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旋轉(zhuǎn)靶材在綁定貼合前的清潔度量化管控

磁控濺射是制備薄膜材料的主要技術(shù)之一,因其高致密度、優(yōu)良附著性等優(yōu)點(diǎn),在電子薄膜、光學(xué)薄膜、光電薄膜、磁性薄膜和超導(dǎo)薄膜等技術(shù)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。隨著上述領(lǐng)域的高速發(fā)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(zhuǎn)靶材。

平面靶材利用率一般只有20%~30%;隨著技術(shù)的進(jìn)步,逐漸開始向旋轉(zhuǎn)靶過(guò)渡,旋轉(zhuǎn)靶在使用過(guò)程中能夠圍繞在固定的磁控濺射設(shè)備上旋轉(zhuǎn),可360度均勻刻蝕靶面,這樣均勻的使用可使鍍膜均勻、穩(wěn)定性高、成品率高,靶材利用率可高達(dá)80%以上,在使用過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)靶材“結(jié)瘤”現(xiàn)象。

平面靶材 & 旋轉(zhuǎn)靶材

綁定焊接率----靶材濺射質(zhì)量的關(guān)鍵

采用綁定貼合的手段是旋轉(zhuǎn)靶材制造行業(yè)最重要的一類旋轉(zhuǎn)靶材制備手段,把靶材分節(jié)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(dǎo)熱性能和強(qiáng)度。

目前旋轉(zhuǎn)靶材的綁定基本工藝為:將內(nèi)表面金屬化的靶管套在經(jīng)過(guò)處理的襯管外表面,靶管和金屬襯管之間通過(guò)金屬焊料(通常為金屬銦)粘結(jié)。在綁定的過(guò)程中,需要對(duì)金屬襯管和靶管進(jìn)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(zhì)量直接關(guān)系到靶材濺射過(guò)程中的導(dǎo)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(guò)程中會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)電不良,散熱效果不好,導(dǎo)致局部受熱不均勻,當(dāng)溫度超過(guò)焊料的熔點(diǎn),金屬焊料就會(huì)熔化流出滴落在膜面上,或者導(dǎo)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(zhì)量。因此對(duì)旋轉(zhuǎn)靶材進(jìn)行高質(zhì)量的綁定貼合,提升焊接率(貼合率)可以有效提升后續(xù)磁控濺射鍍膜的質(zhì)量。

德國(guó)析塔SITA表面清潔度儀---提高旋轉(zhuǎn)靶材綁定焊接率的關(guān)鍵

德國(guó)析塔SITA清潔度儀可以量化靶管表面清潔度情況,通過(guò)德國(guó)析塔SITA清潔度儀實(shí)時(shí)測(cè)量靶管表面清潔度情況,確保后續(xù)金屬化及綁定貼合工序時(shí)靶管表面無(wú)油污,提高焊接率。

RFUrelative fluorescence units (相對(duì)熒光單位),常被用于做表面殘留污染物檢測(cè),數(shù)值越大,則表明測(cè)試點(diǎn)的各類有機(jī)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(guó)析塔SITA清潔度儀

德國(guó)析塔SITA表面清潔度儀采用共焦法原理,通過(guò)光源發(fā)射出較佳波長(zhǎng)的UV光檢測(cè)金屬表面的污染物,內(nèi)置的傳感器精準(zhǔn)探測(cè)污染物引起的熒光強(qiáng)度,該熒光強(qiáng)度的大小取決于基材表面有機(jī)物殘留情況,從而能精準(zhǔn)量化檢測(cè)金屬表面清潔度。

旋轉(zhuǎn)靶材在綁定貼合前的清潔度量化管控客戶實(shí)例

某國(guó)內(nèi)靶材制造商,在旋轉(zhuǎn)靶材進(jìn)行研磨、切割清洗后會(huì)對(duì)靶管進(jìn)行清潔度量化管控,確保靶管內(nèi)表面無(wú)肉眼可見(jiàn)油污或清洗劑殘留后才允許進(jìn)行后續(xù)的金屬化及綁定貼合工序,以確保綁定焊接率(貼合率)。

測(cè)量過(guò)程

樣品:5個(gè)樣品

測(cè)量?jī)x器:德國(guó)析塔SITA表面清潔度檢測(cè)儀CleanoSpector

測(cè)量模式:RFU值(相對(duì)熒光單位,RFU值越高,污染程度越大)

測(cè)量值:在靶管上隨機(jī)選取10個(gè)測(cè)試點(diǎn),測(cè)試結(jié)果取平均值;

以下為使用德國(guó)析塔SITA清潔度儀測(cè)試靶管不同位置清潔度的測(cè)試結(jié)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(cè)試點(diǎn)(單位:RFU) 平均值
(單位:RFU)
測(cè)試樣品 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10
剛燒結(jié)完
(無(wú)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(jié)完
(倉(cāng)庫(kù)放置幾個(gè)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(jiàn)污染區(qū))
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(jiàn)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(cè)量數(shù)據(jù)分析

靶管表面清潔度情況

如上圖所示,可以得出以下結(jié)論:

①剛燒結(jié)完的靶管工件,RFU值低,說(shuō)明靶材表面很干凈,無(wú)油污

②靶管燒結(jié)完后在倉(cāng)庫(kù)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(shuō)明表面不干凈,存在污染

⑤清洗后的靶管RFU值低,說(shuō)明靶管清洗效果較理想

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

翁開爾是德國(guó)析塔SITA中國(guó)指定代理,歡迎致電【13202947058】咨詢更多關(guān)于德國(guó)析塔SITA表面清潔度檢測(cè)儀產(chǎn)品信息、技術(shù)應(yīng)用和客戶案例等。