一種alcu合金靶材制備方法

技術(shù)領(lǐng)域

1.本發(fā)明涉及真空鍍膜領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，它涉及一種alcu合金靶材制備方法。

背景技術(shù)：

2.在高純鋁中加入微量的銅元素，制備的alcu合金具有優(yōu)異的導(dǎo)電性廣泛應(yīng)用于顯示和半導(dǎo)體行業(yè)，常規(guī)alsi合金靶材因其導(dǎo)電性一般而逐步被alcu合金靶材替代。常規(guī)alcu合金靶材一般都通過(guò)熔煉澆鑄后通過(guò)加工獲得，其表面缺陷較多，經(jīng)常會(huì)有氣孔存在。

3.因此需要提出一種新的方案來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

4.針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種alcu合金靶材制備方法，通過(guò)粉末冶金的方法獲得原料后加工制備的靶材可以獲得均勻的化學(xué)成分及表面質(zhì)量。

5.本發(fā)明的上述技術(shù)目的是通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：一種alcu合金靶材制備方法，包括以下步驟：

6.s1：選用5n納米al粉末和納米cu粉末作為原料，按照原子質(zhì)量份數(shù)，將99％～99.9％的al粉末、0.1％～1％的cu粉體倒入真空氣霧化設(shè)備中，溫度1000～1200℃，壓力3～5mpa，制備alcu合金粉末；

7.s2：將所述合金粉末進(jìn)行壓制成型，得到alcu合金圓棒形毛坯；

8.s3：將所述合金圓棒形毛坯進(jìn)行擠壓成型，擠壓后快速冷卻產(chǎn)品，得到alcu合金毛坯管靶材或者平面圓靶材；

9.s4：將上述靶材進(jìn)行退火；

10.s5：將上述合金毛坯管靶材與6系鋁合金加工后焊接并加工得到alcu旋轉(zhuǎn)靶材；將上述合金毛坯平面圓靶材加工后與cu背板涂銦綁定并加工得到alcu平面靶材。

11.本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為：在s1步驟中，al粉和cu粉的規(guī)格均選用d50為60～100um。

12.本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為：在s2步驟中，壓制成型的設(shè)備為四柱液壓機(jī)，壓力為400～600mpa，保壓時(shí)間5～10min。

13.本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為：在步驟s3中，擠壓成型設(shè)備為5kt擠壓機(jī)，擠壓溫度為300～400℃，毛坯的加熱溫度為300～400℃。

14.本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為：在s3步驟中，平面圓靶材通過(guò)正向擠壓或反向擠壓完成。

15.本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為：在s3步驟中，管靶材通過(guò)反向擠壓完成。

16.本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為：在s4步驟中，退火溫度為250～400℃，保溫時(shí)間為1～3h，退火冷卻方式為隨爐冷卻。

17.本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為：在s5步驟中，綁定的步驟包括準(zhǔn)備合金毛坯平面圓靶材和cu背板，啟動(dòng)加熱平臺(tái)，粘貼高溫膠帶保護(hù)不需要綁定的區(qū)域，涂抹加熱的銦液在靶材與背板的結(jié)合處，靶材與背板對(duì)接校平，去掉高溫膠帶，完成綁定。

18.綜上所述，本發(fā)明具有以下有益效果：

19.(1)本發(fā)明的原料是通過(guò)粉末冶金的方法獲得，相同的原料比例下純度更高；

20.(2)本發(fā)明的擠壓工藝方法為反向擠壓操作，非常規(guī)正常擠壓，從而制備的管靶材沒(méi)有焊接融和線影響鍍膜效果，且擠壓的原料不需要陶孔處理更省原料；

21.(3)本發(fā)明制備的alcu靶材的純度≥99.99％，表面無(wú)缺陷，平均晶粒尺寸為100～150um，相同原料比例下密度約更高，具有更高的質(zhì)量。

