专利名称：旋转靶块体以及旋转靶总成的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种旋转靶总成，尤其是一种能够在不论靶材粘合至背管的品质为 优劣的情况下，可避免电浆直接轰击到粘着靶材于背管的材料、支撑靶材的背管材料或间 隙内表面结块(nodule)的设计。
背景技术：
随着平面显示器、建筑窗户玻璃或汽车玻璃的大尺寸材料的开发，增加了大尺寸 材料溅镀面积。适用于大面积溅镀靶材包括平面靶与旋转靶，平面靶通常多以平行或任意 几何形状接合在同一平面背板上以增加溅镀面积，而旋转靶(管靶材、管状靶、圆柱靶或圆 筒靶)则是以中空圆柱块体接合在一圆柱支撑背管上。无论是平面靶或旋转靶，在其接合 处皆具有呈径向的间隙，现有间隙的大小范围为大于0. Imm以上且小于0. 5mm以下。许多 材料可溅镀沉积在基板上，这些材料包含金属(如铝、钛、钼)、合金(如铝铜合金等)、陶瓷 材料(如11"0、120、六20等)。旋转靶块体依照制程分类可区分为熔炼制程、粉末冶金与陶瓷制程。金属靶材多 属熔炼制程，少数靶材基于晶粒大小控制、合金成份熔点差距调整等因素而采用粉末冶金 制程(如粉末压制、热压HP、热均压HIP、冷均压CIP、烧结)，陶瓷制程一般需使用陶瓷制 程。熔炼制程、粉末冶金与陶瓷制程皆可获得不同长度的旋转靶块体，但熔炼制程可获得一 体成型且长度较长的旋转靶块体，而粉末冶金与陶瓷制程由于技术上的限制，所获得的旋 转靶块体长度则较有限。熔炼制程(Vacuum Induction Melting, VIM)利用电磁感应原理在真空环境中于 金属内产生涡电流将金属原料熔融。铸造法是将熔融的液态金属浇入一模具中，待其冷却 固化形成铸锭。粉末冶金把金属或合金粉末于模具中加压成形，在粉末熔点以下的温度烧结，烧 结后再进行加工处理取得成品。热均压(Hot Isostatic Pressing,HIP)靶材粉末材料置于一封闭的容器内施加 高温高压，同时通入惰性气体(如氩气)，当炉体加热软化材料时，气体压力在铸件材料表 面均勻地加压，达到完全致密化。冷均压(Cold Isostatic Pressing, CIP)将超高压流体在常温下作用于粉体工 件上，加压成所需的形状，粉体工件因而被压成一个半致密的生胚，常用的加压液体为水和油。陶瓷制程(Ceramic Process)将陶瓷粉末压制成型，在于高温下烧结形成块材。请参看台湾第200700575号专利公开案「具有被间隙隔开的结构化边缘的溅镀标 靶部片」，由平面靶材的现有技术得知现今间隙的设计大部分为平面相对，此设计容易产生 突起物而造成回溅现象产生。请参看台湾第200714730号专利公开案「很长圆筒形溅镀标靶及其制造方法」，此 专利揭露圆筒型溅镀标靶粘附至支持背管的方法，此种靶材包含一或多个圆筒型区段，且区段间相邻并间隔一暴露区段，与本案所欲达成的目的不同。请参看台湾第200702471号专利公开案「制造管状溅镀靶的方法、由其制得的溅 镀靶及其用途」，此专利揭露一种制造管状溅镀靶的方法，内容说明使用热均压(HIP)加压 粉末或预压制的粉末体来制造一中空圆柱，其特征在于该压制过程中将该靶材直接施加于 一非磁性载体管上，该中空圆柱具有起始材料理论密度至少98%以上。此篇专利揭露旋转 靶的制造方法与其靶材密度需至少98%以上，并且说明可使用材料为Cu、Ag、M0、W、Ta及其 合金，适用领域为TFT-LCD大面积溅镀靶，但无提及关于旋转靶块体的设计加工。请参看台湾第200927968号专利公开案「圆筒型溅镀靶」，此专利揭露在溅镀过程 中能够明显降低一体成型的圆筒型溅镀靶材龟裂的方法。其中台湾公开第200702471号以及第200927968号的专利公开案所揭露的旋转靶 皆为一体成形，其中后者即针对其龟裂问题进行改善。平面靶虽有间隙，但并无背管露出而影响溅镀品质的疑虑，此仅为旋转靶需面对 的问题，另上述于旋转靶所揭露的先前技术，是将复数旋转靶块体接合以包覆内部的背管， 但若接合技术不好，则势必会让背管从径向穿透的间隙露出，使其在溅镀过程中遭受电浆 的轰击而损坏；另外，粘着旋转靶与背管的粘着材料也可能从该径向穿透的间隙露出，且间 隙内形成的表面结块(nodule)也同样会露出，因此若于遭受轰击后产生爆裂情形，即会影 响溅镀的品质。
