CN112725753B - 一种一次离心绑定多节ito旋转靶材的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种一次离心绑定多节ITO旋转靶材的方法，属于ITO旋转靶材加工技术领域，该方法包括以下步骤：S1、预处理：对ITO靶管内壁和背管外表面进行金属化处理；S2、组装：将背管从电热管上方往下插入，以使背管插设在安装座顶面插槽内，并使安装座上的定位筒插设在背管内；将多节ITO靶管由下往上依次套在背管上，上下相邻ITO靶管通过密封圈密封，最下节的ITO靶管插设在安装座顶面插槽内，ITO靶管与背管之间设有间隙；S3、灌铟；S4、离心绑定。本发明先将待绑定的ITO靶管一次组装好，然后再进行整体灌铟和转动离心，使得熔化后的铟紧贴ITO靶管内壁，绑定率较好。

Description

一种一次离心绑定多节ITO旋转靶材的方法

技术领域

本发明涉及ITO旋转靶材加工技术领域，更具体地说，它涉及一种一次离心绑定多节ITO旋转靶材的方法。

背景技术

旋转靶材是磁控的靶材，主要应用于太阳能电池、建筑玻璃、汽车玻璃、半导体、平板电视等领域。靶材为圆筒型，里面装有静止不动的磁体，以慢速转动。ITO是一种N型氧化物半导体-氧化铟锡，作为纳米铟锡金属氧化物，具有很好的导电性和透明性，可以切断对人体有害的电子辐射、紫外线及远红外线。因此，铟锡氧化物通常喷涂在玻璃、塑料及电子显示屏上，用作透明导电薄膜，同时减少对人体有害的电子辐射及紫外、红外。

由于旋转靶材为圆筒状，套在背管外，两者之间的缝隙不大，因此在缝隙中灌注铟，比较困难，易造成空隙，绑定率不够稳定。另一个方面，液态铟在流动中，容易产生氧化物，这些氧化物夹在铟层中，会造成电阻升高，使用时，容易出现局部过热等问题。也会影响两者之间的结合以及绑定率。而在旋转靶材的绑定中，很难清理缝隙中的氧化物。

授权公告号为CN110373643B、授权公布日为2020年07月03日的中国专利公开了一种ITO旋转靶绑定方法，该方法采用分层绑定的方式，即由下往上对ITO靶管进行逐节绑定，如此一来，就需要耗费大量时间，同时还要重复进行定位、套管、安装等步骤，费时费劲，绑定效率较低。

有鉴于此，本发明提供一种新型的一次离心绑定多节ITO旋转靶材的方法。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种一次离心绑定多节ITO旋转靶材的方法。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种一次离心绑定多节ITO旋转靶材的方法，包括以下步骤：

S1、预处理

对ITO靶管内壁和背管外表面进行金属化处理；

S2、组装

将背管从电热管上方往下插入，以使背管插设在安装座顶面插槽内，并使安装座上的定位筒插设在背管内；将多节ITO靶管由下往上依次套在背管上，上下相邻ITO靶管通过密封圈密封，最下节的ITO靶管插设在安装座顶面插槽内，ITO靶管与背管之间设有间隙；

S3、灌铟

将灌注辅助件置于ITO靶管和背管上方，然后通过电热管对ITO靶管、背管和灌注辅助件进行加热，待加热到160-170℃，将熔化的铟灌入灌注辅助件，以通过灌注辅助件将熔化的铟注入ITO靶管与背管之间的间隙中；待ITO靶管与背管之间的间隙布满熔化的铟，取出灌注辅助件，并补入熔化的铟，直至间隙内布满熔化的铟；

S4、离心绑定

将固定板盖设在背管和电热管顶部，以使固定板与最上节的ITO靶管顶面接触，连接杆穿过固定板，连接杆上端固定有螺纹连接部；然后在连接杆上端的螺纹连接部拧上螺母，以使固定板限位固定在连接杆上；启动电机，以通过安装座带动ITO靶管、背管、固定板旋转5-10min，然后停止转动，拆下固定板，并向间隙中补入熔化的铟，以使间隙中布满熔化的铟；重新启动电机并停止加热，以通过安装座带动ITO靶管、背管、固定板旋转；待铟降温凝固后，将绑定后的ITO旋转靶材取出，去除外部附着物，清洁表面，即得最终产品。

进一步优选为：所述密封圈为纯铜密封圈且厚度为0.35-0.4mm。

进一步优选为：所述ITO靶管内壁金属化处理过程如下：

在所述ITO靶管外表面及两侧端面贴透明耐高温胶带，然后放入管式加热炉加热，炉温度设定160-170℃；铟加热到165-175℃变成液体后，涂布在ITO靶管内壁，以使ITO靶管内壁形成一厚度为0.1-0.2mm的铟层。

