專利名稱：一種貴金屬靶材的修復(fù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及涉及一種廣泛用于材料表面技術(shù)的離子濺射用貴金屬靶材 的修復(fù)方法。
背景技術(shù)：
離子濺射技術(shù)是制備材料表面薄膜的重要技術(shù)之一，20世紀(jì)90年代以 來，微電子行業(yè)新器件和新材料發(fā)展迅速，電子、磁性、光學(xué)、光電和超 導(dǎo)薄膜等已經(jīng)廣泛應(yīng)用于高新技術(shù)和工業(yè)領(lǐng)域，促使濺射靶材巿場規(guī)模曰 益擴大。濺射技術(shù)現(xiàn)已廣泛用于信息儲存技術(shù)、微電子技術(shù)、照明和顯示、 計算機科學(xué)以及材料表面改性等領(lǐng)域。在真空狀態(tài)下被能量離子轟擊實現(xiàn) 濺射的材料稱為靶材。靶材是鍍膜工藝中的關(guān)鍵的消耗性材料。靶材的性 能直接影響著膜層的質(zhì)量，因此對靶材有較高的技術(shù)質(zhì)量要求l)雜質(zhì)含 量低，純度高。2)密度高。密度高的靶材具有導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、強度高等 優(yōu)點。使用這種靶材鍍膜，濺射功率，成膜速率高，膜層質(zhì)量高，不易開 裂，并且，靶材壽命長。
就是釆用上述滿足要求的靶材實施濺射沉積，由于受到能量離子轟擊 的不均勻性，使得靶材在濺射過程中產(chǎn)生不均勻刻蝕現(xiàn)象，雖然通過改變 磁場、電場以及濺射的可控參數(shù)，但都存在這種無法避免的刻蝕現(xiàn)象，使 得濺射靶材的利用率只有10-50%。對于殘留的靶材只能釆取重新熔煉或 粉末冶金等方法實施回收利用，制成新的靶材，這樣，反復(fù)的冶金過程使 得靶材的成本增高同時損失了一定數(shù)量的材料。特別是對于Au、 Pt、 Pd 等貴金屬靶材，會產(chǎn)生非常嚴(yán)重的浪費。
特別對長方體、正方體和圓柱體形實心靶材，從而造成濺射靶材的利 用率普遍低下，只有30%左右。近年來，從事濺射器研究的人員從磁場分布以及濺射器結(jié)構(gòu)等方面進行了改善，使靶材的利用率提高到50%左右。 對于濺射靶的修復(fù)技術(shù)方面，有一件公開專利"廢棄濺射靶的修復(fù)"
(申請?zhí)?2818144. 1，公開號CN1608141 )公開了利用熱等靜壓或者 HIP技術(shù)用新的濺射材料填充靶的損耗區(qū)來修復(fù)廢棄的濺射靶的方法。該 方法是將新的材料填充靶的損耗區(qū)，利用熱等靜壓技術(shù)(HIP)對填充的 材料進行處理，達到修復(fù)廢棄的濺射靶的目的。此方法對于填充材料與原 濺射靶損耗區(qū)的結(jié)合界面要求嚴(yán)格，往往會出現(xiàn)脫層現(xiàn)象。另外，動用熱 等靜壓設(shè)備，修復(fù)的成本很高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種易操作，過程簡單， 無污染，成本低的貴金屬靶材的修復(fù)方法。該方法修復(fù)過程中貴金屬材料
幾乎不損耗，能夠?qū)崿F(xiàn)靶材的反復(fù)使用，大幅度提高了靶材的利用率；修 復(fù)后的靶材無裂紋，無氣孔；填充的貴金屬材料與原濺射靶的界面為焊接 態(tài)的冶金結(jié)合，不會出現(xiàn)脫層等現(xiàn)象。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是 一種貴金屬靶材的 修復(fù)方法，其特征在于將實施濺射后形成具有濺射損耗區(qū)的貴金屬靶材 進行堿洗除油，清水沖洗，無水乙醇脫水，用位于所述貴金屬靶材之上的 上部保護罩和位于所述貴金屬靶材底部的底部保護罩對所述貴金屬靶材
