[发明专利]一种管状ITO靶材的制备方法

说明书

本发明提供了一种管状ITO靶材的制备方法，该方法包括将ITO粉末装入包套容器，经热等静压处理制备ITO管状靶材，该包套容器包括一个内圆筒包套和一个外圆筒包套，内圆筒包套的壁厚是外圆筒包套壁厚的2倍以上，内圆筒包套的壁厚为3~10mm，外圆筒包套的壁厚为1~3mm。本发明的制备方法，可由ITO废靶经机械破碎后经热等静压法一步成型直接制备为管状ITO靶材，相比传统工艺大大缩短了废靶回收生成精铟再利用制成靶材的周期，节约了生产成本，容易实现规模化生产，生产效率高；此外生产过程中不需使用强酸强碱及有机添加剂，减少了环境污染。

技术领域

本发明属于ITO靶材制备技术领域，涉及一种利用ITO靶材生产过程及溅射镀膜后剩下的ITO废靶，采用热等静压烧结法直接制备管状ITO靶材的方法。

背景技术

热等静压法是将制品放置到密闭的容器中，向制品施加各向同等的压力，同时施以高温，在高温高压的作用下，制品得以烧结和致密化。作为一种粉末冶金领域非常重要的特种陶瓷材料烧结手段，热等静压法可以直接粉末成型，粉末装入包套中（类似模具作用），包套可以采用金属或陶瓷制作（低碳钢、Ni、Mo、玻璃等），然后使用氮气、氩气作加压介质，使粉末直接加热加压烧结成型。热等静压法兼具集热压和等静压的优点，烧结温度低、产品致密、性能优良。热等静压法的具体操作是将粉料经冷等静压成型，获得整形后的初坯后，将其放入包套内真空脱气，之后置于热等静压机炉膛内，通过惰性气体传递压力，使得坯体在炉膛内获得的压力和温度均匀，制出的靶材相对密度高、密度均匀。

ITO（Indium Tin Oxide，氧化铟锡）薄膜，同时具有高透光率和低电阻率的特性，在LCD、PDP、平板显示器等器件中起透明电极的作用，是制造高端显示器所必需的功能材料。在规模化工业生产中，高性能的ITO薄膜是采用高品质ITO靶材通过磁控溅射技术制备得到。ITO靶材价格高昂且在ITO薄膜在高端显示器中是必不可少的，但ITO靶材的利用率则极低。工程师们根据溅射镀膜磁场特点设计异形ITO平面靶材，采用不同厚度的ITO靶材进行拼接使用， ITO平面靶材的利用率也仅只有30%左右，最高不超过40%。换言之，磁控溅射后，有高达60~70%的ITO废靶产生。镀膜厂家也极力寻求提高ITO靶材利用率的方法，如东曹、优美科等制造商制备出管状ITO靶材后，解决了一直困扰镀膜工程师们的难题，能够将ITO靶材的利用率提高到70~80%，但仍有相当一部分的ITO靶材不能得到利用。另外在ITO靶材的生产过程中产生的废靶量也比较大，如烧结产生的不合格废靶、加工产生的废靶、绑定产生的废靶，特别是加工中产生的废靶量最大。根据目前ITO靶材行业的生产水平，ITO平面靶材的成材率≤80%，旋转靶材的成材率≤60%，结合镀膜的利用率，因此ITO废靶总量在整个ITO工艺流程中占比高达50%~70%。

目前，ITO废靶的常规回收方法是将占比高达50%~70%的ITO废靶经过破碎精炼成99.99%的金属铟，再通过酸溶、沉淀反应、干燥煅烧、球磨成型、冷等静压成型、脱脂烧结、加工及绑定重新制成新靶返用。虽然可以利用ITO废靶中的有价金属铟，但在工艺过程中形成的酸雾、脱脂反应形成的废气、沉淀反应产生废水都给环境带来了严重的损害，生产成本也极高。

发明内容

为解决ITO废靶回收利用的问题，有效提高ITO靶材利用率，本发明提供一种利用ITO废靶采用热等静压法制备管状ITO靶材的方法。本发明的方法解决了传统ITO废靶返用生产工序中存在的生产成本高昂、环境污染严重等问题，制备得到的管状靶材也可有效提高磁控溅射工艺中ITO靶材的利用率。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种管状ITO靶材的制备方法，包括将ITO粉末装入包套容器，经热等静压处理制备ITO管状靶材，所述包套容器包括一个内圆筒包套和一个外圆筒包套，所述内圆筒包套的壁厚是外圆筒包套壁厚的2倍以上，所述内圆筒包套的壁厚为3~10mm，所述外圆筒包套的壁厚为1~3mm。

上述的管状ITO靶材的制备方法，优选的，所述包套容器为碳含量为0.04%~0.60%的碳钢包套容器。