进一步优选为：所述背管外表面金属化处理过程如下：

在所述背管内插设加热管，然后水平放置于操作台上，将所述背管端部用耐高温胶带密封，然后将背管加热至160-170℃；铟加热到165-175℃变成液体后，涂布在所述背管外表面，以使所述背管外表面形成一厚度为0.1-0.2mm的铟层。

进一步优选为：所述间隙宽度为1.0-1.2mm。

进一步优选为：单节ITO靶管长度在200-1500mm范围，旋转靶材总长不小于3m。

进一步优选为：所述安装座下方固定有支撑座和连接座，所述连接座固定在所述支撑座和所述安装座之间，所述连接座为圆柱状且中心轴与所述背管中心轴相同，所述连接座圆周表面为齿面，所述连接座一侧设置有齿轮，所述齿轮与所述齿面啮合设置，所述电机输出轴上固定有转动轴，所述转动轴轴向方向与所述背管轴向方向一致，以使所述电机启动时，所述齿轮带动所述连接座绕其中心轴转动。

进一步优选为：所述支撑座下方支撑有支腿，所述支撑座底面开设有一圈圆环状的滑槽，所述滑槽圆心位于所述连接座中心轴上，所述支腿上端嵌在所述滑槽内且与所述滑槽滑动配合。

进一步优选为：所述灌注辅助件包括环管、插管和定位板；

所述定位板固定在所述环管的相对两侧，所述定位板上开设有用于所述螺纹连接部穿过的穿孔，所述插管固定在所述环管底面且上端与所述环管连通，下端插设在多节所述ITO靶管与所述背管之间的所述间隙中，所述插管侧壁开设有通孔，所述通孔位于所述间隙内；

所述插管设置有多个，多个所述插管用于等间距插设在所述间隙内，所述环管顶部设置有灌入口。

进一步优选为：所述固定板底面开设有凹槽，所述凹槽内设置有弹簧和底板，所述弹簧上端与所述凹槽内底部固定，下端与所述底板固定，所述底板用于与所述电热管和所述背管接触；

所述底板四周固定有凸缘，所述凹槽槽口处设置有用于限制所述底板脱离所述凹槽的限位部，所述限位部用于阻挡所述凸缘。

综上所述，本发明具有以下有益效果：本发明先对ITO靶管内壁和背管外表面进行金属化处理，主要作用就是使ITO靶管内部金属化，且各处金属化物理、化学性质一致，使得最后溅射过程中镀设成膜的效果好，便于灌铟绑定。ITO靶管内壁和背管外表面进行金属化处理完成后，再将ITO靶管和背管组装在安装座上，对于长旋转靶而言，由于背管较长，因此若分开将多节ITO靶管依次绑定在背管上，费时费力，绑定效率较低，为此本发明采用整体绑定的方式，即先将多节ITO靶管由下至上依次套在背管上，然后再进行整体灌铟操作，这种一次绑定的方式可大大提升绑定效率。为了让熔化后的铟完全填充间隙，熔化后的铟在保温下进行灌注，灌注后再启动电机，如此一来，在离心力的作用下，熔化后的铟将紧贴ITO靶管内壁，绑定率较好。本发明先将待绑定的ITO靶管一次组装好，然后再进行整体灌铟和转动离心，有效提升了加工效率。

附图说明

图1是实施例的结构示意图，主要用于体现灌铟时，灌注辅助件的安装结构；

图2是图1中A结构的放大图，主要用于体现灌注辅助件的安装结构；

图3是实施例的结构示意图，主要用于体现离心绑定时，ITO靶管、背管和固定板之间的配合结构。

图中，1、支腿；2、电机；3、支撑座；4、连接杆；5、背管；6、电热管；7、间隙；8、固定板；9、灌注辅助件；91、环管；92、灌入口；93、插管；94、通孔；95、定位板；10、密封圈；11、定位筒；12、连接座；13、ITO靶管；14、安装座；15、转动轴；16、齿轮；17、插槽；18、齿面；19、螺母；20、提手；21、凹槽；22、弹簧；23、底板；24、螺纹连接部。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。

