Magnetronu izsmidzināšanas tehnoloģija ir svarīga tehnika, ko plaši izmanto materiāla virsmas modificēšanai un plānas kārtiņas nogulsnēšanai. Kā šīs tehnoloģijas galvenā sastāvdaļa magnetronu izsmidzināšanas mērķu veiktspēja un kvalitāte tieši ietekmē sagatavoto plāno kārtiņu īpašības un pielietojumu. Šajā rakstā tiks sniegts visaptverošs un padziļināts ievads par magnetronu izsmidzināšanas mērķiem, tostarp to definīcija, klasifikācija, sagatavošanas metodes, veiktspējas prasības, pielietojuma jomas un turpmākās attīstības tendences.
Magnetrona izsmidzināšanas mērķis attiecas uz materiālu, ko magnetrona izsmidzināšanas procesā augstas enerģijas daļiņas izsmidzina ar atomiem vai molekulām un pēc tam tiek nogulsnēts uz substrāta, veidojot plānu plēvi. Tas parasti sastāv no vielām ar noteiktu ķīmisko sastāvu un kristāliskām struktūrām, piemēram, metāliem, sakausējumiem, savienojumiem utt.
Izsmidzināšanas mērķa materiāla procesa plūsma:
Izejvielu pulveris - pulverkausēšana - pulvera maisīšana - presformēšana - atmosfēriskā saķepināšana - plastmasas apstrāde -termiskā apstrāde- ultraskaņas testēšana - ūdens griešana - mehāniskā apstrāde - metalizācija - iesiešana - ultraskaņas pārbaude - ultraskaņas tīrīšana - pārbaude - sūtīšana.
Galveno procesu īpašās nozīmes ir šādas:
Pulvera kausēšana: veiciet izejvielu pulvera sākotnējo atmosfēras saķepināšanu un kontrolējiet gāzes saturu izejvielu pulverī.
Pulvera sajaukšana: mērķa materiālam ir unikāla formula, kas prasa precīzu katras sastāvdaļas satura kontroli un stingru piemaisījumu satura ierobežojumu. Pulvermetalurģijas procesā ir nepieciešams pilnībā vienmērīgi sajaukt visus elementus ar vienmērīgu daļiņu izmēru sadalījumu, lai novērstu piesārņojumu, un sagatavot jauktu kompozītmateriālu pulveri, izmantojot īpašas procesa metodes.
Kompresijas formēšana: Mērķa materiālam, kas sagatavots pulvermetalurģijas procesā, ir nepieciešama pulvera materiāla iepriekšēja presēšana, lai tas būtu vidēja blīvuma zaļš korpuss. Tās blīvuma viendabīgums un iekšējie defekti ietekmē augstas temperatūras saķepināšanas ražu vēlākā posmā.
Atmosfēras saķepināšana: iepriekš presētajam zaļajam korpusam ir jāveic viens vai vairāki augstas temperatūras saķepināšanas procesi. Atbilstoši dažādiem materiāliem tiek izvēlētas dažādas saķepināšanas temperatūras līknes, un, lai sagatavotu augsta blīvuma mērķa ķermeņus, tiek izvēlētas dažādas saķepināšanas vides, piemēram, saķepināšanas atmosfēra un spiediens.
Plastmasas apstrāde: Metāla lietņiem ir jāveic ievērojama plastiskā deformācija, lai iegūtu pietiekamus garuma, platuma un biezuma izmērus un radītu pietiekamu iekšējo graudu deformāciju stiepē, tādējādi radot pietiekami daudz dislokāciju iekšpusē. Termiskā apstrāde: pēc ievērojamas plastiskās deformācijas metāla lietņi tiek pakļauti termiskās apstrādes procesiem, kas tiek izvēlēti, pamatojoties uz dažādu materiālu īpašībām, kā rezultātā notiek metāla materiāla pārkristalizācija un iekšējo spriegumu noņemšana.
Ultraskaņas defektu noteikšana: pēc mērķa sagataves apstrādes ir jāizmanto ultraskaņas viļņi, lai pārbaudītu, vai materiāla iekšpusē nav defektu. Pēc tam, kad mērķa sagatave ir piesaistīta aizmugurējai plāksnei, ir jāizmanto ūdenī iegremdējams ultraskaņas skeneris, lai noteiktu savienojošo slāni un pārbaudītu, vai savienojuma laukums atbilst standartam.
Mehāniskā apstrāde: mērķa sagatavei ir jāveic precīza mehāniskā formēšanas apstrāde aizmugurējai plāksnei, ko izmanto kopā ar mērķa sagatavi. Pateicoties precīzai saskaņošanai ar pārklājuma iekārtām un spēju izturēt augstspiediena ūdens dzesēšanu, tam nepieciešama ārkārtīgi augsta izmēru precizitāte un mehāniskā izturība. Apstrādes grūtības ir augstas, īpaši aizmugurējai plāksnei ar iekšējo cirkulācijas ūdens kontūru. Speciālā materiāla dēļ slēgtā ūdens kontūra metināšana ir ļoti sarežģīta un tai nepieciešama īpaša metināšanas tehnoloģija.
