一种高纯铜非熔炼铸型方法

技术领域

本发明涉及高纯铜铸型制备技术领域，具体涉及一种高纯铜非熔炼铸型方法。

背景技术

溅射技术是半导体制造领域的常用技术之一，随着溅射技术的日益发展，溅射靶材在溅射技术中起到了越来越重要的作用，溅射靶材的质量直接影响到了溅射后的成膜质量。

在溅射靶材制造领域中，靶材组件是由符合溅射性能的靶坯、与靶坯通过焊接相结合的背板构成，而在溅射过程中，靶材组件所处的工作环境比较恶劣。例如：靶材组件所处的环境温度较高，另外，靶材组件的一侧冲以冷却水强冷，而另一侧则处于高真空环境下，因此在靶材组件的相对两侧形成巨大的压力差；再者，靶材组件处在高压电场、磁场中，会受到各种粒子的轰击。在如此恶劣的环境下，为了确保薄膜质量的稳定性，对靶材组件的质量以及良率的要求越来越高。

靶材制备最常用的熔炼法，将高纯铜铸锭熔炼后通过模具直接铸型，但所得铸件杂质较多，也可能会在铸件内产生机械应力，会影响铸件的后续使用；也有可能在加热过程中引入杂质。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供了一种高纯铜非熔炼铸型方法，该方法简单易操作，能够制得品质较优的铸件，有效解决了现有技术中铸件易产生杂质和存在机械应力等问题。

为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种高纯铜非熔炼铸型方法，包括以下步骤：

(1)将6N铜板进行剪边修料，然后剪条成宽度为1-2cm的条状，在300-600℃温度下保温1-3h，得铜条；

(2)将步骤(1)所得铜条在1000-1080℃的氨气氛围中加热1-7h，得坯料；

(3)将步骤(2)所得坯料在100-200MPa压力下通过模具连续挤压成型，得铸件。

进一步，步骤(1)中，在500℃温度下保温2h。

进一步，步骤(2)中，在1050℃的氨气氛围中加热4h。

进一步，步骤(2)中，采用电磁感应加热。

进一步，步骤(3)中，将坯料在150MPa压力下通过模具挤压成型。

进一步，步骤(3)中，铸件为棒状、板状或条状。

综上所述，本发明具有以下优点：

1、本发明的方法简单易操作，能够制得品质较优的铸件，所含杂质较少，能够消除铸件内部的机械应力，满足靶材的使用要求，有效解决了现有技术中铸件易产生杂质和存在机械应力等问题。

2、在铸型时，首先将6N铜进行剪边修料除去周边毛刺，通过滚剪机剪条至1-2cm的条状，便于后续的挤压成型，然后在300-600℃保温，释放剪条时产生的应力，还能够细化晶粒，后续在1000-1080℃的氨气氛围中加热，是为了防止高纯铜氧化，而高纯铜熔点在1083℃左右，避免铜条加热熔化，仅使其加热变软，便于进入模具中进行挤压成型获得目标铸件；同时使得坯料受热均匀，减少机械应力，获得品质更佳的铸件。上述铸型方法避免了熔炼模具成型过程中易氧化以及引入杂质的问题，还能够消除剪条过程中产生的应力等，细化晶粒，所得铸件满足靶材的使用要求。

具体实施方式

实施例1

一种高纯铜非熔炼铸型方法，包括以下步骤：

(1)将6N铜板进行剪边修料，然后剪条成宽度为1cm的条状，在300℃温度下保温1h，得铜条；

(2)将步骤(1)所得铜条在1000℃的氨气氛围中加热1h，得坯料；

(3)将步骤(2)所得坯料在100MPa压力下通过模具连续挤压成型，得铸件铜棒。

实施例2

一种高纯铜非熔炼铸型方法，包括以下步骤：

(1)将6N铜板进行剪边修料，然后剪条成宽度为1cm的条状，在400℃温度下保温2h，得铜条；

(2)将步骤(1)所得铜条在1020℃的氨气氛围中加热2h，得坯料；

(3)将步骤(2)所得坯料在120MPa压力下通过模具连续挤压成型，得铸件铜棒。

实施例3

一种高纯铜非熔炼铸型方法，包括以下步骤：

(1)将6N铜板进行剪边修料，然后剪条成宽度为2cm的条状，在500℃温度下保温2h，得铜条；

(2)将步骤(1)所得铜条在1050℃的氨气氛围中加热4h，得坯料；

(3)将步骤(2)所得坯料在150MPa压力下通过模具连续挤压成型，得铸件铜棒。

实施例4

一种高纯铜非熔炼铸型方法，包括以下步骤：

(1)将6N铜板进行剪边修料，然后剪条成宽度为2cm的条状，在600℃温度下保温3h，得铜条；

(2)将步骤(1)所得铜条在1080℃的氨气氛围中加热7h，得坯料；

(3)将步骤(2)所得坯料在200MPa压力下通过模具连续挤压成型，得铸件铜棒。

虽然本发明的具体实施方式对本发明进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可作出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。