本发明涉及材料领域，尤其涉及一种靶材、靶材制备方法及装置。
背景技术：
靶材是通过磁控溅射在适当工艺条件下溅射在基板上形成各种功能薄膜的溅射源；其中，磁控溅射的原理包括：电子在电场的作用下，在飞向基片过程中与氩原子发生碰撞，使其电离产生出ar正离子和新的电子；新电子飞向基片，ar离子在电场作用下加速飞向阴极靶，并以高能量轰击靶表面，使靶材发生溅射。在溅射粒子中，中性的靶原子或分子沉积在基片上形成薄膜，靶材原子逐渐被轰击并沉积在基体上。
目前，靶材的形状主要有平面靶和旋转靶。对于旋转靶，一般均做成等轴圆柱形。但是，靶材一般运用于磁控溅射中，考虑到端部电磁场强度较高，离子轰击端部靶材的概率也较高，因此端部靶材消耗也较快。从而造成靶材体两端先耗光，而中间的靶材残留较多，从而造成靶材的有效利用率较低，无形中增加了生产成本。
技术实现要素：
本发明实施例提供一种靶材、靶材制备方法及装置；本发明实施例需要解决靶材的有效利用率低的问题，所述技术方案如下：
根据本发明实施例的第一方面，提供一种靶材，包括：
背衬管；
形成于所述背衬管的外表面的靶材体；
其中，所述靶材体包括：两个端段和中间段；其中，所述端段的第一靶材厚度大于所述中间段的第二靶材厚度。
本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：增加了靶材体的端段的厚度，延长靶材在使用过程中的消耗时长，从而防止靶材体两端先耗光，提高靶材的利用率。
在一个实施例中，所述靶材体还包括：
位于所述两个端段和所述中间段之间的过渡段，其中，所述过渡段的靶材厚度沿中轴的方向从所述第一靶材厚度逐渐减小到所述第二靶材厚度；所述过渡段、中间段和端段的材料都相同。
在一个实施例中，所述靶材还包括：
形成于所述背衬管和所述靶材体之间的粘结层；
其中，所述粘结层的材料粘度大于所述靶材体的材料粘度，所述粘结层和所述靶材体的材料成分相同，但材料成分配比不同。
在一个实施例中，所述靶材还包括：
形成于靶材体与粘结层之间的起始层；
其中，所述起始层的材料与所述靶材体的材料相同，但所述起始层和所述靶材体的制备工艺不同。
在一个实施例中，所述过渡段的斜度的范围在3-30°之间。
根据本发明实施例的第二方面，提供一种靶材制备方法，包括：
对背衬管上两个预设端段位置喷涂第一靶材，得到靶材体的两个端段；所述端段的厚度为所述预设端段位置上喷涂所述第一靶材得到的第一靶材厚度；
对所述背衬管上预设中间段位置喷涂所述第一靶材，得到所述靶材体的中间段；所述中间段的厚度为所述预设中间段上喷涂所述第一靶材得到的第二靶材厚度；
其中，所述第一靶材厚度大于所述第二靶材厚度
在一个实施例中，所述对背衬管上两个预设端段位置喷涂第一靶材包括：
按照第一速度对所述背衬管上两个预设端段位置喷涂第一靶材，得到靶材体的两个端段；
所述对所述背衬管上预设中间段位置喷涂第一靶材包括：
按照第二速度对所述背衬管上预设中间段位置喷涂第一靶材，得到所述靶材体的中间段；
其中，所述第一速度小于所述第二速度。
在一个实施例中，所述按照第二速度对所述背衬管上预设中间段位置喷涂第一靶材之后，所述方法还包括：
机加工所述两个预设端段分别和所述预设中间端的连接部分，使得所述两个端段分别和所述中间端形成一个预设角度的过渡段。
在一个实施例中，所述按照第一速度对背衬管上两个预设端段位置喷涂第一靶材，得到靶材体的两个端段之前，所述方法还包括：
在所述背衬管喷涂所述第二靶材，得到粘结层；其中，所述第二靶材的材料粘度大于所述第一靶材的材料粘度。
在一个实施例中，所述在所述背衬管喷涂第二靶材，得到粘结层之后，所述方法还包括：
在粘结层上喷涂所述第一靶材，得到起始层。
在一个实施例中，所述端段和所述中间段的喷涂工艺条件包括：
喷涂压力的范围为0.5-3.5bar；
温度的范围为200-400℃；
喷涂层数的范围为10-150层；
第二速度的范围为5-20mm/s；
第一速度的范围为3-15mm/s。
在一个实施例中，所述粘结层的喷涂工艺条件包括：
喷涂压力的范围为5-10bar；