Metalizācija: Pirms mērķa sagataves piesiešanas pie pamatnes plāksnes, lai uzlabotu mērķa materiāla un metāla mitrināšanas veiktspēju starp mērķa materiālu un lodmetālu, ir jāveic savienošanas virsmas priekšapstrāde, lai to pārklātu ar pārejas slānis.
Saistīšana: Materiāla ierobežoto fizikālo vai ķīmisko īpašību dēļ lielāko daļu mērķa materiālu nevar tieši uzstādīt un pārklāt lietošanai. Metāla lodēšana ir nepieciešama, lai metinātu un savienotu mērķa sagatavi ar pamatnes plāksni, un efektīvajam virsmas savienojuma ātrumam ir jāsasniedz liela laukuma metināšanas ātrums, kas pārsniedz 95%. Viss process ir jāveic augstā temperatūrā un augstā spiedienā.
Magnetronu izsmidzināšanas mērķa materiālu klasifikācija
1. Metāla mērķa materiāli: tostarp tīri metāla mērķmateriāli (piemēram, varš, alumīnijs, niķelis utt.) un sakausējuma mērķa materiāli (piemēram, nerūsējošais tērauds, alumīnija sakausējums utt.).
2. Salikti mērķmateriāli: piemēram, oksīda mērķa materiāli (piemēram, silīcija dioksīds, alumīnija oksīds utt.), nitrīda mērķmateriāli (piemēram, silīcija nitrīds, alumīnija nitrīds utt.), karbīda mērķmateriāli (piemēram, silīcija karbīds, volframs karbīds utt.) utt.
3. Pusvadītāju mērķa materiāli: piemēram, silīcija mērķa materiāli, germānija mērķa materiāli utt.
Klasificēts pēc mērķa materiāla struktūras:
1. Plakans mērķa materiāls: tam ir vienkārša plakana struktūra, un to parasti izmanto parastajās magnetronu izsmidzināšanas iekārtās.
2. Rotējošais mērķa materiāls: tas var nodrošināt nepārtrauktu rotāciju, uzlabot mērķa materiāla izmantošanas ātrumu un nogulsnētās plēves viendabīgumu.
Veiktspējas prasības magnetronu izsmidzināšanas mērķiem:
(1) Tīrība
Augstas tīrības pakāpes mērķa materiāli var nodrošināt nogulsnēto plānu kārtiņu tīrību un veiktspēju. Parasti mērķa materiāla tīrībai ir jābūt virs 99,9%.
(2) Blīvuma samazināšana
Augsta blīvuma mērķa materiāli var samazināt daļiņu piesārņojumu izsmidzināšanas laikā un uzlabot plāno kārtiņu kvalitāti un viendabīgumu.
(3) Ķīmiskā sastāva viendabīgums
Mērķa materiāla ķīmiskajam sastāvam jābūt vienmērīgi sadalītam, lai nodrošinātu nogulsnētās plēves stabilitāti.
(4) Kristāla struktūra
Piemērota kristāla struktūra palīdz uzlabot mērķa materiāla izsmidzināšanas efektivitāti un plānās kārtiņas veiktspēju.
(5) Izmēru un formas precizitāte
Mērķa materiāla izmēram un formai jāatbilst aprīkojuma prasībām, lai nodrošinātu labu uzstādīšanu un izsmidzināšanas efektu.
(6) Termiskā stabilitāte
Izsmidzināšanas procesa laikā mērķa materiāls tiek pakļauts augstas temperatūras un augstas enerģijas daļiņu ietekmei, tādējādi nepieciešama laba termiskā stabilitāte.
(7) Izturība pret koroziju
Mērķa materiālam jābūt ar noteiktu izturību pret koroziju, lai pagarinātu tā kalpošanas laiku.
Pašlaik, strauji attīstoties tādām nozarēm kā elektroniskā informācija un jauna enerģija, tirgus pieprasījums pēc magnetronu izsmidzināšanas mērķiem turpina pieaugt. Magnetronu izsmidzināšanas mērķiem kā magnetronu izsmidzināšanas tehnoloģijas galvenajai sastāvdaļai ir plašas pielietošanas iespējas mūsdienu rūpniecībā. Nepārtraukti attīstoties tehnoloģijām un nepārtraukti attīstoties nozarēm, turpinās palielināties arī magnetronu izsmidzināšanas mērķu veiktspējas un kvalitātes prasības.
Augsta veiktspēja: nepārtraukti uzlabojot plēves veiktspējas prasības pielietojuma jomās, ir izvirzītas augstākas prasības attiecībā uz magnetronu izsmidzināšanas mērķu veiktspēju, piemēram, augstāku tīrību, blīvumu, viendabīgumu utt.
Dažādošana: nepārtraukti parādoties jauniem pielietojuma laukiem, arī magnetronu izsmidzināšanas mērķu veidi un veiktspējas prasības kļūst daudzveidīgākas, piemēram, jauni pusvadītāju materiālu mērķi, jauni salikti mērķi utt.
