CN116143547A - 一种降低烧结后ito平面靶翘曲的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于ITO靶材领域，具体涉及一种降低烧结后ITO平面靶翘曲的方法，在翘曲的ITO平面靶的翘曲的位置的表面施加6‑20N的力，然后升温至850‑950℃，保温一段时间，最后升温至1500～1600℃，保温一段时间。采用本发明的方法具有精度高、靶材受损小的优势。
Description
技术领域
本发明属于ITO靶材领域，具体涉及一种降低烧结后ITO平面靶翘曲的方法。
背景技术
ITO靶材经过溅射成膜后，由于其独特的物理化学特性，如高的光透过率、高的导电性以及强的紫外光吸收性，因而被广泛应用在液晶显示、太阳能电池以及军事领域等。ITO平面靶作为目前靶材应用行业的主流产品，其主要烧结方式为常压烧结，然而在烧结过程中，由于靶坯自身存在密度差、烧结炉内温度不均匀等因素，极易造成烧结后靶坯产生很大的翘曲，从而导致靶坯的预留量不够，只能报废或者降级处理，从而导致靶坯成品率低，大大提高了生产成本。
本案解决的技术问题在于：如何高精度、高合格率的对翘曲ITO靶材进行校正。
发明内容
本发明的目的是提供一种降低烧结后ITO平面靶翘曲的方法，采用本发明的方法具有精度高、靶材受损小的优势。
本发明的技术方案为：
一种降低烧结后ITO平面靶翘曲的方法，在翘曲的ITO平面靶的翘曲的位置的表面施加6-20N的力，然后升温至850-950℃，保温一段时间，最后升温至1500～1600℃，保温一段时间。
本发明适用的ITO平面靶为：选用成分比为In2O3：SnO2＝90:10的ITO靶材，靶材的长、宽、后分别为1000*250*12mm。
需要说明的是，本发明定义翘曲程度的方法为：
将尺寸为1000*250*12mm的靶材放到一个平面上，测量靶材的边缘和平面之间的最大间距，即可定义为翘曲程度。
在上述的降低烧结后ITO平面靶翘曲的方法中，包括如下步骤：
步骤1：将ITO平面靶放置在平面上；
步骤2：施加6-20N的力至翘曲的位置的表面，力的大小和翘曲程度呈正相关；
步骤3：升温至850-950℃，保温一段时间；
步骤4：升温至1500～1600℃，保温一段时间。
在上述的降低烧结后ITO平面靶翘曲的方法中，还包括步骤5：降温至室温。
在上述的降低烧结后ITO平面靶翘曲的方法中，ITO平面靶的翘曲程度为3-10mm；
翘曲程度为3-5mm时，压力为6-7.5N；
翘曲程度为5-7mm时，压力为7.5-10N；
翘曲程度为7-10mm时，压力为10-20N。
在上述的降低烧结后ITO平面靶翘曲的方法中，步骤2中，在ITO平面靶的表面施加力的方式为：将与ITO平面靶表面不反应、不粘结的块状材料放到ITO平面靶的表面；
所述平面和ITO平面靶之间铺设有与ITO平面靶表面不反应、不粘结的耐高温粉末。
在上述的降低烧结后ITO平面靶翘曲的方法中，所述块状材料为氧化铝块、氧化锆块或氧化镁块；所述耐高温粉末为氧化铝、氧化锡、氧化锆或氧化镁；所述平面为D承烧板。
在上述的降低烧结后ITO平面靶翘曲的方法中，所述步骤3的升温速度为2～10℃/min，保温时间为5～10h；所述步骤4的升温速度为2～5℃/min，保温时间为5～50h。
在上述的降低烧结后ITO平面靶翘曲的方法中，所述降温速度为5～10℃/min。
本发明的有益效果如下：
本发明利用ITO靶材在高温下的可塑性，通过施加外力作用，减小烧结后靶坯的翘曲度，降低生产不良成本。
本发明的优势在于：通过本发明的方法校正后，平整度高、产品合格率高。
达到上述优势，必须采用以下手段：
1.较小且合适的压力；2.需要一个预热的平台温度段；3.需要一个接近于熔融温度的平台温度段。
其中，第一点和第二点尤为重要，压力过大的话，在高温下靶材的自身强度降低，无法承受大的压力而出现开裂的不良现象；如果没有预热阶段或预热时间过短，靶材表面吸收的热量会远大于内部吸收的热量，从而产生温度差，出现较大热应力导致靶材曲翘进一步加大；