实施例：一种一次离心绑定多节ITO旋转靶材的方法，如图1-3所示，包括以下步骤：

S1、预处理

对ITO靶管13内壁和背管5外表面进行金属化处理，ITO靶管13和背管5均为圆筒状且ITO靶管13内径与背管5相适配。

ITO靶管13内壁金属化处理过程如下：

在ITO靶管13外表面及两侧端面贴透明耐高温胶带，然后放入管式加热炉加热，炉温度设定160-170℃；铟加热到165-175℃变成液体后，涂布在ITO靶管13内壁，且用弧型超声波枪头在ITO靶管13内壁移动，进行超声波注入，以使ITO靶管13内壁形成一厚度为0.1-0.2mm的铟层。

优选的，耐高温胶带采用耐高温PET材质制成，耐温大于230℃。

背管5外表面金属化处理过程如下：

在背管5内插设加热管，然后将其水平放置于操作台上，将背管5端部用耐高温胶带密封，然后将背管5加热至160-170℃；铟加热到165-175℃变成液体后，涂布在背管5外表面，且用弧型超声波枪头在ITO靶管13内壁移动，进行超声波注入，以使背管5外表面形成一厚度为0.1-0.2mm的铟层。

S2、组装

将背管5从电热管6上方往下插入，以使背管5插设在安装座14顶面插槽17内，并使安装座14上的定位筒11插设在背管5内，定位筒11外径与背管5内径相同，以使定位筒11与背管5内壁紧贴。然后将多节ITO靶管13由下往上依次套在背管5上，上下相邻ITO靶管13之间设置有密封圈10，以使上下相邻ITO靶管13通过密封圈10密封。最下节的ITO靶管13插设在安装座14顶面插槽17内，插槽17为圆环状且外径与ITO靶管13外径相同，以使ITO靶管13插设在插槽17内时，ITO靶管13与插槽17内壁接触。ITO靶管13与背管5之间设有用于液态铟灌注填充的间隙7，间隙7宽度为1.0-1.2mm。ITO靶管13套在背管5上后，电热管6、定位筒11、背管5和ITO靶管13将由内而外依次设置。

优选的，密封圈10为纯铜密封圈且厚度为0.35-0.4mm。

优选的，单节ITO靶管13长度在200-1500mm范围，旋转靶材总长不小于3m。ITO靶管13和背管5尺寸具体视要求而定。

本发明采用ITO靶管13一次绑定的方式，即先将多节ITO靶管13由下至上部依次套在背管5上，并通过密封圈10密封，待多节ITO靶管13组装好后再进行灌铟操作。

S3、灌铟

将灌注辅助件9置于ITO靶管13和背管5上方，然后通过电热管6对ITO靶管13、背管5和灌注辅助件9进行加热，待加热到160-170℃，将熔化的铟灌入灌注辅助件9，以通过灌注辅助件9将熔化的铟注入ITO靶管13与背管5之间的间隙7中；待ITO靶管13与背管5之间的间隙7布满熔化的铟，取出灌注辅助件9，并补入熔化的铟，直至间隙7内布满熔化的铟。

优选的，灌注辅助件9包括环管91、插管93和定位板95。环管91为圆环状，定位板95位于环管91相对两侧且固定在环管91外表面。连接杆4上端固定有螺纹连接部24，定位板95上开设有用于螺纹连接部24上下穿过的穿孔，螺纹连接部24和连接杆4均为圆柱状，螺纹连接部24直径小于连接杆4直径。插管93固定在环管91底面且上端与环管91连通，下端插设在多节ITO靶管13与背管5之间的间隙7中，插管93侧壁开设有通孔94，通孔94位于间隙7内。插管93上开设有若干个通孔94，熔化的铟通过通孔94进入间隙7。插管93设置有多个，多个插管93均布在环管91上，以便于等间距插设在间隙7内，环管91顶部设置有灌入口92。熔化的铟通过灌入口92灌入时，熔化的铟将先通过环管91，然后再进入各个插管93，最终通过插管93上的通孔94注入间隙7。

灌注辅助件9安装时，先对准间隙7，将插管93插入，直至螺纹连接部24向上穿过定位板95，此时定位板95抵紧在连接杆4顶面，然后再在螺纹连接部24上拧上螺母19，以将定位板95限位固定在连接杆4上，此时便可将熔化的铟通过灌入口92灌入。

当间隙7内的液态铟与最上节ITO靶管13顶面接近时，停止灌铟，然后拧掉螺母19，缓慢抬升环管91，以使插管93逐渐拔出。待环管91拔出后，再通过最上节ITO靶管13间隙7的顶部开口向间隙7内补入液态铟，直至间隙7内布满液态铟。

