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一种LCD靶材及其制备方法与流程

2022-07-02 11:45:42 来源:中国专利 TAG:
一种lcd靶材及其制备方法
技术领域
1.本发明属于半导体制造领域,涉及一种靶材的制备方法,尤其涉及一种lcd靶材及其制备方法。


背景技术:

2.随着半导体行业的快速发展,镀膜材料作为半导体电子器件制造的重要材料,其需求量也日益增加。靶材作为一种重要的镀膜材料,在集成电路、平面显示、太阳能、光学器件等领域具有广泛的应用,由靶材制备薄膜最常用的方法包括溅射镀膜法,为保证薄膜产品的优异性能,对靶材的结构等特征均有要求,因而需要对靶材的制备工艺进行控制,以得到符合溅射要求的靶材。
3.抛光处理是靶材制备过程中的重要操作步骤之一,对于靶材的表面性能,例如粗糙度、平整度等参数有重要影响,然而目前的抛光工艺,往往会造成表面粗糙度不稳定以及色泽不均匀,且人工操作或半自动操作时的抛光效率较低,且根据靶材材质的不同,抛光参数也需要调整,然而人工操作难以精确调节参数,造成工艺稳定性较差,产品的合格率降低,因而需要针对不同的靶材选择合适的自动抛光工艺,提高生产效率及产品品质。
4.cn 111975465a公开了一种钼靶材溅射面的抛光工艺,所述抛光工艺包括依次进行的第一机械抛光、第二机械抛光、第三机械抛光及第四机械抛光;所述第一机械抛光中的进给速度为2~3m/min;所述第二机械抛光中的进给速度为4~5m/min;所述第三机械抛光中的进给速度为6~8m/min;所述第四机械抛光中的进给速度为7~9m/min,该抛光工艺主要是对钼靶材的溅射面进行抛光,主要控制参数为各级抛光的进给速度,其主要是采用砂带对靶材进行抛光,进一步调整靶材的粗糙度,但是对靶材的光泽度进行改善。
5.cn 107866721a公开了一种靶材组件的加工方法,包括:提供具有待加工面的靶坯:采用砂带对待加工面进行自动抛光处理以形成溅射面;该加工方法中虽然包括自动抛光处理,公开了粗抛光、精抛光等工艺并未明确加工高度及进给速度,且加工时间较长,该工艺较为简略,难以实现精确加工。
6.cn 113084674a公开了一种含铝靶材的自动抛光工艺方法,所述工艺方法包括以下步骤:采用自动抛光设备对含铝靶材的溅射面进行自动抛光,所述自动抛光过程包括四道抛光工序,抛光所用砂带的粒度依次递减,得到抛光后的含铝靶材。本发明所述工艺方法根据靶材材质的选择,采用不同型号的砂带对靶材溅射面进行自动抛光,所用砂带的粒度依次减小,并通过抛光工艺参数的控制,以保证溅射面抛光后的粗糙度的可控性,使含铝靶材溅射面的粗糙度可达到0.2~0.7μm,满足后续的使用要求。该工艺方法中的抛光过程包括四道抛光工艺,虽然可以保证溅射面粗糙度的可控性,但是工艺过程复杂,且抛光过程中只用到了砂带,无法对溅射面的光泽度进行改善。
7.综上所述,提供一种可以保证靶材溅射面粗糙度的可控性,又可以改善靶材表面光泽度的靶材制备方法,已经是本领域亟需解决的问题之一。


技术实现要素:

8.针对现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种lcd靶材及其制备方法,所述制备方法对靶材的抛光技术进行改进,采用抛光轮代替传统的氧化铝对产品进行抛光,使得靶材表面抛光处理方法更为便捷,正确,利用抛光轮代替氧化铝效率提高,省时省力。
9.为达此目的,本发明采用以下技术方案:
10.第一方面,本发明提供了一种lcd靶材的制备方法,所述lcd靶材的制备方法包括:
11.提供lcd靶材坯件和背板;
12.将lcd靶材坯件依次进行机械加工、焊接、抛光处理、喷砂处理、清洗以及干燥,得到所述lcd靶材;
13.所述抛光处理包括:采用砂带进行一次抛光,而后采用抛光轮进行二次抛光;
14.所述抛光轮的材质包括百洁布。
