[发明专利]一种超高纯铝溅射靶材及其轧制方法

说明书

本发明公开了一种超高纯铝溅射靶材及其轧制方法。轧制中先将轧机辊缝设为单道次压下量一半对超高纯铝铸锭进行轧制，咬入后倒回并将辊缝设定为单道次压下量再次对超高纯铝铸锭进行轧制，通过该方法能够避免在轧制过程中出现咬入打滑现象，实现大压下量轧制。另外，本发明还通过对咬入条件进行改善，通过对润滑剂使用、轧制温度进行控制，设定严格工艺，使轧制顺利进行同时实现大压下量轧制、提高生产率，制得的超高纯铝溅射靶材，其晶粒细小，均匀性良好，控制在150微米内，满足客户需求。

技术领域

本发明涉及金属靶材生产技术领域，具体涉及一种超高纯铝溅射靶材及其轧制方法。

背景技术

目前，平板显示(FPD)，包括液晶显示器TFT-LCD，等离子显示器PDP和触摸屏TP等已经成为显示器的主流。TFT-LCD生产最关键的工艺为物理气相沉积(PVD)，PVD用建设金属靶材是半导体芯片生产以及TFT-LCD制备加工过程中的重要原料之一。

靶材溅射沉积薄膜工艺是生产功能薄膜的常用方法，溅射法是采用高能粒子轰击靶材表面，使靶材表面的原子或分子喷射在衬底表面，形成一层致密薄膜的过程。溅射金属靶材中用量最大的是超高纯铝和超高纯净合金。

纯度(铝含量)大于99.8％的纯铝叫做高纯铝(highpurity aluminium)，它是以优质精铝为原料，采用定向凝固提炼法生产的。高纯铝又可细分为次超高纯铝(铝含量99.5％-99.95％)、超高纯度铝(铝含量99.996％-99.999％)和极高纯度铝(铝含量99.999％以上)。高纯铝呈银白色，表面光洁，具有清晰结晶纹，不含有夹杂物。高纯铝具有低的变形抗力、高的电导率及良好的塑性等性能，主要被应用于科学研究、电子工业、化学工业及制造高纯合金、激光材料及一些其他特殊用途。

目前超高纯铝溅射靶材制备方法主要有：(1)等通道转角拉拔法(Equal ChannelAngular Drawing简称ECAD)；(2)多向锻造法(Multiple Forging，简称MF)；(3)轧制法，前2种加工方法只能加工小尺寸的靶材，对于大尺寸靶材，只能采用轧制法生产。

轧制法生产高纯铝靶材，为达到良好的变形效果，轧制时需控制变形温度和尽量提高单道次变形压下量，来控制靶材成品的晶粒尺寸和取向；同时由于高纯铝的特殊性，原始铸锭晶粒度粗大，在热变形处理过程中，变形比、压下量以及温度的控制会对晶粒度造成影响；当压下量较大时，轧制时极易出现咬入打滑现场，需临时调整压下量，无法实现大压下量轧制，导致靶材成品晶粒尺寸不理想，无法满足要求，严重时导致铸锭降温后轧制失败，材料报废，造成经济损失。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明提供了一种超高纯铝溅射靶材的轧制方法，以解决现有技术中轧制工艺中出现打滑现象，无法实现大压下量轧制导致靶材成品晶粒尺寸不理想的问题。

本发明是通过以下技术方案达到上述目的的：

一种超高纯铝溅射靶材的轧制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将超高纯铝铸锭进行表面铣削，去除表面的氧化层；

2)将铸锭放入加热炉加热至230-270℃；

3)轧制：将加热后的铸锭在可逆式热轧机上进行轧制，单道次压下量为20mm，轧制时使用乳液进行润滑；首先可逆式热轧机辊缝设为单道次压下量的一半，铸锭头部咬入后停止轧制，轧辊翻转，铸锭回退至入口侧；随后调整可逆式热轧机辊缝至单道次压下量进行轧制，多次轧制得到厚度为50mm的靶坯；

4)将步骤3)所得靶坯头尾铸口咬合部分切除，随后根据所需长度对靶坯进行等分，自然冷却；

5)将步骤4)所得的靶坯再次加热至230-270℃，保温；