发明内容本发明人有鉴于既有旋转靶总成若为一体成型则须面临龟裂的问题，而若为由旋 转靶块体接合而成的旋转靶总成，则又会有背管露出导致直接轰击背管，或于溅镀过程中， 易使间隙内的粘着材料或表面结块(nodule)被轰击的问题，因此经过长期的研究以及不 断的试验后，终于创作出此旋转靶总成。本实用新型的目的在于提供一种能够在无论接合技术优劣的情况下能减少溅镀 过程中，电浆轰击背管材料或粘着材料、表面结块(nodule)的旋转靶组成。为达上述目的，本实用新型先提供一种旋转靶块体，其呈中空状，且包括一近端面，其具有一第一凹凸结构；以及一远端面，其具有与近端面第一凹凸结构能相互匹配的第二凹凸结构，以令该第 二凹凸结构与第一凹凸结构形成相互遮蔽的结构。其中，该第一凹凸结构以及第二凹凸结构可为任意几何形状；较佳的是可为斜角 状、圆弧状、阶梯状、咬牙状等。于一态样中，该近端面具有一内缘以及一外缘，而该第一凹凸结构的纵向截面从 该近端面的内缘至外缘呈内高外低的阶梯状。在另一态样中，该近端面具有一内缘以及一外缘，而该第一凹凸结构的纵向截面 从该近端面的内缘至外缘呈内高外低的线性斜向结构。在又一态样中，该近端面具有一内缘以及一外缘，而该第一凹凸结构的纵向截面 从该近端面的内缘至外缘呈内高外低的弧线形斜向结构。其中该弧线形是朝该旋转靶块体 内部方向凹陷的型态；或者该弧线形是朝异于该旋转靶块体内部方向凸起的型态。其中，该旋转靶块体的材质可为金属、合金或陶瓷复合材料。[0025]本实用新型亦提供一种旋转靶总成，其包括至少二如上所述的旋转靶块体，其相互接合，其中一旋转靶块体的第一凹凸结构 与另一旋转靶块体的第二凹凸结构接合，以令该旋转靶总成具有非径向穿透的接缝。其中，该旋转靶总成尚包含一背管，其穿设于该等旋转靶块体中，且该背管无法从 该非径向穿透的接缝露出。其中，该旋转靶总成尚包含二边缘旋转靶块体，以令该等旋转靶块体设置于该等 边缘旋转靶块体之间，各边缘旋转靶块体的一端面与邻近的旋转靶块体的端面匹配，而另 端面可为平坦状或其他任意几何形状。本实用新型主要改善旋转靶块体的结构，将块体截面平整的边缘加上几何结构的 设计，能够完全将背管包覆于该等旋转靶块体中，而无法从非径向穿透的接缝中露出，故可 避免溅镀过程中，电浆直接轰击背管材料，更能进一步避免电浆轰击到粘着靶材于背管的 材料及间隙内表面结块(nodule)的问题。
图1为本实用新型的旋转靶总成的侧视图；图2为本实用新型的旋转靶块体一态样的立体透视图；图3为本实用新型的旋转靶块体一态样的侧面剖视图；图4为本实用新型的旋转靶块体另一态样的立体透视图；图5为本实用新型的旋转靶块体另一态样的侧面剖视图；图6为本实用新型的旋转靶块体又一态样的立体透视图；以及图7为本实用新型的旋转靶块体又一态样的侧面剖视图。
具体实施方式
请参看图1所示，本实用新型的旋转靶总成，其包括至少二旋转靶块体10，其相互接合，各旋转靶块体10由金属、合金或陶瓷复合材 料所组成，且各旋转靶块体10呈中空状，且具有一近端面11以及一远端面12，该近端面11 和远端面12皆具有一内缘111以及一外缘112，该近端面11具有一第一凹凸结构13，该远 端面12具有相对于该近端面11的第一凹凸结构13且能相匹配的第二凹凸结构14，以令该 第二凹凸结构14与第一凹凸结构13形成相互遮蔽的结构；其中一旋转靶块体10的第一凹 凸结构13与另一旋转靶块体10的第二凹凸结构14接合，以令该旋转靶总成非径向穿透的 间隙。二边缘旋转靶块体30，以令该等旋转靶块体10设置于该等边缘旋转靶块体30之 间，各边缘旋转靶块体30的一端面与邻近的旋转靶块体10的端面匹配，而另端面31可为 平坦状或其他任意几何形状。一背管20，其穿设于该等旋转靶块体10中，以令该等旋转靶块体10通过粘着材料 而与该背管20结合，且该背管20无法从该非径向穿透的接缝露出。该第一凹凸结构13以及第二凹凸结构14可为任意几何形状，如斜角状、圆弧状、 阶梯状、咬牙状以及其他于所属技术领域中具有通常知识者能够知悉的形状。本实用新型 并无将第一凹凸结构13和第二凹凸结构14限制于任何几何形状，以下配合图式所例示的各态样并非以任何形式限制本实用新型的范围。请参看图2和图3所示，于一态样中，该第一凹凸结构13的纵向截面从该近端面 11的内缘111至外缘112呈内高外低的阶梯状，而该第二凹凸结构14则具有对应的结构。