CN112831764B - 一种离心绑定ito旋转靶材的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种离心绑定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;将单节ITO靶管套在背管上,并使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、灌铟绑定:由下往上对单节ITO靶管进行逐步绑定。本发明通过转动离心,使得熔化后的铟将紧贴ITO靶管内壁,绑定率较好。

Description

一种离心绑定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,它涉及一种离心绑定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。
有鉴于此,本发明提供一种新型的离心绑定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离心绑定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:
一种离心绑定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;将单节ITO靶管套在背管上,并使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、灌铟绑定
通过电热管对ITO靶管和背管进行加热,待加热到160-170℃,将熔化的铟灌入ITO靶管与背管之间的间隙中;将压环从背管上方套入,以使压环压在ITO靶管顶面,压环内径与背管外径相同;将限位块插在连接杆上,连接杆下端固定在安装座上,推动限位块直至限位块与背管外表面接触,调节限位块上下位置,以使限位块底面与压环顶面抵紧,然后再通过螺栓将限位块与连接杆固定;将固定板盖设在背管和电热管顶部,以使固定板支撑在连接杆上的支撑环上,背管插设在固定板底部凹槽中,电热管插设在固定板底部限位槽中,连接杆穿过固定板;然后在连接杆上端拧紧螺母,以使固定板通过连接杆限位在螺母和支撑环之间;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,直至间隙内充满液态铟;待铟降温凝固后,进行下一节ITO靶管的绑定,以由下往上对单节ITO靶管进行逐步绑定。
进一步优选为:下一节ITO靶管的绑定过程如下:
将所述固定板和所述限位块拆下,并将所述压环取出,然后依次套上密封圈和待绑定的ITO靶管,以使密封圈抵紧在绑定好ITO靶管和待绑定ITO靶管之间;然后重复步骤S3,对待绑定ITO靶管进行灌铟绑定。
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:待所述ITO靶管全部绑定完成后,将所述固定板和所述限位块拆下,并将所述压环取出,然后将绑定后的ITO旋转靶材取出,去除外部附着物,清洁表面,即得。
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。
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,因此若将多节ITO靶管一次绑定在背管上,容易造成背管变形,良品率低,为此本发明采用ITO靶管由下至上逐节绑定的方式,先绑定最下节ITO靶管,再由下往上绑定,以提高焊合率,提高产品质量。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浇筑,浇筑后再启动电机并停止加热,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。另外,需要说明的是,为了减少孔隙率,可先在保温下转动几分钟,然后向间隙中补铟,此时再重新转动并停止加热。
附图说明
图1是实施例的结构示意图,主要用于体现ITO靶管和背管的组装结构及灌铟绑定时ITO靶管和背管的结构;
图2是实施例的剖视示意图,主要用于体现限位块与连接杆的配合结构。
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、限位块;10、密封圈;11、定位筒;12、压环;13、ITO靶管;14、腰形孔;15、安装孔;16、滑孔;17、插槽;18、支撑环;19、螺母;20、提手;21、凹槽;22、限位槽;23、转动轴;24、齿轮;25、齿面;26、连接座;27、安装座。
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:一种离心绑定ITO旋转靶材的方法,如图1-2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27顶面插槽17内,并使安装座27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。本发明采用ITO靶管13由下至上逐节绑定的方式,因此先绑定最下节ITO靶管13。最下节ITO靶管13组装绑定时,先将单节ITO靶管13套在背管5上,并使最下节ITO靶管13插设在安装座27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。插槽17为圆环状且饶设在定位筒11外侧四周,ITO靶管13与背管5之间设有用于液态铟浇筑填充的间隙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。
S3、灌铟绑定
通过电热管6对ITO靶管13和背管5进行加热,待加热到160-170℃,将熔化的铟灌入ITO靶管13与背管5之间的间隙7中。待间隙7中布满熔化的铟后,将压环12从背管5上方套入,以使压环12压在ITO靶管13顶面,压环12内径与背管5外径相同。此时再将背管5相对两侧的限位块9依次插在连接杆4上,连接杆4下端固定在安装座27上。限位块9上开设有滑孔16,滑孔16上下贯穿限位块9,滑孔16在靠近背管5一侧为开口设置,限位块9插入连接杆4时,只需将连接杆4置于滑孔16开口处,然后推动限位块9直至限位块9与背管5外表面接触,此时连接杆4与滑孔16内壁接触。限位块9上开设有腰型孔,腰型孔长度方向与连接杆4长度方向相同,连接杆4外侧开设有安装孔15。当限位块9与背管5外表面接触后,调节限位块9上下位置,以使限位块9底面与压环12顶面抵紧,腰型孔与安装孔15将相对应,然后再通过螺栓将限位块9与连接杆4固定。优选的,腰型孔的设置主要为了螺栓能顺利且灵活的安装在腰型孔可安装孔15中,以使连接杆4和限位块9通过螺栓固定,便于调整限位块9上下位置,从而限位块9能紧紧抵紧在压环12上,便于转动。ITO靶管13通过限位块9限位固定后,将固定板8盖设在背管5和电热管6顶部,以使固定板8支撑在连接杆4上的支撑环18上,背管5插设在固定板8底部凹槽21中,电热管6插设在固定板8底部限位槽22中,连接杆4穿过固定板8。然后在连接杆4上端拧紧螺母19,以使固定板8通过连接杆4限位在螺母19和支撑环18之间,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。最后启动电机2并停止加热,以通过安装座27带动ITO靶管13、背管5、固定板8旋转,直至间隙7内充满液态铟(熔化后的铟);待铟降温凝固后,进行下一节ITO靶管13的绑定,以由下往上对单节ITO靶管13进行逐步绑定。
下一节ITO靶管13的绑定过程如下:
将固定板8和限位块9拆下,并将压环12取出,然后依次套上密封圈10和待绑定的ITO靶管13,以使密封圈10抵紧在绑定好ITO靶管13和待绑定ITO靶管13之间;然后重复步骤S3,对待绑定ITO靶管13进行灌铟绑定。
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,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。
待ITO靶管13全部绑定完成后,即最上节ITO靶管13绑定完成后,将固定板8和限位块9拆下,并将压环12取出,然后将绑定后的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,安装座27下方固定有支撑座3和连接座26,连接座26固定在支撑座3和安装座27之间,连接座26为圆柱状且中心轴与插设在安装座27上的背管5中心轴相同。连接座26圆周表面为齿面25,连接座26一侧设置有齿轮24,齿轮24与齿面25啮合设置,电机2输出轴上固定有转动轴23,转动轴23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23下端与电机2输出轴固定,上端与齿轮24中心固定,如此一来,电机2启动时,齿轮24带动连接座26绕其中心轴转动。
优选的,为了使安装座27、支撑座3、连接座26以及安装座27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26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26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27上,对于长旋转靶而言,由于背管5较长,因此若将多节ITO靶管13一次绑定在背管5上,容易造成背管5变形,良品率低,为此本发明采用ITO靶管13由下至上逐节绑定的方式,先绑定最下节ITO靶管13,再由下往上绑定,以提高焊合率,提高产品质量。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浇筑,浇筑后再启动电机2并停止加热,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。另外,需要说明的是,为了减少孔隙率,可先在保温下转动几分钟,然后向间隙7中补铟,此时再重新转动并停止加热。
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 (9)

