专利名称：一种ito靶材背面金属化的方法
技术领域：
本发明涉及的是液晶显示、太阳能电池制造等行业中所需的ITO靶的制造，尤其涉及IT0靶材背面金属化的方法。
背景技术：
在TFT-LCD、太阳能电池制作、微电子等行业大量使用透明导电薄膜(TC0)材料，其中ITO(氧化铟锡)是使用范围最广泛的TC0材料。在TC0薄膜制备过程中，IT0靶对薄膜的性能有重要影响。 IT0靶是由ITO靶材及与该靶材相联接并具有足够机械强度的金属背板构成。金属背板在磁控溅射中主要为靶材提供足够的机械强度，同时将靶材在溅射过程中产生的大量热能及时用冷却水带走以防止靶材温度过度升高。为此，需要将靶材与金属背板进行焊接加工。 将靶材与金属背板进行焊接有两种方法一种是靶材与背板直接进行大面积熔化对焊；另一种是采用低熔点易熔合金焊料进行钎焊。由于ITO是陶瓷材料，熔点非常高，因此不能进行熔化对焊，只能采用钎焊。 ITO靶在使用过程中所处的环境及其恶劣ITO靶材要经受高能氩离子的不断轰
击，同时还要在10—4Pa的高真空环境中与金属背板具有足够的联接强度；金属背板则通过
强冷却水把溅射产生的热量及时带走，否则热量会使靶材温度急剧上升，导致靶材开裂、甚
至从背板表面脱落造成生产事故，所以靶材必须与金属背板具有足够的联接强度。 目前ITO靶材与金属背板的焊接多采用以金属铟或者其它低熔点合金作为焊料
的钎焊法进行焊接。 IT0靶材是氧化铟与氧化锡组成的陶瓷材料，与金属铟或其它钎焊合金的界面润湿性很差，需要在ITO靶材背面通过各种方法先形成至少一个金属层(该过程即被称为靶材的背面金属化)，才能满足钎焊的要求。 靶材背面金属化的方法有CN101279401A所公开的压力焊接法、CN1880000A所公开的电子束焊接法、CN1475465A所公开的靶材表面烧结银浆法、或者常规采用的蒸发、磁控溅射、热喷涂制备金属化层等方法。 常规采用的蒸发、磁控溅射、热喷涂制备金属化层的方法需要专门的设备，而且更主要的是，进行背面金属化的时候，要引入镍、铜或者银来作为界面润湿层，对于ITO靶材而言最大的弊病在于ITO靶材使用以后的废靶进行回收的时候引入的镍、铜、银等离子需要进行分离，大幅度增加了废靶回收的成本。 压力焊接法适合金属靶材与背板的焊接，但是对于ITO等脆性的陶瓷靶材则不能使用。 电子束焊接法适合金属靶材或者成分不易偏析的合金靶材与背板的焊接，但是ITO等陶瓷靶材不能熔化或者需要熔化的温度太高，在陶瓷靶材熔化的温度下，作为背板的铜、铝、不锈钢等材料会产生严重的变形，不能生产合格的靶材组件。
陶瓷靶材背面金属化常用刷涂银浆、铝浆等方法，但是刷涂的银浆不仅与焊料的
界面润湿性不是太好，而且银浆、铝浆中除了含有银、铝外，还会添加各种助剂，这样对于
ITO靶材的回收也会引入大量的其它金属离子，增加了靶材的回收成本。 因此，目前各种靶材背面金属化工艺有的不适用于ITO靶材，有的增加IT0靶材的
回收成本，效果均不理想。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种ITO靶材背面金属化的方法。 本发明的目的，是通过将IT0靶材需要进行背面金属化的地方浸没至电解液中作
为阴极进行电解来实现的。 首先将需要进行背面金属化的IT0靶材用酒精、丙酮、去离子水等清洗干净；
其次，将ITO靶材需要进行背面金属化的地方浸没至电解液中，再连接导电棒，作为阴极进行电解。 在电解过程中，可作如下参数的优选。 电解液电阻率范围是优选O. 01 1MQ .cm，但0.05Q .cm 0.5KQ .cm更佳。
电解时，阴极电流密度范围是0. 1 500A/di^，但0. 5 10A/dm2更佳。
电解时间选择0. 5 90min，但2 10min更佳。 电解所用的电解液可以使用NaCl、NaN03、KC1 、NH4C1 、NH4N03、KN03等无机盐的水溶液及其组合来作为电解质溶液。这些电解质溶液除了要求具有一定的导电能力、不易引入其它金属杂质外，无其它特别的要求。电解质的浓度低于饱和溶液的浓度值。
电解完成后，将ITO靶材从电解质溶液中取出，去除ITO靶材侧面的绝缘层，清洗靶材表面，即可获得表面已经均匀地进行了金属化的ITO靶材，将该靶材进行普通钎焊即可实现ITO靶材组件的生产。 本发明的优点本发明的方法简单，仅需要电解的方法就能使ITO靶材背面金属化，然后通过钎焊实现ITO耙材组件的生产，整个过程中不会引入镍、铜、银等金属离子，即简化了 ITO靶材背板焊接工艺，也有利于ITO废靶的回收。
