜背板绑定质量。
一种ITO靶材与铜背板的绑定方法，包括如下步骤：
将铜背板固定于加热台上，将ITO靶材放置于所述铜背板上；
对所述铜背板进行加热，通过钎焊将所述ITO靶材贴合在所述铜背板上；及
在所述ITO靶材的远离所述铜背板的表面上放置配重块，待所述ITO靶材冷却后取下所述配重块。
在其中一个实施例中，所述将铜背板固定于加热台上的步骤具体为：在所述加热台上钻孔，并在压块的一端钻孔，将所述压块未钻孔的一端压住所述铜背板，钻孔的一端通过紧固件锁紧，使所述铜背板固定于所述加热台上。
在其中一个实施例中，所述压块为金属压块。
在其中一个实施例中，所述金属压块为铜压块、黄铜压块或铝压块。
在其中一个实施例中，所述对所述铜背板进行加热，通过钎焊将所述ITO靶材贴合在所述铜背板上的步骤是将所述铜背板进行加热至170℃～180℃，并将所述铜背板维持在170℃～180℃，通过钎焊粘结所述铜背板和所述ITO靶材。
在其中一个实施例中，所述对所述铜背板进行加热的步骤具体为：将所述铜背板从室温加热至50℃，在50℃恒温5分钟；再从50℃加热至80℃，在80℃恒温5分钟；再从80℃加热至110℃，在110℃恒温5分钟；接着从110℃加热至140℃，在140℃恒温5分钟；进一步从140℃加热至170℃～180℃，并维持所述铜背板的温度为170℃～180℃。
在其中一个实施例中，所述对所述铜背板进行加热的步骤具体为：以5℃/min～7℃/min的升温速率将所述铜背板从室温加热至50℃，在50℃恒温5分钟；再以5℃/min～7℃/min的升温速率从50℃加热至80℃，在80℃恒温5分钟；再以5℃/min～7℃/min的升温速率从80℃加热至110℃，在110℃恒温5分钟；接着以5℃/min～7℃/min的升温速率从110℃加热至140℃，在140℃恒温5分钟；进一步以5℃/min～7℃/min的升温速率从140℃加热至170℃～180℃，并维持所述铜背板的温度为170℃～180℃。
在其中一个实施例中，所述配重块的与所述ITO靶材的贴合面的面积是所述ITO靶材远离所述铜背板的表面的面积的1/3～1/2。
在其中一个实施例中，所述ITO靶材的长度为200毫米，宽度为120毫米，厚度为6毫米；所述配重块的质量为2千克～2.2千克。
在其中一个实施例中，所述配重块为金属配重块。
上述ITO靶材与铜背板的绑定方法将铜背板固定于加热台上，铜背板在升温过程中变形量减少，提高了贴合面的平整度，为高质量的ITO靶材绑定做好准备，钎焊后在ITO靶材上放置配重块，解决了铟流动性不均匀的问题及避免了贴合面气孔的产生，从而提高了ITO靶材与铜背板的绑定质量。
附图说明
图1为一实施方式的ITO靶材与铜背板的绑定方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
请参阅图1，一实施方式的ITO靶材与铜背板的绑定方法，包括如下步骤S110～步骤S130。
步骤S110：将铜背板固定于加热台上，将ITO靶材放置于铜背板上。
优选地，用压块将铜背板固定于加热台上。
将铜背板固定于加热台上的步骤具体为：在加热台上钻孔，并攻丝，在加热台上形成多个螺孔。并在压块的一端钻孔，将压块未钻孔的一端放置于铜背板边缘，压住铜背板；压块钻孔的一端伸出铜背板，位于加热台被未铜背板覆盖的表面上，且压块上的孔与加热台上是螺孔正对。用紧固件穿过压块上的孔和加热台上的螺孔并锁紧，使铜背板固定于加热台上。
采用上述固定方法能够较少地占用铜背板边缘，以为ITO靶材保留足够的位置。
优选地，压块为条形压块。在条形压块的一端的边缘上钻多个孔，多个孔均匀地沿条形压块的长度分布。可以理解，在其他实施方式中，压块不限于条形压块，可以为其他形状，例如，方形、圆形等。