實施惰性氣體氬氣保護，用氬弧焊槍的鎢極使與靶材材質(zhì)相同的絲材和靶 材的局部熔化，并堆積在所述損耗區(qū)內(nèi)，這樣反復(fù)進行堆積，使所述損耗 區(qū)逐漸堆平，最終成為堆積態(tài)。
對所述堆積態(tài)進行機械加工處理。
所述貴金屬為Pt、 Au、 Ag、 Pd及其合金。
對所述貴金屬靶材的上部和底部均實施惰性氣體氬氣保護。
所述氬氣流量為8-35L/min。
所述底部保護罩呈杯狀，在面向所述貴金屬靶材部分開有多個密排通孔，使保護氣體能順利流向所述貴金屬靶材。
所述通孔為cD2mm的圓形孔。
所述上部保護罩呈長方體或圓柱體狀，在面向所述貴金屬靶材部分開 有多個密排通孔，使保護氣體能順利流向所述貴金屬耙材。 所述通孔為OL5mm的圓形孔。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點本發(fā)明釆用材料與靶材相同的 貴金屬絲材，進行充分清洗，在氬氣保護下，釆用氬弧焊機進行堆焊，堆 焊過程中嚴(yán)格控制堆焊功率和堆焊速度，控制保護氣體氬氣的流量，修復(fù) 后的靶材無裂紋，無氣孔；填充的貴金屬材料與原濺射靶的界面為焊接態(tài) 的冶金結(jié)合，不會出現(xiàn)脫層等現(xiàn)象。該方法易搡作，過程簡單，無污染， 成本低；修復(fù)過程中貴金屬材料幾乎不損耗，能夠?qū)崿F(xiàn)靶材的反復(fù)使用， 大幅度提高了靶材的利用率。
下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明做進一步的詳細描述。


圖1為貴金屬靶材刻蝕示意圖。
圖2為本發(fā)明貴金屬靶材修復(fù)示意圖。
具體實施例方式
如圖1和圖2所示，本發(fā)明貴金屬靶材的修復(fù)方法過程為將實施濺 射后形成具有濺射損耗區(qū)2的貴金屬靶材1進行堿洗除油，清水沖洗，無 水乙醇脫水，用上部保護罩3和底部保護罩4對所述貴金屬靶材1的上部 和底部均實施惰性氣體氬氣保護，所述氬氣流量為8-35L/min。用氬弧焊 槍5的鎢極使與靶材1材質(zhì)相同的絲材6和靶材1的局部熔化，并堆積在 損耗區(qū)2處，這樣反復(fù)的進行堆積，使損耗區(qū)2逐漸堆平，最終成為堆積 態(tài)8。進行修復(fù)的堆積態(tài)8可以進行機械加工處理，也可以不進行機械加 工處理。所述貴金屬為Pt、 Au、 Ag、 Pd及其合金。
如圖2所示，所述底部保護罩4呈杯狀，在面向貴金屬靶材l部分開有多個密排的0)2mm圓形通孔，使保護氣體能順利流向貴金屬靶材1。所 述上部保護罩3呈長方體狀，還可為圓柱體狀，在面向貴金屬靶材l部分 開有多個密排的0)1.5mm圓形通孔，使保護氣體能順利流向貴金屬靶材1。 實施例1
將2mmx2mm的Pt絲材進行堿洗除油，并用清水反復(fù)沖洗，晾干。 在氬氣保護下，對用過的Pt靶進行焊接修復(fù)，焊接電流為85A。焊接后的 靶材被填充修復(fù)，氬氣流量為8L/min。
實施例2
將0)2.2mm的Au絲材進行堿洗除油，并用清水反復(fù)沖洗，晾干。在 氬氣保護下，對用過的Au靶進行焊接修復(fù)，焊接電流為70A。焊接后的 靶材被填充修復(fù)，氬氣流量為25L/min。
實施例3
將1.2mmx2mm的Pd絲材進行堿洗除油，并用清水反復(fù)沖洗，晾干。 在氬氣保護下，對用過的Pd靶進行焊接修復(fù)，焊接電流為78A。焊接后 的靶材被填充修復(fù)，氬氣流量為30L/min。
實施例4
將2.2mmx2.5mm的Ag絲材進行堿洗除油，并用清水反復(fù)沖洗，晾 干。在氬氣保護下，對用過的Ag靶進行焊接修復(fù)，焊接電流為65A。焊 接后的靶材被填充修復(fù)，氬氣流量為35L/min。