1.一种离心绑定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(27)顶面插槽(17)内,并使安装座(27)上的定位筒(11)插设在背管(5)内;将单节ITO靶管(13)套在背管(5)上,并使ITO靶管(13)插设在安装座(27)顶面插槽(17)内,ITO靶管(13)与背管(5)之间设有间隙(7);
S3、灌铟绑定
通过电热管(6)对ITO靶管(13)和背管(5)进行加热,待加热到160-170℃,将熔化的铟灌入ITO靶管(13)与背管(5)之间的间隙(7)中;将压环(12)从背管(5)上方套入,以使压环(12)压在ITO靶管(13)顶面,压环(12)内径与背管(5)外径相同;将限位块(9)插在连接杆(4)上,连接杆(4)下端固定在安装座(27)上,推动限位块(9)直至限位块(9)与背管(5)外表面接触,调节限位块(9)上下位置,以使限位块(9)底面与压环(12)顶面抵紧,然后再通过螺栓将限位块(9)与连接杆(4)固定;将固定板(8)盖设在背管(5)和电热管(6)顶部,以使固定板(8)支撑在连接杆(4)上的支撑环(18)上,背管(5)插设在固定板(8)底部凹槽(21)中,电热管(6)插设在固定板(8)底部限位槽(22)中,连接杆(4)穿过固定板(8);然后在连接杆(4)上端拧紧螺母(19),以使固定板(8)通过连接杆(4)限位在螺母(19)和支撑环(18)之间;启动电机(2)并停止加热,以通过安装座(27)带动ITO靶管(13)、背管(5)、固定板(8)旋转,直至间隙(7)内充满液态铟;待铟降温凝固后,进行下一节ITO靶管(13)的绑定,以由下往上对单节ITO靶管(13)进行逐步绑定;
所述安装座(27)下方固定有支撑座(3)和连接座(26),所述连接座(26)固定在所述支撑座(3)和所述安装座(27)之间,所述连接座(26)为圆柱状且中心轴与所述背管(5)中心轴相同,所述连接座(26)圆周表面为齿面(25),所述连接座(26)一侧设置有齿轮(24),所述齿轮(24)与所述齿面(25)啮合设置,所述电机(2)输出轴上固定有转动轴(23),所述转动轴(23)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(24)带动所述连接座(26)绕其中心轴转动。
2.根据权利要求1所述的一种离心绑定ITO旋转靶材的方法,其特征在于:下一节ITO靶管(13)的绑定过程如下:
将所述固定板(8)和所述限位块(9)拆下,并将所述压环(12)取出,然后依次套上密封圈(10)和待绑定的ITO靶管(13),以使密封圈(10)抵紧在绑定好ITO靶管(13)和待绑定ITO靶管(13)之间;然后重复步骤S3,对待绑定ITO靶管(13)进行灌铟绑定。
3.根据权利要求2所述的一种离心绑定ITO旋转靶材的方法,其特征在于:所述密封圈(10)为纯铜密封圈且厚度为0.35-0.4mm。
4.根据权利要求1所述的一种离心绑定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。
5.根据权利要求1所述的一种离心绑定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。
6.根据权利要求1所述的一种离心绑定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。
7.根据权利要求1所述的一种离心绑定ITO旋转靶材的方法,其特征在于:单节ITO靶管(13)长度在200-1500mm范围,旋转靶材总长不小于3m。
8.根据权利要求1所述的一种离心绑定ITO旋转靶材的方法,其特征在于:待所述ITO靶管(13)全部绑定完成后,将所述固定板(8)和所述限位块(9)拆下,并将所述压环(12)取出,然后将绑定后的ITO旋转靶材取出,去除外部附着物,清洁表面,即得。
9.根据权利要求1所述的一种离心绑定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(26)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。
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