更优选地，用两个条形压块分布压住铜背板的两端，以使铜背板受力均匀。
进一步优选地，压块为金属压块，以使在镀膜过程中，铜背板散热性良好，避免ITO靶材急剧升温而开裂或从铜背板上脱落，提高ITO靶材的使用寿命和保证镀膜工艺的稳定性。更优选地，金属压块为散热性能较好且较为廉价的铜压块、黄铜压块或铝压块。
铜背板固定好后，将ITO靶材放置于铜背板上。将铜背板固定于加热台上后，后续再进行钎焊绑定，防止铜背板在升降温过程中热胀冷缩引起变形，避免在钎焊过程中铜背板与ITO靶材产生间隙而导致贴合质量差，有利于提高绑定质量。
步骤S120：对铜背板进行加热，通过钎焊将ITO靶材贴合在铜背板上。
钎焊过程采用金属铟作为钎料。铟的温度过高会导致氧化，过低则融化不均匀，铟的氧化及融化不均都会导致铜背板与ITO靶材的焊合层产生缺陷。
因此，为了得到较好的绑定质量，铜背板的温度非常关键。优选地，为了保证铟良好的流动性和较低的氧化率，确保铜背板与ITO靶材的钎焊质量，对铜背板进行加热至170℃～180℃，优选为170℃。
ITO靶材的材质很脆，热传导系数较低，在与铜背板绑定时，升温过程如果受热不均匀及剧烈受热会导致开裂，造成靶材的浪费。
因此，更优选地，采用间段式的方式对铜背板进行加热。将铜背板从室温加热至50℃，在50℃恒温5分钟；再从50℃加热至80℃，在80℃恒温5分钟；再从80℃加热至110℃，在110℃恒温5分钟；接着从110℃加热至140℃，在140℃恒温5分钟；进一步从140℃加热至170℃～180℃，并维持铜背板的温度为170℃～180℃。
采用上述间段式加热，保证温度的均匀性，避免ITO靶材受热不均而开裂，能够较好地保护ITO靶材。
进一步优选地，以5℃/min～7℃/min的升温速率对铜背板进行加热。以5℃/min～7℃/min的升温速率将铜背板从室温加热至50℃，在50℃恒温5分钟；再以5℃/min～7℃/min的升温速率从50℃加热至80℃，在80℃恒温5分钟；再以5℃/min～7℃/min的升温速率从80℃加热至110℃，在110℃恒温5分钟；接着以5℃/min～7℃/min的升温速率从110℃加热至140℃，在140℃恒温5分钟；进一步以5℃/min～7℃/min的升温速率从140℃加热至170℃～180℃，并维持铜背板的温度为170℃～180℃。
采用5℃/min～7℃/min的升温速率进行加热，避免ITO靶材剧烈受热而开裂，较好地保护ITO靶材。
按上述加热的方法进行加热，防止ITO靶材在整个绑定过程中开裂及防止铟的氧化，提高后续的镀膜品质及成本的节约。
钎焊完成后，在铜背板和ITO靶材之间形成焊合层，焊合层冷却并固化后，将铜背板和ITO靶材贴合在一起，即实现ITO靶材与铜背板的绑定。
步骤S130：在ITO靶材的远离铜背板的表面上放置配重块，待ITO靶材冷却后取下配重块。
钎焊完成后，在ITO靶材的远离铜背板的表面上放置配重块。配重块压在ITO靶材的表面上，能够解决铟流动性不均匀及避免贴合面气孔的产生，使得ITO靶材与铜背板能够良好贴合。ITO靶材与铜背板良好的贴合能有效的减少在镀膜生产过程中ITO靶材散热不良导致的靶材开裂及靶中毒，延长ITO靶材的使用寿命及保持溅射速率。
配重块的形状不限，可以为长方体配重块、立方体配重块等。配重块具有能与ITO靶材良好贴合、光滑的表面。
优选地，配重块的与ITO靶材的贴合面的面积是ITO靶材远离铜背板的表面的面积的1/3～1/2，以便于操作。
配重块放置于ITO靶材的表面上，配重块的质量过重，易导致ITO靶材开裂；配重块的质量过轻，解决铟流动不均匀及避免贴合面气孔产生的效果不佳。因此，应使用质量合适的配重块。
优选地，当ITO靶材的长度为200毫米，宽度为120毫米，厚度为6毫米时，配重块的质量为2千克～2.2千克。
