[发明专利]一种钼合金管靶的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钼合金管靶的生产方法，特别是能够满足液晶显示和触控屏行业要求的钼合金管靶的生产方法。

背景技术

在钼中添加一种或多种合金元素而制成的钼合金靶材广泛用于溅射制备液晶显示（LCD）及触控屏（TP）中的薄膜电极、薄膜配线等。添加其中的合金元素可以是Cr、Hf、Nb、Ta、Ti、V、W等。过去，钼合金靶材大多被制成平板形状。由于和溅射设备中的磁场不发生相对运动，这类平面靶材的利用率只有30%左右。这不仅造成靶材材料的浪费，也因为更换靶材必须中断溅射设备的工作，给生产过程造成很大影响。

为了提高靶材的利用率，人们越来越多地制造和使用管状靶材（简称管靶），即把靶材做成管子形状，管子里面装有静止不动的磁体。溅射过程中，管靶以一定的速度转动，所以也被叫做旋转靶材（rotating target/rotary target）。由于转动的管靶和静止不动的磁体之间发生相对运动，整个管靶表面均匀地发生溅射，靶材材料的利用率可以高达70%以上。液晶显示及触控屏行业需要的钼合金管靶，特别是成分均匀、无偏析、晶粒细小、高纯度的钼合金管靶，目前十分缺乏。

管靶通常由一个内管和一个外管组成。外管也叫靶管，其材质是溅射制备薄膜所需要的材质。内管起支撑靶管的作用，所以也叫支撑管或者衬管。已知的管靶生产方法，有用热喷涂将靶管涂覆到衬管上的（热喷涂法），有用焊料将靶管焊接到衬管上的（钎焊法），有直接把靶管浇铸到衬管上的（浇铸法）。热喷涂法生产的管靶结构极不均匀，含有大量的空洞，靶材材料氧化严重，只能用于玻璃等要求不高的镀膜行业。钎焊法由于靶管和衬管间的缝隙很小，焊料难以均匀地分布在缝隙中，实现靶管和衬管之间的全面焊接有一定难度。浇铸法只能用于诸如Sn、Zn等熔点较低的靶材材料。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种生产钼合金管靶的新方法，该方法生产的钼合金管靶成分均匀、无偏析、晶粒细小、纯度高，能够满足液晶显示和触控屏行业要求。

为解决以上技术问题，本发明采取如下技术方案：

一种钼合金管靶的生产方法，钼合金管靶具有衬管和靶管，所述生产方法通过将由钼和合金元素组成的预合金粉末置于专用包套中，在真空条件下进行热等静压形成管靶，所述专用包套包括同轴设置的不锈钢内管和低碳钢外管以及用于固定所述不锈钢内管和低碳钢外管的两端的固定座，其中：不锈钢内管为适合作为钼合金管靶的衬管的无磁性或弱磁性不锈钢管，低碳钢外管的壁厚小于不锈钢内管的壁厚，且低碳钢外管的内径与不锈钢内管的外径的差值为靶管的厚度的2.1~2.3倍，低碳钢外管上预焊有抽气管，所述热等静压的温度为1000℃~1200℃，压力大于等于100MPa，在热等静压结束后，除去专用包套的低碳钢外管和固定座，得到内为衬管外为靶管的坯材，该坯材经机加工即得钼合金管靶。

根据本发明的进一步实施方案：所述的生产方法具体包括如下步骤；

（1）、制备预合金粉末；

（2）、装料和排气：将不锈钢内管和低碳钢外管的一端焊接在一个固定座上，使两个管子的轴心重合，在两个管子之间形成厚度为靶管的厚度的1~1.1倍的腔体；然后将预合金粉末均匀地装入腔体内，装毕后，在两个管子的另外一端焊上另一固定座，两个固定座分别将腔体的两端封闭住，最后通过预焊在低碳钢外管上的抽气管抽真空，至腔体内真空度达到10 ^-1Pa或以下；

（3）、热等静压：将内装有预合金粉末的包套置于热等静压设备中，进行热等静压，热等静压温度为1000~1200?C, 压力为100MPa~200MPa，时间为1~3小时；

（4）、机加工：将专用包套的低碳钢外管和两个固定座除去，获得内为衬管外为靶管的坯材，将该坯材机加工成所述钼合金管靶。