本发明涉及一种高效透氧的ito靶材摆放-烧结方法。
背景技术：
ito靶材是一种由氧化铟粉末和氧化锡粉末经过成型、烧结而成的黑灰色陶瓷半导体，是生产ito薄膜的重要原料。经过多年的发展，目前ito靶材的制备工艺已经比较成熟，方法多种多样，但是仍然存在烧结不够充分、加工时间长、生产工艺复杂、生产效率低等问题，ito靶材的密度还有很大的提升空间。
传统的工艺在进行ito靶材烧结时，ito靶材的摆放主要分为以下两种方法：1)直接摆放法：将靶坯直接放置在承烧板上，然后一起放进烧结炉中进行烧结，由于靶坯与承烧板相接触的部位几乎不透氧，会导致靶坯烧结不充分，靶材成型效果差，该方法已逐渐被淘汰；2)垫片法：先在靶坯下方垫上垫片，再放置在承烧板上，再一起放进烧结炉中进行烧结，该方法可以在一定程度上提高靶材烧结时的透氧率，但靶材烧结后与垫片相接触的部位会留下大面积的垫片印，靶材的底层受到污染，后续打磨操作的磨削量大，不仅增加了工艺难度和工艺成本，而且还会对靶材质量造成一定影响。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种高效透氧的ito靶材摆放-烧结方法。
本发明所采取的技术方案是：
一种高效透氧的ito靶材摆放-烧结方法，步骤如下：
1)将ito粉末成型，得到ito靶坯，再对ito靶坯进行干燥；
2)将垫片放置在承烧板上，再在垫片上放置一层直径0.5～1mm的瓷球，再将ito靶坯放置在瓷球上；
3)将步骤2)设置好ito靶坯的承烧板放进烧结炉进行烧结，再进行表面打磨，得到ito靶材。
步骤1)所述干燥的温度为100～500℃，干燥时间为50～100h。
步骤2)所述瓷球为耐1800℃以上高温的瓷球。
步骤2)所述瓷球为氧化锆球。
步骤2)所述瓷球均匀分布在垫片上。
步骤2)所述垫片的材质为刚玉-莫来石、硅酸钙中的一种。
步骤3)所述烧结的温度为1000～1700℃，烧结时间为20～40h。
本发明的有益效果是：本发明可以大大提高ito靶坯烧结时的透氧率，增加了ito靶材烧结后的密度，提高了ito靶材的质量，且烧结后ito靶材底面不会产生垫片印，不会污染靶材，减少了后加工过程中因磨削而造成的靶材消耗。
1)本发明在ito靶坯下面设置一层瓷球后再进行烧结，避免了ito靶坯和垫片直接接触，且ito靶坯和瓷球之间的接触面积小，提高了ito靶坯烧结时的透氧率，烧结效果更好；
2)本发明在ito靶坯下面设置一层瓷球后再进行烧结，瓷球耐高温性能优异，烧结时不会与ito靶材发生反应，因此不会对ito靶材造成污染；
3)本发明在ito靶坯下面设置一层瓷球后再进行烧结，有利于烧结过程中ito靶坯内残余应力的释放，可以有效避免ito靶材出现结构缺陷。
附图说明
图1为本发明的ito靶坯的摆放示意图。
图2为实施例1烧结得到的ito靶材底面的照片。
图3为对比例1烧结得到的ito靶材底面的照片。
附图标示说明：10、承烧板；20、垫片；30、瓷球；40、ito靶坯。
具体实施方式
一种高效透氧的ito靶材摆放-烧结方法，步骤如下：
1)将ito粉末成型，得到ito靶坯，再对ito靶坯进行干燥；
2)将垫片放置在承烧板上，再在垫片上放置一层直径0.5～1mm的瓷球，再将ito靶坯放置在瓷球上；
3)将步骤2)设置好ito靶坯的承烧板放进烧结炉进行烧结，再进行表面打磨，得到ito靶材。
优选的，步骤1)所述干燥的温度为100～500℃，干燥时间为50～100h。
优选的，步骤2)所述瓷球为耐1800℃以上高温的瓷球。
优选的，步骤2)所述瓷球为氧化锆球。
优选的，步骤2)所述瓷球均匀分布在垫片上。
优选的，步骤2)所述垫片的材质为刚玉-莫来石、硅酸钙中的一种。
优选的，步骤3)所述烧结的温度为1000～1700℃，烧结时间为20～40h。
下面结合具体实施例对本发明作进一步的解释和说明。
实施例1：
一种高效透氧的ito靶材摆放-烧结方法，步骤如下：
1)通过注浆成型制备ito靶坯，再200℃干燥80h；
