Il bersaglio per sputtering è una tecnologia di deposizione fisica da vapore. Si tratta di un processo in cui gli ioni generati da una sorgente ionica vengono accelerati e raccolti nel vuoto per formare un fascio di ioni ad alta velocità, bombardando la superficie solida. Gli ioni scambiano energia cinetica con gli atomi sulla superficie solida, facendo sì che gli atomi sulla superficie solida lascino il solido e si depositino sulla superficie del substrato.
Al fine di evitare che metalli fragili, leghe, ossidi e altri materiali facili da rompere si rompano durante l’uso, siamo in grado di fornire ai clienti servizi di incollaggio mirati. Il bersaglio è legato a una piastra di supporto in rame. Oltre a proteggere il bersaglio da rotture accidentali durante il trasporto o la movimentazione, può anche garantire un buon raffreddamento e contatto elettrico del bersaglio e può migliorare il problema della resistenza meccanica insufficiente quando il bersaglio viene utilizzato o risolvere il problema del bersaglio limitato di grandi dimensioni.
Le piastre di supporto utilizzate per l’incollaggio del bersaglio sono generalmente in rame, titanio, molibdeno e acciaio inossidabile. La piastra di supporto supporta il bersaglio durante lo sputtering per evitare che il bersaglio si rompa durante lo sputtering e migliorare il tasso di utilizzo e la durata del bersaglio.
VI HALBLEITERMATERIAL GmbH (VIMATERIAL) offre servizi di incollaggio di target sputtering con tre modalità principali: incollaggio, incollaggio a saldare e saldatura ad alta temperatura. Il nostro approccio tipico utilizza la tecnologia delle saldature, impiegando l’indio metallico come saldatura e il rame per la piastra posteriore.
Gamma di legame: bersaglio in metallo, bersaglio in ceramica, bersaglio in lega, bersaglio rotante, bersaglio piatto, bersaglio rotondo, bersaglio di forma speciale.
I materiali di incollaggio possono variare a seconda del materiale di destinazione. Invitiamo a richiedere informazioni per esigenze particolari.
Principali modalità di legame dei bersagli
1. Combinazione di adesivi
L’incollaggio adesivo all’argento è una tecnologia a basso costo. Il metodo consiste nel legare il bersaglio al backplane con una speciale resina epossidica termicamente conduttiva ed elettricamente conduttiva.
Questa tecnologia richiede il trattamento della superficie del bersaglio e del backplane. Il bersaglio incollato ha una bassa sollecitazione residua ed è facile da rilavorare. La sua resistenza termica del punto tangente è relativamente grande, il che limiterà la densità di potenza e la velocità di deposizione del bersaglio sputtering. Questo metodo non funziona bene.
2. Incollaggio a saldare
Rispetto all’incollaggio all’argento, l’incollaggio a saldare ha una resistenza termica inferiore e può quindi funzionare a velocità di deposizione più elevate. Un comune riempitivo per saldatura è l’indio, che ha un’elevata conduttività termica, un punto di fusione relativamente basso e un modulo elastico, che può ridurre lo stress residuo dopo l’incollaggio. Il suo basso punto di fusione semplifica anche la rilavorazione dell’incollaggio e consente il riutilizzo del backplane. Il processo di incollaggio può essere eseguito in aria, riducendo i costi di incollaggio.
Tuttavia, poiché l’indio metallico non è facile da penetrare nel backplane in rame e nel bersaglio, è facile far cadere il bersaglio, il che richiede la penetrazione ultrasonica del metallo indio nel backplane e nel bersaglio. Questo è un metodo comune ad alta efficienza e a basso costo negli ultimi anni.
3. Saldatura ad alta temperatura
La saldatura ad alta temperatura è una tecnica che combina la brasatura e la saldatura a diffusione. Deve funzionare a una temperatura superiore a 500°C e richiede un forno sottovuoto o ad atmosfera controllata. La brasatura si ottiene fondendo la lega brasante al giunto per formare un giunto. Invece di utilizzare riempitivi, la saldatura ottiene l’incollaggio riscaldando la piastra di supporto ad alta pressione a una temperatura di interdiffusione con il materiale target.
