专利名称：一种磁控溅射镀膜用低熔点金属与背板加工工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种磁控溅射镀膜加工工艺领域，特别涉及一种用于磁控溅射镀膜的磁控溅射镀膜用低熔点金属与背板加工工艺。
背景技术：
磁控溅射镀膜是通过离子碰撞而获得薄膜的一种工艺。其原理如图1所示，主要利用辉光放电将氩气(Ar)离子撞击阴极(靶材)表面，靶材的原子被弹出而堆积在基板表面形成薄膜。同时用强力磁铁将电子呈螺旋状运动，加速靶材周围的氩气离子化，使得氩气离子对阴极靶材的撞击机率增加，形成雪崩式的状态，以提高溅射速率。磁控溅射薄膜的性质、均匀度都比蒸镀薄膜好。
为了确保溅镀质量，溅射时对背板及阴极(靶材)有较高的要求。由于溅射时氩离子撞击靶材的另一部分动能转化为热能，须用冷却水对背板及靶材进行及时冷却，这就要求背板及阴极之间有很好的结合。如果背板及阴极之间结合不好，就会造成阴极冷却不够而过热熔化脱落。因此工业上，尤其大规模连续生产要求背板及阴极(靶材)之间有良好的结合。
低熔点金属/背板靶广泛应用于玻璃镀膜行业和半导体行业，其中低熔点金属为低熔点镀膜材料(如锡，铟，锌和铅等)，背板为背板层材料(如铜，不锈钢等)。目前国内生产这类靶材的结构如图2所示，加工工艺为准备低熔点金属坯料和背板材料；将低熔点金属坯料熔化；清理背板杂质；将低熔点金属熔液浇注在背板上；去熔液杂质并冷却；机加工成型。
但是“低熔点金属/背板”靶在实际使用过程中，经常出现二层分离现象，并导致分离区低熔点金属层由于冷却不够而过热熔化脱落。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的不足之处而提供的一种增加低熔点金属层与背板层间的接触面积，提高生产效率的磁控溅射镀膜用低熔点金属与背板加工工艺。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现一种磁控溅射镀膜用低熔点金属与背板加工工艺，其特征在于，该工艺包括准备低熔点金属坯料和背板材料，对背板材料进行处理，使背板层与低熔点金属层接触的一面呈规则或不规则的槽或沟，增加其表面积，将低熔点金属坯料熔化，清理背板杂质，将低熔点金属熔液浇注在背板上，去熔液杂质并冷却，机加工成型。
所述的槽或沟的横截面包括不规则烂板形、多组方形、多组V形、多组圆弧形、方形或V形或圆弧形组合。
所述的对背板材料进行处理包括表面喷砂处理、机加工处理、离子镀、表面化学侵蚀。
所述的表面喷砂处理为对背板层与低熔点金属层的接触面进行喷砂处理，从而增加背板层接触面的面积。
所述的机加工处理为利用铣床或加工中心的技术手段在背板层与低熔点金属层接触的一面加工规则或不规则(交叉或其他任意形状)的槽或沟。
所述的离子镀、表面化学侵蚀作用于背板层与低熔点金属层的接触面，以改变背板层表面形貌并增加低熔点金属层与背板层接触面的面积。
与现有技术相比，本发明的特点是1由于增加了低熔点金属层与背板层间的接触面积，从而增加了两层的粘接强度；2增加了低熔点金属层的冷却面积，提高了低熔点金属层冷却效果，相应地提高了靶材使用的安全性；3由于靶材的粘接强度和冷却效果的提高，可以相应提高溅射功率，从而提高生产效率。
图1为磁控溅射原理图；图2为现有低熔点金属/背板靶材平面图；图3为图2的A-A剖视图；图4为图2的B-B剖视图；图5为现有低熔点金属/背板靶材平面图；图6为图5的C-C剖视图；
图7为本发明低熔点金属/背板靶材结构图；图8为本发明另一种低熔点金属/背板靶材结构图；图9为图7的F-F剖视图；图10为本发明低熔点金属/背板靶材的五种槽或沟的横截面形状以及背板材料处理层的结构示意图。
具体实施例方式
下面结合具体实施例，对本发明作进一步说明。
实施例磁控溅射镀膜是通过离子碰撞而获得薄膜的一种工艺。其原理如图1所示，A冷却流体出口，B磁控系统，C冷却系统，D冷却流体入口，E背板，F阴极，G阳极，H真空泵，I真空室，主要利用辉光放电将氩气(Ar)离子撞击阴极(靶材)F表面，靶材的原子被弹出而堆积在基板表面形成薄膜。同时用强力磁铁将电子呈螺旋状运动，加速靶材周围的氩气离子化，使得氩气离子对阴极靶材的撞击机率增加，形成雪崩式的状态，以提高溅射速率。磁控溅射薄膜的性质、均匀度都比蒸镀薄膜好。
