一种防打火靶材组件的制作方法

1.本实用新型属于磁控溅射技术领域，涉及一种靶材组件，尤其涉及一种防打火靶材组件。


背景技术：

2.磁控溅射是制备薄膜材料的主要技术之一，这种技术利用离子源产生的离子，在真空中经过加速聚集形成高速度能的离子束流，轰击靶材表面，离子和靶材表面原子发生动能交换，使得靶材原子离开靶材表面并沉积在基底表面，从而形成沉积薄膜。
3.在实际生产过程中，由于靶材的强度不一，往往需要将符合性能要求的靶材和具有一定强度的背板结合制成靶材组件，然后安装在溅射机台上，进而在磁场或电场作用下有效地进行溅射控制。在溅射过程中，背板可以为靶材提供支撑作用，并具有传导热量的功效。随着靶材的溅射损耗，一般通过增加镀膜功率的方式维持原有的镀膜速率，以使膜层的厚度保持均匀。然而增加镀膜功率很容易导致背板打火，从而影响膜层的溅射质量。
4.cn 111705301a公开了一种防变形钛靶材，所述靶材包括背板以及与所述背板连接的溅射部，所述溅射部尺寸小于所述背板的尺寸，所述背板边缘设置有至少两个安装台阶孔，所述安装台阶孔包括沉孔以及底孔，所述沉孔的深度与所述底孔的深度比例为1.25
‑
1.55。所述靶材在使用后变形性小，易拆卸，且使用过程中无打火现象。由于所述发明只是通过增加背板底部边缘喷砂区的粗糙度来避免打火现象，在长时间使用过程中，靶材边缘难免会沉积一些反溅射物质掩盖部分喷砂区，进而无法继续避免靶材组件打火现象。
5.cn 108611616a公开了一种线圈机构及磁控溅射装置，所述线圈机构设置于磁控溅射装置内的靶材背面，从而为磁控溅射装置提供磁场环境。在镀膜过程中，通过调整线圈机构通入的电流大小来改变磁场强度，以调整溅射速率，避免了靶材打火。然而所述发明需要在靶材背面引入额外装置，降低了靶材利用率，且线圈机构在通电过程中的发热现象会导致靶材变形，影响靶材的使用寿命。
6.cn 202989274u公开了一种磁控溅射平面靶材屏蔽罩，包括靶背板、屏蔽罩、四周侧挡板、上方盖板与固定螺钉。所述实用新型可减小在安装及实际镀膜加热过程中的形变，使其与靶材基座之间的距离保持稳定，减少阴阳极之间因距离过近而产生打火现象的发生频率。所述实用新型在传统靶材组件的周围增加了屏蔽罩，虽降低了打火频率，但增加了装卸繁琐度，不利于提高生产效率。
7.由此可见，如何避免靶材组件的打火现象，提升镀膜质量的同时不额外增加操作繁琐度，成为了目前迫切需要解决的技术问题。


技术实现要素：

8.针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种防打火靶材组件，所述防打火靶材组件避免了靶材组件在磁控溅射过程中的打火现象，提升了镀膜质量的同时不额外增加操作繁琐度。
9.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
10.本实用新型提供一种防打火靶材组件，所述防打火靶材组件包括层叠设置的靶材与背板。
11.所述靶材与背板的结合部位设置有喷砂区。
12.所述喷砂区至背板的边缘依次设置有密封槽和排气槽。
13.所述喷砂区、密封槽与排气槽呈并列排布。
14.本实用新型中，所述喷砂区可避免靶材组件在使用过程中反溅射物质堆积在靶材或背板的边缘形成毛刺结构，进而防止靶材组件发生打火现象；所述密封槽用于安装密封圈，当靶材组件安置在客户端的溅射设备中时，密封槽以及密封圈与溅射设备相互配合以形成一个密闭的可抽真空的腔室，最大程度地减小溅射过程中的杂质干扰，保证沉积薄膜的质量；通过所述排气槽将靶材组件所在的溅射沉积室进行抽真空，并在溅射过程中不断地向沉积室内通入惰性气体，利用惰性气体离子轰击靶材，从而产生稳定的辉光放电现象，避免打火现象的发生。
15.优选地，所述喷砂区的粗糙度为4
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5μm，例如可以是4.0μm、4.1μm、4.2μm、4.3μm、4.4μm、4.5μm、4.6μm、4.7μm、4.8μm、4.9μm或5.0μm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
16.优选地，所述喷砂区包括第一喷砂区与第二喷砂区。
17.优选地，所述第一喷砂区位于所述靶材的侧面。
18.优选地，所述第二喷砂区位于所述背板的焊接面。
