Mitä Magnetron Sputtering Titanium Target on tarjottava
Magnetronin sputteroiva titaanikohde on ohuen titaanikalvon kuluva lähde, joka on kerrostettu fysikaalisiin höyrypinnoituslaitteisiin, joita käytetään integroituihin piireihin, näytöihin ja toiminnallisiin pinnoitteisiin. Koska kalvo perii kohteen kemian ja rakenteen, tavoitelaadun määrittelee pieni joukko ominaisuuksia: kemiallinen puhtaus, tiheys, raekoko ja raekoon tasaisuus, kiteiden orientaatio sekä huokoisuuden ja sulkeumien vapaus. Valmistelu alkaa siis raaka-aineen valinnalla ja päättyy koneistukseen, liimaukseen, puhdistukseen ja pakkaamiseen.
Raaka-aineiden valmistusteknologiassa käytetään kahta sulatusprosessin mukaan luokiteltua ryhmää: elektronisuihkusulatusaihio, joka tunnetaan nimellä EB-aihio, ja tyhjiökäyttöinen sähkökaariuunin aihio, joka tunnetaan nimellä VAR-aihio. Riippumatta siitä, mikä reitti valitaan, kohteen valmistusvaiheen on valvottava tiukasti materiaalin puhtauden, tiheyden, raekoon ja kidesuuntauksen lisäksi myös lämpökäsittelyolosuhteita ja myöhempiä muovaustoimenpiteitä.
Raaka-ainereitit: EB Billet ja VAR Billet
EB-aihion reitti:puhdas
VAR-aihion reitti:luokan 0 titaanisieni, jonka puhtausaste on tyypillisesti noin 99,9 prosenttia, sulatetaan tyhjiökäyttöisessä valokaariuunissa ja kuumataotaan sitten pienen poikkileikkauksen aihion muodostamiseksi.
Nämä kaksi reittiä täydentävät toisiaan eivätkä kilpaile keskenään. Elektrolyyttinen raffinointi ja elektronisuihkusulatus yhdessä tuottavat erittäin korkean puhtauden, kun taas VAR-reitti tarjoaa kustannustehokkaan, tiheän aihion laatuille, joissa hieman alhaisempi puhtaus on hyväksyttävää.
Puhdistusmekanismi elektronisuihkusulatuksessa
Tyhjiöelektronisuihkusulatus käyttää korkean{0}}energisen elektronisuihkun pommitukseen metallipintaa, jolloin lämpötila nousee asteittain, kunnes metalli sulaa. Alkuaineet, joilla on korkea höyrynpaine, haihtuvat ensisijaisesti, kun taas alhaisen höyrynpaineen omaavat elementit jäävät sulatteeseen. Mitä suurempi höyrynpaineero epäpuhtauselementin ja titaanimatriisin välillä on, sitä parempi on puhdistusvaikutus.
Tyhjiöpuhdistuksen ratkaiseva etu sulatuksen jälkeen on, että epäpuhtaudet poistetaan titaanimatriisista ilman muita epäpuhtauksia. Kun 99,99 prosenttia elektrolyyttisestä titaanista sulatetaan elektronisuihkulla korkeassa tyhjiössä, epäpuhtauselementit, kuten Fe, Co ja Cu, joiden kylläinen höyrynpaine on korkeampi kuin titaanilla itsellään, haihtuu ensisijaisesti ja matriisin epäpuhtauspitoisuus laskee vastaavasti. Elektrolyyttisen raffinoinnin yhdistäminen elektronisuihkusulatukseen voi tuottaa titaanimetallia, jonka puhtaus on yli 99,995 prosenttia.
| Reitti | Raaka-aine | Sulatusyksikkö | Puhdistava vaikutus |
|---|---|---|---|
| EB-aihio | Elektrolyyttistä titaania, noin 99,99 prosenttia | Tyhjiöelektronisuihkuuuni | Korkean höyrynpaineen elementtien, kuten Fe, Co ja Cu, poisto edullisesti; puhtaus yli 99,995 prosenttia |
| VAR-aihio | 0-luokan titaanisieni, noin 99,9 prosenttia | Tyhjiökäyttöinen sähkökaariuuni | Tiheä, puhdas aihio kuumatakomisen jälkeen pieneen{0}}poikkileikkaukseen |
Termomekaaninen käsittely ja mikrorakenteen ohjaus
Molemmilla reiteillä tuotetut metalliset titaaniraaka-aineet muunnetaan sputterointikohteeksi termomekaanisten muodonmuutosvaiheiden sarjalla. Näiden vaiheiden tarkoituksena on saada mikrorakenne yhtenäiseksi koko sputterointipinnalla, koska epätasaisesti kuluva kohde tuottaa kalvon, jonka paksuus ja ominaisuudet vaihtelevat alustan läpi.
