钨钛靶材的制作方法技术

本发明专利技术公开了一种钨钛靶材的制作方法，在该方法中，将钨钛合金粉末装入真空热压烧结模具中之后，先对位于真空热压烧结模具边缘区域的钨钛合金粉末进行第一压实，然后再对整个钨钛合金粉末进行第二压实，经过第一压实及第二压实之后可以使得钨钛合金粉末将真空热压烧结模具的各个区域完全填满，因此经过真空热压烧结之后所获得的钨钛靶材坯料边缘部位不会存在密度不足、气孔等缺陷。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种，在该方法中，将钨钛合金粉末装入真空热压烧结模具中之后，先对位于真空热压烧结模具边缘区域的钨钛合金粉末进行第一压实，然后再对整个钨钛合金粉末进行第二压实，经过第一压实及第二压实之后可以使得钨钛合金粉末将真空热压烧结模具的各个区域完全填满，因此经过真空热压烧结之后所获得的钨钛靶材坯料边缘部位不会存在密度不足、气孔等缺陷。【专利说明】
本专利技术属于溅射靶材领域，特别是涉及一种。
技术介绍
物理气相沉积(Physical Vapor Deposition,简称PVD)被广泛的应用在光学、电子、信息等高端产业中，例如集成电路、液晶显示器、工业玻璃、照相机镜头、信息存储、船舶、化工等产业。物理气相沉积中使用的合金靶材则是集成电路、液晶显示器等制造过程中最重要的原材料之一。随着物理气相沉积技术的不断发展，对合金靶材需求量及质量要求日益提高，合金靶材的晶粒越细，成分组织越均匀，其表面粗糙度越小，通过物理气相沉积在硅片上形成的薄膜就越均匀。此外，形成的薄膜纯度与合金靶材的纯度也密切相关，故物理气相沉积后薄膜质量的好坏主要取决于合金靶材的纯度、密度、晶粒度、微观结构等因素。钨钛(W/Ti)合金由于具有低的电阻系数、良好的热稳定性和抗氧化性，被成功的应用于Al、Cu与Ag布线的扩散阻挡层，因此，钨钛靶材成为了靶材的研究热点之一。现有一种为:将钨钛合金粉末放入真空热压烧结模具内，根据钨钛靶材成品的尺寸要求来选择真空热压烧结模具的尺寸；对装填在真空热压烧结模具内的钨钛合金粉末进行压实，例如可用不锈钢钢板来压实装填在真空热压烧结模具内的钨钛合金粉末；将装填有钨 钛合金粉末的真空热压烧结模具放入真空热压烧结炉中，进行真空热压烧结，得到单个钨钛合金靶材坯料，钨钛合金靶材坯料的尺寸接近钨钛靶材成品尺寸；对钨钛靶材坯料进行进一步的机械加工，以得到钨钛靶材成品。但是，利用上述钨钛靶材制作方法所获得的钨钛靶材坯料边缘部位存在密度不足、气孔等缺陷，对钨钛靶材坯料进行机械加工时为了避免钨钛靶材成品中也会存在密度不足、气孔等缺陷的边缘部位，需加大钨钛靶材坯料的加工余量，致使成本增加。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是利用现有方法所获得的钨钛靶材坯料边缘部位存在密度不足、气孔等缺陷。为解决上述问题，本专利技术提供了一种，包括:提供钨钛合金粉末；将钨钛合金粉末装入真空热压烧结模具中，对位于真空热压烧结模具边缘区域的钨钛合金粉末进行第一压实，以使钨钛合金粉末充分填充在真空热压烧结模具的边缘区域；对整个钨钛合金粉末进行第二压实，以使钨钛合金粉末充分填充在真空热压烧结模具的各个区域；将装填有钨钛合金粉末的真空热压烧结模具放入真空热压烧结炉中，进行真空热压烧结，以获得钨钛靶材坯料；对钨钛靶材坯料进行机械加工，以获取钨钛靶材。可选地，所述第一压实步骤及第二压实步骤的次数至少为一次。可选地，所述第一压实步骤及第二压实步骤均是利用装模工具来进行。可选地，所述第一压实步骤中所采用的装模工具为材料为钛的圆棒或材料为钛的方棒，所述第二压实步骤中所采用的装模工具为材料为钛的压块。可选地，分批次地将所述钨钛合金粉末装入真空热压烧结模具中，每次将钨钛合金粉末装入真空热压烧结模具中之后均进行所述第一压实步骤及第二压实步骤。可选地，每次装入钨钛合金粉末之后，先利用直径为10_的圆棒进行第一压实步骤，所述第一压实步骤的次数为5次-8次，压力为30kg-50kg ;然后，利用直径为30mm的圆棒进行第一压实步骤，第一压实步骤的次数为3次-5次，压力为30kg-50kg ;接着，利用尺寸为30*30mm的方棒进行第一压实步骤，第一压实步骤的次数为3次-5次，压力为30kg-50kg ;进行第一压实之后，利用直径为IOOmm的压块进行第二压实步骤，第二压实步骤的次数为3次-5次，压力为30kg-50kg。