2)将垫片放置在刚玉-莫来石承烧板上，再在垫片上放置一层直径0.5mm的氧化锆球(氧化锆含量>98％)，再将ito靶坯放置在氧化锆球上(ito靶坯的摆放如图1所示)；
3)将步骤2)设置好ito靶坯的承烧板放进烧结炉，1200℃烧结35h，得到ito靶材(底面照片如图2所示)，再对ito靶材进行打磨加工，得到ito靶材成品。
由图2可知：ito靶材烧结后呈现很深的黑色，这是ito靶材密度高的表现。由于烧结时ito靶坯下面设置有氧化锆球，没有与垫片直接接触，大大提高了烧结时的透氧率，提高了ito靶材的密度，且ito靶材底面不会出现垫片印，最终大大提升了ito靶材的成品率。
实施例2：
一种高效透氧的ito靶材摆放-烧结方法，步骤如下：
1)通过冷静压成型制备ito靶坯，再300℃干燥70h；
2)将垫片放置在刚玉-莫来石承烧板上，再在垫片上放置一层直径0.8mm的氧化锆球(氧化锆含量>98％)，再将ito靶坯放置在氧化锆球上(ito靶坯的摆放如图1所示)；
3)将步骤2)设置好ito靶坯的承烧板放进烧结炉，1400℃烧结20h，得到ito靶材，再对ito靶材进行打磨加工，得到ito靶材成品。
实施例3：
一种高效透氧的ito靶材摆放-烧结方法，步骤如下：
1)通过注浆成型制备ito靶坯，再450℃干燥50h；
2)将垫片放置在硅酸钙承烧板上，再在垫片上放置一层直径1mm的氧化锆球(氧化锆含量>98％)，再将ito靶坯放置在氧化锆球上(ito靶坯的摆放如图1所示)；
3)将步骤2)设置好ito靶坯的承烧板放进烧结炉，1600℃烧结30h，得到ito靶材，再对ito靶材进行打磨加工，得到ito靶材成品。
对比例1：
一种传统的ito靶材摆放-烧结方法，步骤如下：
1)通过注浆成型制备ito靶坯(靶坯的原料组成、成型工艺参数和尺寸都和实施例1一样)，再200℃干燥80h；
2)将垫片放置在刚玉-莫来石承烧板上，再将ito靶坯放置在垫片上；
3)将步骤2)设置好ito靶坯的承烧板放进烧结炉，1200℃烧结35h，得到ito靶材(底面照片如图3所示)，再对ito靶材进行打磨加工，得到ito靶材成品。
由图3可知：ito靶材烧结后颜色较浅，偏黄，这是ito靶材密度低的表现，此外，ito靶材底面与垫片接触的地方布满了垫片印，不仅ito靶材的质量较低，而且还增加了ito靶材进一步加工的难度。
对比例2：
一种传统的ito靶材摆放-烧结方法，步骤如下：
1)通过冷静压成型制备ito靶坯(靶坯的原料组成、成型工艺参数和尺寸都和实施例2一样)，再300℃干燥70h；
2)将垫片放置在刚玉-莫来石承烧板上，再将ito靶坯放置在垫片上；
3)将步骤2)设置好ito靶坯的承烧板放进烧结炉，1400℃烧结20h，得到ito靶材(ito靶材上分布有微小的裂纹)，再对ito靶材进行打磨加工，得到ito靶材成品。
对比例3：
一种传统的ito靶材摆放-烧结方法，步骤如下：
1)通过注浆成型制备ito靶坯(靶坯的原料组成、成型工艺参数和尺寸都和实施例3一样)，再450℃干燥50h；
2)将垫片放置在硅酸钙承烧板上，再将ito靶坯放置在垫片上；
3)将步骤2)设置好ito靶坯的承烧板放进烧结炉，1600℃烧结30h，得到ito靶材，再对ito靶材进行打磨加工，得到ito靶材成品。
测试例：
对实施例1～3和对比例1～3制备的ito靶材进行性能测试，测试结果如下表所示：
表1实施例1～3和对比例1～3的ito靶材的性能测试结果
由表1可知：烧结ito靶材时，采用本发明的高效透氧的ito靶材摆放-烧结方法，在烧结程序不变的前提下，由于透氧率得到了很大提高，烧结后所得到的ito靶材的密度也得到了提升，且烧结出来的ito靶材外观与传统的ito靶材摆放-烧结方法相比有明显区别，在后续打磨加工时磨削量得到一定程度的降低，提高了ito靶材的利用率以及成品率。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。