用于液晶平板顯示器鍍膜的高純鋁靶材擠壓處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及IPC分類中的C23C濺射法鍍覆技術(shù)，尤其是用于液晶平板顯示器鍍膜的高純鋁靶材擠壓處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]液晶顯示器(Liquid Crystal Display，LCD)與半導(dǎo)體是我國(guó)政府積極推動(dòng)的重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)，近年來，政府大力推動(dòng)面板產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，也帶動(dòng)了液晶顯示器上游原材料需求成長(zhǎng)。金屬鋁是地球上儲(chǔ)存量非常豐富的金屬元素，作為薄膜材料金屬鋁以及金屬鋁基合金有成本低廉，電阻較低以及與其他膜層具有良好結(jié)合力等優(yōu)點(diǎn)，金屬鋁及其合金作為濺射靶材的布線材料已經(jīng)廣泛應(yīng)用在液晶顯示器領(lǐng)域的面板制造中。
[0003]高純鋁具有比原鋁更好的導(dǎo)電性、延展性、反射性和抗腐蝕性，在電子工業(yè)及航空航天等領(lǐng)域有著廣泛的用途。5N及6N的超尚純招在當(dāng)今的尚新技術(shù)中起著不可估量的作用，96%用于半導(dǎo)體器件制造行業(yè)，4%用作超導(dǎo)電纜的穩(wěn)定化材料。高純鋁在半導(dǎo)體器件制造行業(yè)的應(yīng)用除了對(duì)純度的要求，還需要滿足一定的性能指標(biāo)，如晶粒尺寸、擇優(yōu)取向等。因此，需要對(duì)高純鋁進(jìn)行一定的形變加工和熱處理以達(dá)到所需要的性能指標(biāo)。由于高純鋁純度高，雜質(zhì)元素少，其凝固過程中難以形成細(xì)小的組織，只有對(duì)高純鋁凝固組織進(jìn)行塑性變形，并使其發(fā)生再結(jié)晶才能獲得細(xì)小均勻的晶粒。5N及6N的超高純鋁在室溫下即可發(fā)生再結(jié)晶，要獲得細(xì)小的超高純鋁再結(jié)晶組織就必須對(duì)超高純鋁的變形及熱處理過程進(jìn)行嚴(yán)格的控制。目前，國(guó)內(nèi)有關(guān)高純鋁變形及熱處理的研究主要集中在純度為3NS-4N8電容鋁箔用高純鋁，而有關(guān)5N及6N的超高純鋁的報(bào)道卻相對(duì)較少。純度高達(dá)99.999%的高純度鋁因?qū)щ娦约?、訊?hào)傳輸速度快，因此被制成鋁靶材，透過真空濺射制作成LCD中薄膜晶體管的薄膜導(dǎo)線，扮演傳輸訊號(hào)的角色。
[0004]旋轉(zhuǎn)鋁靶材在旋轉(zhuǎn)過程中通過連續(xù)不斷的冷卻水使的整個(gè)耙材表面的冷卻效果更好，溫度比平面靶材更均勻，能獲得較高的成膜速度；另外與平面鋁靶材相比，旋轉(zhuǎn)鋁靶材的材料利用率可以達(dá)到80%而一般平面鋁靶材利用率只能達(dá)到30%;旋轉(zhuǎn)耙材在使用過程中不斷旋轉(zhuǎn)，耙材表面可以保持光滑，不會(huì)產(chǎn)生“結(jié)瘤”俗稱“靶材中毒”，可以保障成膜的均勾性，減少缺陷，提尚成品率。
[0005]目前顯示行業(yè)采用的金屬鋁以及鋁合金旋轉(zhuǎn)靶材通常采用兩類工藝，一類是采用鑄造+綁定制備金屬鋁及鋁合金靶材工藝，鑄造長(zhǎng)度在300_左右的金屬鋁靶管，然后通過綁定的方式將靶材與一般是不銹鋼管或金屬鈦管的襯管結(jié)合在一起的工藝生產(chǎn)金屬鋁以及鋁合金旋轉(zhuǎn)靶材。采用這種工藝的優(yōu)點(diǎn)是靶材可以通過綁定工藝與襯管結(jié)合在一起，靶材表面產(chǎn)生的熱量通過采用貼合層通常是金屬銦將熱量傳遞給襯管中的冷卻水，這樣就不用擔(dān)心擊穿鋁靶材以及襯管變形導(dǎo)致冷卻水發(fā)生泄漏損壞設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)；但是這種工藝的缺點(diǎn)是增加了綁定成本同時(shí)由于綁定工藝局限性導(dǎo)致不能采用大功率連續(xù)濺射，這在一定程度上影響了生產(chǎn)節(jié)拍，導(dǎo)致產(chǎn)能會(huì)有所下降。