Tasainen muodonmuutos vaimentaa myös sulamisen jälkeen jäänyttä valurakennetta. Muodonmuutoksen jälkeistä lämpökäsittelyä käytetään jännityksen lieventämiseen ja raekoon asettamiseen vakaan sputteroinnin vaatimalle alueelle, ja sitä seuraavaa muovausprosessia on valvottava, jotta vältetään epähomogeenisuuden syntyminen uudelleen sputterointipinnan lähellä.
Viimeistely, liimaus ja pakkaus
Koneistus:Kohde koneistetaan asiakkaan piirustuksen määrittelemään lopulliseen geometriaan ja pintakäsittelyyn.
Liimaus:kohde liitetään sen taustalevyyn siten, että sputteroinnin aikana syntyvä lämpö johdetaan pois ja kokoonpano pysyy mekaanisesti vakaana.
Puhdistus:pinnan epäpuhtaudet, leikkausjäämät ja käsittelyjäljet poistetaan ennen kohteen pakkaamista.
Pakkaus:valmis kohde on pakattu suojaamaan ruiskutuspintaa iskuilta, kosteudelta ja hiukkaskontaminaatiolta kuljetuksen aikana.
Laadunvalvonnan tarkistuslista kohdeostajille
| Omaisuus | Miksi sillä on väliä | Miten se varmistetaan |
|---|---|---|
| Kemiallinen puhtaus | Epäpuhtaudet lisäävät kalvon ominaisvastusta ja aiheuttavat hiukkasia | Aihion ja valmiin kohteen sertifioitu kemiallinen analyysi |
| Tiheys ja huokoisuus | Huokoisuus aiheuttaa kipinöintiä ja hiukkasten muodostumista | Tiheysmittaus ja ultraäänitarkastus |
| Raekoko ja tasaisuus | Säätelee eroosioprofiilia ja kalvon tasaisuutta | Metallografinen leikkaus sputterointipinnan poikki |
| Kiteen suuntaus | Vaikuttaa sputterin saantoon ja kalvon rakenteeseen | Tekstuurimittaus edustavista näytteistä |
| Lämpökäsittelyennätys | Määrittää jännitystilan ja lopullisen raekoon | Uunin kaaviot ja erän jäljitettävyys |
Usein kysytyt kysymykset
K: Mitä eroa on EB-aihiolla ja VAR-aihiolla?
EB-aihio valmistetaan elektronisuihkusulattamalla tyhjiössä ja jalostetaan haihduttamalla korkean höyrynpaineen epäpuhtauksia, kun taas VAR-aihio valmistetaan tyhjiössä kuluvalla sähkökaarisulattamalla, yleensä 0-luokan titaanisienestä, ja kuumataotaan sitten pienempään-poikkileikkaukseen.
K: Miksi tyhjöelektronisuihkusulatusta käytetään erittäin{0}}puhtaalle titaanille?
Koska se poistaa epäpuhtaudet titaanimatriisista ilman muita epäpuhtauksia, luottaen epäpuhtauden ja matriisin väliseen höyrynpaineeroon.
K: Mikä puhtaus voidaan saavuttaa?
Elektrolyyttinen titaani, jonka puhtausaste on noin 99,99 prosenttia, voidaan jalostaa titaanimetalliksi, jonka puhtaus on yli 99,995 prosenttia, kun elektronisuihkusulatus yhdistetään elektrolyyttiseen raffinointivaiheeseen.
K: Miksi mikrorakenteen on oltava yhtenäinen koko sputterointipinnalla?
Tasainen rakenne ja raekoko antavat tasaisen eroosioprofiilin, mikä pitää kalvon paksuuden ja kalvon ominaisuudet yhtenäisinä alustan keskustasta reunaan.
K: Mitä ominaisuuksia valvotaan kohteen valmistelun aikana?
Materiaalin puhtaus, tiheys, raekoko ja kideorientaatio sekä lämpökäsittelyolosuhteet ja sitä seuraavat muodostusprosessit.
K: Miten aihio muunnetaan valmiiksi kohteeksi?
Termomekaanisella muodonmuutoksella mikrorakenteen yhtenäistämiseksi, jota seuraa koneistus, liimaus, puhdistus ja pakkaus.
