CN113430489A - 一种带内腔的无氧铜背板的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种带内腔的无氧铜背板的制备方法，所述制备方法包括：对无氧铜坯料依次进行锻伸处理、第一热处理、冷轧处理、第二热处理、粗铣处理、挖槽、第三热处理以及精铣处理。所述制备方法解决了带内腔背板加工过程中的变形问题，提高了背板的平面度。

Description

一种带内腔的无氧铜背板的制备方法
技术领域
本发明属于背板制造领域，涉及一种无氧铜背板的制备方法，尤其涉及一种带内腔的无氧铜背板的制备方法。
背景技术
溅射靶材背板(Sputtering Target Back Plate，BP)：金属溅射靶材是溅射沉积技术中用做阴极的材料。该阴极材料在溅射机台中被带正电荷的阳离子撞击下以分子、原子或离子的形式脱离阴极而在阳极表面重新沉积。由于金属溅射靶材往往是高纯的铝、铜、钛、镍、钽及贵金属等比较贵重的材料，所以在其制造时常常使用比较普通的材料来作为背板。背板起到支撑靶材、冷却、降低成本等作用，常用的材料有铝合金(ALBP)、铜合金(CUBP)等。
CN211689221U公开了一种内部含水道槽的背板及靶材，白背板包括底板和盖板，所述水道槽密封于底板和盖板之间；所述水道槽为设置在底板上、围绕底板中心并折叠延伸形成2圈水路的凹槽结构；该靶材包括靶坯和与靶坯结合使用的内部含水道槽的背板。该背板能有效降低溅射过程中产生的高温，且底面为平面，不易发生变形，重复使用次数可达10次以上。
CN203765207U公开了一种靶坯与背板的组件结构，该组件结构中，在靶坯底部设置凸台，在背板上设置凹槽，所述凸台与凹槽通过过盈配合相连，配合后所述凸台的凸起部分嵌合在凹槽中；同时在所述靶坯与背板配合相连处设置相互咬合的防脱紧固结构。该组件结构降低了硬脆难加工材料和稀有贵金属材料的加工难度和生产成本，克服现有常规焊接方法的不足，能够得到高可靠结合的靶坯与背板组件。
发明内容
为解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种带内腔的无氧铜背板的制备方法，所述制备方法解决了带内腔背板加工过程中的变形问题，提高了背板的平面度。
为达到上述技术效果，本发明采用以下技术方案：
本发明提供一种带内腔的无氧铜背板的制备方法，所述制备方法包括：
对无氧铜坯料依次进行锻伸处理、第一热处理、冷轧处理、第二热处理、粗铣处理、挖槽、第三热处理以及精铣处理。
本发明中，通过对加工顺序的行列安排，通过锻伸处理以及冷轧处理改变材料阻止结构，同时通过热处理减少背板加工过程中产生的内部应力，增加背板的铣削性能。
作为本发明优选的技术方案，所述锻伸处理包括对所述无氧铜坯料依次进行镦粗处理以及拔长处理。
优选地，所述镦粗处理至所述无氧铜坯料原长度的50～60％，如51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％或59％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述拔长处理至所述无氧铜坯料原长度的120～130％，如121％、122％、123％、124％、125％、126％、127％、128％或129％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述镦粗处理以及拔长处理重复至少2次，如3次、4次或5次等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述锻伸处理的温度为490～510℃，如492℃、495℃、498℃、500℃、502℃、505℃或508℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述第一热处理的温度为345～355℃，如346℃、347℃、348℃、349℃、350℃、351℃、352℃、353℃、354℃或355℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述第一热处理的时间为118～122min，如119min、120min或121min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述冷轧处理后所述无氧铜坯料的长度为原长度的270～280％，宽度为原宽度的180～190％。