15.本发明提供的lcd靶材的制备方法中采用砂带控制靶材溅射面的粗糙度,再采用抛光轮控制光泽,使得所述lcd靶材的粗糙度可达到0.01-0.5μm,具有较高的光泽度,满足后续的使用要求。
16.本发明所述靶材可以是铝靶材、铜靶材、钼靶材等。
17.优选地,所述机械加工包括依次进行的粗铣处理和精铣处理。
18.优选地,所述粗铣处理时的边沿留有余量为0.05-0.10mm,例如可以是0.05mm、0.06mm、0.07mm、0.08mm、0.09mm或0.10mm,但不限于所列举的数值,数值范围内其他未列举的数值同样适用。
19.优选地,所述焊接的温度为275-285℃,例如可以是275℃、276℃、277℃、278℃、279℃、280℃、281℃、282℃、283℃、284℃、284℃或285℃,但不限于所列举的数值,数值范围内其他未列举的数值同样适用。
20.优选地,所述焊接的时间为25-35min,例如可以是25min、26min、27min、28min、29min、30min、31min、32min、33min、34min或35min,但不限于所列举的数值,数值范围内其他未列举的数值同样适用。
21.优选地,所述焊接之后还包括冷却。
22.优选地,所述冷却的方式包括加压冷却。
23.优选地,所述加压冷却的压强为0.4-0.5mpa,例如可以是0.4mpa、0.41mpa、0.42mpa、0.43mpa、0.44mpa、0.45mpa、0.46mpa、0.47mpa、0.48mpa、0.49mpa或0.5mpa,但不限于所列举的数值,数值范围内其他未列举的数值同样适用。
24.优选地,所述冷却的时间为40-80min,例如可以是40min、45min、50min、55min、60min、65min、70min、75min或80min,但不限于所列举的数值,数值范围内其他未列举的数值同样适用。
25.优选地,所述一次抛光的抛光件包括超涂层砂纸带。
26.优选地,所述超涂层砂纸带的目数为200-800目,例如可以是200目、240目、320目、400目、500目、600目或800目,但不限于所列举的数值,数值范围内其他未列举的数值同样适用。
27.优选地,所述超涂层砂纸带的超涂层包括碳化硅涂层。
28.优选地,所述一次抛光的抛光速度为8-12m/min,例如可以是8m/min、8.5m/min、
9m/min、9.5m/min、10m/min、10.5m/min、11m/min、11.5m/min或12m/min,但不限于所列举的数值,数值范围内其他未列举的数值同样适用。
29.优选地,所述百洁布的目数为800-1000目,例如可以是800目、850目、900目、950目或1000目,但不限于所列举的数值,数值范围内其他未列举的数值同样适用。
30.优选地,所述二次抛光的转速为20-50m/s,例如可以是20m/s、25m/s、30m/s、35m/s、40m/s、45m/s或50m/s,但不限于所列举的数值,数值范围内其他未列举的数值同样适用。
31.优选地,所述抛光处理后lcd靶材溅射面的粗糙度为0.01-0.5μm,例如可以是0.01μm、0.05μm、0.1μm、0.15μm、0.2μm、0.25μm、0.3μm、0.35μm、0.4μm、0.45μm或0.5μm,但不限于所列举的数值,数值范围内其他未列举的数值同样适用。
32.优选地,所述喷砂处理时的空气压力为4-5kg/cm2g,例如可以是4kg/cm2g、4.1kg/cm2g、4.2kg/cm2g、4.3kg/cm2g、4.4kg/cm2g、4.5kg/cm2g、4.6kg/cm2g、4.7kg/cm2g、4.8kg/cm2g、4.9kg/cm2g或5kg/cm2g,但不限于所列举的数值,数值范围内其他未列举的数值同样适用。
33.优选地,所述喷砂处理时的距离为300-400mm,例如可以是300mm、310mm、320mm、330mm、340mm、350mm、360mm、370mm、380mm、390mm或400mm,但不限于所列举的数值,数值范围内其他未列举的数值同样适用。
