鎢硅靶材的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及濺射靶材技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種鎢硅靶材的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]真空濺鍍是一種常用的鍍膜工藝，其原理是:電子在電場(chǎng)的作用下加速飛向基片的過程中與氬原子發(fā)生碰撞，電離出大量的氬離子和電子，電子飛向基片，氬離子在電場(chǎng)的作用下加速轟擊靶材，濺射出大量的靶材原子，呈中性的靶材原子沉積在基片上成膜。
[0003]鎢硅靶材是真空濺鍍過程中時(shí)常會(huì)使用到的一種靶材，對(duì)鎢硅靶材進(jìn)行真空濺鍍形成的鍍膜是一種良好的導(dǎo)體，它被廣泛應(yīng)用于電子?xùn)砰T材料以及電子薄膜領(lǐng)域。為了使對(duì)鎢硅靶材進(jìn)行真空濺鍍形成的鍍膜具有良好的性能，要求鎢硅靶材具有較高的致密度，且要求鎢硅靶材的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)較為均勻。但是，目前并沒有出現(xiàn)能夠制作出滿足上述要求的鎢硅靶材的制造方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的問題是:研究一種鎢硅靶材的制造方法，以制作具有較高致密度、內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)均勻的鎢硅靶材。
[0005]為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種鎢硅靶材的制造方法，包括:
[0006]提供媽粉和娃粉；
[0007]利用混粉工藝將所述鎢粉和硅粉混合均勻，以形成混合粉末；
[0008]利用冷壓工藝對(duì)所述混合粉末進(jìn)行致密化處理，以形成鎢硅靶材坯料；
[0009]將所述鎢硅靶材坯料置于包套內(nèi)，利用熱等靜壓工藝對(duì)所述包套內(nèi)的鎢硅靶材坯料進(jìn)行致密化處理；
[0010]去除所述包套，得到鎢硅靶材。
[0011 ] 可選的，所述混粉工藝為干混工藝。
[0012]可選的，所述干混工藝中使用硅球作為研磨介質(zhì)球。
[0013]可選的，所述混合粉末和硅球的質(zhì)量之比為1:1至4:1，所述鎢粉和硅粉的混合時(shí)間為20h至26ho
[0014]可選的，所述鎢粉的平均直徑為I μ m?7 μ m，所述硅粉的平均直徑小于6 μ m。
[0015]可選的，所述冷壓工藝為冷等靜壓工藝。
[0016]可選的，利用冷等靜壓工藝對(duì)所述混合粉末進(jìn)行致密化處理包括:
[0017]將所述混合粉末置于冷等靜壓機(jī)的模具內(nèi)，設(shè)置所述冷等靜壓機(jī)的冷等靜壓溫度為常溫、冷等靜壓壓力大于等于150MPa、冷等靜壓時(shí)間為1min至30min，以使所述混合粉末成型為所述鎢硅靶材坯料；
[0018]將所述鎢硅靶材坯料從模具內(nèi)取出。
[0019]可選的，進(jìn)行所述致密化處理之前，還包括:
[0020]將所述鎢硅靶材坯料置于包套內(nèi)后，封死所述包套，并從所述包套上引出脫氣管，所述脫氣管與包套內(nèi)連通；
[0021]將所述脫氣管與真空設(shè)備相連，開啟所述真空設(shè)備以對(duì)所述包套進(jìn)行抽真空；
[0022]進(jìn)行所述抽真空后，封死所述脫氣管。
[0023]可選的，開啟所述真空設(shè)備以對(duì)所述包套進(jìn)行抽真空的過程中，所述包套置于加熱爐內(nèi)；
[0024]開啟所述真空設(shè)備以對(duì)所述包套進(jìn)行抽真空包括:
[0025]不啟動(dòng)所述加熱爐，在常溫下對(duì)所述包套進(jìn)行抽真空，直至所述包套內(nèi)的真空度達(dá)到 2X10 3Pa ；
[0026]所述包套內(nèi)的真空度達(dá)到2X10 3Pa后，啟動(dòng)所述加熱爐，以將所述包套加熱至250 °C至500 °C并保溫3h至4h ;
[0027]在所述包套加熱、以及保溫過程中仍對(duì)所述包套進(jìn)行抽真空，使所述包套內(nèi)的真空度維持在2 X 10 3Pa以上。
[0028]可選的，利用熱等靜壓工藝對(duì)容納有所述鎢硅靶材坯料的包套進(jìn)行致密化處理包括:
[0029]將容納有所述鎢硅靶材坯料的包套置于熱等靜壓爐內(nèi)，設(shè)置所述熱等靜壓爐的熱等靜壓溫度為1200°C至1380°C、熱等靜壓壓力為120MPa至180MPa，使容納有所述鎢硅靶材坯料的包套在所述熱等靜壓溫度和熱等靜壓壓力下保溫3h至6h。