其中，所述冷轧处理后所述无氧铜坯料的长度可以为原长度的271％、272％、273％、274％、275％、276％、277％、278％或279％等，宽度可以为原宽度的181％、182％、183％、184％、185％、186％、187％、188％或189％等，但并不仅限于所列举的数值，上述各数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述第二热处理的温度为295～305℃，如296℃、297℃、298℃、299℃、300℃、301℃、302℃、303℃或304℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述第二热处理的时间为28～32min，如29min、30min或31min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述第二热处理后进行校平处理。
优选地，所述校平处理后所述无氧铜坯料的平面度≤1mm。
作为本发明优选的技术方案，所述粗铣处理的区域包括所述无氧铜坯料的上下平面、两长边以及两短边。
作为本发明优选的技术方案，所述第三热处理的温度为445～455℃，如446℃、447℃、448℃、449℃、450℃、451℃、452℃、453℃或454℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述第三热处理的时间为295～305min，如296min、297min、298min、299min、300min、301min、302min、303min或304min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，所述锻伸处理、第一热处理、第二热处理以及第三热处理后对所述无氧铜坯料进行冷却处理，所述冷却处理优选为水冷。
作为本发明优选的技术方案，所述精铣处理的区域包括所述无氧铜背板的外形轮廓、内腔、焊接面以及台阶。
作为本发明优选的技术方案，上述带内腔的无氧铜背板的制备方法包括以下步骤：
对无氧铜坯料依次进行锻伸处理，所述锻伸处理包括对所述无氧铜坯料依次进行镦粗处理以及拔长处理，所述镦粗处理至所述无氧铜坯料原长度的50～60％，所述拔长处理至所述无氧铜坯料原长度的120～130％，所述镦粗处理以及拔长处理重复至少2次，所述锻伸处理的温度为490～510℃；
进行第一热处理，所述第一热处理的温度为345～355℃，时间为118～122min；
进行冷轧处理，所述冷轧处理后所述无氧铜坯料的长度为原长度的270～280％，宽度为原宽度的180～190％；
进行第二热处理，所述第二热处理的温度为295～305℃，时间为28～32min；
进行校平处理，所述校平处理后所述无氧铜坯料的平面度≤1mm；
对所述无氧铜坯料的上下平面、两长边以及两短边进行粗铣处理并挖槽；
进行第三热处理，所述第三热处理的温度为445～455℃，时间为295～305min；
对无氧铜背板的外形轮廓、内腔、焊接面以及台阶进行精铣处理。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
本发明提供一种带内腔的无氧铜背板的制备方法，所述制备方法解决了带内腔背板加工过程中的变形问题，提高了背板的平面度，制备得到的无氧铜背板的晶粒在29.53～31.72μm，硬度达到≥350HV，密度在19.35g/cm3，尺寸平面度在≤0.3mm，且不易变形。
附图说明
图1为本发明制备得到的带内腔的无氧铜背板的结构示意图。
下面对本发明进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下：
实施例1
本实施例提供一种带内腔的无氧铜背板的制备方法，其结构如图1所示，所述制备方法包括：
对无氧铜坯料依次进行锻伸处理，所述锻伸处理包括对所述无氧铜坯料依次进行镦粗处理以及拔长处理，所述镦粗处理至所述无氧铜坯料原长度的50％，所述拔长处理至所述无氧铜坯料原长度的120％，所述镦粗处理以及拔长处理重复2次，所述锻伸处理的温度为490℃；
进行第一热处理，所述第一热处理的温度为345℃，时间为122min；
进行冷轧处理，所述冷轧处理后所述无氧铜坯料的长度为原长度的270％，宽度为原宽度的180％；
