[发明专利]一种铝旋转靶材的连接方法

说明书

本发明提供了一种铝旋转靶材的连接方法，所述铝旋转靶材包括铝管和铝合金法兰端头，所述铝管的两端设有内螺纹，所述铝合金法兰端头上设有外螺纹，通过所述内螺纹与所述外螺纹将所述铝管和所述铝合金法兰端头进行螺纹连接，将所述铝管和所述铝合金法兰端头的连接处进行氩弧焊，得到铝旋转靶材；本发明采用螺纹连接和氩弧焊的方法制备了靶材端头不易变形的铝旋转靶材，提高铝旋转靶材在高功率下的溅射效率，进而提高产量；且方法简单，稳定性好，成本低，易于产业化。

技术领域

本发明属于旋转靶材技术领域，具体涉及一种铝旋转靶材的连接方法。

背景技术

溅射镀膜技术通常是利用气体放电产生气体电离，其正离子在电场作用下高速轰击阴极靶材，击出阴极靶材原子或分子，飞向被镀基体表面沉积薄膜。目前溅射技术有射频溅射、三级溅射和磁控溅射技术，而磁控溅射相对其他溅射技术有较高的镀膜速率，20世纪70年代磁控溅射镀膜就已实现工业化。80年代我国的磁控溅射技术就有了较大的发展，90年代已可以提供大型磁控溅射装置并规模生产镀膜制品。当今，磁控溅射已成为镀膜主流技术之一。随着人工智能，5G技术、消费类电子产品等终端应用市场的快速发展，半导体芯片的市场规模日益扩大，磁控溅射技术应用范围也越来越广泛。

旋转靶材目前已近广泛地通信、电子、平面显示等领域，而高纯铝靶是薄膜晶体管(TFT)行业不可缺少的镀膜材料。目前国内大多数磁控溅射镀膜厂商使用高纯铝靶材较多的是平面靶，而平面靶利用率很低，仅有20％左右的材料溅射时得到利用，但高纯铝旋转靶利用率可以达到75％以上，近年来随着液晶屏幕尺寸逐渐增大，旋转靶材比平面靶材要更加实用。但旋转靶材也会面临一些挑战，管状的铝管不易加工，由于高纯度铝的旋转靶材质地较软，使用过程中易发生变形，尤其是与镀膜设备装配的法兰端位置。一旦法兰端发生变形就会影响靶材的溅射，因此法兰端的材料采用硬度更高的铝合金较为合适，但铝合金的端头如何与铝管连接在一起是一个技术难题。

CN109807452A公开了一种高纯铝旋转靶的焊接方法，所述方法为将铝合金的端头及尾盖与高纯铝旋转靶两端采用T形台阶的结构使用真空电子束组装焊接。但是这种方法对同心度要求较高，一旦发生错位焊接，会影响焊接质量，焊接位置的密封性很差，会影响最终靶材的溅射。

CN109807452A公开了一种高纯铝旋转靶的焊接方法，虽然利用铝合金法兰端头和铝旋转靶通过真空电子束焊接解决铝旋转靶材法兰端容易变形的问题，但整体焊接工艺难度较大，对于高功率下铝旋转靶材溅射可能不太适用，而国内一些厂商采用背管不锈钢铟焊的高纯铝旋转靶只适用于低功率状态下溅射靶材，在高功率状态下溅射，靶材腔内温度过高会导致铟融化，无法提升靶材溅射的效率及实现靶材溅射产品的产量化。

因此，需要提供一种新的方法，保证铝旋转靶在高功率下溅射时，铝管法兰端不发生变形，提高铝旋转靶在高功率下的溅射效率，并实现靶材溅射的产量化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铝旋转靶材的连接方法，所述铝旋转靶材包括铝管和铝合金法兰端头，所述铝管的两端设有内螺纹，所述铝合金法兰端头上设有外螺纹，通过所述内螺纹与所述外螺纹将所述铝管和所述铝合金法兰端头进行螺纹连接，将所述铝管和所述铝合金法兰端头的连接处进行氩弧焊，得到铝旋转靶材；本发明采用螺纹连接和氩弧焊的方法制备了靶材端头不易变形的铝旋转靶材，提高铝旋转靶材在高功率下的溅射效率，进而提高产量；且方法简单，稳定性好，成本低，易于产业化。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的目的在于提供一种铝旋转靶材的连接方法，所述铝旋转靶材包括铝管和至少一个铝合金法兰端头；所述铝管的至少一端设有内螺纹；至少一个所述铝合金法兰端头上设有外螺纹；通过所述内螺纹与所述外螺纹将所述铝管和至少一个所述铝合金端头进行螺纹连接；将所述铝管和所述铝合金法兰端头的连接处进行氩弧焊，得到铝旋转靶材。