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，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熔煉澆鑄后通過加工獲得，其表面缺陷較多，經(jīng)常會有氣孔存在。
3.因此需要提出一種新的方案來解決這個問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
4.針對現(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
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，啟動加熱平臺，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很浪費(fèi)原料，不掏孔用分流模具擠壓成品會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，啟動加熱平臺，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)行對比說明：
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)施例與對比例進(jìn)行對比如下表格所示：
[0054][0055]
與現(xiàn)有技術(shù)對比，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，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(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，啟動加熱平臺，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
聲明：
“AlCu合金靶材制備方法與流程” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究，如用于商業(yè)用途，請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)
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編輯：中冶有色技術(shù)網(wǎng)
來源：基邁克材料科技（蘇州）有限公司
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2024年10月25日 ~ 27日 
