一种铬金属复合靶材的制作方法

本发明属于材料技术领域，更具体地，涉及铬金属靶材产品。

背景技术：

真空镀膜即物理气相沉积技术，具有膜/基结合力好、薄膜均匀致密、薄膜厚度可控性好、应用的靶材广泛、溅射范围宽、可沉积厚膜、可制取成分稳定的合金膜和重复性好等优点，近些年来得到快速的发展和工业化应用，

有效的膜层不仅可以提高材料抵御环境的能力，还可以赋予材料表面新的机械性能、装饰功能甚至特殊功能，而膜层的质量不仅取决于镀膜工艺，更取决于膜层材料。

金属铬具有优异的耐腐蚀性能，作为靶材用于真空镀膜所形成的膜层不仅具有优异的耐腐蚀性能，还可以形成氮化铬、碳化铬等陶瓷涂层而具有耐划伤的表面及陶瓷质感的外观。由于金属铬的膜层具有多种优异的性能，近些年作为靶材已广泛应用在各种金属制品、陶瓷制品及塑料制品表面镀膜上。

现有的铬靶材多以圆柱靶、板靶、管靶形式使用，其中圆柱靶也称为弧靶，由于镀膜效率较高，使用较多。作为圆柱靶材产品的加工和使用，一方面铬金属硬度大难于加工，一方面导热系数较低（94w/m.k），散热差，容易在溅射面表面形成较深的熔池，产生金属液滴的飞溅等问题，因此铬金属靶材存在加工困难和散热差的问题，如何提高铬靶材的散热效率和加工成品率是目前行业中面临的一个技术问题。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。

为此，本发明的一个目的在于提出一种铬金属复合靶材，其特征在于所述靶材由圆柱状铬靶材基体与铝材质的螺纹底座连接组合而成，其中靶材基体与铝材质螺纹底座为面面接触，靶材基体连接面为凸形结构，铝材质螺纹底座连接面为凹形结构，凸形结构和凹形结构相互嵌套连接。

本发明的复合靶材，将传统的铬金属靶材分割为靶材基体和螺纹底座两部分，靶材基体作为功能体发挥靶材溅射源的作用，而螺纹底座部分仍然起连接作用，采用导热系数较高的铝材质制备而成，并且将靶材基体连接面处设计成凸形结构，而螺纹底座连接面设计为凹形结构，进行嵌套连接，优选进行过盈配合连接，以便于连接的稳固性，由于在靶材溅射使用过程中靶材基体受热膨胀，而螺纹底座采用水冷却膨胀小，因此此种设计更有利于连接的稳固性，有效防止了靶材使用过程中的脱落。

本发明铬金属复合靶材，采用的铝合金材质具有导热系数大，更易于靶材基体的传热和散热，选择7系航空铝材兼具高强度高散热，使用效果更佳。采用凸凹面形式的面面连接的接触方式，更有利于靶材基体的散热，在连接面优选增加导热硅胶、导热石墨等软体材料，消除接触热阻，更加有利于靶材基体的散热。

而且铝合金材质膨胀系数大，更利于过盈配合的方案实施，保证了连接的稳固性。本发明的靶材设计，充分发挥了两种材料的特殊属性，利于靶材基体在溅射过程中弧源的稳定，不易于形成过深的熔池，产生熔体的飞溅而污染薄膜表面。

同时，铝材易于加工，降低了加工成本，提高了产品的竞争力。

靶材基体与铝材质的螺纹底座优选采用销钉嵌入连接结构，使得靶材产品更加稳固，以防脱落。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1为一种铬金属复合靶材示意图

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限制本发明。

结合附图1，对本发明详细说明如下，附图1为本发明的铬金属复合靶材示意图，1为本发明的铝材质的螺纹底座，具体材质为7075铝合金，2为铬金属靶材基体，3为金属销钉，4为铝材质的螺纹底座的连接面，即凹面，5为铬金属靶材基体的连接面，即凸面。

本实施例中螺纹底座1采用7075铝合金加工而成，一端具有螺纹结构，一端具有凹面结构4；铬金属靶材基体采用纯金属铬加工而成，一端为溅射工作面，一端具有凸面连接结构，将铝合金的凹面结构采用过盈配合的方式压入靶材基体的凸面结构中，形成过盈连接，以便获得本发明稳固的复合体，凸面和凹面形成了面面接触，便于热量的传导，本发明的铬金属复合靶材在镀膜应用过程中螺纹底座的平面与冷却水接触，因此铝合金螺纹底座作为冷端，而铬金属靶材基体作为工作面，接收溅射弧源的轰击，作为热端，由于铝合金（170w/m.k）比金属铬（94w/m.k）的导热系数大的多，因此更有利于对铬金属靶材基体进行散热。为了保证螺纹结构和铬金属靶材基体具有更加牢固的连接，在连接面处安装有销钉3结构，销钉的两端分别嵌入螺纹底座和靶材基体，本发明的铬金属复合靶材在镀膜工作过程中，不会出现铬金属液滴飞溅污染膜层的现象。作为对比例，传统的铬金属靶材一体结构，即靶材基体和螺纹底座均为铬金属构成，而且没有连接结构，在同等条件下进行镀膜工作，则极易出现铬金属液滴飞溅污染膜层的现象。

由本实施例可以看出，采用本发明的铬金属复合靶材作为镀膜用产品，冷却更加充分，工作更加稳定，不易于出现膜层飞溅污染等质量问题，具有良好的商业应用价值。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种铬金属复合靶材，其特征在于所述靶材由圆柱状铬靶材基体与铝材质的螺纹底座连接组合而成，其中靶材基体与铝材质螺纹底座为面面接触，靶材基体连接面为凸形结构，铝材质螺纹底座连接面为凹形结构，凸形结构和凹形结构相互嵌套连接。

2.如权利要求1所述的一种铬金属复合靶材，其特征在于靶材基体与铝材质的螺纹底座采用销钉嵌入连接结构。

3.如权利要求1所述的一种铬金属复合靶材，其特征在于靶材基体与铝材质的螺纹底座填充有导热硅胶材料。

4.如权利要求1所述的一种铬金属复合靶材，其特征在于靶材基体与铝材质的螺纹底座填充有导热石墨材料。

技术总结
本发明公开了一种铬金属复合靶材，其特征在于所述靶材由圆柱状铬靶材基体与铝材质的螺纹底座连接组合而成，其中靶材基体与铝材质螺纹底座为面面接触，靶材基体连接面为凸形结构，铝材质螺纹底座连接面为凹形结构，凸形结构和凹形结构相互嵌套连接。该靶材产品，在镀膜工作中，工作更加稳定，不易出现金属液滴飞溅污染膜层的质量问题，具有良好的商业应用前景。

技术研发人员：单丹丹;张法亮;张法治
受保护的技术使用者：深圳市千禾盛科技有限公司
技术研发日：2020.03.10
技术公布日：2021.05.11