34.优选地,所述喷砂处理采用的沙砾为棕刚玉和/或白刚玉。
35.优选地,所述喷砂处理采用的沙砾的规格为#46。
36.优选地,所述喷砂处理后背板的表面粗糙度为5-10μm,例如可以是5μm、5.5μm、6μm、6.5μm、7μm、7.5μm、8μm、8.5μm、9μm、9.5μm或10μm,但不限于所列举的数值,数值范围内其他未列举的数值同样适用。
37.优选地,所述喷砂处理后lcd靶材的表面粗糙度≤3.0μm,例如可以是3.0μm、2.8μm、2.6μm、2.4μm、2.2μm、2.0μm、1.8μm、1.6μm、1.4μm、1.2μm或1.0μm,但不限于所列举的数值,数值范围内其他未列举的数值同样适用。
38.优选地,所述清洗包括水洗。
39.优选地,所述水洗采用纯净水和/或去离子水进行。
40.优选地,所述干燥的温度为60-90℃,例如可以是60℃、63℃、66℃、69℃、72℃、75℃、78℃、81℃、84℃、87℃或90℃,但不限于所列举的数值,数值范围内其他未列举的数值同样适用。
41.优选地,所述干燥的时间为30-60min,例如可以是30min、33min、36min、39min、42min、45min、48min、51min、54min、57min或60min,但不限于所列举的数值,数值范围内其他未列举的数值同样适用。
42.作为本发明的优选技术方案,本发明第一方面提供的lcd靶材的制备方法包括:
43.提供lcd靶材坯件和背板;
44.将lcd靶材坯件依次进行粗铣处理、精铣处理、焊接、冷却、抛光处理、喷砂处理、采用纯净水和/或去离子水进行水洗以及干燥,得到所述lcd靶材;
45.其中,粗铣处理时的边沿留有余量为0.05-0.10mm;
46.焊接的温度为275-285℃,时间为25-35min;
47.所述冷却包括0.4-0.5mpa下的加压冷却,所述冷却的时间为40-80min;
48.所述抛光处理包括:采用砂带进行一次抛光,而后采用抛光轮进行二次抛光;所述一次抛光的抛光件包括200-800目的碳化硅涂层砂纸带,所述一次抛光的抛光速度为8-12m/min;所述抛光轮的材质包括800-1000目百洁布;二次抛光的转速为20-50m/s;所述抛光处理后lcd靶材溅射面的粗糙度为0.01-0.5μm;
49.所述喷砂处理时的空气压力为4-5kg/cm2g,距离为300-400mm;所述喷砂处理后背板的表面粗糙度为5-10μm,lcd靶材的表面粗糙度≤3.0μm;
50.所述干燥的温度为60-90℃,时间为30-60min。
51.第二方面,本发明提供了一种lcd靶材,所述lcd靶材采用第一方面的制备方法得到。
52.本发明所述的数值范围不仅包括上述例举的点值,还包括没有例举出的上述数值范围之间的任意的点值,限于篇幅及出于简明的考虑,本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
53.与现有技术相比,本发明的有益效果为:
54.(1)本发明提供的lcd靶材的制备方法对靶材的抛光技术进行改进,采用抛光轮代替传统的氧化铝对产品进行抛光,使得靶材表面抛光处理方法更为便捷,正确,利用抛光轮代替氧化铝效率提高,省时省力;
55.(2)本发明提供的lcd靶材的制备方法中采用砂带控制靶材溅射面的粗糙度,再采用抛光轮控制光泽,使得所述lcd靶材的粗糙度可达到0.01-0.5μm,具有较高的光泽度,满足后续的使用要求。
具体实施方式
56.下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了,所述实施例仅仅是帮助理解本发明,不应视为对本发明的具体限制。
57.实施例1
58.本实施例提供了一种lcd靶材,所述lcd靶材的制备方法包括:
59.提供lcd靶材坯件和背板;所述lcd靶材坯件为铜靶材;
60.将lcd靶材坯件依次进行粗铣处理、精铣处理、焊接、冷却、抛光处理、喷砂处理、采用纯净水和/或去离子水进行水洗以及干燥,得到所述lcd靶材;
61.其中,粗铣处理时的边沿留有余量为0.08mm;
62.焊接的温度为280℃,时间为30min;
63.所述冷却包括0.45mpa下的加压冷却,所述冷却的时间为60min;
64.所述抛光处理包括:采用砂带进行一次抛光,而后采用抛光轮进行二次抛光;所述一次抛光的抛光件包括600目的碳化硅涂层砂纸带,所述一次抛光的抛光速度为10m/min;所述抛光轮的材质包括1000目百洁布;二次抛光的转速为35m/s;所述抛光处理后lcd靶材溅射面的粗糙度为0.3μm;
65.所述喷砂处理时的空气压力为4.5kg/cm2g,距离为400mm;所述喷砂处理后背板的表面粗糙度为6.8μm,lcd靶材的表面粗糙度为2.4μm;
66.所述干燥的温度为75℃,时间为50min。
67.本实施例中,抛光后的铜靶材溅射面的粗糙度为0.3μm,具有较好的光泽度,所述
工艺方法加工效率高,加工后靶材的合格率达到99.8%。
68.实施例2
69.本实施例提供了一种lcd靶材,所述lcd靶材的制备方法包括:
70.提供lcd靶材坯件和背板;所述lcd靶材坯件为铝靶材;
71.将lcd靶材坯件依次进行粗铣处理、精铣处理、焊接、冷却、抛光处理、喷砂处理、采用纯净水和/或去离子水进行水洗以及干燥,得到所述lcd靶材;
72.其中,粗铣处理时的边沿留有余量为0.05mm;
73.焊接的温度为280℃,时间为30min;
74.所述冷却包括0.4mpa下的加压冷却,所述冷却的时间为80min;
75.所述抛光处理包括:采用砂带进行一次抛光,而后采用抛光轮进行二次抛光;所述一次抛光的抛光件包括800目的碳化硅涂层砂纸带,所述一次抛光的抛光速度为8m/min;所述抛光轮的材质包括1000目百洁布;二次抛光的转速为20m/s;所述抛光处理后lcd靶材溅射面的粗糙度为0.05μm;
76.所述喷砂处理时的空气压力为4kg/cm2g,距离为300mm;所述喷砂处理后背板的表面粗糙度为6.2μm,lcd靶材的表面粗糙度为3.0μm;
77.所述干燥的温度为90℃,时间为30min。
78.本实施例中,抛光后的铝靶材溅射面的粗糙度为0.05μm,具有较好的光泽度,所述工艺方法加工效率高,加工后靶材的合格率达到99.9%。
79.实施例3
80.本实施例提供了一种lcd靶材,所述lcd靶材的制备方法包括:
81.提供lcd靶材坯件和背板;所述lcd靶材坯件为钼靶材;
82.将lcd靶材坯件依次进行粗铣处理、精铣处理、焊接、冷却、抛光处理、喷砂处理、采用纯净水和/或去离子水进行水洗以及干燥,得到所述lcd靶材;
83.其中,粗铣处理时的边沿留有余量为0.10mm;
84.焊接的温度为285℃,时间为25min;
85.所述冷却包括0.5mpa下的加压冷却,所述冷却的时间为40min;
86.所述抛光处理包括:采用砂带进行一次抛光,而后采用抛光轮进行二次抛光;所述一次抛光的抛光件包括200目的碳化硅涂层砂纸带,所述一次抛光的抛光速度为12m/min;所述抛光轮的材质包括800目百洁布;二次抛光的转速为20m/s;所述抛光处理后lcd靶材溅射面的粗糙度为0.5μm;
87.所述喷砂处理时的空气压力为5kg/cm2g,距离为300mm;所述喷砂处理后背板的表面粗糙度为5μm,lcd靶材的表面粗糙度为2.1μm;
88.所述干燥的温度为60-90℃,时间为30-60min。
89.本实施例中,抛光后的钼靶材溅射面的粗糙度为0.25μm,具有较好的光泽度,所述工艺方法加工效率高,加工后靶材的合格率达到99.6%。
90.实施例4
91.本实施例提供了一种lcd靶材,所述lcd靶材的制备方法包括:
92.提供lcd靶材坯件和背板;所述lcd靶材坯件为镍硅靶材;