进行第二热处理，所述第二热处理的温度为295℃，时间为32min；
进行校平处理，所述校平处理后所述无氧铜坯料的平面度≤1mm；
对所述无氧铜坯料的上下平面、两长边以及两短边进行粗铣处理并挖槽；
进行第三热处理，所述第三热处理的温度为445℃，时间为305min；
对无氧铜背板的外形轮廓、内腔、焊接面以及台阶进行精铣处理。
实施例2
本实施例提供一种带内腔的无氧铜背板的制备方法，其结构如图1所示，所述制备方法包括：
对无氧铜坯料依次进行锻伸处理，所述锻伸处理包括对所述无氧铜坯料依次进行镦粗处理以及拔长处理，所述镦粗处理至所述无氧铜坯料原长度的60％，所述拔长处理至所述无氧铜坯料原长度的130％，所述镦粗处理以及拔长处理重复2次，所述锻伸处理的温度为510℃；
进行第一热处理，所述第一热处理的温度为355℃，时间为118min；
进行冷轧处理，所述冷轧处理后所述无氧铜坯料的长度为原长度的280％，宽度为原宽度的190％；
进行第二热处理，所述第二热处理的温度为305℃，时间为28min；
进行校平处理，所述校平处理后所述无氧铜坯料的平面度≤1mm；
对所述无氧铜坯料的上下平面、两长边以及两短边进行粗铣处理并挖槽；
进行第三热处理，所述第三热处理的温度为455℃，时间为29min；
对无氧铜背板的外形轮廓、内腔、焊接面以及台阶进行精铣处理。
实施例3
本实施例提供一种带内腔的无氧铜背板的制备方法，其结构如图1所示，所述制备方法包括：
对无氧铜坯料依次进行锻伸处理，所述锻伸处理包括对所述无氧铜坯料依次进行镦粗处理以及拔长处理，所述镦粗处理至所述无氧铜坯料原长度的52％，所述拔长处理至所述无氧铜坯料原长度的122％，所述镦粗处理以及拔长处理重复3次，所述锻伸处理的温度为495℃；
进行第一热处理，所述第一热处理的温度为348℃，时间为121min；
进行冷轧处理，所述冷轧处理后所述无氧铜坯料的长度为原长度的272％，宽度为原宽度的182％；
进行第二热处理，所述第二热处理的温度为298℃，时间为31min；
进行校平处理，所述校平处理后所述无氧铜坯料的平面度≤1mm；
对所述无氧铜坯料的上下平面、两长边以及两短边进行粗铣处理并挖槽；
进行第三热处理，所述第三热处理的温度为448℃，时间为303min；
对无氧铜背板的外形轮廓、内腔、焊接面以及台阶进行精铣处理。
实施例4
本实施例提供一种带内腔的无氧铜背板的制备方法，其结构如图1所示，所述制备方法包括：
对无氧铜坯料依次进行锻伸处理，所述锻伸处理包括对所述无氧铜坯料依次进行镦粗处理以及拔长处理，所述镦粗处理至所述无氧铜坯料原长度的68％，所述拔长处理至所述无氧铜坯料原长度的128％，所述镦粗处理以及拔长处理重复5次，所述锻伸处理的温度为505℃；
进行第一热处理，所述第一热处理的温度为352℃，时间为119min；
进行冷轧处理，所述冷轧处理后所述无氧铜坯料的长度为原长度的288％，宽度为原宽度的188％；
进行第二热处理，所述第二热处理的温度为302℃，时间为29min；
进行校平处理，所述校平处理后所述无氧铜坯料的平面度≤1mm；
对所述无氧铜坯料的上下平面、两长边以及两短边进行粗铣处理并挖槽；
进行第三热处理，所述第三热处理的温度为453℃，时间为298min；
对无氧铜背板的外形轮廓、内腔、焊接面以及台阶进行精铣处理。
实施例5
本实施例提供一种带内腔的无氧铜背板的制备方法，其结构如图1所示，所述制备方法包括：
对无氧铜坯料依次进行锻伸处理，所述锻伸处理包括对所述无氧铜坯料依次进行镦粗处理以及拔长处理，所述镦粗处理至所述无氧铜坯料原长度的60％，所述拔长处理至所述无氧铜坯料原长度的125％，所述镦粗处理以及拔长处理重复2次，所述锻伸处理的温度为500℃；
进行第一热处理，所述第一热处理的温度为350℃，时间为120min；
进行冷轧处理，所述冷轧处理后所述无氧铜坯料的长度为原长度的275％，宽度为原宽度的183％；
进行第二热处理，所述第二热处理的温度为300℃，时间为30min；
进行校平处理，所述校平处理后所述无氧铜坯料的平面度≤1mm；
对所述无氧铜坯料的上下平面、两长边以及两短边进行粗铣处理并挖槽；
进行第三热处理，所述第三热处理的温度为450℃，时间为300min；
对无氧铜背板的外形轮廓、内腔、焊接面以及台阶进行精铣处理。
对比例1
本对比例除了不进行锻伸处理外，其余条件均与实施例5相同。
对比例2
