一种平板显示器触摸屏用铝稀土合金旋转溅射靶材的制备方法及其制备靶材的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及靶材及靶材制备技术，特别涉及到用于一种平板显示器触摸屏用铝稀 土合金旋转溅射靶材的制备方法及其制备靶材。
【背景技术】
[0002] 铝稀土合金靶材广泛应用于平面显示、大规模集成电路等领域，这就要求铝稀土 合金靶材具有高纯度、高密度、大尺寸等优点。目前，主要使用真空熔炼和真空热压烧结的 方法制备小尺寸的铝稀土合金靶并且是平面的，在用于镀膜时，其利用率低只有20-30%。 随着镀膜技术的发展，由于旋转靶材利用率高，达到80-90%，同时靶材在溅射过程中工艺 稳定，成膜质量高，是未来触摸屏平板显示器镀膜的趋势。另一方面，随着平板显示屏、触摸 屏生产线的不断更新换代，对玻璃基板电极层的镀膜靶材要求越来越高，金属靶材的发展 也由单一金属向多元合金方向发展。原先的铝/硅/铜合金靶材，现在已经更新产品为钼铌/ 铝钕/钼铌合金靶材，其核心为铝钕合金(Al-Nd)靶材，在铝中添加适量的稀土元素钕，能够 有效提高玻璃基板电极层的品质。其表现为四个方面：（1)良好的抗腐蚀性能；（2)良好的电 导率；（3)避免显示屏发黄；（4)在热处理时不会出现高低不平现象，从而省掉后处理工序。 铝钕溅射靶材是制备平面显示器、触摸屏玻璃基板电极层的主要原材料。目前国内厂家已 经进行钕铝靶材的研发和生产，但主要集中在热压法或真空熔炼法生产低端小尺寸平面钕 铝溅射靶材，大尺寸靶材大多通过多片小尺寸靶材拼焊而成，但因接缝多造成镀膜质量达 不到要求如:面电阻增大，膜厚不均匀，透过率降低等，仅仅部分使用到普通的镀膜玻璃上， 无法应用到平板显示屏和触摸屏等高端产品上，技术能力明显不足。当今，平面显示行业正 在向大尺寸、高性能化高速发展，靶材作为显示屏触摸屏镀膜工艺中核心的原材料，要求其 必须高纯度、高密度、大尺寸、成分均匀及高利用率。另一方面，高性能靶材关键技术的研发 反过来会促进我国平面显示行业的发展，拉动我们镀膜行业整体水平的提高，提升我们在 国际靶材领域的地位。同时有助于我们将稀土资源优势转变成高科技产业优势，通过高科 技释放出资源应有的价值而不是低价格的资源出口，在国际竞争中处于领先地位。
【发明内容】
[0003] 发明目的：本发明提供一种用于平板显示屏触摸屏的铝稀土合金旋转溅射靶材的 制备方法，本发明另一个目的提供一种纯度高、密度高、尺寸大的铝稀土合金旋转溅射靶 材。
[0004] 技术方案:本发明所述一种平板显示器触摸屏用铝稀土合金旋转溅射靶材的制备 方法，其特征在于步骤如下：
[0005] (1)选择铝粉和稀土粉末为原料混合，加工制备得到铝稀土粉末；
[0006] (2)将混合好的铝稀土粉末装入模具放入冷等静压机，冷等静压后得到生坯靶管；
[0007] (3)将经过冷等静压成型后的生胚靶管进行真空烧结；
[0008] (4)将步骤(3)真空烧结得到的靶管放入热等静压机进行压制；
[0009] (5)将步骤(4)热等静压得到的靶管进行机械加工；
[0010] (6)将步骤(5)机械加工得到的靶管进行铟绑定。
[0011] 优选的：步骤(1)所述铝粉纯度2 99.99%。
[0012] 优选的：步骤（1)所述加工制备包括在300~600°C温度下真空烧结5~10h，球磨4 ~8h，过筛得到粒度为150~800目的铝稀土粉末。
[0013]优选的：步骤(2)所述冷等静压的压力为150-250Mpa，按每分中lOMpa进行增压，待 到150-250Mpa后保压5-25分钟，泄压按照每分钟lOMpa进行，冷等静压成型后的生胚靶管的 相对密度为65-77 %。
