制造ITO靶材是一項技術(shù)密集型的工作,涉及從原料配比到成型加工的多個環(huán)節(jié)。高質(zhì)量的ITO靶材需要具備高密度、均勻性和穩(wěn)定性,而這些要求背后隱藏著復(fù)雜的工藝和諸多挑戰(zhàn)。
盡管制備方法看似成熟,但實際操作中仍有不少難題需要攻克:
成分配比的性:氧化錫的摻雜量通常控制在5-10%之間,過高會導致透明度下降,過低則影響導電性。如何在微觀尺度上實現(xiàn)均勻混合,是一個技術(shù)挑戰(zhàn)。
靶材密度:低密度靶材在濺射時容易產(chǎn)生顆粒飛濺,導致薄膜出現(xiàn)缺陷。提高密度需要優(yōu)化壓制和燒結(jié)條件,但這往往伴隨著成本的上升。
微觀結(jié)構(gòu)的控制:靶材內(nèi)部的晶粒大小和分布會影響濺射的穩(wěn)定性。晶粒過大可能導致濺射不均,而過小則可能降低靶材的機械強度。
熱應(yīng)力管理:在高溫燒結(jié)過程中,靶材可能因熱膨脹不均而產(chǎn)生裂紋,影響成品率。
這些難點要求制造商在設(shè)備、工藝和質(zhì)量控制上投入大量精力。
制備完成后,ITO靶材在實際應(yīng)用中還會遇到一些問題:
濺射不均勻:如果靶材內(nèi)部存在微小缺陷或成分偏差,濺射過程中可能出現(xiàn)局部過熱,導致薄膜厚度不一致。
靶材破裂:在高功率濺射時,靶材承受的熱應(yīng)力可能超出其極限,造成破裂,進而影響生產(chǎn)線的連續(xù)性。
資源限制:ITO靶材依賴銦這種稀有金屬,而銦的全球儲量有限,價格波動較大。這不僅推高了成本,也促使業(yè)界尋找替代方案。
技術(shù)破局:從粗放走向精純
現(xiàn)代銦回收工藝已形成精細鏈條:
預(yù)處理與富集:機械破碎液晶屏 → 高溫焚燒去除有機物 → 酸溶浸出(常用硫酸/鹽酸),將銦等金屬轉(zhuǎn)入溶液。
深度分離提純(核心技術(shù)):
溶劑萃取法:利用特定有機溶劑(如P204)選擇性“捕獲”溶液中的銦離子,實現(xiàn)與鐵、鋅、錫等雜質(zhì)的深度分離,富集倍數(shù)可達千倍。
離子交換法:功能樹脂吸附銦離子,適用于低濃度溶液提純。
電解沉積:對富銦溶液通電,在陰極析出粗銦。
高純精煉:對粗銦進行真空蒸餾、區(qū)域熔煉等,去除微量雜質(zhì)(如鎘、鉛),產(chǎn)出純度高達99.99%(4N)以上的精銦,滿足高端ITO靶材要求。
綠色升級:循環(huán)經(jīng)濟的必由之路
相比開采原生礦(主要來自鋅冶煉副產(chǎn)品),從電子垃圾中回收銦具有顯著優(yōu)勢:
資源保障:1噸廢棄液晶面板可提取200-300克銦,品位遠超原礦。
節(jié)能減排:回收能耗僅為原生銦生產(chǎn)的1/3,大幅降低碳排放。
環(huán)境友好:減少電子垃圾填埋污染,避免采礦生態(tài)破壞。
經(jīng)濟可行:銦價高企(曾超1000美元/公斤)賦予回收強勁動力。