可选地，进行所述机械加工之前对钨钛靶材坯料进行线切割，以将钨钛靶材坯料至少分割为两个钨钛靶材坯料。可选地，所述线切割为慢走丝高速线切割。可选地，所述慢走丝高速线切割的工艺参数包括:主电源电压为3V，伺服电压为1V-2V,电源峰值电流为16A-19A，放电脉冲时间为6s_7s，休止脉冲时间为25s_28s，伺服速度为 4mm/s-6mm/s。可选地，真空热压烧结的工艺参数包括:首先，升温至1280°C -1330°C，升温速率为10°C /min-15°c /min ;接着升温加压直至温度为1500°C _1650°C、压力为50t_70t，升温速率为5°C /min-8°C /min,加压速率为2t/min_4t/min ;接着在保温条件下加压至130t-160t，加压速率为2t/min-4t/min ;接着保温保压lh_3h。可选地，所述机械加工包括磨削。可选地，所述机械加工还包括磨削加工之后的镀镍处理。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点:本专利技术所提供的中，将钨钛合金粉末装入真空热压烧结模具中之后，先对位于真空热压烧结模具边缘区域的钨钛合金粉末进行第一压实，然后再对整个钨钛合金粉末进行第二压实，经过第一压实及第二压实之后可以使得钨钛合金粉末将真空热压烧结模具的各个区域完全填满，因此经过真空热压烧结之后所获得的钨钛靶材坯料边缘部位不会存在密度不足、气孔等缺陷。进一步地，可分批次地将钨钛合金粉末装入真空热压烧结模具中，每次将钨钛合金粉末装入真空热压烧结模具中之后均进行所述第一压实步骤及第二压实步骤，这样，不仅使得第一压实步骤及第二压实步骤的执行更为容易，另外，即使前一次钨钛合金粉末装入真空热压烧结模具中之后所进行的第一压实步骤及第二压实步骤并未使得真空热压烧结模具的边缘区域被钨钛合金粉末完全填满，下一次将钨钛合金粉末装入真空热压烧结模具中之后所进行的第一压实步骤及第二压实步骤可以向前一次未被钨钛合金粉末填满的真空热压烧结模具边缘区域补充钨钛合金粉末，进一步降低了钨钛靶材坯料边缘部位会存在密度不足、气孔等缺陷的风险。进一步地，当利用真空热压烧结工艺所获取的钨钛靶材坯料尺寸较大时，可利用慢走丝高速线切割技术将钨钛靶材坯料至少分割为两个钨钛靶材坯料，提高了钨钛靶材的产能；另外，慢走丝高速线切割具有工作平稳、均匀、抖动小、加工质量较好、加工精度高等优点，故利用慢走丝高速线切割而成的钨钛靶材坯料的表面质量较好，进而能够减小钨钛靶材坯料的加工余量，节省了成本；另外，慢走丝高速线切割技术采用纳秒级脉冲电源技术，脉冲电流变化快，实现了高速切削加工，提高了钨钛靶材成品的加工效率。【专利附图】【附图说明】图1是本专利技术的一个实施例中所采用真空热压烧结模具的结构示意图；图2是本专利技术的一个实施例中制作钨钛靶材的流程图。【具体实施方式】如前所述，利用现有钨钛靶材制作方法所获得的钨钛靶材坯料边缘部位存在密度不足、气孔等缺陷。专利技术人经过分析得出，造成该缺陷的原因是:钨钛靶材坯料一般为方形，故真空热压烧结模具也设置为方形，将钨钛合金粉末装入真空热压烧结模具中之后，由于钨钛合金粉末是一些固态金属细颗粒，其流动性能并不好，尤其是真空热压烧结模具边缘区域的钨钛合金粉末填充能力较差，致使钨钛合金粉末并不能填满真空热压烧结模具的每个区域。将钨钛合金粉末装入真空热压烧结模具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钨钛靶材的制作方法，其特征在于，包括：提供钨钛合金粉末；将钨钛合金粉末装入真空热压烧结模具中，对位于真空热压烧结模具边缘区域的钨钛合金粉末进行第一压实，以使钨钛合金粉末充分填充在真空热压烧结模具的边缘区域；对整个钨钛合金粉末进行第二压实，以使钨钛合金粉末充分填充在真空热压烧结模具的各个区域；将装填有钨钛合金粉末的真空热压烧结模具放入真空热压烧结炉中，进行真空热压烧结，以获得钨钛靶材坯料；对钨钛靶材坯料进行机械加工，以获取钨钛靶材。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：姚力军，相原俊夫，大岩一彦，潘杰，王学泽，杨广，
申请(专利权)人：宁波江丰电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33