可以理解，可以根据ITO靶材的规格选择合适重量的配重块，当ITO靶材的体积较小时，选用质量较小的配重块；当ITO靶材的体积较大时，选用质量较大的配重块。
上述ITO靶材与铜背板的绑定方法将铜背板固定于加热台上，铜背板在升温过程中变形量减少，提高了贴合面的平整度，为高质量的ITO靶材绑定做好准备，钎焊后在ITO靶材上放置配重块，解决了铟流动性不均匀的问题及避免了贴合面气孔的产生，从而提高了ITO靶材与铜背板的绑定质量。
上述ITO靶材与铜背板的绑定方法工艺简单、绑定质量高，有利于较好地保护ITO靶材，提高后续的镀膜品质及成本的节约。
以下通过具体实施例进一步阐述。
实施例1
ITO靶材与铜背板的绑定
1、在加热台上钻孔攻丝，使加热台上形成有两排螺孔，每排有三个等间距分布的螺孔，两排的螺孔一一相对。在两个条形铜压块上钻孔，沿每个条形铜压块的长度，在条形铜压块一端的边缘等间距钻3个孔，将铜背板放置于加热台上，分别用上述两个条形铜压块未钻孔的一端压住铜背板的两端，用螺丝穿过两个条形铜压块上的孔和加热台上的螺孔，锁紧后将铜背板固定于加热台上。然后，将长×宽×厚为200mm×120mm×6mm的ITO靶材放置于铜背板上；
2、以5℃/min的升温速率将铜背板从室温加热至50℃，在50℃恒温5分钟；再以5℃/min的升温速率从50℃加热至80℃，在80℃恒温5分钟；再以5℃/min的升温速率从80℃加热至110℃，在110℃恒温5分钟；接着以5℃/min的升温速率从110℃加热至140℃，在140℃恒温5分钟；进一步以5℃/min的升温速率从140℃加热至170℃，并维持铜背板的温度为170℃；通过钎焊将ITO靶材贴合在铜背板上；
3、在ITO靶材的远离铜背板的表面上放置质量为2KG的铁配重块，配重块的与ITO靶材的贴合面的面积是ITO靶材远离铜背板的表面的面积的1/2，待ITO靶材冷却后取下该铁配重块，完成ITO靶材与铜背板的绑定。
实施例2
ITO靶材与铜背板的绑定
1、在加热台上钻孔攻丝，使加热台上形成有两排螺孔，每排有三个等间距分布的螺孔，两排的螺孔一一相对。在两个条形铝压块上钻孔，沿每个条形铜压块的长度，在条形铝压块一端的边缘等间距钻3个孔，将铜背板放置于加热台上，分别用上述两个条形铝压块未钻孔的一端压住铜背板的两端，用螺丝穿过两个条形铝压块上的孔和加热台上的螺孔，锁紧后将铜背板固定于加热台上。然后，将长×宽×厚为200mm×120mm×6mm的ITO靶材放置于铜背板上；
2、以6℃/min的升温速率将铜背板从室温加热至50℃，在50℃恒温5分钟；再以6℃/min的升温速率从50℃加热至80℃，在80℃恒温5分钟；再以6℃/min的升温速率从80℃加热至110℃，在110℃恒温5分钟；接着以6℃/min的升温速率从110℃加热至140℃，在140℃恒温5分钟；进一步以6℃/min的升温速率从140℃加热至180℃，并维持铜背板的温度为180℃；通过钎焊将ITO靶材贴合在铜背板上；
3、在ITO靶材的远离铜背板的表面上放置质量为2.1KG的不锈钢配重块，配重块的与ITO靶材的贴合面的面积是ITO靶材远离铜背板的表面的面积的1/3，待ITO靶材冷却后取下该不锈钢配重块，完成ITO靶材与铜背板的绑定。
实施例3
ITO靶材与铜背板的绑定
1、在加热台上钻孔攻丝，使加热台上形成有两排螺孔，每排有三个等间距分布的螺孔，两排的螺孔一一相对。在两个条形黄铜压块上钻孔，沿每个条形铜压块的长度，在条形铝压块一端的边缘等间距钻3个孔，将铜背板放置于加热台上，分别用上述两个条形黄铜压块未钻孔的一端压住铜背板的两端，用螺丝穿过两个条形黄铜压块上的孔和加热台上的螺孔，锁紧后将铜背板固定于加热台上。然后，将长×宽×厚为200mm×120mm×6mm的ITO靶材放置于铜背板上；