Questa struttura ha una bassa resistenza termica, solitamente vicina o inferiore alla resistenza termica della lega madre, e consente una maggiore densità di potenza. Ma questo metodo è costoso.
REQUISITI PRESTAZIONALI DELLO STRATO ADESIVO
Conducibilità termica:
Nel magnetron sputtering, gli ioni ad alta energia bombardano la superficie del bersaglio, generando un notevole calore. Una dissipazione del calore inefficiente può portare a un rapido aumento della temperatura nel materiale del target, causando problemi come la dissaldatura del target, la fusione e il surriscaldamento dell’apparecchiatura, con possibili malfunzionamenti o danni.
Un’efficace gestione termica si ottiene collegando l’obiettivo alla piastra posteriore tramite uno strato di incollaggio e facendo circolare l’acqua di raffreddamento.
Conducibilità:
Nello sputtering magnetronico, il bersaglio, che funge da catodo, richiede una buona conducibilità elettrica con il supporto del bersaglio per mantenere una velocità di sputtering ottimale e una durata di vita del bersaglio.
Forza:
Lo strato adesivo del bersaglio deve possedere una resistenza sufficiente per sostenere il peso del bersaglio, assicurando che rimanga saldamente in posizione durante l’uso.
PROCESSO DI INCOLLAGGIO DEL BERSAGLIO
- Pretrattamento superficiale del bersaglio e della piastra posteriore (pulire i detriti e la polvere su di esso);
- Posizionamento del target e della piastra posteriore sul tavolo di saldatura, seguito da riscaldamento alla temperatura di saldatura richiesta (generalmente 180 gradi);
- Metallizzazione del target e della piastra posteriore (Indio ad ultrasuoni);
- Applicazione dell'adesivo sul bersaglio e sulla piastra posteriore;
- Regolazione della posizione di incollaggio del bersaglio (blocco della pressione sul bersaglio);
- Raffreddamento e successive fasi di post-elaborazione.
Perché abbiamo bisogno di legare?
1. Evitare che il bersaglio venga riscaldato e rotto in modo non uniforme, come bersagli fragili come ITO, SiO2, ceramica e bersagli sinterizzati;
2. Risparmia sui costi e previeni la deformazione. Se il bersaglio è troppo costoso, il bersaglio può essere reso più sottile e legato al bersaglio posteriore per evitare deformazioni.
Precauzioni per l'incollaggio dei bersagli
- La temperatura di sputtering non deve essere troppo alta;
- La corrente dovrebbe essere aumentata lentamente;
- L'acqua di raffreddamento circolante dovrebbe essere inferiore a 35 gradi Celsius;
- Densità target appropriata.
I requisiti per l’incollaggio di target di alta qualità sono molto esigenti.
L’incollaggio deve selezionare materiali a bassa resistenza termica in modo che la massima potenza possibile possa essere applicata quando il bersaglio viene utilizzato senza causare surriscaldamento e fessurazione del bersaglio;
Anche la porosità dopo l’incollaggio deve essere ridotta al minimo per evitare la possibilità di fessurazioni mirate e deposizioni irregolari;
L’incollaggio deve essere abbastanza forte da evitare che il bersaglio si stacchi durante il funzionamento, ma deve essere abbastanza flessibile da ridurre al minimo la formazione di sollecitazioni residue durante il processo di incollaggio. Quest’ultima sollecitazione può causare la rottura del bersaglio.
Infine, l’incollaggio del bersaglio può facilmente separare il bersaglio e la piastra posteriore in modo che la piastra posteriore possa essere riutilizzata.
Se vuoi saperne di più sui target di sputtering, sull’incollaggio dei target e su altre tecnologie, consulta VIMATERIAL!