[发明专利]一种靶材及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及靶材生产技术领域，尤其涉及一种靶材及其制造方法。

背景技术

溅射靶材主要应用于电子及信息产业,如集成电路、信息存储、电子控制器件等;还可以应用于耐磨材料、高温耐蚀等行业。

溅射靶材是在溅射沉积技术中用做阴极的材料。该阴极材料在带正电荷的阳离子撞击下以分子、原子或离子的形式脱离阴极而在阳极表面重新沉积。溅射是用带电粒子轰击靶材,使靶材粒子(团)被击溅出来并淀积到衬底上成膜。通常在溅射过程中，由于带电粒子流会形成弧形轨迹，因此在靶材表面会形成下凹的弧面，即当靶材的中心已经薄到无法使用时，而靶材的周边往往还有相当一部分材料没有充分发挥作用，由于靶材的制备工艺复杂，这样的浪费会导致靶材利用率低，成本高。

另外，目前溅射靶材的生产方法主要有粉末冶金、熔融铸造、真空热压法等，但是这些生产方法，都无法确保靶材内部无气孔残留，有气孔残留时，不但影响靶材使用时的正常放电、离子产生，而且靶材在运输、安装、搬运时极易造成损坏。还有就是利用现有的生产方法也不能解决上述靶材利用率低的问题。

发明内容

本发明针对上述现有靶材及靶材生产方法存在的不足，提供一种新型的靶材。其不仅能提高靶材的利用率，而且能使基体材料反复利用。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种靶材，包括靶材本体及基体，其特征在于，所述基体的至少一面设有所述靶材本体，所述靶材本体是由高纯度合金粉末通过等离子转移弧焊机喷涂熔焊在所述基体上。

本发明的有益效果是：采用等离子喷涂熔焊方法在所述基体上形成靶材本体，可以有效避免现有技术生产的靶材气孔残留，即提高了靶材质量；再是当靶材经过长时间使用消耗后，可在基体表面进行再次焊接，恢复正常使用。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述基体与所述靶材本体的结合面为呈内凹的圆弧面。

采用上述进一步方案的有益效果是，利用基材内凹的圆弧面使得靶材本体的中心部位变厚，在靶材溅射过程中，弥补了带电粒子流所形成的边部和中部使用不均的情况，能使靶材被充分利用。

进一步，所述靶材本体为鉻合金或锰合金材质，所述基体为45#钢。

采用上述进一步方案的有益效果是，可以根据不同用途，制作不同结构的靶材。

进一步，所述基体的两面均设有所述靶材本体。

采用上述进一步方案的有益效果是，可以在所述靶材一面使用完后，翻面再用，节约成本。

进一步，所述基体为矩形或圆形。

采用上述进一步方案的有益效果是，可以根据使用要求不同而选择不同形状的基体，从而形成不同形状的靶材。

本发明还提供了一种生产如上所述靶材的方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）、准备合金粉体：准备纯度在99.99%以上合金粉末，充分研磨后过筛，进行烘干处理，得到喷涂粉体；

（2）、准备基体：选择所需形状的合金钢做基体，对所述基体表面清洁处理，然后对基体进行预热，使其温度达到150°～220°C；

（3）、等离子转移弧喷涂成型：将经步骤（1）制得的喷涂粉体装入所述等离子转移弧焊机的送粉器，将经步骤（2）处理后的基体固定在等离子喷涂设备上，并使所述基体处在惰性气体中，使基体与热喷涂枪相对运动进行喷涂，形成喷涂层，一次喷涂形成的喷涂层厚度为1～3毫米；

（4）、清理所述喷涂层表面，按照步骤（3）的要求再次喷涂，形成新的喷涂层，然后再次清理所述新的喷涂层；

（5）、按照步骤（3）及（4）的流程进行循环作业，直至达到靶材本体的厚度要求为止；

（6）、对经过步骤（5）加工的靶材表面进行抛磨处理，获得靶材。

采用本方法的有益效果在于：一是生产的靶材避免了传统方法生产出的靶材有气孔残留的缺陷，提高了靶材的质量；二是生产设备要求简单，无需大型设备投入，投资小；三是靶材使用消耗后，可经过焊接方式恢复再次使用，进一步提高了利用率。

本靶材生产方法还可以做如下改进：

进一步，步骤（2）所述的对所述基体表面清洁处理是采用喷砂处理，以清除所述基体表面的氧化层，并形成较粗糙的结合层。

采用上述进一步方案的有益效果是，可以使基材与所述靶材本体结合更好。

进一步，对于所述基体的两面均设有所述靶材本体的加工，还包括在步骤（5）之后将所述基体翻面后再按照步骤（3）及（4）的流程进行循环作业，直至达到靶材本体的厚度要求为止。