La cible de pulvérisation est une technologie de dépôt physique en phase vapeur. Il s’agit d’un processus dans lequel les ions générés par une source d’ions sont accélérés et rassemblés dans le vide pour former un faisceau d’ions à grande vitesse, bombardant la surface solide. Les ions échangent de l’énergie cinétique avec les atomes de la surface solide, ce qui fait que les atomes de la surface solide quittent le solide et se déposent à la surface du substrat.
Afin d’empêcher les métaux cassants, les alliages, les oxydes et autres matériaux faciles à casser de se briser pendant l’utilisation, nous pouvons fournir aux clients des services de collage ciblés. La cible est liée à une plaque de support en cuivre. En plus de protéger la cible contre la casse accidentelle pendant le transport ou la manipulation, il peut également assurer un bon refroidissement et un bon contact électrique de la cible, et peut améliorer le problème de la résistance mécanique insuffisante lorsque la cible est utilisée ou résoudre le problème de la cible de grande taille limitée.
Les plaques de support utilisées pour le collage de cibles sont généralement en cuivre, en titane, en molybdène et en acier inoxydable. La plaque de support soutient la cible pendant la pulvérisation pour empêcher la cible de se fissurer pendant la pulvérisation et améliorer le taux d’utilisation et la durée de vie de la cible.
VI HALBLEITERMATERIAL GmbH (VIMATERIAL) propose des services de collage de cibles par pulvérisation cathodique avec trois modes principaux : le collage, le collage par soudure et le soudage à haute température. Notre approche typique utilise la technologie de la soudure, en employant de l’indium métallique comme soudure et du cuivre pour la plaque arrière.
Plage de collage : cible métallique, cible en céramique, cible en alliage, cible rotative, cible plate, cible ronde, cible de forme spéciale.
Les matériaux de collage peuvent varier en fonction du matériau cible. Nous vous invitons à nous contacter pour des demandes spécifiques.
Principaux modes de liaison des cibles
1. Combinaison d’adhésifs
Le collage d’argent est une technologie peu coûteuse. La méthode consiste à lier la cible au fond de panier avec une résine époxy spéciale conductrice de chaleur et d’électricité.
Cette technologie nécessite un traitement de la surface de la cible et du fond de panier. La cible collée a une faible contrainte résiduelle et est facile à retravailler. Sa résistance thermique au point tangent est relativement importante, ce qui limitera la densité de puissance et le taux de dépôt de la cible de pulvérisation. Cette méthode ne fonctionne pas bien.
2. Collage par soudure
Par rapport au collage à l’argent, le collage par soudure a une résistance thermique plus faible et peut donc fonctionner à des taux de dépôt plus élevés. Une charge de soudure courante est l’indium, qui a une conductivité thermique élevée, un point de fusion relativement bas et un module d’élasticité, ce qui peut réduire les contraintes résiduelles après le collage. Son point de fusion bas simplifie également le remaniement du collage et permet de réutiliser le fond de panier. Le processus de collage peut être effectué dans les airs, ce qui réduit le coût de collage.
Cependant, étant donné que l’indium métallique n’est pas facile à pénétrer dans le fond de panier en cuivre et la cible, il est facile de laisser tomber la cible, ce qui nécessite une pénétration ultrasonique de l’indium métallique dans le fond de panier et la cible. Il s’agit d’une méthode courante à haut rendement et à faible coût ces dernières années.
3. Soudage à haute température
Le soudage à haute température est une technique qui combine le brasage et le soudage par diffusion. Il doit fonctionner au-dessus de 500°C et nécessite un four à vide ou à atmosphère contrôlée. Le brasage est réalisé en faisant fondre l’alliage de brasage au niveau du joint pour former un joint. Au lieu d’utiliser des charges, le soudage réalise le collage en chauffant la plaque de support à haute pression à une température d’interdiffusion avec le matériau cible.
Cette structure a une faible résistance thermique, généralement proche ou inférieure à la résistance thermique de l’alliage parent, et permet une densité de puissance plus élevée. Mais cette méthode est coûteuse.
EXIGENCES DE PERFORMANCE DE LA COUCHE DE LIAISON
Conductivité thermique :
Lors de la pulvérisation magnétron, des ions à haute énergie bombardent la surface de la cible, ce qui génère une chaleur importante. Une dissipation thermique inefficace peut entraîner une augmentation rapide de la température dans le matériau de la cible, provoquant des problèmes tels que le dessoudage de la cible, la fusion et la surchauffe de l’équipement, ce qui peut entraîner un dysfonctionnement ou un endommagement de l’équipement.
Une gestion thermique efficace est obtenue en reliant la cible à la plaque arrière par une couche de liaison et en faisant circuler de l’eau de refroidissement.
Conductivité :
Dans la pulvérisation magnétron, la cible, agissant comme une cathode, nécessite une bonne conductivité électrique avec le support de cible pour maintenir des taux de pulvérisation optimaux et la durée de vie de la cible.
La force :
La couche de liaison de la cible doit posséder une résistance suffisante pour supporter le poids de la cible, en veillant à ce qu’elle reste bien en place pendant l’utilisation.
PROCESSUS DE COLLAGE DES CIBLES
- Prétraitement de surface de la cible et de la plaque arrière (nettoyer les débris et la poussière dessus) ;
- Placement de la cible et de la plaque arrière sur la table de soudage, suivi d’un chauffage à la température de soudage requise (généralement 180 degrés) ;
- Métallisation de la cible et de la plaque arrière (indium ultrasonique) ;
- Application de l'adhésif sur la cible et la plaque arrière ;
- Réglage de la position de collage de la cible (bloc de pression sur la cible) ;
- Refroidissement et étapes ultérieures de post-traitement.
Pourquoi avons-nous besoin de créer des liens ?
1. Empêchez la cible d’être chauffée de manière inégale et cassée, comme les cibles cassantes telles que l’ITO, le SiO2, les céramiques et les cibles frittées ;
2. Économisez des coûts et évitez la déformation. Si la cible est trop chère, la cible peut être rendue plus mince et liée à la cible arrière pour éviter toute déformation.
Précautions pour les cibles de collage
- La température de pulvérisation ne doit pas être trop élevée ;
- Le courant doit être augmenté lentement ;
- La circulation de l’eau de refroidissement doit être inférieure à 35 degrés Celsius ;
- Densité cible appropriée.
Les exigences d’un collage cible de haute qualité sont très élevées.
Le collage doit sélectionner des matériaux à faible résistance thermique afin que la puissance la plus élevée possible puisse être appliquée lors de l’utilisation de la cible sans provoquer de surchauffe et de fissuration de la cible ;
La porosité après collage doit également être minimisée pour éviter la possibilité de fissuration de la cible et de dépôt irrégulier ;
Le collage doit être suffisamment solide pour empêcher la cible d’être déliée pendant le fonctionnement, mais doit être suffisamment flexible pour minimiser la formation de contraintes résiduelles pendant le processus de collage. Ce dernier stress peut provoquer la rupture de la cible.
Enfin, le collage de la cible peut facilement séparer la cible et la plaque arrière afin que la plaque arrière puisse être réutilisée.
Si vous souhaitez en savoir plus sur les cibles de pulvérisation, le collage de cibles et d’autres technologies, veuillez consulter VIMATERIAL !