19.优选地，所述第一喷砂区为靶材与背板的结合线至第一喷砂线之间的区域；所述第一喷砂线位于所述靶材的侧面，且与所述结合线之间的距离为8
‑
12mm，例如可以是8mm、8.5mm、9mm、9.5mm、10mm、10.5mm、11mm、11.5mm或12mm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
20.优选地，所述第二喷砂区为靶材与背板的结合线至第二喷砂线之间的区域；所述第二喷砂线与所述结合线之间的距离为10
‑
15mm，例如可以是10mm、10.5mm、11mm、11.5mm、12mm、12.5mm、13mm、13.5mm、14mm、14.5mm或15mm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
21.本实用新型中，所述第一喷砂区与第二喷砂区均设置在所述靶材组件的边缘位置，而在磁控溅射过程中，靶材组件的边缘易沉积反溅射物质，喷砂区的设置增大了靶材组件边缘位置的粗糙度，使得反溅射物质不易沉积在边缘表面，从而提升了沉积薄膜的质量。
22.优选地，所述第二喷砂区内设置有厚度为12.3
‑
12.5mm的下挖区，例如可以是12.30mm、12.32mm、12.34mm、12.36mm、12.38mm、12.40mm、12.42mm、12.44mm、12.46mm、12.48mm或12.50mm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
23.优选地，所述下挖区内设置有厚度为13.3
‑
13.5mm的下沉区，例如可以是13.30mm、13.32mm、13.34mm、13.36mm、13.38mm、13.40mm、13.42mm、13.44mm、13.46mm、13.48mm或13.50mm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
24.本实用新型中，所述下挖区与下沉区的设置起到防止反溅射物沉积的作用，进一步避免了溅射过程中的沉积物剥落现象。
25.优选地，所述密封槽的开口包括相对设置的内台阶与外台阶。
26.优选地，所述内台阶靠近所述第二喷砂区。
27.优选地，所述外台阶靠近所述排气槽。
28.优选地，所述内台阶与外台阶的高度差为0.2
‑
0.4mm，例如可以是0.20mm、0.22mm、0.24mm、0.26mm、0.28mm、0.30mm、0.32mm、0.34mm、0.36mm、0.38mm或0.40mm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
29.本实用新型中，所述内台阶低于所述外台阶一定高度有利于密封圈的顺利安装，且防止抽真空后沉积室发生漏气现象影响沉积薄膜的质量。
30.优选地，所述密封槽的深度为4.2
‑
4.3mm，例如可以是4.20mm、4.21mm、4.22mm、4.23mm、4.24mm、4.25mm、4.26mm、4.27mm、4.28mm、4.29mm或4.30mm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
31.本实用新型中，所述密封槽的深度为所述外台阶台面与密封槽底面之间的距离，且所述密封槽的深度与所用密封圈的厚度相匹配，以防止在溅射过程中沉积室发生漏气现象。
32.优选地，所述排气槽的深度为3.5
‑
4.0mm，例如可以是3.50mm、3.55mm、3.60mm、3.65mm、3.70mm、3.75mm、3.80mm、3.85mm、3.90mm、3.95mm或4.00mm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
33.与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
34.本实用新型提供的防打火靶材组件在传统靶材组件的基础上增加了喷砂区、密封槽与排气槽，无需使用屏蔽罩便避免了靶材组件在磁控溅射过程中的打火现象，提升了镀膜质量的同时不额外增加操作繁琐度。
附图说明
35.图1为实施例1提供的防打火靶材组件结构示意图；
36.图2为实施例1提供的防打火靶材组件中喷砂区的放大图；
37.图3为实施例1提供的防打火靶材组件中密封槽的放大图。
38.其中：10