權(quán)利要求
1. 一種貴金屬靶材的修復(fù)方法，其特征在于將實施濺射后形成具有濺射損耗區(qū)的貴金屬靶材進行堿洗除油，清水沖洗，無水乙醇脫水，用位于所述貴金屬靶材之上的上部保護罩和位于所述貴金屬靶材底部的底部保護罩對所述貴金屬靶材實施惰性氣體氬氣保護，用氬弧焊槍的鎢極使與靶材材質(zhì)相同的絲材和靶材的局部熔化，并堆積在所述損耗區(qū)內(nèi)，這樣反復(fù)進行堆積，使所述損耗區(qū)逐漸堆平，最終成為堆積態(tài)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種貴金屬靶材的修復(fù)方法，其特征在于 對所述堆積態(tài)進行機械加工處理。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種貴金屬靶材的修復(fù)方法，其特征在于 所述貴金屬為Pt、 Au、 Ag、 Pd及其合金。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種貴金屬靶材的修復(fù)方法，其特征在于 對所述貴金屬靶材的上部和底部均實施惰性氣體氬氣保護。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l或4所述的一種貴金屬靶材的修復(fù)方法，其特征在 于所述氬氣流量為8-35L/min。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種貴金屬靶材的修復(fù)方法，其特征在于 所述底部保護罩呈杯狀，在面向所述貴金屬靶材部分開有多個密排通孔， 使保護氣體能順利流向所述貴金屬靶材。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種貴金屬靶材的修復(fù)方法，其特征在于 所述通孔為^2mm的圓形孔。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種貴金屬靶材的修復(fù)方法，其特征在于 所述上部保護罩呈長方體或圓柱體狀，在面向所述貴金屬靶材部分開有多 個密排通孔，使保護氣體能順利流向所述貴金屬靶材。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種貴金屬靶材的修復(fù)方法，其特征在于 所述通孔為OL5mm的圓形孔。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種貴金屬靶材的修復(fù)方法，其方法為將實施濺射后形成具有濺射損耗區(qū)的貴金屬靶材進行堿洗除油，清水沖洗，無水乙醇脫水，用上部保護罩和底部保護罩對所述貴金屬靶材實施惰性氣體氬氣保護，用氬弧焊槍的鎢極使與靶材材質(zhì)相同的絲材和靶材的局部熔化，并堆積在所述損耗區(qū)內(nèi)，這樣反復(fù)進行堆積，使所述損耗區(qū)逐漸堆平，最終成為堆積態(tài)。本發(fā)明方法易操作，過程簡單，無污染，成本低；修復(fù)過程中貴金屬材料幾乎不損耗，能夠?qū)崿F(xiàn)靶材的反復(fù)使用，大幅度提高了靶材的利用率；修復(fù)后的靶材無裂紋，無氣孔；填充的貴金屬材料與原濺射靶的界面為焊接態(tài)的冶金結(jié)合，不會出現(xiàn)脫層等現(xiàn)象。
文檔編號C23C14/48GK101413107SQ20081023247
公開日2009年4月22日 申請日期2008年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月28日
發(fā)明者鵬 嚴(yán), 李爭顯, 杜繼紅, 王寶云, 陳玉斌, 高廣睿 申請人:西北有色金屬研究院