CN215251133U - 一种金属靶 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种金属靶，其特征在于由圆柱状靶基体与铝材质的螺纹底座通过销钉连接组合而成，其中靶基体与铝材质的螺纹底座以凸凹面结构嵌套而成，凸凹面中间夹有过渡层，过渡层为石墨薄片。该靶产品大幅改善了靶的散热效率，在镀膜工作中，工作更加稳定，不易出现金属液滴飞溅污染膜层的质量问题，具有良好的商业应用前景。
Description
技术领域
本实用新型属于镀膜材料技术领域，更具体地，涉及金属靶材产品。
背景技术
真空镀膜即物理气相沉积技术，具有膜/基结合力好、薄膜均匀致密、薄膜厚度可控性好、应用的靶材广泛、溅射范围宽、可沉积厚膜、可制取成分稳定的合金膜和重复性好等优点，近些年来得到快速的发展和工业化应用，
有效的膜层不仅可以提高材料抵御环境的能力，还可以赋予材料表面新的机械性能、装饰功能甚至特殊功能，而膜层的质量不仅取决于镀膜工艺，更取决于膜层材料。
金属锆具有优异的耐腐蚀性能，作为靶材用于真空镀膜所形成的膜层不仅具有优异的耐腐蚀性能，还可以形成氮化锆、碳化锆、氧化锆等陶瓷涂层而具有耐划伤的表面及陶瓷质感的外观，并且可以形成多种色彩。由于金属锆的膜层具有多种优异的性能，近些年作为靶材已广泛应用在各种金属制品、陶瓷制品及塑料制品表面镀膜上。
现有的锆靶材多以圆柱靶、板靶、管靶形式使用，其中圆柱靶也称为弧靶，由于镀膜效率较高，使用较多。作为圆柱靶材产品整体采用锆金属一体加工而成，但由于锆金属的导热系数较低，只有23w/m.k，因此导热散热较差，容易在溅射面表面形成较深的熔池，产生金属液滴的飞溅等问题，形成产品缺陷，如何提高锆靶材的散热效率是目前行业中面临的一个技术问题。
发明内容
本实用新型旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。
为此，本实用新型的一个目的在于提出一种金属靶产品，其特征在于所述金属靶由圆柱状靶基体(1)与铝材质的螺纹底座(2)通过销钉(4)连接组合而成，其中靶基体与铝材质的螺纹底座以凸凹面结构嵌套而成，凸凹面中间夹有过渡层(3)，过渡层为石墨薄片。
本实用新型的金属靶，将传统的金属靶体分割为靶基体和螺纹底座及过渡层三部分，靶基体作为功能体发挥靶材溅射源的作用，而螺纹底座部分仍然通过螺纹(5)与镀膜腔室起连接作用，并采用导热系数和膨胀系数均较高的铝材质制备而成，本实用新型将靶材基体连接面与螺纹底座连接处设计成凸凹形结构，采用销钉并进行嵌套连接，优选进行过盈配合连接，以便于连接的稳固性，由于在靶材溅射使用过程中靶材基体受热膨胀，而螺纹底座采用水冷却膨胀小，因此此种设计更有利于连接的稳固性，有效防止了靶材使用过程中的脱落。
本实用新型的金属靶，在靶基体与铝材质的螺纹底座的凸凹面嵌套结构中间设计有过渡层材料，该过渡层选用导热好而且在高温下稳定的石墨薄片，大幅改善了靶基体与螺纹底座的传热效果，导热石墨薄片优选导热系数大于800w/m.k的石墨箔，厚度在100um到1mm之间，过渡层的存在不但消除了热阻，而且将镀膜时溅射面上的点受热通过石墨薄片转变为面散热，而传导给铝材质的螺纹底座，通过水冷循环系统将热量带走。
本实用新型金属靶，采用的铝合金材质具有导热系数大，有利于靶材基体的传热和散热，优选7系航空铝材，该材料兼具高强度高散热耐腐蚀，使用效果更佳。同时，铝合金材质膨胀系数大，更利于过盈配合的方案实施，保证了连接的稳固性。
本实用新型的靶材设计，充分发挥了三种材料的特殊属性，最大程度的改善了靶基体溅射面的散热效果，有利于靶材基体在溅射过程中弧源的稳定，不易于形成过深的熔池，产生熔体的飞溅而污染所镀制膜层。
本实用新型的靶材设计，特别适合于导热系数低，不易于加工，材料昂贵的金属锆、锆合金、金属钛、钛合金、金属铬靶。
本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
图1为一种金属靶的示意图
具体实施方式
为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
结合附图1，通过实例对本实用新型说明如下，附图1为本实用新型的金属靶示意图，1为金属锆靶基体，直径100mm，高度40mm，凸台尺寸直径40mm，采用负公差(0–-0.05mm)，高度5mm，材质为R60702，2为铝材质的螺纹底座，材质为7075铝合金，凹台直径40mm，采用正公差(0，+0.05mm)，凹槽深度5.2mm，3为导热系数为1200w/m.k的石墨圆形薄片，尺寸直径为40mm，厚度0.2mm，装配工艺为：将螺纹底座加热到500度，然后将石墨薄片和靶基体凸台嵌套入螺纹底座的凹槽中，然后采用金属铁钉从侧面进行连接固定，从而制作完成本实用新型的靶体。
本实用新型的锆金属靶在镀膜应用过程中螺纹底座的平面与冷却水接触，因此铝合金螺纹底座作为冷端，而锆金属靶材基体作为工作面，接收溅射弧源的轰击，作为热端，铝合金导热系数为170w/m.k，比金属锆(23w/m.k)的导热系数大的多，因此更有利于对锆金属靶材基体进行散热。金属销钉增强了螺纹结构和锆金属靶材基体更加牢固的连接，有效防止了在镀膜工作过程中由于反复的热胀冷缩导致的可能结构的松脱。本实用新型具有优异的散热条件，可以有效防止锆金属液滴飞溅污染膜层的现象。作为对比例，传统的锆金属靶材为一体结构，即靶材基体和螺纹底座均为锆金属构成，而且没有连接结构，在同等条件下进行镀膜工作，则极易出现锆金属液滴飞溅污染膜层的现象。
由本实施例可以看出，采用本实用新型的锆金属靶材作为镀膜用产品，冷却更加充分，工作更加稳定，不易于出现膜层飞溅污染等质量问题，具有良好的商业应用价值。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种金属靶，其特征在于所述金属靶由圆柱状靶基体(1)与铝材质的螺纹底座(2)通过销钉(4)连接组合而成，其中靶基体与铝材质的螺纹底座以凸凹面结构嵌套而成，凸凹面中间夹有过渡层(3)，过渡层为石墨薄片。
2.如权利要求1所述的一种金属靶，其特征在于石墨薄片的导热系数大于800w/m.K。
3.如权利要求1所述的一种金属靶，其特征在于铝材质为7系铝合金。
4.如权利要求1所述的一种金属靶，其特征在于靶基体为金属锆、锆合金、金属钛、钛合金、金属铬中的一种。
Priority Applications (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114959601A (zh) * | 2022-06-09 | 2022-08-30 | 先导薄膜材料有限公司 | 一种平面靶材的绑定方法 |
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2021
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Cited By (2)
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| CN114959601A (zh) * | 2022-06-09 | 2022-08-30 | 先导薄膜材料有限公司 | 一种平面靶材的绑定方法 |
| CN114959601B (zh) * | 2022-06-09 | 2023-09-29 | 先导薄膜材料(安徽)有限公司 | 一种平面靶材的绑定方法 |
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