具體實(shí)施方式

22.下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。

23.本發(fā)明提供一種alcu合金靶材制備方法，包括以下步驟：

24.s1：選用5n納米al粉末和納米cu粉末作為原料，al粉和cu粉的規(guī)格均選用d50為60～100um。按照原子質(zhì)量份數(shù)，將99％～99.9％的al粉末、0.1％～1％的cu粉體倒入真空氣霧化設(shè)備中，溫度1000～1200℃，壓力3～5mpa，制備alcu合金粉末。

25.s2：將所述合金粉末進(jìn)行壓制成型，所述壓制成型的設(shè)備為四柱液壓機(jī)，壓力為400～600mpa，保壓時(shí)間5～10min，得到alcu合金圓棒形毛坯。

26.s3：將所述合金圓棒形毛坯進(jìn)行擠壓成型，所述擠壓成型設(shè)備為5kt擠壓機(jī)，擠壓工藝為反向擠壓，擠壓溫度為300～400℃，毛坯的加熱溫度為300～400℃，擠壓后快速冷卻產(chǎn)品，得到alcu合金毛坯管靶材或者平面圓靶材；平面圓靶材可以通過(guò)正向擠壓和反向擠壓完成，而管靶材需要把圓棒形毛坯掏孔后用穿孔針才能正向擠壓會(huì)很浪費(fèi)原料，不掏孔用分流模具擠壓成品會(huì)有焊合線存在影響靶材鍍膜的濺射效果；而反向擠壓可以直接擠壓制造管靶材和平面圓靶材。

27.s4：將所述靶材進(jìn)行退火，退火溫度為250～400℃，保溫時(shí)間為1～3h，退火冷卻方式為隨爐冷卻。

28.s5：將所述合金毛坯管靶材與6系鋁合金加工后焊接并加工得到alcu旋轉(zhuǎn)靶材；將上述合金毛坯平面圓靶材加工后與cu背板涂銦綁定并加工得到alcu平面靶材。綁定的步驟：準(zhǔn)備毛坯平面圓靶材和cu背板，啟動(dòng)加熱平臺(tái)，粘貼高溫膠帶保護(hù)不需要綁定的區(qū)域，涂抹加熱的銦液在靶材與背板的結(jié)合處，靶材與背板對(duì)接校平，去掉高溫膠帶，完成綁定。

29.以下選用具體的實(shí)施案例進(jìn)行對(duì)比說(shuō)明：

30.實(shí)施例1：

31.s1：選用5n納米al粉末和納米cu粉末作為原料，al粉和cu粉的規(guī)格均選用d50為60um；按照原子質(zhì)量份數(shù)，將99％的al粉末、1％的cu粉體倒入真空氣霧化設(shè)備中，制備alcu合金粉末。

32.s2：將所述合金粉末進(jìn)行壓制成型，所述壓制成型的設(shè)備為四柱液壓機(jī)，壓力為400mpa，保壓時(shí)間6min，得到alcu合金毛坯。

33.s3：將所述合金毛坯進(jìn)行擠壓成型，所述擠壓成型設(shè)備為5kt擠壓機(jī)，擠壓工藝為反向擠壓，擠壓溫度為350℃，毛坯的加熱溫度為350℃，擠壓后快速冷卻產(chǎn)品，得到alcu合金毛坯管靶材。

34.s4：將所述靶材進(jìn)行退火，退火溫度為300℃，保溫時(shí)間為1.2h，退火冷卻方式為隨爐冷卻。

35.s5：將所述合金毛坯管靶材與6061鋁合金加工后焊接并加工得到alcu旋轉(zhuǎn)靶材。

36.實(shí)施例2：

37.s1：選用5n納米al粉末和納米cu粉末作為原料，al粉和cu粉的規(guī)格均選用d50為80um；按照原子質(zhì)量份數(shù)，將99.9％的al粉末、0.1％的cu粉體倒入真空氣霧化設(shè)備中，制備alcu合金粉末。