为了确保溅镀质量，溅射时对背板及阴极(靶材)有较高的要求。由于溅射时氩离子撞击靶材的另一部分动能转化为热能，须用冷却水对背板及靶材进行及时冷却，这就要求背板及阴极之间有很好的结合。如果背板及阴极之间结合不好，就会造成阴极冷却不够而过热熔化脱落。因此工业上，尤其大规模连续生产要求背板及阴极(靶材)之间有良好的结合。
低熔点金属/背板靶广泛应用于玻璃镀膜行业和半导体行业，其中低熔点金属为低熔点镀膜材料(如锡，铟，锌和铅等)，背板为背板层材料(如铜，不锈钢等)。目前国内生产这类靶材的结构如图2、3、4所示，低熔点金属层1，背板层2的加工工艺为准备低熔点金属坯料和背板材料；将低熔点金属坯料熔化；清理背板杂质；将低熔点金属熔液浇注在背板上；去熔液杂质并冷却；机加工成型。
就技术方案而言，本发明一种磁控溅射镀膜用低熔点金属与背板加工工艺，包括准备低熔点金属坯料和背板材料，对背板材料进行机加工处理，增加其表面积，利用铣床或加工中心等各种手段在背板层与低熔点金属层接触的一面加工规则或不规则(交叉或其他任意形状)的槽或沟，如图5所示，现有面板平面结构的焊接面，图6为该面板的C-C剖面图以及局部D的放大图，这种“低熔点金属/背板”靶在实际使用过程中，经常出现二层分离现象，并导致分离区低熔点金属层由于冷却不够而过热熔化脱落。
本发明一种磁控溅射镀膜用低熔点金属与背板加工工艺，将背板层与低熔点金属层接触的一面加工呈规则或不规则的槽或沟，增加其表面积，其中低熔点金属/背板靶材面板规则槽如图7所示；低熔点金属/背板靶材面板不规则槽如图8所示，所述的槽或沟的横截面如图10所示，包括多组方形、多组V形、多组圆弧形、方形或V形或圆弧形组合、不规则烂板形，其中低熔点金属层8、10、12、14、16与背板层9、11、13、15、17之间由于加工成沟或槽，而增加了其接触面积，槽或沟的深度为0.01-20mm，宽度为0.01-20mm，槽与槽之间的间距为0.01-20mm，具体的尺寸根据实际靶材尺寸定，然后将低熔点金属坯料熔化，清理背板杂质，将低熔点金属熔液浇注在背板上，去熔液杂质并冷却，机加工成型，所得靶材由于增加了低熔点金属层与背板层间的接触面积，从而增加了两层的粘接强度；增加了低熔点金属层的冷却面积，提高了低熔点金属层冷却效果，相应地提高了靶材使用的安全性；由于靶材的粘接强度和冷却效果的提高，可以相应提高溅射功率，从而提高生产效率。
权利要求
1.一种磁控溅射镀膜用低熔点金属与背板加工工艺，其特征在于，该工艺包括准备低熔点金属坯料和背板材料，对背板材料进行处理，使背板层与低熔点金属层接触的一面呈规则或不规则的槽或沟，增加其表面积，将低熔点金属坯料熔化，清理背板杂质，将低熔点金属熔液浇注在背板上，去熔液杂质并冷却，机加工成型。
2.根据权利要求1所述的一种磁控溅射镀膜用低熔点金属与背板加工工艺，其特征在于，所述的槽或沟的横截面包括不规则烂板形、多组方形、多组V形、多组圆弧形、方形或V形或圆弧形组合。
3.根据权利要求1所述的一种磁控溅射镀膜用低熔点金属与背板加工工艺，其特征在于，所述的对背板材料进行处理包括表面喷砂处理、机加工处理、离子镀、表面化学侵蚀。
4.根据权利要求3所述的一种磁控溅射镀膜用低熔点金属与背板加工工艺，其特征在于，所述的表面喷砂处理为对背板层与低熔点金属层的接触面进行喷砂处理，从而增加背板层接触面的面积。
5.根据权利要求3所述的一种磁控溅射镀膜用低熔点金属与背板加工工艺，其特征在于，所述的机加工处理为利用铣床或加工中心的技术手段在背板层与低熔点金属层接触的一面加工规则或不规则(交叉或其他任意形状)的槽或沟。
6.根据权利要求3所述的一种磁控溅射镀膜用低熔点金属与背板加工工艺，其特征在于，所述的离子镀、表面化学侵蚀作用于背板层与低熔点金属层的接触面，以改变背板层表面形貌并增加低熔点金属层与背板层接触面的面积。
全文摘要
本发明涉及一种磁控溅射镀膜用低熔点金属与背板加工工艺，该工艺包括准备低熔点金属坯料和背板材料，对背板材料进行处理，使背板层与低熔点金属层接触的一面呈规则或不规则的槽或沟，增加其表面积，将低熔点金属坯料熔化，清理背板杂质，将低熔点金属熔液浇注在背板上，去熔液杂质并冷却，机加工成型。与现有技术相比，本发明增加了低熔点金属层与背板层间的接触面积，提高了靶材的粘接强度和冷却效果，相应提高溅射功率，从而提高生产效率。
文档编号C23C14/14GK1952208SQ20061003046
公开日2007年4月25日 申请日期2006年8月25日 优先权日2006年8月25日
发明者程远达, 余前春, 夏黎海, 丁亚强 申请人:上海贺利氏工业技术材料有限公司