2、以7℃/min的升温速率将铜背板从室温加热至50℃，在50℃恒温5分钟；再以7℃/min的升温速率从50℃加热至80℃，在80℃恒温5分钟；再以7℃/min的升温速率从80℃加热至110℃，在110℃恒温5分钟；接着以7℃/min的升温速率从110℃加热至140℃，在140℃恒温5分钟；进一步以7℃/min的升温速率从140℃加热至175℃，并维持铜背板的温度为175℃；通过钎焊将ITO靶材贴合在铜背板上；
3、在ITO靶材的远离铜背板的表面上放置质量为2.2KG的不锈钢配重块，配重块的与ITO靶材的贴合面的面积是ITO靶材远离铜背板的表面的面积的2/5，待ITO靶材冷却后取下该不锈钢配重块，完成ITO靶材与铜背板的绑定。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种ITO靶材与铜背板的绑定方法，其特征在于，包括如下步骤：
将铜背板固定于加热台上，将ITO靶材放置于所述铜背板上；
对所述铜背板进行加热，通过钎焊将所述ITO靶材贴合在所述铜背板上；及
在所述ITO靶材的远离所述铜背板的表面上放置配重块，待所述ITO靶材冷却后取下所述配重块。
2.根据权利要求1所述的ITO靶材与铜背板的绑定方法，其特征在于，所述将铜背板固定于加热台上的步骤具体为：在所述加热台上钻孔，并在压块的一端钻孔，将所述压块未钻孔的一端压住所述铜背板，钻孔的一端通过紧固件锁紧，使所述铜背板固定于所述加热台上。
3.根据权利要求2所述的ITO靶材与铜背板的绑定方法，其特征在于，所述压块为金属压块。
4.根据权利要求3所述的ITO靶材与铜背板的绑定方法，其特征在于，所述金属压块为铜压块、黄铜压块或铝压块。
5.根据权利要求1所述的ITO靶材与铜背板的绑定方法，其特征在于，所述对所述铜背板进行加热，通过钎焊将所述ITO靶材贴合在所述铜背板上的步骤是将所述铜背板进行加热至170℃～180℃，并将所述铜背板维持在170℃～180℃，通过钎焊粘结所述铜背板和所述ITO靶材。
6.根据权利要求1或5所述的ITO靶材与铜背板的绑定方法，其特征在于，所述对所述铜背板进行加热的步骤具体为：将所述铜背板从室温加热至50℃，在50℃恒温5分钟；再从50℃加热至80℃，在80℃恒温5分钟；再从80℃加热至110℃，在110℃恒温5分钟；接着从110℃加热至140℃，在140℃恒温5分钟；进一步从140℃加热至170℃～180℃，并维持所述铜背板的温度为170℃～180℃。
7.根据权利要求6所述的ITO靶材与铜背板的绑定方法，其特征在于，所述对所述铜背板进行加热的步骤具体为：以5℃/min～7℃/min的升温速率将所述铜背板从室温加热至50℃，在50℃恒温5分钟；再以5℃/min～7℃/min的升温速率从50℃加热至80℃，在80℃恒温5分钟；再以5℃/min～7℃/min的升温速率从80℃加热至110℃，在110℃恒温5分钟；接着以5℃/min～7℃/min的升温速率从110℃加热至140℃，在140℃恒温5分钟；进一步以5℃/min～7℃/min的升温速率从140℃加热至170℃～180℃，并维持所述铜背板的温度为170℃～180℃。
8.根据权利要求1所述的ITO靶材与铜背板的绑定方法，其特征在于，所述配重块的与所述ITO靶材的贴合面的面积是所述ITO靶材远离所述铜背板的表面的面积的1/3～1/2。
9.根据权利要求1所述的ITO靶材与铜背板的绑定方法，其特征在于，所述ITO靶材的长度为200毫米，宽度为120毫米，厚度为6毫米；所述配重块的质量为2千克～2.2千克。
10.根据权利要求1或9所述的ITO靶材与铜背板的绑定方法，其特征在于，所述配重块为金属配重块。
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