[0014] 优选的：步骤（3)所述真空烧结的温度从室温开始，按照每小时上升60°C进行升 温，在520~560°C保温2-3小时，然后自然降温，经过烧结后的铝稀土合金靶管相对密度不 低于95%。
[0015] 优选的：步骤(4)所述热等静压的压力为150-200Mpa，温度为500-550°C，保温时间 1-2小时。
[0016]优选的：步骤(5)所述机械加工包括将步骤(4)得到的靶管放在锯床上锯平一头， 将锯好的靶管放在内圆磨床上打磨，然后将靶管的两个端面放在平面磨床上磨平，再在外 圆磨床上打磨，拿下靶管进行清洗，清洗干净后进行绑定。
[0017] 优选的：步骤(6)所述绑定包括先用高温胶带把步骤(5)得到靶管的外圆封好；用 超声波将铟涂抹在靶管内圆壁上，将不锈钢管外圆上也用超声波把铟涂在上面并竖着固定 在绑定架上，将一节靶管从上往下放到不锈钢管底端，将加热管放入不锈钢管内圆中靶管 的位置进行加热，加热的温度是180-200°C，当铟熔化时，就可以往不锈钢管和靶管的空隙 中加铟直到加满为止，进行降温;在绑定第二个靶管时在第一个靶管上面放一个硅胶以保 证靶管和靶管之间的间隙小于0.5毫米，通过这样的绑定即得到铝稀土合金旋转溅射靶材。
[0018] 优选的:在步骤(1)中加入镍粉，将铝粉，镍粉和稀土粉机械混合。
[0019] 有益效果:本发明使用粉末制备、冷等静压、真空烧结、热等静压、机械加工、绑定 工艺生产平板显示器触摸屏用铝稀土合金旋转靶材。由于采用了冷等静压，真空烧结和热 等静压，保证了靶材的高纯度，纯度可达到99.99%，热等静压更是保证了靶材的高密度，可 达到相对密度99.9%，绑定工艺可以制备出大尺寸的旋转靶材，长度可以达到4000毫米或 更长。另外，该方法工艺简单，操作方便，在热等静压时，不需要常规的包套及氩弧焊，减少 后续工序，可大靶管直接进行热等静压，降低生产成本。
【具体实施方式】
[0020] 下面结合实施例对本发明作更进一步的说明。
[0021] 实施例1
[0022] 本实施例是一种铝钕(Al-Nd)旋转旋转靶材的制备方法，包括以下步骤：
[0023] (1)粉末制备：选择纯度分别为99.995 %和99.99 %的铝粉和所需要的钕稀土粉 末，将铝粉和钕粉机械混合，在300°C温度下真空烧结5小时，球磨4小时，过筛得到粒度为 325目的铝钕粉末。
[0024] (2)冷等静压:将混合好的铝钕粉末装入模具放入冷等静压机，开启冷等静压，按 每分钟lOMpa进行增压，到待150Mpa后保压5分钟，按照每分钟lOMpa进行泄压，冷等静压成 型后的生坯靶管的相对密度为68%。
[0025] (3)真空烧结：将经过冷等静压成型后的生胚靶管放入真空烧结炉内，从室温开 始，按照每小时上升60°C进行升温，在520°C保温2小时，然后自然降温;经过烧结后的铝钕 合金靶管相对密度为95 %。
[0026] (4)热等静压：将步骤(3)得到靶管放入热等静压机中开始按照工艺设定进行压 制，直到程序结束，热等静压的压力为150Mpa，温度在500°C，保温时间1小时。
[0027] (5)机械加工:将步骤(4)得到的靶管放在锯床上锯平一头，将锯好的靶管放在内 圆磨床上打磨，然后将靶管的两个端面放在平面磨床上磨平，再在外圆磨床上打磨。靶管同 心度小于0.02毫米；端面垂直度0.05;椭圆度0.21毫米；上下端面和内外园表面光洁度： RaO.8;上下端面倒角1.2毫米;无可见裂痕;靶管完整。将靶管进行清洗，清洗干净后绑定。
[0028] (6)绑定:先用高温胶带把靶管的外圆封好；用超声波将铟涂抹在靶管内圆壁上， 将不锈钢管外圆上也用超声波把铟涂在上面;将不锈钢管竖着固定在绑定架上，将一节靶 管从上往下放到不锈钢管底端，将加热管放入不锈钢管内圆中靶管的位置进行加热，加热 的温度是180°C，当铟熔化时，就可以往不锈钢管和靶管的空隙中加铟直到加