图1是ITO靶材背面金属化实施装置1 。
图2是ITO靶材背面金属化实施装置2。
具体实施例方式
本发明的方法可以采用如图1所示的实施装置来实现。如图1所示，在充有电解质溶液的电解槽中，设有阳极，如以不锈钢、石墨等作为阳极。再固定两个非导电支架，将ITO靶材需要进行背面金属化的那面放入电解质溶液中，置于非导电支架上，并使电解质溶液浸没靶材厚度的一半左右。再连接阴极导电块，使其作为阴极。ITO靶材侧面则进行绝缘化处理，如包上绝缘层。然后通电进行电解。 也可以如图2所示，将ITO耙材不要进行金属化的那面及侧面进行绝缘化处理，只裸露需要进行金属化的背面，整个浸入电解液中，进行电解。
实施实例1 将清洗干净的ITO靶材侧面用耐水胶布粘贴牢固，用如图1所示的装置进行电解。 放入浓度为50g/l的NaCl溶液中，以石墨作为阳极，以5A/dm2的阴极电流密度电解，经过 lOmin电解，在ITO靶材表面形成了厚度为0. 5mm成分为90. 5 : 9. 5的In-Sn合金层。将 ITO靶材从电解质溶液中取出，去除ITO靶材侧面的绝缘层，清洗靶材表面，即可获得表面 已经均匀地进行了金属化的ITO靶材，该合金层与ITO靶材形成一体且与焊料的润湿性良 好，将该靶材进行普通钎焊即可实现ITO靶材组件的生产。
实施实例2 将清洗干净的ITO靶材侧面及另外不需要进行背面金属化的表面用耐水胶布粘 贴牢固，用如图2所示的装置进行电解。放入浓度为100g/l的1(2504溶液中，以不锈钢作为 阳极，以100A/dm2的阴极电流密度电解，经过5min电解，在ITO靶材表面形成了厚度为lmm 成分为91 : ll的In-Sn合金层，该合金层与ITO靶材形成一体且与焊料的润湿性良好，完 全满足ITO靶材的焊接要求。
实施实例3 将清洗干净的ITO靶材侧面及另外不需要进行背面金属化的表面用耐水胶布粘 贴牢固，用如图2所示的装置进行电解。放入浓度为10g/l的(NH》2S04溶液中，以不锈钢 作为阳极，以1A/dm2的阴极电流密度电解，经过5min电解，在ITO靶材表面形成了厚度为 0. lmm成分为89 : 11的In-Sn合金层，该合金层与ITO靶材形成一体且与焊料的润湿性良 好，完全满足ITO靶材的焊接要求。
权利要求
一种ITO靶材背面金属化的方法，其特征在于所述方法是将ITO靶材需要进行背面金属化的地方浸没至电解液中作为阴极进行电解。
2. 根据权利要求1所述的一种ITO靶材背面金属化的方法，其特征在于所述电解液 电阻率范围是0. 01 1MQ cm。
3. 根据权利要求2所述的一种ITO靶材背面金属化的方法，其特征在于所述电解液 电阻率范围是0. 05 Q cm 0. 5K Q cm。
4. 根据权利要求1所述的一种ITO靶材背面金属化的方法，其特征在于电解时，阴极 电流密度范围是0. 1 500A/dm2。
5. 根据权利要求4所述的一种ITO靶材背面金属化的方法，其特征在于电解时，阴极 电流密度范围是0. 5 10A/dm2。
6 根据权利要求1所述的一种ITO靶材背面金属化的方法，其特征在于电解时间为0. 5 90min。
7. 根据权利要求6所述的一种ITO靶材背面金属化的方法，其特征在于电解时间为2 10min。
8. 根据权利要求1至7所述的一种IT0靶材背面金属化的方法，其特征在于所述电 解液可以是NaCl、 NaN03、 KC1 、 NH4C1 、 NH4N03、 KN03的水溶液及其组合。
全文摘要
本发明涉及的是液晶显示、太阳能电池制造等行业中所需的ITO靶的制造，尤其涉及ITO靶材背面金属化的方法。本发明的目的，是通过将ITO靶材需要进行背面金属化的地方浸没至电解液中作为阴极进行电解来实现的。本发明的方法简单，仅需要电解的方法就能使ITO靶材背面金属化，然后通过钎焊实现ITO靶材组件的生产，整个过程中不会引入镍、铜、银等金属离子，既简化了ITO靶材背板焊接工艺，也有利于ITO废靶的回收。
文档编号C25C1/22GK101705501SQ200910241498
公开日2010年5月12日 申请日期2009年12月4日 优先权日2009年12月4日
发明者王媛媛, 王永刚, 王目孔, 章菊萍, 赵素丽, 马瑞新 申请人:北京科技大学