[0006]另一類金屬鋁以及鋁合金旋轉(zhuǎn)靶材工藝是采用擠壓一體成型方式，即先將金屬鋁錠熔煉成大型鋁錠再經(jīng)過擠壓成鋁管再根據(jù)客戶圖紙加工成最終靶材。采用擠壓工藝生產(chǎn)的鋁靶材稱為一體化金屬鋁靶，即沒有采用單獨(dú)的背管，靶材既為靶材又為襯管。
[0007]采用鑄造+綁定制備金屬鋁及鋁合金靶材工藝，即制備長(zhǎng)度在300mm左右的金屬鋁靶管，然后通過綁定的方式，將靶材與襯管一一一般是不銹鋼管或金屬鈦管，結(jié)合在一起的工藝生產(chǎn)金屬鋁以及鋁合金旋轉(zhuǎn)靶材。這種工藝存在的問題和缺點(diǎn)是增加了綁定成本，同時(shí)由于綁定工藝局限性導(dǎo)致不能采用大功率連續(xù)濺射，這在一定程度上影響了生產(chǎn)節(jié)拍，導(dǎo)致產(chǎn)能會(huì)有所下降。
[0008]較為接近的現(xiàn)有技術(shù)較少，已公開的專利文獻(xiàn)也不具有較好的參考價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有金屬鋁旋轉(zhuǎn)靶材生產(chǎn)工藝的不足之處，提供一種用于液晶平板顯示器鍍膜的高純鋁靶材擠壓處理方法，通過控制擠壓溫度、退火溫度和和變形量方便快捷地制備尚純招革G材，提尚純招革El材制備效率；同時(shí)使其可以承受$父大派射功率而不需要考慮貼合層導(dǎo)熱不均導(dǎo)致局部過熱而產(chǎn)生的“脫靶”現(xiàn)象。
[0010]本發(fā)明的目的將通過以下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn):處理方法包含以下步驟:
[0011]I)原料準(zhǔn)備:根據(jù)產(chǎn)品所需尺寸準(zhǔn)備擠壓模具和一定尺寸的高純鋁錠圓柱體，鋁錠純度高達(dá)99.999% ；
[0012]2)模具安裝:在進(jìn)行擠壓操作前將準(zhǔn)備好的擠壓模具安裝在2500T雙動(dòng)反向擠壓機(jī)內(nèi)；
[0013]3)加熱鋁錠:將實(shí)心圓柱體高純鋁錠于400?550°C加熱I小時(shí)，使其呈半熔融狀態(tài)，保證可溶解的相組織不從固溶中析出或呈現(xiàn)小顆粒的彌散析出；
[0014]4)擠壓操作:將加熱后的半熔融實(shí)心鋁錠直接通過運(yùn)輸軌道進(jìn)入擠壓機(jī)中，設(shè)定擠壓溫度為400?450°C，控制擠壓速度為15?20cm/min，在擠壓機(jī)和模具的共同作用下鋁錠從擠壓機(jī)出口處緩慢擠出；
[0015]5)靜置冷卻:待材料全部擠壓完成后在冷卻區(qū)靜置冷卻至常溫，得到模具尺寸的半成品鋁管，總變形量大于80% ;
[0016]6)退火處理:將冷卻后的鋁管分別于100?400°C進(jìn)行30min的退火處理；
[0017]7)機(jī)械加工:完全冷卻后，根據(jù)圖紙對(duì)鋁管進(jìn)行機(jī)械加工即得成品。
[0018]尤其是，選取純度為99.999%、直徑251mm、長(zhǎng)500mm的高純實(shí)心鋁錠為原材料，將其置于450°C圓管加熱爐中加熱I小時(shí)，使其呈半熔融狀態(tài)，有利于后期擠壓操作；加熱后的半熔融實(shí)心鋁錠直接通過運(yùn)輸軌道進(jìn)入擠壓機(jī)中，控制擠壓溫度為400°C，擠壓速度為20cm/min，在擠壓機(jī)和模具的共同作用下鋁錠從擠壓機(jī)出口處緩慢擠出；待材料全部擠壓完成后靜置冷卻5小時(shí)至常溫，得到內(nèi)徑113_、外徑157_、壁厚22_、長(zhǎng)3145_的鋁管，經(jīng)測(cè)量計(jì)算可得總變形量為81.14% ;將冷卻后的鋁管于200°C進(jìn)行30min的退火處理，細(xì)化晶粒，改善組織；最后根據(jù)圖紙對(duì)鋁管進(jìn)行機(jī)械加工即得成品。
[0019]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和效果:制備高純鋁管靶工藝簡(jiǎn)單，方便快捷，提高了效率；制得的高純鋁