当炉内温度达到1500～1600℃后，在高温作用下，靶材的可塑性增强，可在适当外力施加的作用发生变形而不会导致靶材开裂，从而达到校平靶材的目的；
基于以上三个手段，可以实现高精度、高合格率的校平。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，对本发明的技术方案作进一步的详细说明，但不构成对本发明的任何限制。
实施例1
选用烧结后尺寸为1000*250*12mm并且翘曲度为5mm的ITO平面靶靶坯，放置在水平度为0.05mm的承烧板上。将耐高温粉末倒入50目筛网中，通过敲打筛网边缘使耐高温粉料在ITO平面靶翘曲位置均匀铺上一层。然后将重量为0.75kg的高纯氧化铝块放置在铺上耐高温粉料的ITO靶材翘曲位置。选用3℃/min升温至900℃，保温5h，然后采用2℃/min升温至1550℃，保温30h，最后采用5℃/min降温至室温，得到翘曲度为0.8mm的ITO平面靶靶坯。
实施例2
选用烧结后尺寸为1000*250*12mm并且翘曲度为5mm的ITO平面靶靶坯，放置在水平度为0.05mm的承烧板上。将耐高温粉末倒入50目筛网中，通过敲打筛网边缘使耐高温粉料在ITO平面靶翘曲位置均匀铺上一层。然后将重量为1kg的高纯氧化铝块放置在铺上耐高温粉料的ITO靶材翘曲位置。选用3℃/min升温至900℃，保温5h，然后采用2℃/min升温至1550℃，保温30h，最后采用5℃/min降温至室温，得到翘曲度为0.1mm的ITO平面靶靶坯。
实施例3
选用烧结后尺寸为1000*250*12mm并且翘曲度为7mm的ITO平面靶靶坯，放置在水平度为0.05mm的承烧板上。将耐高温粉末倒入50目筛网中，通过敲打筛网边缘使耐高温粉料在ITO平面靶翘曲位置均匀铺上一层。然后将重量为1kg的高纯氧化铝块放置在铺上耐高温粉料的ITO靶材翘曲位置。选用3℃/min升温至860℃，保温10h，然后采用2℃/min升温至1550℃，保温30h，最后采用5℃/min降温至室温，得到翘曲度为0.1mm的ITO平面靶靶坯。
实施例4
选用烧结后尺寸为1000*250*12mm并且翘曲度为9mm的ITO平面靶靶坯，放置在水平度为0.05mm的承烧板上。将耐高温粉末倒入50目筛网中，通过敲打筛网边缘使耐高温粉料在ITO平面靶翘曲位置均匀铺上一层。然后将重量为1.2kg的高纯氧化铝块放置在铺上耐高温粉料的ITO靶材翘曲位置。选用3℃/min升温至860℃，保温5h，然后采用5℃/min升温至1550℃，保温30h，最后采用5℃/min降温至室温，得到翘曲度为0.1mm的ITO平面靶靶坯。
实施例5
选用烧结后尺寸为1000*250*12mm并且翘曲度为10mm的ITO平面靶靶坯，放置在水平度为0.05mm的承烧板上。将耐高温粉末倒入50目筛网中，通过敲打筛网边缘使耐高温粉料在ITO平面靶翘曲位置均匀铺上一层。然后将重量为1.5kg的高纯氧化铝块放置在铺上耐高温粉料的ITO靶材翘曲位置。选用3℃/min升温至860℃，保温5h，然后采用4℃/min升温至1600℃，保温10h，最后采用5℃/min降温至室温，得到翘曲度为0.5mm的ITO平面靶靶坯。
实施例6
选用烧结后尺寸为1000*250*12mm并且翘曲度为3mm的ITO平面靶靶坯，放置在水平度为0.05mm的承烧板上。将耐高温粉末倒入50目筛网中，通过敲打筛网边缘使耐高温粉料在ITO平面靶翘曲位置均匀铺上一层。然后将重量为1.5kg的高纯氧化铝块放置在铺上耐高温粉料的ITO靶材翘曲位置。选用3℃/min升温至860℃，保温5h，然后采用2℃/min升温至1600℃，保温10h，最后采用5℃/min降温至室温，得到翘曲度为0.1mm的ITO平面靶靶坯。
对比例1