S4、离心绑定

将固定板8盖设在背管5和电热管6顶部，以使固定板8与最上节的ITO靶管13顶面接触，连接杆4穿过固定板8，连接杆4和背管5平行设置，连接杆4位于背管5外部的相对两侧；然后在连接杆4上端的螺纹连接部24拧上螺母19，以使固定板8限位固定在连接杆4上；启动电机2，以通过安装座14带动ITO靶管13、背管5、固定板8旋转5-10min，然后停止转动，拆下固定板8，并向间隙7中补入熔化的铟，以使间隙7中布满熔化的铟；重新启动电机2并停止加热，以通过安装座14带动ITO靶管13、背管5、固定板8旋转；待铟降温凝固后，将绑定后的ITO旋转靶材取出，去除外部附着物，清洁表面，即得最终产品。

优选的，固定板8底面开设有凹槽21，凹槽21内设置有弹簧22和底板23，弹簧22位于底板23和凹槽21底部之间，弹簧22上端与凹槽21内底部固定，下端与底板23固定。底板23用于与电热管6和背管5接触，电热管6固定在安装座14上，固定板8盖设在背管5和电热管6顶部时，背管5和电热管6将推动底板23向上移动，以使背管5和电热管6顶面位于凹槽21内。底板23四周固定有凸缘，凹槽21槽口处设置有用于限制底板23脱离凹槽21的限位部，限位部用于阻挡凸缘，以防底板23向下脱离凹槽21。

优选的，固定板8顶部中心固定有提手20，固定板8拆下时，先将连接杆4上端的螺母19拧掉，然后再通过提手20将固定板8拆下。

优选的，安装座14下方固定有支撑座3和连接座12，连接座12固定在支撑座3和安装座14之间，连接座12为圆柱状且中心轴与插设在安装座14上的背管5中心轴相同。连接座12圆周表面为齿面18，连接座12一侧设置有齿轮16，齿轮16与齿面18啮合设置，电机2输出轴上固定有转动轴15，转动轴15轴向方向与背管5轴向方向一致。电机2位于支撑座3外侧，转动轴15下端与电机2输出轴固定，上端与齿轮16中心固定，如此一来，电机2启动时，齿轮16带动连接座12绕其中心轴转动。

优选的，为了使安装座14、支撑座3、连接座12以及安装座14上方的背管5、ITO靶管13、固定板8、连接杆4等部件能同时绕连接座12中心轴转动，具体的，支撑座3下方支撑有支腿1，支撑座3底面开设有一圈圆环状的滑槽，滑槽圆心位于连接座12中心轴上，支腿1上端嵌在滑槽内且与滑槽滑动配合。支腿1设置有多个，优选为，支腿1设置有两个，两个支腿1分别位于支撑座3的相对两侧。

本发明先对ITO靶管13内壁和背管5外表面进行金属化处理，主要作用就是使ITO靶管13内部金属化，且各处金属化物理、化学性质一致，使得最后溅射过程中镀设成膜的效果好，便于灌铟绑定。ITO靶管13内壁和背管5外表面进行金属化处理完成后，再将ITO靶管13和背管5组装在安装座14上，对于长旋转靶而言，由于背管5较长，因此若分开将多节ITO靶管13依次绑定在背管5上，费时费力，绑定效率较低，为此本发明采用整体绑定的方式，即先将多节ITO靶管13由下至上依次套在背管5上，然后再进行灌铟操作，这种一次绑定的方式可大大提升绑定效率。为了让熔化后的铟完全填充间隙7，熔化后的铟在保温下进行灌注，灌注后再启动电机2，如此一来，在离心力的作用下，熔化后的铟将紧贴ITO靶管13内壁，绑定率较好。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和修饰，这些改进和修饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种一次离心绑定多节ITO旋转靶材的方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、预处理

对ITO靶管(13)内壁和背管(5)外表面进行金属化处理；

S2、组装

将背管(5)从电热管(6)上方往下插入，以使背管(5)插设在安装座(14)顶面插槽(17)内，并使安装座(14)上的定位筒(11)插设在背管(5)内；将多节ITO靶管(13)由下往上依次套在背管(5)上，上下相邻ITO靶管(13)通过密封圈(10)密封，所述密封圈(10)为纯铜密封圈且厚度为0.35-0.4mm，最下节的ITO靶管(13)插设在安装座(14)顶面插槽(17)内，ITO靶管(13)与背管(5)之间设有间隙(7)，单节所述ITO靶管(13)长度在200-1500mm范围，旋转靶材总长不小于3m；

S3、灌铟

将灌注辅助件(9)置于ITO靶管(13)和背管(5)上方，然后通过电热管(6)对ITO靶管(13)、背管(5)和灌注辅助件(9)进行加热，待加热到160-170℃，将熔化的铟灌入灌注辅助件(9)，以通过灌注辅助件(9)将熔化的铟注入ITO靶管(13)与背管(5)之间的间隙(7)中；待ITO靶管(13)与背管(5)之间的间隙(7)布满熔化的铟，取出灌注辅助件(9)，并补入熔化的铟，直至间隙(7)内布满熔化的铟，

