[发明专利]一种回收溅射靶材的熔炼方法

说明书

技术领域

本发明涉及材料回收技术领域，尤其涉及一种回收溅射靶材的熔炼方法。

背景技术

溅射靶材是指通过磁控溅射、多弧离子镀或其他类型的镀膜系统在适当工艺条件下溅射在基板上形成各种功能薄膜的溅射源。溅射靶材有金属，合金，陶瓷，硼化物等。通常为提高靶材导电性及降低成本等原因将靶材分为靶体和背板两部分，再通过焊接等方式连接在一起。一般所述的回收溅射靶材指将背板完全剥离后的靶材。

现有技术通常将回收靶材进行压块，然后使用电子束冷床熔炼炉或使用电弧炉熔炼铸锭，由于设备、工艺特性，即使在操作水平极佳的情况下熔炼后氧含量仍然会增加20-100ppm不等，易造成重熔铸锭的氧含量超过高纯金属标准，可利用价值降低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中的上述缺陷，提出一种回收溅射靶材的熔炼方法。

本发明回收溅射靶材的熔炼方法的基本原理为：通过检测分析回收靶材、高纯低氧金属晶体/粉末、气体杂质含量，在考虑熔炼金属杂质提纯能力、增氧量等经验数据后，计算出与高纯低氧晶体/粉末的配比，采用回收靶材和高纯低氧晶体/粉末压块体层叠均匀的放置在料仓中，使其熔炼后铸锭成分均匀且能达到高纯标准。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的第一个方面是提供一种回收溅射靶材的熔炼方法，包括如下步骤；(1)检测分析回收靶材、高纯低氧金属晶体/粉末、及其气体、杂质含量，计算所述回收靶材与所述高纯低氧金属晶体或粉末的质量用量配比；

(2)根据计算好的用量配比、料仓长度、以及回收靶材的长度，计算出铺满料仓后回收靶材的层数；

(3)将高纯低氧金属晶体/粉末混合均匀后压成块体；

(4)将回收靶材与块体层叠堆放，并铺满料仓；

(5)将层叠后的回收靶材和块体放入电子束熔炼炉中，进行熔炼铸锭。

进一步地，在所述的回收溅射靶材的熔炼方法中，步骤(1)中，所述高纯低氧金属晶体或粉末与所述回收靶材为同种材质。

进一步地，在所述的回收溅射靶材的熔炼方法中，步骤(2)中，所述高纯低氧金属晶体或粉末为钛晶体或粉末，所述回收靶材为高纯钛回收靶材。

进一步地，在所述的回收溅射靶材的熔炼方法中，步骤(3)中，由所述高纯低氧金属晶体或粉末压成的块体的厚度为1-25cm。

进一步地优选，在所述的回收溅射靶材的熔炼方法中，步骤(3)中，所述块体的数量应确保能铺满料仓，且铺满后的块体层数应与所述回收靶材层数一致或呈比例关系。

进一步地，在所述的回收溅射靶材的熔炼方法中，步骤(4)中，所述层叠堆放确保在电子束轰击的截面上物料比例与所计算的配比一致。所述的物料比例是指沿电子束轰击方向单位截面范围内的回收靶材和块体的用量配比，与步骤(1)中所计算的回收靶材与“高纯低氧金属晶体/粉末的用量配比一致。

进一步地，在所述的回收溅射靶材的熔炼方法中，步骤(4)中，所述层叠堆放方式为每1-10层所述回收靶材堆放1层所述块体。

进一步地，在所述的回收溅射靶材的熔炼方法中，步骤(5)中，熔炼后的铸锭纯度满足4N5甚至5N。

进一步地，在所述的回收溅射靶材的熔炼方法中，步骤(5)中，层叠后的回收靶材和块体在电子束熔炼炉内按正常方法熔炼铸锭，压块、电子束炉熔炼方法均为现有技术，本发明不在此赘述。

本发明采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：

本发明提供的回收溅射靶材的熔炼方法，有效的降低回收靶材重熔铸锭的氧含量、均衡金属杂质含量，使铸锭成分分布均匀、稳定且符合半导体等行业的需求，提高回收靶材利用价值，提高高纯金属的产能；而且本发明方法所采用的设备均为现有设备，不需额外投入，成本低，操作简单；此外，本发明回收靶材与高纯低氧金属晶体/粉末的可配比范围广，有效提高了回收靶材、高纯低氧晶体/粉末的利用率，增加了高纯金属的产能。

附图说明

图1为本发明一种回收溅射靶材的熔炼方法的工艺示意图。

具体实施方式

本发明提供的回收溅射靶材的熔炼方法所采用的主要技术方案是：使回收靶材重熔铸锭成分均匀，金属、气体杂质含量满足高纯金属要求，提高回收靶材利用价值，增加高纯金属产能。