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靶材；20
‑
背板；30
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喷砂区；31
‑
第一喷砂区；32
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第二喷砂区；33
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下挖区；34
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下沉区；40
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密封槽；41
‑
内台阶；42
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外台阶；50
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排气槽。
具体实施方式
39.需要理解的是，在本实用新型的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
40.需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述
术语在本实用新型中的具体含义。
41.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
42.实施例1
43.本实施例提供一种如图1所示的防打火靶材组件，所述防打火靶材组件包括层叠设置的靶材10与背板20，所述靶材10与背板20的结合部位设置有粗糙度为4.5(
±
0.1)μm的喷砂区30，所述喷砂区30至背板20的边缘依次设置有密封槽40和排气槽50，所述喷砂区30、密封槽40与排气槽50呈并列排布。
44.如图2所示为喷砂区30的放大图，所述喷砂区30包括位于靶材10侧面的第一喷砂区31与位于背板20焊接面的第二喷砂区32；所述第一喷砂区31为靶材10与背板20的结合线至第一喷砂线之间的区域，且所述第一喷砂线位于靶材10的侧面，并与所述结合线之间的距离为10mm；所述第二喷砂区32为靶材10与背板20的结合线至第二喷砂线之间的区域，且所述第二喷砂线与所述结合线之间的距离为12.5mm。所述第二喷砂区32内设置有厚度为12.4mm的下挖区33，所述下挖区33内设置有厚度为13.4mm的下沉区34。
45.如图3所示为密封槽40的放大图，所述密封槽40的开口包括相对设置的靠近第二喷砂区32的内台阶41与靠近排气槽50的外台阶42，所述内台阶41与外台阶42的高度差为0.3mm；所述密封槽40的深度为4.25mm，所述排气槽50的深度为3.75mm，且密封槽40与排气槽50的深度基准面均为外台阶42的台面。
46.实施例2
47.本实施例提供一种防打火靶材组件，所述防打火靶材组件包括层叠设置的靶材与背板，所述靶材与背板的结合部位设置有粗糙度为4.0(
±
0.1)μm的喷砂区，所述喷砂区至背板的边缘依次设置有密封槽和排气槽，所述喷砂区、密封槽与排气槽呈并列排布。
48.本实施例中，所述喷砂区包括位于靶材侧面的第一喷砂区与位于背板焊接面的第二喷砂区；所述第一喷砂区为靶材与背板的结合线至第一喷砂线之间的区域，且所述第一喷砂线位于靶材的侧面，并与所述结合线之间的距离为8mm；所述第二喷砂区为靶材与背板的结合线至第二喷砂线之间的区域，且所述第二喷砂线与所述结合线之间的距离为10mm。所述第二喷砂区内设置有厚度为12.3mm的下挖区，所述下挖区内设置有厚度为13.3mm的下沉区。
49.本实施例中，所述密封槽的开口包括相对设置的靠近第二喷砂区的内台阶与靠近排气槽的外台阶，所述内台阶与外台阶的高度差为0.2mm；所述密封槽的深度为4.20mm，所述排气槽的深度为3.50mm，且密封槽与排气槽的深度基准面均为外台阶的台面。
50.实施例3
51.本实施例提供一种防打火靶材组件，所述防打火靶材组件包括层叠设置的靶材与背板，所述靶材与背板的结合部位设置有粗糙度为5.0(
±
0.1)μm的喷砂区，所述喷砂区至背板的边缘依次设置有密封槽和排气槽，所述喷砂区、密封槽与排气槽呈并列排布。