所述灌注辅助件(9)包括环管(91)、插管(93)和定位板(95)，所述定位板(95)固定在所述环管(91)的相对两侧，所述定位板(95)上开设有用于所述螺纹连接部(24)穿过的穿孔，所述插管(93)固定在所述环管(91)底面且上端与所述环管(91)连通，下端插设在多节所述ITO靶管(13)与所述背管(5)之间的所述间隙(7)中，所述插管(93)侧壁开设有通孔(94)，所述通孔(94)位于所述间隙(7)内；

所述插管(93)设置有多个，多个所述插管(93)用于等间距插设在所述间隙(7)内，所述环管(91)顶部设置有灌入口(92)；

S4、离心绑定

将固定板(8)盖设在背管(5)和电热管(6)顶部，以使固定板(8)与最上节的ITO靶管(13)顶面接触，连接杆(4)穿过固定板(8)，连接杆(4)上端固定有螺纹连接部(24)；然后在连接杆(4)上端的螺纹连接部(24)拧上螺母(19)，以使固定板(8)限位固定在连接杆(4)上；启动电机(2)，以通过安装座(14)带动ITO靶管(13)、背管(5)、固定板(8)旋转5-10min，然后停止转动，拆下固定板(8)，并向间隙(7)中补入熔化的铟，以使间隙(7)中布满熔化的铟；重新启动电机(2)并停止加热，以通过安装座(14)带动ITO靶管(13)、背管(5)、固定板(8)旋转；待铟降温凝固后，将绑定后的ITO旋转靶材取出，去除外部附着物，清洁表面，即得最终产品，

所述安装座(14)下方固定有支撑座(3)和连接座(12)，所述连接座(12)固定在所述支撑座(3)和所述安装座(14)之间，所述连接座(12)为圆柱状且中心轴与所述背管(5)中心轴相同，所述连接座(12)圆周表面为齿面(18)，所述连接座(12)一侧设置有齿轮(16)，所述齿轮(16)与所述齿面(18)啮合设置，所述电机(2)输出轴上固定有转动轴(15)，所述转动轴(15)轴向方向与所述背管(5)轴向方向一致，以使所述电机(2)启动时，所述齿轮(16)带动所述连接座(12)绕其中心轴转动。

2.根据权利要求1所述的一种一次离心绑定多节ITO旋转靶材的方法，其特征在于：所述ITO靶管(13)内壁金属化处理过程如下：

在所述ITO靶管(13)外表面及两侧端面贴透明耐高温胶带，然后放入管式加热炉加热，炉温度设定160-170℃；铟加热到165-175℃变成液体后，涂布在ITO靶管(13)内壁，以使ITO靶管(13)内壁形成一厚度为0.1-0.2mm的铟层。

3.根据权利要求1所述的一种一次离心绑定多节ITO旋转靶材的方法，其特征在于：所述背管(5)外表面金属化处理过程如下：

在所述背管(5)内插设加热管，然后水平放置于操作台上，将所述背管(5)端部用耐高温胶带密封，然后将背管(5)加热至160-170℃；铟加热到165-175℃变成液体后，涂布在所述背管(5)外表面，以使所述背管(5)外表面形成一厚度为0.1-0.2mm的铟层。

4.根据权利要求1所述的一种一次离心绑定多节ITO旋转靶材的方法，其特征在于：所述间隙(7)宽度为1.0-1.2mm。

5.根据权利要求1所述的一种一次离心绑定多节ITO旋转靶材的方法，其特征在于：所述支撑座(3)下方支撑有支腿(1)，所述支撑座(3)底面开设有一圈圆环状的滑槽，所述滑槽圆心位于所述连接座(12)中心轴上，所述支腿(1)上端嵌在所述滑槽内且与所述滑槽滑动配合。

6.根据权利要求1所述的一种一次离心绑定多节ITO旋转靶材的方法，其特征在于：所述固定板(8)底面开设有凹槽(21)，所述凹槽(21)内设置有弹簧(22)和底板(23)，所述弹簧(22)上端与所述凹槽(21)内底部固定，下端与所述底板(23)固定，所述底板(23)用于与所述电热管(6)和所述背管(5)接触；

所述底板(23)四周固定有凸缘，所述凹槽(21)槽口处设置有用于限制所述底板(23)脱离所述凹槽(21)的限位部，所述限位部用于阻挡所述凸缘。

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