93.将lcd靶材坯件依次进行粗铣处理、精铣处理、焊接、冷却、抛光处理、喷砂处理、采
用纯净水和/或去离子水进行水洗以及干燥,得到所述lcd靶材;
94.其中,粗铣处理时的边沿留有余量为0.08mm;
95.焊接的温度为275℃,时间为25-35min;
96.所述冷却包括0.41mpa下的加压冷却,所述冷却的时间为65min;
97.所述抛光处理包括:采用砂带进行一次抛光,而后采用抛光轮进行二次抛光;所述一次抛光的抛光件包括800目的碳化硅涂层砂纸带,所述一次抛光的抛光速度为10m/min;所述抛光轮的材质包括1000目百洁布;二次抛光的转速为30m/s;所述抛光处理后lcd靶材溅射面的粗糙度为0.15μm;
98.所述喷砂处理时的空气压力为4.6kg/cm2g,距离为360mm;所述喷砂处理后背板的表面粗糙度为6.8μm,lcd靶材的表面粗糙度为2.9μm;
99.所述干燥的温度为90℃,时间为40min。
100.本实施例中,抛光后的镍硅靶材溅射面的粗糙度为0.15μm,具有较好的光泽度,所述工艺方法加工效率高,加工后靶材的合格率达到99.5%。
101.实施例5
102.本实施例提供了一种lcd靶材,所述lcd靶材的制备方法与实施例1的区别仅在于:本实施例将碳化硅涂层砂纸带的目数更改为800目。
103.本实施例中,抛光后的铜靶材溅射面的粗糙度为0.05μm,具有较好的光泽度,所述工艺方法加工效率高,加工后靶材的合格率达到99.6%。
104.实施例6
105.本实施例提供了一种lcd靶材,所述lcd靶材的制备方法与实施例1的区别仅在于:本实施例将本实施例将碳化硅涂层砂纸带的目数更改为50目。
106.本实施例中,抛光后的铜靶材溅射面的粗糙度为0.6μm,具有较好的光泽度,所述工艺方法加工效率高,加工后靶材的合格率达到98.9%。
107.实施例7
108.本实施例提供了一种lcd靶材,所述lcd靶材的制备方法与实施例1的区别仅在于:本实施例将一次抛光的抛光速度更改为6m/min。
109.本实施例中,抛光后的铜靶材溅射面的粗糙度为0.48μm,具有较好的光泽度,所述工艺方法加工效率高,加工后靶材的合格率达到99.3%。
110.实施例8
111.本实施例提供了一种lcd靶材,所述lcd靶材的制备方法与实施例1的区别仅在于:本实施例将一次抛光的抛光速度更改为15m/min。
112.本实施例中,抛光后的铜靶材溅射面的粗糙度为0.45μm,具有较好的光泽度,所述工艺方法加工效率高,加工后靶材的合格率达到99.3%。
113.对比例1
114.本对比例提供了一种lcd靶材,所述lcd靶材的制备方法与实施例1的区别仅在于:本对比例将二次抛光中抛光轮的材质更改为氧化铝。
115.本对比例中,抛光后的铜靶材溅射面的粗糙度为0.3μm,但是光泽度较差,加工后靶材的合格率达到99.3%。
116.对比例2
117.本对比例提供了一种lcd靶材,所述lcd靶材的制备方法与实施例1的区别仅在于:本对比例省略一次抛光。
118.本对比例中,抛光后的铜靶材溅射面的粗糙度为1.2μm,且光泽度较差,加工后靶材的合格率达到95.2%。
119.对比例3
120.本对比例提供了一种lcd靶材,所述lcd靶材的制备方法与实施例1的区别仅在于:本对比例省略二次抛光。
121.本对比例中,抛光后的铜靶材溅射面的粗糙度为0.3μm,且光泽度较差,加工后靶材的合格率达到95.2%。
122.综上所述,本发明提供的lcd靶材及其制备方法中采用砂带控制靶材溅射面的粗糙度,再采用抛光轮控制光泽,使得所述lcd靶材的粗糙度可达到0.01-0.5μm,具有较高的光泽度,满足后续的使用要求。
123.以上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
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