选用烧结后尺寸为1000*250*12mm并且翘曲度为5mm的ITO平面靶靶坯，放置在水平度为0.05mm的承烧板上。将耐高温粉末倒入50目筛网中，通过敲打筛网边缘使耐高温粉料在ITO平面靶翘曲位置均匀铺上一层。然后将重量为0.75kg的高纯氧化铝块放置在铺上耐高温粉料的ITO靶材翘曲位置。选用3℃/min升温至900℃，保温5h，然后采用2℃/min升温至1300℃，保温30h，最后采用5℃/min降温至室温，得到翘曲度为4.5mm的ITO平面靶靶坯。
可见，在相对较低的温度下，靶材的可塑性较差，自身具备的强度较高，因而无法简单通过施加外力来达到降低翘曲的目的。
对比例2
选用烧结后尺寸为1000*250*12mm并且翘曲度为5mm的ITO平面靶靶坯，放置在水平度为0.05mm的承烧板上。将耐高温粉末倒入50目筛网中，通过敲打筛网边缘使耐高温粉料在ITO平面靶翘曲位置均匀铺上一层。然后将重量为0.75kg的高纯氧化铝块放置在铺上耐高温粉料的ITO靶材翘曲位置。采用5℃/min升温至1550℃，保温30h，最后采用5℃/min降温至室温，得到翘曲度为1.8mm的ITO平面靶靶坯。
导致该结果的原因在于：升温速率太快，靶材内外的温度差过高，产生的热应力较大，导致靶材产生翘曲。
对比例3
选用烧结后尺寸为1000*250*12mm并且翘曲度为5mm的ITO平面靶靶坯，放置在水平度为0.05mm的承烧板上。将耐高温粉末倒入50目筛网中，通过敲打筛网边缘使耐高温粉料在ITO平面靶翘曲位置均匀铺上一层。然后将重量为4kg的高纯氧化铝块放置在铺上耐高温粉料的ITO靶材翘曲位置。选用3℃/min升温至900℃，保温5h，然后采用2℃/min升温至1550℃，保温30h，最后采用5℃/min降温至室温，靶材出现了开裂。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种降低烧结后ITO平面靶翘曲的方法，其特征在于，在翘曲的ITO平面靶的翘曲的位置的表面施加6-20N的力，然后升温至850-950℃，保温一段时间，最后升温至1500～1600℃，保温一段时间。
2.根据权利要求1所述的降低烧结后ITO平面靶翘曲的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：将ITO平面靶放置在平面上；
步骤2：施加6-20N的力至翘曲的位置的表面，力的大小和翘曲程度呈正相关；
步骤3：升温至850-950℃，保温一段时间；
步骤4：升温至1500～1600℃，保温一段时间。
3.根据权利要求2所述的降低烧结后ITO平面靶翘曲的方法，其特征在于，还包括步骤5：降温至室温。
4.根据权利要求2所述的降低烧结后ITO平面靶翘曲的方法，其特征在于，ITO平面靶的翘曲程度为3-10mm；
翘曲程度为3-5mm时，压力为6-7.5N；
翘曲程度为5-7mm时，压力为7.5-10N；
翘曲程度为7-10mm时，压力为10-20N。
5.根据权利要求2所述的降低烧结后ITO平面靶翘曲的方法，其特征在于，步骤2中，在ITO平面靶的表面施加力的方式为：将与ITO平面靶表面不反应、不粘结的块状材料放到ITO平面靶的表面；
所述平面和ITO平面靶之间铺设有与ITO平面靶表面不反应、不粘结的耐高温粉末。
6.根据权利要求5所述的降低烧结后ITO平面靶翘曲的方法，其特征在于，所述块状材料为氧化铝块、氧化锆块或氧化镁块；所述耐高温粉末为氧化铝、氧化锡、氧化锆或氧化镁；所述平面为D承烧板。
7.根据权利要求2所述的降低烧结后ITO平面靶翘曲的方法，其特征在于，所述步骤3的升温速度为2～10℃/min，保温时间为5～10h；所述步骤4的升温速度为2～5℃/min，保温时间为5～50h。
8.根据权利要求3所述的降低烧结后ITO平面靶翘曲的方法，其特征在于，所述降温速度为5～10℃/min。
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