温度的范围为90-130℃；
喷涂层数的范围为1-10层；
所述喷枪的移动速度的范围为5～20mm/s。
在一个实施例中，所述起始层的喷涂工艺条件包括：
喷涂的压力的范围为3～8bar；
温度的范围为40-90℃；
喷涂层数的范围为1-10层；
所述喷枪的移动速度的范围为5-20mm/s。
在一个实施例中，所述预设角度的范围为3-30°。
根据本发明实施例的第三方面，提供一种靶材制备装置，包括：
第一喷涂模块，用于对背衬管上两个预设端段位置喷涂第一靶材，得到靶材体的两个端段；所述端段的厚度为所述预设端段位置上喷涂所述第一靶材得到的第一靶材厚度；对所述背衬管上预设中间段位置喷涂所述第一靶材，得到所述靶材体的中间段；所述中间段的厚度为所述预设中间段上喷涂所述第一靶材得到的第二靶材厚度；
其中，所述第一靶材厚度大于所述第二靶材厚度
在一个实施例中，所述第一喷涂模块按照第一速度对背衬管上两个预设端段位置喷涂第一靶材，得到靶材体的两个端段；按照第二速度对所述背衬管上预设中间段位置喷涂第一靶材，得到靶材体的中间段；
其中，所述第一速度小于所述第二速度。
在一个实施例中，所述装置还包括：
机加工模块，用于机加工所述两个预设端段分别和所述预设中间端的连接部分，使得所述两个预设端段分别和所述预设中间端形成一个预设角度的过渡段。
在一个实施例中，所述装置还包括：
第二喷涂模块，用于在所述背衬管喷涂所述第二靶材，得到粘结层；其中，第二靶材的材料粘度大于所述第一靶材的材料粘度。
在一个实施例中，所述装置还包括：
第三喷涂模块，用于在粘结层上喷涂所述第一靶材，得到起始层。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是根据一示例性实施例示出的靶材的结构示意图。
图2是根据一示例性实施例示出的靶材的结构示意图。
图3是根据一示例性实施例示出的靶材的结构示意图。
图4是根据一示例性实施例示出的靶材的结构示意图。
图5是根据一示例性实施例示出的靶材的结构示意图。
图6是根据一示例性实施例示出的靶材制备方法的流程图。
图7是根据一示例性实施例示出的靶材制备方法的流程图。
图8是根据一示例性实施例示出的靶材制备方法的流程图。
图9是根据一示例性实施例示出的靶材制备方法的流程图。
图10是根据一示例性实施例示出的靶材制备方法的流程图。
图11是根据一示例性实施例示出的靶材制备方法的流程图。
图12是根据一示例性实施例示出的靶材制备装置的结构示意图。
图13是根据一示例性实施例示出的靶材制备装置的结构示意图。
图14是根据一示例性实施例示出的靶材制备装置的结构示意图。
图15是根据一示例性实施例示出的靶材制备装置的结构示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
图1是根据一示例性实施例示出的一种靶材的结构示意图，如图1所示，该靶材10包括：背衬管101和形成于背衬管101的外表面的靶材体102。
对于旋转靶材，背衬管101的形状可以是等轴圆柱形。
其中，靶材体102包括：两个端段1021和中间段1022；
其中，端段1021的第一靶材厚度大于中间段1022的第二靶材厚度。
本实施例中，背衬管101是靶材体的底衬，帮助靶材体102成型，靶材体附着于背衬管101上，背衬管101可以是不锈钢材料。
靶材体102用于物理镀膜中的溅镀，其中，靶材体102可以包括金属靶材体和陶瓷靶材体，其中，金属靶材体的材料成分可以是铜铟镓成分、银铟镓成分、金铟镓成分、铜锡镓成分、银锡镓成分、金锡镓成分、铜银铟镓成分、铜金铟镓成分等。优选的材料成分是铜铟镓成分。
如图1所示，端段1021和中间段1022是一次性制备完成的，且两者的各个位置的厚度都是均匀的，本实施例中端段的第一靶材厚度大，也就是说端段用于溅射的靶材也比较多，这样，增加了端段1021靶材体，那么端段1021的消耗时间就拉长，那么中间段1022在拉长的这部分时间还可以继续消耗，增加了中间段的消耗量，提高靶材的使用率。
