Què ha d'oferir un objectiu de titani amb magnetrons
Un objectiu de titani amb magnetrons és la font consumible de la pel·lícula fina de titani dipositada en equips físics de deposició de vapor utilitzats per a circuits integrats, pantalles i recobriments funcionals. Com que la pel·lícula hereta la química i l'estructura de l'objectiu, la qualitat de l'objectiu es defineix per un petit conjunt de propietats: puresa química, densitat, mida del gra i uniformitat de la mida del gra-, orientació del cristall i llibertat de porositat i inclusions. Per tant, la preparació comença amb la selecció de la matèria primera i acaba amb el mecanitzat, l'enllaç, la neteja i l'envasament.
S'utilitzen dues famílies de tecnologia de preparació de matèries primeres, classificades pel procés de fusió: la palanca de fusió del feix d'electrons, coneguda com a palanquilla EB, i la palangana de forn d'arc elèctric consumible al buit, coneguda com a palanca VAR. Sigui quina sigui la ruta escollida, l'etapa de preparació de l'objectiu ha de controlar estrictament no només la puresa, la densitat, la mida del gra i l'orientació del cristall del material, sinó també les condicions del tractament tèrmic i les operacions de conformació posteriors.
Rutes de matèries primeres: Billet EB i Billet VAR
Ruta de la palanca EB:La matèria primera d'alta -puresa es perfecciona mitjançant l'electròlisi de fusió per eliminar els elements d'impureses d'alt-punt de fusió-de la matriu de titani, i després es purifica encara més mitjançant la fusió del feix d'electrons al buit.
Ruta de la palanca VAR:El titani d'esponja de grau 0, normalment amb un 99,9 per cent de puresa, es fon en un forn d'arc elèctric consumible al buit i després es forja en calent per formar una petita secció transversal-.
Les dues rutes són complementàries en lloc de competir. El refinament electrolític i la fusió del feix d'electrons ofereixen una puresa molt alta, mentre que la ruta VAR proporciona una palangana densa i rendible per als graus on una puresa lleugerament inferior és acceptable.
Mecanisme de purificació en la fusió del feix d'electrons
La fusió del feix d'electrons al buit utilitza un feix d'electrons d'alta -energia per bombardejar la superfície metàl·lica, de manera que la temperatura augmenta progressivament fins que el metall es fon. Els elements amb una pressió de vapor alta es volatilitzen preferentment, mentre que els elements amb una pressió de vapor baixa romanen a la fosa. Com més gran sigui la diferència de pressió de vapor entre un element d'impuresa i la matriu de titani, millor serà l'efecte de purificació.
L'avantatge decisiu del refinament al buit després de la fusió és que els elements d'impureses s'eliminen de la matriu de titani sense introduir altres impureses. Quan el 99,99 per cent de titani electrolític es fon per un feix d'electrons en un buit elevat, els elements d'impureses com Fe, Co i Cu, la pressió de vapor saturat dels quals és superior a la del propi titani, es volatilitzen preferentment i el contingut d'impureses de la matriu cau en conseqüència. La combinació del refinament electrolític amb la fusió del feix d'electrons pot produir titani metàl·lic amb una puresa superior al 99,995 per cent.
| Ruta | Matèries primeres | Unitat de fusió | Efecte purificador |
|---|---|---|---|
| Billet EB | Titani electrolític, al voltant del 99,99 per cent | Forn de raig d'electrons al buit | Eliminació preferent d'elements d'alta pressió de vapor com ara Fe, Co i Cu; puresa superior al 99,995 per cent |
| Billet VAR | Esponja de titani de grau 0, al voltant del 99,9 per cent | Forn d'arc elèctric consumible al buit | Billet net i dens després de la forja en calent fins a{0}}secció transversal petita |
Processament Termomecànic i Control de Microestructures
Les matèries primeres metàl·liques de titani produïdes per ambdues vies es converteixen en un objectiu de sputtering mitjançant una seqüència d'etapes de deformació termomecànica. L'objectiu d'aquests passos és fer que la microestructura sigui uniforme sobre tota la superfície de pulverització, perquè un objectiu que s'erosiona de manera desigual produeix una pel·lícula el gruix i les propietats de la qual varien a través del substrat.