52.本实施例中，所述喷砂区包括位于靶材侧面的第一喷砂区与位于背板焊接面的第二喷砂区；所述第一喷砂区为靶材与背板的结合线至第一喷砂线之间的区域，且所述第一喷砂线位于靶材的侧面，并与所述结合线之间的距离为12mm；所述第二喷砂区为靶材与背板的结合线至第二喷砂线之间的区域，且所述第二喷砂线与所述结合线之间的距离为15mm。所述第二喷砂区内设置有厚度为12.5mm的下挖区，所述下挖区内设置有厚度为
13.5mm的下沉区。
53.本实施例中，所述密封槽的开口包括相对设置的靠近第二喷砂区的内台阶与靠近排气槽的外台阶，所述内台阶与外台阶的高度差为0.4mm；所述密封槽的深度为4.30mm，所述排气槽的深度为4.00mm，且密封槽与排气槽的深度基准面均为外台阶的台面。
54.对比例1
55.本对比例提供一种靶材组件，所述靶材组件包括层叠设置的靶材与背板，所述背板的边缘设置有并列排布的密封槽和排气槽。
56.本对比例中，所述密封槽的开口包括相对设置的靠近靶材的内台阶与靠近排气槽的外台阶，所述内台阶与外台阶的高度差为0.3mm；所述密封槽的深度为4.25mm，所述排气槽的深度为3.75mm，且密封槽与排气槽的深度基准面均为外台阶的台面。
57.对比例2
58.本对比例提供一种靶材组件，所述靶材组件包括层叠设置的靶材与背板，所述靶材与背板的结合部位设置有粗糙度为4.5(
±
0.1)μm的喷砂区，所述喷砂区至背板的边缘设置有密封槽，所述喷砂区与密封槽呈并列排布。
59.本对比例中，所述喷砂区包括位于靶材侧面的第一喷砂区与位于背板焊接面的第二喷砂区；所述第一喷砂区为靶材与背板的结合线至第一喷砂线之间的区域，且所述第一喷砂线位于靶材的侧面，并与所述结合线之间的距离为10mm；所述第二喷砂区为靶材与背板的结合线至第二喷砂线之间的区域，且所述第二喷砂线与所述结合线之间的距离为12.5mm。所述第二喷砂区内设置有厚度为12.4mm的下挖区，所述下挖区内设置有厚度为13.4mm的下沉区。
60.本对比例中，所述密封槽的开口包括相对设置的靠近第二喷砂区的内台阶与靠近排气槽的外台阶，所述内台阶与外台阶的高度差为0.3mm；所述密封槽的深度为4.25mm，且密封槽的深度基准面为外台阶的台面。
61.应用例1
62.本应用例应用实施例1提供的防打火靶材组件用于磁控溅射过程沉积薄膜，在配合客户端的常规操作环境下，所述防打火靶材组件在溅射功率最高升至1100kwh的过程中始终未出现打火现象，且镀膜质量良好，符合生产要求。
63.应用例2
64.本应用例应用实施例2提供的防打火靶材组件用于磁控溅射过程沉积薄膜，在配合客户端的常规操作环境下，所述防打火靶材组件在溅射功率最高升至1100kwh的过程中始终未出现打火现象，且镀膜质量良好，符合生产要求。
65.应用例3
66.本应用例应用实施例3提供的防打火靶材组件用于磁控溅射过程沉积薄膜，在配合客户端的常规操作环境下，所述防打火靶材组件在溅射功率最高升至1100kwh的过程中始终未出现打火现象，且镀膜质量良好，符合生产要求。
67.对比应用例1
68.本对比应用例应用对比例1提供的靶材组件用于磁控溅射过程沉积薄膜，在配合客户端的常规操作环境下，所述防打火靶材组件的溅射功率最高可升至900kwh，当溅射功率高于900kwh时会出现打火现象，且镀膜质量下降。
69.相较于应用例1，本对比应用例由于未设置喷砂区，在磁控溅射过程中，随着使用时间的延长，反溅射物质大量堆积在靶材组件的边缘形成毛刺，当溅射功率升高至900kwh时，这些毛刺附近会产生打火现象，影响沉积薄膜的质量。
70.对比应用例2
71.本对比应用例应用对比例2提供的靶材组件用于磁控溅射过程沉积薄膜，在配合客户端的常规操作环境下，所述防打火靶材组件的溅射功率最高可升至900kwh，当溅射功率高于900kwh时会出现打火现象，且镀膜质量下降。
72.相较于应用例1，本对比应用例由于未设置排气槽，在磁控溅射过程中，沉积室内混杂的少量空气无法及时排出，导致辉光放电趋于不稳定的状态，从而产生打火现象。
73.由此可见，本实用新型提供的防打火靶材组件在传统靶材组件的基础上增加了喷砂区、密封槽与排气槽，无需使用屏蔽罩便避免了靶材组件在磁控溅射过程中的打火现象，提升了镀膜质量的同时不额外增加操作繁琐度。
74.申请人声明，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。