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18566398802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(yōu)良附著性等優(yōu)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(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(wěn)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(xiàn)靶材“結瘤”現(xiàn)象。
采用綁定貼合的手段是旋轉靶材制造行業(yè)最重要的一類旋轉靶材制備手段,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(xiàn)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(xù)磁控濺射鍍膜的質量。
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(xù)金屬化及綁定貼合工序時靶管表面無油污,提高焊接率。
RFU:relative 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表面清潔度儀采用共焦法原理,通過光源發(fā)射出較佳波長的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。
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(xù)的金屬化及綁定貼合工序,以確保綁定焊接率(貼合率)。
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(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 (肉眼不可見污染物) | 4.4 | 6 | 6.4 | 6.8 | 5.3 | 9.7 | 9.4 | 8.3 | 6.6 | 4.6 | 6.58 |
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(yè)判斷靶管表面清洗情況,以提供足夠干凈的靶管進行后續(xù)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中國指定代理,歡迎致電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。