38.s2：將所述合金粉末進(jìn)行壓制成型，所述壓制成型的設(shè)備為四柱液壓機(jī)，壓力為600mpa，保壓時(shí)間10min，得到alcu合金毛坯。

39.s3：將所述合金毛坯進(jìn)行擠壓成型，所述擠壓成型設(shè)備為5kt擠壓機(jī)，擠壓工藝為反向擠壓，擠壓溫度為300℃，毛坯的加熱溫度為300℃，擠壓后快速冷卻產(chǎn)品，得到alcu合金毛坯管靶材。

40.s4：將所述靶材進(jìn)行退火，退火溫度為400℃，保溫時(shí)間為2h，退火冷卻方式為隨爐冷卻。

41.s5：將所述合金毛坯管靶材與6082鋁合金加工后焊接并加工得到alcu旋轉(zhuǎn)靶材。

42.實(shí)施例3：

43.s1：選用5n納米al粉末和5n納米cu粉末作為原料，al粉和cu粉的規(guī)格均選用d50為100um；按照原子質(zhì)量份數(shù)，將99.5％的al粉末、0.5％的cu粉體倒入真空氣霧化設(shè)備中，制備alcu合金粉末。

44.s2：將所述合金粉末進(jìn)行壓制成型，所述壓制成型的設(shè)備為四柱液壓機(jī)，壓力為500mpa，保壓時(shí)間8min，得到alcu合金毛坯。

45.s3：將所述合金毛坯進(jìn)行擠壓成型，所述擠壓成型設(shè)備為5kt擠壓機(jī)，擠壓工藝為反向擠壓，擠壓溫度為400℃，毛坯的加熱溫度為400℃，擠壓后快速冷卻產(chǎn)品，得到alcu合金毛坯平面圓靶材。

46.s4：將所述靶材進(jìn)行退火，退火溫度為250℃，保溫時(shí)間為3h，退火冷卻方式為隨爐冷卻。

47.s5：將上述合金毛坯平面圓靶材加工后與cu背板涂銦綁定并加工得到alcu平面靶材。

48.對(duì)比例4：

49.s1：將選用99.999％純度的鋁錠與99.999％純度的銅錠作為原料，按照原子質(zhì)量份數(shù)，將99.5％的al錠、0.5％的cu錠加入真空熔煉設(shè)備中，澆鑄制備alcu合金錠。

50.s2：將所述合金錠加工掏孔后進(jìn)行擠壓成型，所述擠壓成型設(shè)備為5kt擠壓機(jī)，擠壓工藝為正向擠壓，擠壓溫度為350℃，毛坯的加熱溫度為300℃，擠壓后快速冷卻產(chǎn)品，得到alcu合金毛坯管靶材。

51.s3：將所述靶材進(jìn)行退火，退火溫度為400℃，保溫時(shí)間為2h，退火冷卻方式為隨爐冷卻。

52.s4：將所述合金毛坯管靶材與6082鋁合金加工后焊接并加工得到alcu旋轉(zhuǎn)靶材。

53.將上述實(shí)施例與對(duì)比例進(jìn)行對(duì)比如下表格所示：

[0054][0055]

與現(xiàn)有技術(shù)對(duì)比，本發(fā)明制備的alcu靶材具有以下特點(diǎn)：

[0056]

(1)本發(fā)明的原料是通過(guò)粉末冶金的方法獲得，相同的原料比例下純度更高；

[0057]

(2)本發(fā)明的擠壓工藝方法為反向擠壓操作，非常規(guī)正常擠壓，從而制備的管靶材沒(méi)有焊接融和線影響鍍膜效果，且擠壓的原料不需要陶孔處理更省原料；

[0058]

(3)本發(fā)明制備的alcu靶材的純度≥99.99％，表面無(wú)缺陷，平均晶粒尺寸為100～150um，相同原料比例下密度約更高，具有更高的質(zhì)量。

