CN106676484A - 一种铬管靶材的绑定方法 - Google Patents

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石刚
谢飞
崔子振
崔鹏
黄国基
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C23C14/3407—Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
    • C23C14/3414—Metallurgical or chemical aspects of target preparation, e.g. casting, powder metallurgy

Abstract

本发明提供了一种磁控溅射镀膜用铬管靶材的绑定方法。该方法包括在铬管靶材的背管外表面采用电镀工艺制备金属涂层作为绑定层；利用热等静压工艺使铬管靶材层通过绑定层与背管达到冶金结合，实现铬管靶材的绑定。本发明所述的铬管靶材的绑定方法可以使铬管靶材层通过绑定层与背管实现冶金结合，把铬管靶材层在溅射镀膜过程中产生的热量及时传递到背管内冷却，防止铬管靶材层出现开裂，保证溅射镀膜顺利进行。

Description

一种铬管靶材的绑定方法
技术领域
本发明属于靶材的绑定方法，具体涉及一种铬管靶材的绑定方法。
背景技术
靶材产品主要分为平面靶和管靶。与平面靶材相比，管靶材具有利用率高、镀膜连续性好、镀膜成分均匀等优点，是理想的溅射靶材，市场需求量巨大。随着镀膜行业从使用平面靶材向使用旋转管靶材转变，管靶材正在成为磁控溅射设备的标准选材。
目前溅射镀膜用管靶材的绑定方法主要有两种。第一种方法是以喷涂铬管靶材为代表，具体工艺是首先在背管外表面喷涂一层镍铝、镍铬或者镍铬铝等材料作为打底层，然后喷涂铬粉制备喷涂铬管靶材，通过打底层实现铬管靶材层与背管的绑定。喷涂管铬靶材存在致密度低、氧含量高等缺点，无法满足高质量镀膜产品的要求。第二种方法以烧结铬管靶材为代表，具体工艺是先通过冷等静压成形然后通过烧结进行致密化，最后将烧结后的铬管坯料套在背管外表面，在二者的装配间隙中浇灌熔融的铟等低熔点金属实现铬管坯料与背管的绑定。目前烧结工艺只能制备长度为300mm以内的单只铬管坯料，而且以现有的金属铟绑定技术无法实现长度大于1000mm的管靶材绑定，因此只能通过多节分段绑定的方法以达到一定的长度，这样就增加了生产工序，提高了生产成本
发明内容
本发明的目的在于提供一种铬管靶材的绑定方法，利用热等静压工艺使铬管靶材层通过绑定层与背管达到冶金结合，实现铬管靶材的绑定.
本发明的技术方案如下：
一种铬管靶材的绑定方法，包括以下步骤：
步骤一：绑定层的制备
将包套背管清洗后进行预镀镍处理，然后通过电镀工艺制备金属涂层作为绑定层；
步骤二：真空除气
将铬粉或铬管坯料填充至绑定层外表面与包套外管内表面形成的空间中，然后进行真空除气；
步骤三：热等静压
将步骤二真空除气后的包套外管进行热等静压，使绑定层与包套背管实现冶金结合；
步骤四：机械加工
将步骤三热等静压后的包套采用机械加工的方法去除包套外管，即获得与包套背管绑定的铬管靶材。
所述金属涂层为镍、铬或铜，厚度为0.1～0.5mm。
所述真空除气在室温或者高温下进行，真空度大于1×10-3Pa后封焊。
所述热等静压工艺参数为温度600～1000℃，压力80～150MPa，保温时间1～5h。
本发明的显著效果在于：能够满足溅射镀膜行业对铬管靶材的需求,可以实现长度大于1000mm的铬管靶材的绑定，无需多节分段绑定，提高了生产效率,利用低成本的金属镍、铬、铜替代昂贵的金属铟实现了铬管靶材与背管的绑定，降低了生产成本。
附图说明
图1为本发明所述的一种铬管靶材的绑定方法结构示意图
图中：1.包套外管；2.绑定层；3.包套背管
具体实施方式
一种铬管靶材的绑定方法，包括以下步骤：
步骤一：背管电镀处理
根据铬管靶材产品的形状和尺寸设计包套，对包套背管喷砂处理后利用电镀工艺制备金属涂层作为绑定层，实现绑定层与背管的冶金结合。
步骤二：包套组装焊接
将包套内管、包套外管及包套端盖组装，先焊接包套底端，包套上端盖不焊接，留装粉位置，包套组装采用氩弧焊焊接，在包套外管上打孔，以便焊接除气导管
步骤三：包套除气
将铬粉或者铬管坯料装入包套中，焊接包套上端盖和除气导管进行真空热除气。真空热除气结束后，在真空条件下封装包套
步骤四：热等静压
将除气结束的包套进行热等静压，利用热等静压使铬管靶材层通过绑定层与背管达到冶金结合，实现铬管靶材的绑定
步骤五：机械加工
将热等静压后的铬管通过机械加工去除包套端盖和包套外管，即得到与背管绑定良好的铬管靶材。

Claims (4)

1.一种铬管靶材的绑定方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：绑定层的制备
将包套背管(3)清洗后进行预镀镍处理，然后通过电镀工艺制备金属涂层作为绑定层2；
步骤二：真空除气
将铬粉或铬管坯料填充至绑定层(2)外表面与包套外管(1)内表面形成的空间中，然后进行真空除气；
步骤三：热等静压
将步骤二真空除气后的包套外管(1)进行热等静压，使绑定层(2)与包套背管(3)实现冶金结合；
步骤四：机械加工
将步骤三热等静压后的包套(1)采用机械加工的方法去除包套外管(1)，即获得与包套背管(3)绑定的铬管靶材。
2.根据权利要求1所述的一种铬管靶材的绑定方法，其特征在于：所述金属涂层为镍、铬或铜，厚度为0.1～0.5mm。
3.根据权利要求1所述的一种铬管靶材的绑定方法，其特征在于：所述真空除气在室温或者高温下进行，真空度大于1×10-3Pa后封焊。
4.根据权利要求1所述的一种铬管靶材的绑定方法，其特征在于：所述热等静压工艺参数为温度600～1000℃，压力80～150MPa，保温时间1～5h。
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