可选的，背衬管的直径为5.202英寸，第一靶材的双边厚度为0.672英寸，第二靶材的双边厚度为0.52英寸。
本实施例提供的靶材形状类似于两端粗中间细的狗骨头形状，相较于目前技术，增加了靶材体的端段的厚度的靶材，能够延长靶材在溅镀过程中的消耗时长，从而防止靶材体两端先耗光，提高靶材的利用率。
在一个实施例中，如图2所示，靶材体102还包括：
位于两个端段1021和中间段1022之间的过渡段1023，其中，过渡段1023的靶材厚度沿中轴的方向从第一靶材厚度逐渐减小到第二靶材厚度；过渡段1023、中间段1022和端段1011的材料都相同。过渡段1023可以是在端段1021的基础上机加工得到的。
由于端段1021和中间段1022之间如果直接连接，没有过渡区间，那么制备过程中两者连接部分可能会存在不平整，因此，直接机加工成直角可能会浪费掉很多的靶材；且由于越靠近靶材体10的两端，那么靶材消耗越严重，其中，端段1021消耗最为严重，因此，如图3所示，可以在端段1021和中间段1022之间机加工一个平滑的过渡区即过渡段1023，防止由于过渡段1023先消耗完导致的靶材无法继续使用，与此同时，过渡段1023可以减少机加工的工作量。
可选的，端段的靶材长度12.7mm，过渡段的靶材长度28.7mm，中间段的靶材长度975.3mm。
在一个实施例中，如图4所示的切面图，靶材10还包括：
形成于背衬管101和靶材体102之间的粘结层103；
其中，粘结层103的材料粘度大于靶材体102的材料粘度。粘结层103是均匀喷涂的，不存在厚度差别。
粘结层103用于粘结背衬管101和靶材体102，进一步防止靶材体102脱落，粘结层103的材料可以是铟含量较高的材料，这样，粘结层103的粘性较高，起到很好的和背衬管粘结的效果。粘结层103可以是铜含量较低而铟含量较高的材料。
在一个实施例中，如图5所示的切面图，靶材10还包括：
形成于靶材体102与粘结层103之间的起始层104；
其中，起始层104的材料与靶材体102的材料相同，但所述起始层和所述靶材体的制备工艺不同。起始层104是均需喷涂的，不存在厚度差别。本实施例中粘结层103和起始层104的材料成分相同，都包括铜铟镓，但成分配比不同，其中，由于铟具有一定粘结性，粘结层铟含量较高。
在粘结层103的基础上，形成起始层104，该层既能跟粘结层有优异的粘结效果，同时由于其成分与靶材体成分相同，起到很好的过渡效果。
在一个实施例中，过渡段1023的斜度的范围在3-30°之间。
可选的，斜度的范围在在5-15°之间。
图6是根据一示例性实施例示出的一种靶材制备方法的流程图，如图6所示，靶材制备方法用于靶材制备装置中，包括以下步骤201-202：
在步骤201中，对背衬管上两个预设端段位置喷涂第一靶材，得到靶材体的两个端段。
这里，端段的厚度为预设端段位置上喷涂所述第一靶材得到的第一靶材厚度。
在步骤202中，对背衬管上预设中间段位置喷涂第一靶材，得到靶材体的中间段。
这里，中间段的厚度为预设中间段上喷涂所述第一靶材得到的第二靶材厚度。
其中，第一速度和第二速度都是喷枪的移动速度，喷涂第一靶材的喷涂速度是预设的，第一速度小于第二速度。
这里，喷涂速度表征每秒喷枪的喷出量。
本实施例可选的第一靶材厚度是0.52英寸，第二靶材厚度是0.672英寸。
本实施例实现上述喷涂要求的方式有很多种，只要能够实现中间段的厚度小，端段的厚度大即可。本实施例可以通过一把或多把喷枪进行喷涂；例如，可以通过三把喷枪分别对两个端段和中间段喷涂，其中，由于中间段和端段设置的厚度不同，因此，喷枪的喷涂速度、移动速度可以不同，具体的移动速度和喷涂速度根据实际情况和厚度来设置。
本实施例提供的靶材形状类似于两端粗中间细的狗骨头形状，相较于目前技术增加了靶材体的端段的厚度，延长靶材在使用过程中的消耗时长，从而防止靶材体两端先耗光，提高靶材的利用率。
可选的，如图7所示，步骤201，即对背衬管上两个预设端段位置喷涂第一靶材，得到靶材体的两个端段，可以包括：