La deformació uniforme també suprimeix l'estructura de fosa residual deixada per la fusió. El tractament tèrmic després de la deformació s'utilitza per alleujar l'estrès i per establir la mida del gra dins de l'interval necessari per a una polsadora estable, i s'ha de controlar el procés de conformació posterior per evitar-introduir la falta d'homogeneïtat a prop de la superfície de polverització.
Acabat, encolat i embalatge
Mecanitzat:l'objectiu es mecanitza fins a la geometria final i l'acabat superficial definits pel dibuix del client.
Vinculació:l'objectiu s'uneix a la seva placa de suport de manera que la calor generada durant la pulverització es condueixi i el conjunt es mantingui mecànicament estable.
Neteja:la contaminació de la superfície, els residus de tall i les marques de manipulació s'eliminen abans d'embalar l'objectiu.
Embalatge:l'objectiu acabat s'empaqueta per protegir la superfície de pulverització de l'impacte, la humitat i la contaminació de partícules durant el transport.
Llista de control de qualitat per a compradors objectiu
| Propietat | Per què importa | Com es verifica |
|---|---|---|
| Puresa química | Les impureses augmenten la resistivitat de la pel·lícula i provoquen partícules | Anàlisi química certificada de la palangana i l'objectiu acabat |
| Densitat i porositat | La porositat provoca arc i la generació de partícules | Mesura de densitat més inspecció per ultrasons |
| Mida i uniformitat del gra | Controla el perfil d'erosió i la uniformitat de la pel·lícula | Secció metal·logràfica a través de la superfície de pulverització |
| Orientació cristal·lina | Influeix en el rendiment i la textura de la pel·lícula | Mesura de textura en mostres representatives |
| Registre de tractament tèrmic | Determina l'estat de tensió i la mida final del gra | Gràfics de forn i traçabilitat de lots |
Preguntes freqüents
P: Quina diferència hi ha entre una palanca EB i una palanca VAR?
Una palangana EB es produeix mitjançant la fusió del feix d'electrons al buit i es perfecciona mitjançant la volatilització preferent d'impureses d'alta pressió de vapor, mentre que una palangana VAR es produeix mitjançant la fusió d'arc elèctric consumible al buit, generalment a partir de titani d'esponja de grau 0, i després forjada en calent fins a una secció transversal més petita.
P: Per què s'utilitza la fusió del feix d'electrons al buit per al titani d'alta-puresa?
Perquè elimina els elements d'impureses de la matriu de titani sense introduir altres impureses, basant-se en la diferència de pressió de vapor entre la impuresa i la matriu.
P: Quina puresa es pot assolir?
El titani electrolític d'aproximadament el 99,99 per cent de puresa es pot actualitzar a titani metàl·lic amb una puresa superior al 99,995 per cent quan la fusió del feix d'electrons es combina amb l'etapa de refinament electrolític.
P: Per què la microestructura ha de ser uniforme a tota la superfície de pulverització?
L'estructura uniforme i la mida del gra donen un perfil d'erosió uniforme, que manté el gruix de la pel·lícula i les propietats de la pel·lícula consistents des del centre fins a la vora del substrat.
P: Quines propietats es controlen durant la preparació de l'objectiu?
La puresa, la densitat, la mida del gra i l'orientació del cristall del material, juntament amb les condicions del tractament tèrmic i els processos de conformació posteriors.
P: Com es converteix la palangana en un objectiu acabat?
Per deformació termomecànica per unificar la microestructura, seguida de mecanitzat, unió, neteja i embalatge.