请参看图4及图5所示，于另一态样中，该第一凹凸结构13'的纵向截面从该近端 面11的内缘111至外缘112呈内高外低的弧线形斜向结构，且该弧线形是朝该旋转靶块体 10内部方向凹陷的型态，而该第二凹凸结构14'则具有对应的结构。请参看图6及图7所示，于又一态样中，该第一凹凸结构13"的纵向截面从该近端 面11的内缘111至外缘112呈内高外低的弧线形斜向结构，且该弧线形是朝异于该旋转靶 块体10内部方向凸起的型态，而该第二凹凸结构14"则具有对应的结构。根据本实用新型的具体实施情况，旋转靶块体可有两种方式可进行制造(1)采 用熔炼制程或粉末冶金制程所制造的旋转靶块体，此旋转靶块体可依照所需的长度进行铸 造，接续再将靶材块体边缘加工成所需的结构；(2)靶材块体也可直接利用具有边缘设计 的模具进行制造，以直接获得具有几何结构的边缘的块体。再者，若块体属于延性材料，则 可用切削方式加工，若属于脆性材料，则使用研磨方式或铸模方式加工较佳。以上方式所制 造的块体，最后再以粘着材料(如铟)粘附于支撑的背管上方，可单个或复数个接合成一个 长型的旋转靶。本实用新型通过旋转靶块体的第一凹凸结构与第二凹凸结构的相匹配，而避免旋 转靶块体接合时产生径向穿透的接缝，故设置于旋转靶块体中央的背管无法从接缝露出， 所以在进行溅镀作业时，背管并不会遭受到电浆的轰击，而能保持背管的完好，电浆亦不会 冲击到旋转靶块体与背管之间的粘着材料及间隙内的表面结块(nodule)，所以能顾及旋转 靶块体与背管之间结合品质。
权利要求一种旋转靶块体，其呈中空状，其特征在于，包括一近端面，其具有一第一凹凸结构；以及一远端面，其具有与近端面第一凹凸结构能相互匹配的第二凹凸结构，以令该第二凹凸结构与第一凹凸结构形成相互遮蔽的结构。
2.根据权利要求1所述的旋转靶块体，其特征在于，该近端面具有一内缘以及一外缘， 而该第一凹凸结构的纵向截面从该近端面的内缘至外缘呈内高外低的阶梯状。
3.根据权利要求1所述的旋转靶块体，其特征在于，该近端面具有一内缘以及一外缘， 而该第一凹凸结构的纵向截面从该近端面的内缘至外缘呈内高外低的线性斜向结构。
4.根据权利要求1所述的旋转靶块体，其特征在于，该近端面具有一内缘以及一外缘， 而该第一凹凸结构的纵向截面从该近端面的内缘至外缘呈内高外低的弧线形斜向结构。
5.根据权利要求4所述的旋转靶块体，其特征在于，该弧线形是朝该旋转靶块体内部 方向凹陷的型态。
6.根据权利要求4所述的旋转靶块体，其特征在于，该弧线形是朝异于该旋转靶块体 内部方向凸起的型态。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的旋转靶块体，其特征在于，该旋转靶块体的材质 为金属、合金或陶瓷复合材料。
8.一种旋转靶总成，其特征在于，包括至少二根据权利要求1至7中任一项所述的旋转靶块体，其相互接合，其中一旋转靶块 体的第一凹凸结构与另一旋转靶块体的第二凹凸结构接合，以令该旋转靶总成具有非径向 穿透的接缝。
9.根据权利要求8所述的旋转靶总成，其特征在于，还包含一背管，其穿设于该等旋转 靶块体中，且该背管无法从该非径向穿透的接缝露出。
10.根据权利要求8或9所述的旋转靶总成，其特征在于，还包含二边缘旋转靶块体，以 令该等旋转靶块体设置于该等边缘旋转靶块体之间，各边缘旋转靶块体的一端面与邻近的 旋转靶块体的端面匹配。
专利摘要本实用新型是一种旋转靶总成，其包括至少二旋转靶块体，其相互接合，各旋转靶块体包括具有第一凹凸结构的一近端面以及一远端面，该远端面具有与近端面第一凹凸结构能相互匹配的第二凹凸结构，以令该第二凹凸结构与第一凹凸结构形成相互遮蔽的结构，其中一旋转靶块体的第一凹凸结构与另一旋转靶块体的第二凹凸结构接合，以令该旋转靶总成具有非径向穿透的接缝，借此能将背管包覆于该等旋转靶块体中，故可避免溅镀过程中，电浆轰击到粘着靶材于背管的材料、支撑靶材的背管材料或间隙内表面结块(nodule)的问题。
文档编号C23C14/34GK201670870SQ201020185858
公开日2010年12月15日 申请日期2010年4月21日 优先权日2010年4月21日
发明者林素玉, 涂昭乾 申请人:光洋应用材料科技股份有限公司