在步骤2011中，按照第一速度对背衬管上两个预设端段位置喷涂第一靶材，得到靶材体的两个端段。
相应的，步骤202，即对背衬管上预设中间段位置喷涂第一靶材，得到靶材体的中间段，可以包括：
在步骤2021中，按照第二速度对背衬管上预设中间段位置喷涂第一靶材，得到靶材体的中间段。
其中，第一速度小于第二速度。
在靶材制备过程中，制备靶材一般通过一把喷枪完成，喷枪从背衬管的一端沿着背衬管移动到背衬管的另一端，其中，喷枪在预设端段位置上的移动速度比预设中间段位置的移动速度慢，因此，喷枪运动速度越慢，那么，相应部位喷涂的量就越多，反之亦然。
由于在喷涂过程中，并非从背衬管两端点开始喷涂，需要在背衬管两端预留一定的空隙，因此，本实施例需要预先设置好形成靶材体的端段的位置(即预设端段位置)和形成靶材体的中间段的位置(即预设中间段位置)，从而选择合适的移动速度以便于喷枪喷涂出靶材，即设置预设端段位置所在范围内的移动速度和预设中间段位置所在范围内的移动速度。
本实施例中，由于喷枪喷出的量不变，喷枪的移动速度越慢，该部位喷涂到第一靶材的量就会多，这样，增加了两个端段喷涂的量，延缓了靶材体两端的消耗时长，防止靶材体两端先耗光，提高靶材的利用率。
在一个实施例中，如图8所示，在步骤202，即按照第二速度对背衬管上预设中间段位置喷涂第一靶材，得到靶材体的中间段之后，所述方法还包括：
在步骤203中，机加工两个预设端段分别和预设中间端的连接部分，使得两个端段分别和中间端形成一个预设角度的过渡段。
本实施例中，过渡段、端段和中间段是是一次性制备完成的，过渡段的第一截面与端段的截面接触且等大，过渡段的第二截面与中间段的截面接触且等大，过渡段的厚度依次减小。
与此同时，由于两个端段的消耗最为严重，那么越靠近端段消耗也就会越多，因此，过渡段这种过渡设计能够延长靠近端段位置的成分消耗，从而进一步的达到提高靶材的利用率。
在一个实施例中，如图9所示，在步骤201，即按照第一速度对背衬管上两个预设端段位置喷涂第一靶材，得到靶材体的两个端段之前，方法还包括：
在步骤200a中，在背衬管喷涂第二靶材，得到粘结层。
其中，第二靶材的材料粘度大于第一靶材的材料粘度。
本实施例提供的第二靶材是一种粘度较大的靶材成分，从而保证靶材体和背衬管粘合在一起，增加靶材体和背衬管之间的不锈钢粘结效果。这里，第二靶材可以使用铟含量较高的成分。
在一个实施例中，如图10所示，在步骤200a，即在背衬管喷涂第二靶材，得到粘结层之后，方法还包括：
在步骤200b中，在粘结层上喷涂第一靶材，得到起始层。
起始层既能跟粘结层有优异的粘结效果，同时由于其成分与靶材本体的成分相同，还起到很好的过渡效果。
次可选的，端段和中间段的喷涂工艺要求包括：
喷涂压力的范围为0.5-3.5bar；
温度的范围为200-400℃；
喷涂层数的范围为20-150层；
第二速度的范围为5-20mm/s；
第一速度的范围为3-15mm/s。
可选的，端段和中间段的喷涂工艺要求包括：
压力的范围为1.5-3bar；
喷涂温度的范围为250-350℃；
喷涂层数的范围为80-130层；
第二速度的范围为7-15mm/s；
第一速度的范围为5-9mm/s。
次可选的，粘结层的喷涂工艺要求包括：
喷涂压力的范围为5-20bar；
温度的范围为90-130℃；
喷涂层数的范围为1-20层；
喷枪的移动速度的范围为5～20mm/s。
可选的，粘结层的喷涂工艺要求包括：
喷涂压力的范围为8-20bar；
温度的范围为95-120℃；
喷涂层数的范围为3-7层；
喷枪的移动速度的范围为7-15mm/s。
次可选的，起始层的喷涂工艺要求包括：
喷涂的压力的范围为3-8bar；
温度的范围为40-90℃；
喷涂层数的范围为1-20层；
喷枪的移动速度的范围为5-20mm/s。
可选的，起始层的喷涂工艺要求包括：
喷涂压力的范围为4-7bar；
温度的范围为55-70℃；
喷涂层数的范围为1-4层；
喷枪的移动速度的范围为7-15mm/s。
次可选的，预设角度设置的范围为3-30°。
可选的，预设角度设置的范围为5-15°。
