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                                              旋轉靶材在綁定貼合前的清潔度量化管控

                                              • 2021/11/5
                                              • 725 Views

                                              磁控濺射是制備薄膜材料的主要技術之一,因其高致密度、優良附著性等優點,在電子薄膜、光學薄膜、光電薄膜、磁性薄膜和超導薄膜等技術領域得到廣泛的應用。隨著上述領域的高速發展,濺射靶材的需求量急劇增加。濺射靶材通常有兩種:平面靶材和旋轉靶材。

                                              平面靶材利用率一般只有20%~30%;隨著技術的進步,逐漸開始向旋轉靶過渡,旋轉靶在使用過程中能夠圍繞在固定的磁控濺射設備上旋轉,可360度均勻刻蝕靶面,這樣均勻的使用可使鍍膜均勻、穩定性高、成品率高,靶材利用率可高達80%以上,在使用過程中不會出現靶材“結瘤”現象。

                                              平面靶材 & 旋轉靶材

                                              綁定焊接率----靶材濺射質量的關鍵

                                              采用綁定貼合的手段是旋轉靶材制造行業最重要的一類旋轉靶材制備手段,把靶材分節綁定在金屬襯管(通常為不銹鋼或者鈦材料制備)上,以提高導熱性能和強度。

                                              目前旋轉靶材的綁定基本工藝為:將內表面金屬化的靶管套在經過處理的襯管外表面,靶管和金屬襯管之間通過金屬焊料(通常為金屬銦)粘結。在綁定的過程中,需要對金屬襯管和靶管進行加熱,然后把熔化的金屬焊料填充到靶管和金屬襯管的縫隙里,隨后冷卻、焊料固化,將靶管牢牢地固定在襯管上。

                                              綁定焊接率(貼合率)的質量直接關系到靶材濺射過程中的導熱效果,如果綁定后靶管、背管和銦層貼合效果不夠,在濺射過程中會出現導電不良,散熱效果不好,導致局部受熱不均勻,當溫度超過焊料的熔點,金屬焊料就會熔化流出滴落在膜面上,或者導致靶材受熱不均勻開裂(陶瓷靶),開裂的靶材碎片損傷薄膜表面的質量。因此對旋轉靶材進行高質量的綁定貼合,提升焊接率(貼合率)可以有效提升后續磁控濺射鍍膜的質量。

                                              德國析塔SITA表面清潔度儀---提高旋轉靶材綁定焊接率的關鍵

                                              德國析塔SITA清潔度儀可以量化靶管表面清潔度情況,通過德國析塔SITA清潔度儀實時測量靶管表面清潔度情況,確保后續金屬化及綁定貼合工序時靶管表面無油污,提高焊接率。

                                              RFUrelative fluorescence units (相對熒光單位),常被用于做表面殘留污染物檢測,數值越大,則表明測試點的各類有機污染物(拉伸油、切削油、清洗劑、脫模蠟、膠黏劑、助焊劑等)殘留量越大。

                                              德國析塔SITA清潔度儀

                                              德國析塔SITA表面清潔度儀采用共焦法原理,通過光源發射出最佳波長的UV光檢測金屬表面的污染物,內置的傳感器精準探測污染物引起的熒光強度,該熒光強度的大小取決于基材表面有機物殘留情況,從而能精準量化檢測金屬表面清潔度。

                                              旋轉靶材在綁定貼合前的清潔度量化管控客戶實例

                                              某國內靶材制造商,在旋轉靶材進行研磨、切割清洗后會對靶管進行清潔度量化管控,確保靶管內表面無肉眼可見油污或清洗劑殘留后才允許進行后續的金屬化及綁定貼合工序,以確保綁定焊接率(貼合率)。

                                              測量過程

                                              樣品:5個樣品

                                              測量儀器:德國析塔SITA表面清潔度檢測儀CleanoSpector

                                              測量模式:RFU值(相對熒光單位,RFU值越高,污染程度越大)

                                              測量值:在靶管上隨機選取10個測試點,測試結果取平均值;

                                              以下為使用德國析塔SITA清潔度儀測試靶管不同位置清潔度的測試結果,由于油污分布不均勻,因此不同位置的清潔度也不一樣:

                                                測試點(單位:RFU) 平均值
                                              (單位:RFU)
                                              測試樣品 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10
                                              剛燒結完
                                              (無油污)
                                              0.3 0.3 0.2 0.1 0.1 0.1 0.1 0.3 0.7 0.1 0.22
                                              燒結完
                                              (倉庫放置幾個月)
                                              27.7 25.5 27.6 84.1 57.3 15.4 91.6 9.9 145.3 60.8 59.48
                                              開裂殘靶
                                              (殘次品)
                                              68.5 21.5 128.6 73 68.7 / / / / / 72.06
                                              未清洗
                                              (研磨、切割后肉眼可見污染區)
                                              22.5 30.6 83.3 97.5 22.4 15.7 12.2 24 39.3 54.3 41.98
                                              清洗后
                                              (肉眼不可見污染物)
                                              4.4 6 6.4 6.8 5.3 9.7 9.4 8.3 6.6 4.6 6.58

                                              測量數據分析

                                              靶管表面清潔度情況

                                              如上圖所示,可以得出以下結論:

                                              ①剛燒結完的靶管工件,RFU值低,說明靶材表面很干凈,無油污

                                              ②靶管燒結完后在倉庫放置期間,受到污染, RFU值升高

                                              ③開裂殘靶次品RFU值高,清潔度很差

                                              ④研磨、切割后的靶管未清洗前RFU值高,說明表面不干凈,存在污染

                                              ⑤清洗后的靶管RFU值低,說明靶管清洗效果較理想

                                              德國析塔SITA表面清潔度儀能量化測出靶管清洗前后的清潔度差異。在旋轉靶材的綁定工藝前,使用德國析塔SITA表面清潔度儀可以更好幫助企業判斷靶管表面清洗情況,以提供足夠干凈的靶管進行后續綁定工藝,從而保證磁控濺射鍍膜的質量。

                                              翁開爾是德國析塔SITA中國獨家代理,歡迎致電【400-6808-138】咨詢更多關于德國析塔SITA表面清潔度檢測儀產品信息、技術應用和客戶案例等。

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