[0059]

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。技術(shù)特征：

1.一種alcu合金靶材制備方法，其特征在于，包括以下步驟：s1：選用5n納米al粉末和納米cu粉末作為原料，按照原子質(zhì)量份數(shù)，將99％～99.9％的al粉末、0.1％～1％的cu粉體倒入真空氣霧化設(shè)備中，溫度1000～1200℃，壓力3～5mpa，制備alcu合金粉末；s2：將所述合金粉末進(jìn)行壓制成型，得到alcu合金圓棒形毛坯；s3：將所述合金圓棒形毛坯進(jìn)行擠壓成型，擠壓后快速冷卻產(chǎn)品，得到alcu合金毛坯管靶材或者平面圓靶材；s4：將上述靶材進(jìn)行退火；s5：將上述合金毛坯管靶材與6系鋁合金加工后焊接并加工得到alcu旋轉(zhuǎn)靶材；將上述合金毛坯平面圓靶材加工后與cu背板涂銦綁定并加工得到alcu平面靶材。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種alcu合金靶材制備方法，其特征在于：在s1步驟中，al粉和cu粉的規(guī)格均選用d50為60～100um。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種alcu合金靶材制備方法，其特征在于：在s2步驟中，壓制成型的設(shè)備為四柱液壓機(jī)，壓力為400～600mpa，保壓時(shí)間5～10min。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種alcu合金靶材制備方法，其特征在于：在步驟s3中，擠壓成型設(shè)備為5kt擠壓機(jī)，擠壓溫度為300～400℃，毛坯的加熱溫度為300～400℃。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種alcu合金靶材制備方法，其特征在于：在s3步驟中，平面圓靶材通過(guò)正向擠壓或反向擠壓完成。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種alcu合金靶材制備方法，其特征在于：在s3步驟中，管靶材通過(guò)反向擠壓完成。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種alcu合金靶材制備方法，其特征在于：在s4步驟中，退火溫度為250～400℃，保溫時(shí)間為1～3h，退火冷卻方式為隨爐冷卻。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種alcu合金靶材制備方法，其特征在于：在s5步驟中，綁定的步驟包括準(zhǔn)備合金毛坯平面圓靶材和cu背板，啟動(dòng)加熱平臺(tái)，粘貼高溫膠帶保護(hù)不需要綁定的區(qū)域，涂抹加熱的銦液在靶材與背板的結(jié)合處，靶材與背板對(duì)接校平，去掉高溫膠帶，完成綁定。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開(kāi)了一種AlCu合金靶材制備方法，涉及真空鍍膜領(lǐng)域，旨在解決常規(guī)AlCu合金靶材氣孔、表面缺陷較多的問(wèn)題，其技術(shù)方案要點(diǎn)是：S1：按照原子質(zhì)量份數(shù)，將99％～99.9％的Al粉末、0.1％～1％的Cu粉體倒入真空氣霧化設(shè)備中，制備AlCu合金粉末；S2：將所述混合粉體進(jìn)行壓制成型，得到AlCu合金圓棒形毛坯；S3：將所述合金圓棒形毛坯進(jìn)行擠壓成型，擠壓后快速冷卻產(chǎn)品，得到AlCu合金毛坯管靶材或者平面圓靶材；S4：將上述靶材進(jìn)行退火；S5：將上述合金毛坯管靶材與6系鋁合金加工后焊接并加工得到AlCu旋轉(zhuǎn)靶材；將上述合金毛坯平面圓靶材加工后與Cu背板涂銦綁定并加工得到AlCu平面靶材。本發(fā)明的一種AlCu合金靶材制備方法具有均勻的化學(xué)成分，表面質(zhì)量高，氣孔少。氣孔少。

技術(shù)研發(fā)人員：張玉玲

受保護(hù)的技術(shù)使用者：基邁克材料科技（蘇州）有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2022.11.21

技術(shù)公布日：2023/3/28