图11是根据一示例性实施例示出的一种靶材制备方法的流程图，如图1所示，靶材制备方法用于靶材制备装置中，包括以下步骤301-305，
在步骤301中，在背衬管喷涂第二靶材，得到粘结层。
其中，第二靶材的材料粘度大于第一靶材。
在步骤302中，在粘结层上喷涂第一靶材，得到起始层。
在步骤303中，按照第一速度对背衬管上两个预设端段位置喷涂第一靶材，得到靶材体的两个端段。
在步骤304中，按照第二速度对背衬管上预设中间段位置喷涂第一靶材，得到靶材体的中间段。
其中，第一速度小于第二速度。
在步骤305中，机加工两个预设端段分别和预设中间端的连接部分，使得两个端段分别和中间端形成一个预设角度的过渡段。
本实施例由于喷枪的喷涂速度不变，喷枪的移动速度越慢，该部位喷涂到第一靶材的量就会多，这样，增加了两个端段喷涂的量，延缓了靶材体两端的消耗时长，防止靶材体两端先耗光，提高靶材的利用率。
下述为本发明装置实施例，可以用于执行本发明方法实施例。
图12是根据一示例性实施例示出的一种靶材制备装置的框图，该装置可以通过软件、硬件或者两者的结合实现成为电子设备的部分或者全部。如图12所示，该靶材制备装置包括：
第一喷涂模块401，用于对背衬管上两个预设端段位置喷涂第一靶材，得到靶材体的两个端段；所述端段的厚度为所述预设端段位置上喷涂所述第一靶材得到的第一靶材厚度；对所述背衬管上预设中间段位置喷涂所述第一靶材，得到所述靶材体的中间段；所述中间段的厚度为所述预设中间段上喷涂所述第一靶材得到的第二靶材厚度；
其中，所述第一靶材厚度大于所述第二靶材厚度。
在一个实施例中，第一喷涂模块401按照第一速度对背衬管上两个预设端段位置喷涂第一靶材，得到靶材体的两个端段；按照第二速度对所述背衬管上预设中间段位置喷涂第一靶材，得到靶材体的中间段；
其中，所述第一速度小于所述第二速度。
本实施例中，喷枪喷出的量不变，喷枪的移动速度越慢，该部位喷涂到第一靶材的量就会多，这样，增加了两个端段喷涂的量，延缓了靶材体两端的消耗时长，防止靶材体两端先耗光，提高靶材的利用率。
在一个实施例中，如图13所示，所述装置还包括：
机加工模块402，用于机加工所述两个预设端段分别和所述预设中间端的连接部分，使得所述两个预设端段分别和所述预设中间端形成一个预设角度的过渡段。
在一个实施例中，如图14所示，所述装置还包括：
第三喷涂模块403，用于在所述背衬管喷涂所述第二靶材，得到粘结层；其中，第二靶材的材料粘度大于所述第一靶材的材料粘度。
在一个实施例中，如图15所示，所述装置还包括：
第四喷涂模块404，用于在粘结层上喷涂所述第一靶材，得到起始层。
次可选的，所述端段和所述中间段的喷涂要求包括：
喷涂压力在0.5-3.5bar；
温度在200-400℃；
喷涂层数在10-150层；
第二速度在5-20mm/s；
第一速度在3-15mm/s。
可选的，所述端段和所述中间段的喷涂要求包括：
压力在1.5-3bar；
喷涂温度在250-350℃；
喷涂层数在80-130层；
第二速度在7-15mm/s；
第一速度在5-9mm/s。
次可选的，所述粘结层的喷涂要求包括：
喷涂压力在5-10bar；
温度在90-130℃；
喷涂层数在1-10层；
所述喷枪的移动速度在5～20mm/s。
可选的，所述粘结层的喷涂要求包括：
喷涂压力在8-10bar；
温度为95-110℃；
喷涂层数为3-7层；
所述喷枪的移动速度在7-15mm/s。
次可选的，所述起始层的喷涂要求包括：
喷涂的压力在3～8bar；
温度在40-90℃；
喷涂层数在1-10层；
所述喷枪的移动速度在5-20mm/s。
可选的，所述起始层的喷涂要求包括：
喷涂压力在4-7bar；
温度在55-70℃；
喷涂层数为1-4层；
所述喷枪的移动速度在7-15mm/s。
次可选的，所述预设角度设置在3-30°之间。
可选的，预设角度设置在5-15°之间。
关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。