[0030]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0031]首先，將鎢粉和硅粉混合均勻形成混合粉末；然后，利用冷壓工藝對(duì)混合粉末進(jìn)行致密化處理，得到具有一定形狀、尺寸和致密度的鎢硅靶材坯料；接著，將鎢硅靶材坯料置于包套內(nèi)，利用熱等靜壓工藝對(duì)包套內(nèi)的鎢硅靶材坯料進(jìn)行致密化處理，不僅進(jìn)一步消除了鎢硅靶材坯料內(nèi)部的空隙，使得形成的鎢硅靶材具有較高的致密度，還使鎢硅靶材的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)較為均勻。由于在熱等靜壓工藝之前，有利用冷壓工藝對(duì)混合粉末進(jìn)行致密化處理，因此，對(duì)包套內(nèi)的鎢硅靶材坯料執(zhí)行熱等靜壓工藝的過程中，鎢硅靶材坯料與包套的內(nèi)壁之間的空隙的變化量不會(huì)很大，保證了熱等靜壓壓力能夠始終有效地經(jīng)由包套傳遞至鎢硅靶材坯料，使得形成的鎢硅靶材具有較高的致密度，還使鎢硅靶材的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)較為均勻。
【附圖說明】
[0032]圖1是本發(fā)明鎢硅靶材的制作流程示意圖；
[0033]圖2是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中利用冷等靜壓工藝對(duì)混合粉末進(jìn)行致密化處理的示意圖；
[0034]圖3是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中將鎢硅靶材坯料置于包套內(nèi)后對(duì)包套進(jìn)行抽真空的不意圖；
[0035]圖4是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中利用熱等靜壓工藝對(duì)包套內(nèi)的鎢硅靶材坯料進(jìn)行致密化處理的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]本發(fā)明提供了一種鎢硅靶材的制造方法，圖1是本發(fā)明鎢硅靶材的制作流程示意圖，如圖1所示，鎢硅靶材的制造方法包括:
[0037]步驟S1:提供媽粉和娃粉。
[0038]步驟S2:利用混粉工藝將所述鎢粉和硅粉混合均勻，以形成混合粉末。
[0039]步驟S3:利用冷壓工藝對(duì)所述混合粉末進(jìn)行致密化處理，以形成鎢硅靶材坯料。
[0040]步驟S4:將所述鎢硅靶材坯料置于包套內(nèi)，利用熱等靜壓工藝對(duì)所述包套內(nèi)的鎢硅靶材坯料進(jìn)行致密化處理。
[0041 ] 步驟S5:去除所述包套，得到鎢硅靶材。
[0042]在本發(fā)明的技術(shù)方案中，首先，將鎢粉和硅粉混合均勻形成混合粉末；然后，利用冷壓工藝對(duì)混合粉末進(jìn)行致密化處理，得到具有一定形狀、尺寸和致密度的鎢硅靶材坯料；接著，將鎢硅靶材坯料置于包套內(nèi)，利用熱等靜壓工藝對(duì)包套內(nèi)的鎢硅靶材坯料進(jìn)行致密化處理，不僅進(jìn)一步消除了鎢硅靶材坯料內(nèi)部的空隙，使得形成的鎢硅靶材具有較高的致密度，還使鎢硅靶材的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)較為均勻。由于在熱等靜壓工藝之前，有利用冷壓工藝對(duì)混合粉末進(jìn)行致密化處理，因此，對(duì)包套內(nèi)的鎢硅靶材坯料執(zhí)行熱等靜壓工藝的過程中，鎢硅靶材坯料與包套的內(nèi)壁之間的空隙的變化量不會(huì)很大，保證了熱等靜壓壓力能夠始終有效地經(jīng)由包套傳遞至鎢硅靶材坯料，使得形成的鎢硅靶材具有較高的致密度，還使鎢硅靶材的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)較為均勻。
[0043]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例做詳細(xì)的說明。
[0044]執(zhí)彳丁步驟SI，提供媽粉和娃粉。
[0045]考慮到之后形成的鎢硅靶材的純度，本步驟中選取純度以及其它各項(xiàng)性能適宜的高純鎢粉和高純硅粉作為原材料，其中鎢粉和硅粉的純度均大于等于99.9%。鎢粉的平均直徑為I μ m至7 μ m，硅粉的平均直徑小于6 μ m0所述鎢粉和硅粉的直徑之所以選擇上述范圍是為了方便后續(xù)能夠盡快形成所需粒度的混合粉末，以保證最終制得的鎢硅靶材的晶粒細(xì)小。在本步驟中，所提供的鎢粉和硅粉的質(zhì)量之比根據(jù)鎢硅靶材的具體要求來設(shè)定。
[0046]執(zhí)行步驟S2，利用混粉工藝將鎢粉和硅粉混合均勻，以形成混合粉末。
[0047]在本實(shí)施例中，所述混粉工藝為干混工藝。具體地，將鎢粉和硅粉按照一定質(zhì)量比裝入混粉機(jī)中進(jìn)行機(jī)械混合，在機(jī)械混合過程中，混粉機(jī)內(nèi)充有惰性氣體(如氬氣)，并使用硅球作為研磨介質(zhì)球。其中，混粉機(jī)內(nèi)惰性氣體的作用在于:防止混合粉末與空氣接觸氧化。硅球的作用在于:一方面，硅球可起到攪拌效果；另一方面，在機(jī)械混合過程中，硅球與鎢粉、硅粉之間存在相互摩擦，通過摩擦可對(duì)鎢粉和硅粉進(jìn)行研磨，以使鎢粉和硅粉的顆粒減小。由于硅球與硅粉的成分相同，因此，在機(jī)械混合過程中即使硅球的表面有因磨損而脫落并摻入混合粉末中也不會(huì)引入除鎢、硅以外的雜質(zhì)。
[0048]經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，在干混工藝中，如果混合粉末和硅球的質(zhì)量之比太小