本对比例除了不进行冷轧处理外，其余条件均与实施例5相同。
对比例3
本对比例除了不进行第一热处理外，其余条件均与实施例5相同。
对比例4
本对比例除了不进行第二热处理外，其余条件均与实施例5相同。
对比例5
本对比例除了不进行第三热处理外，其余条件均与实施例5相同。
采用GB/T 11337-2004的方法对实施例1-5以及对比例1-5提供的带内腔的无氧铜背板的平面度进行测试，采用GB/T4340-2009带内腔的无氧铜背板的维氏硬度进行测试，采用GB/T6394-2017对带内腔的无氧铜背板的晶粒度进行测试，对其结果如表1所示。
表1
Figure BDA0003137115470000091
Figure BDA0003137115470000101
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征，但本发明并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种带内腔的无氧铜背板的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
对无氧铜坯料依次进行锻伸处理、第一热处理、冷轧处理、第二热处理、粗铣处理、挖槽、第三热处理以及精铣处理。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述锻伸处理包括对所述无氧铜坯料依次进行镦粗处理以及拔长处理；
优选地，所述镦粗处理至所述无氧铜坯料原长度的50～60％；
优选地，所述拔长处理至所述无氧铜坯料原长度的120～130％；
优选地，所述镦粗处理以及拔长处理重复至少2次；
优选地，所述锻伸处理的温度为490～510℃。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述第一热处理的温度为345～355℃；
优选地，所述第一热处理的时间为118～122min。
4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述冷轧处理后所述无氧铜坯料的长度为原长度的270～280％，宽度为原宽度的180～190％。
5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述第二热处理的温度为295～305℃；
优选地，所述第二热处理的时间为28～32min。
6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述第二热处理后进行校平处理；
优选地，所述校平处理后所述无氧铜坯料的平面度≤1mm。
7.根据权利要求1-6任一项所述的制备方法，其特征在于，所述粗铣处理的区域包括所述无氧铜坯料的上下平面、两长边以及两短边。
8.根据权利要求1-7任一项所述的制备方法，其特征在于，所述第三热处理的温度为445～455℃；
优选地，所述第三热处理的时间为295～305min。
9.根据权利要求1-8任一项所述的制备方法，其特征在于，所述精铣处理的区域包括所述无氧铜背板的外形轮廓、内腔、焊接面以及台阶。
10.根据权利要求1-9任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
对无氧铜坯料依次进行锻伸处理，所述锻伸处理包括对所述无氧铜坯料依次进行镦粗处理以及拔长处理，所述镦粗处理至所述无氧铜坯料原长度的50～60％，所述拔长处理至所述无氧铜坯料原长度的120～130％，所述镦粗处理以及拔长处理重复至少2次，所述锻伸处理的温度为490～510℃；
进行第一热处理，所述第一热处理的温度为345～355℃，时间为118～122min；
进行冷轧处理，所述冷轧处理后所述无氧铜坯料的长度为原长度的270～280％，宽度为原宽度的180～190％；
进行第二热处理，所述第二热处理的温度为295～305℃，时间为28～32min；
进行校平处理，所述校平处理后所述无氧铜坯料的平面度≤1mm；
对所述无氧铜坯料的上下平面、两长边以及两短边进行粗铣处理并挖槽；
进行第三热处理，所述第三热处理的温度为445～455℃，时间为295～305min；
对无氧铜背板的外形轮廓、内腔、焊接面以及台阶进行精铣处理。
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