Magnetron sıçratma titanyum hedefinin gelişimi gözden geçirilmiştir.

Magnetron sıçraması gelişimi titanyum hedefi gözden geçirildi

IKS PVD, PVD vakum kaplama makinesi imalatı, şimdi bizimle iletişime geçin, iks.pvd @ foxmail.com

Elektronik bilgi alanında önemli bir fonksiyonel ince film malzemesi olarak yüksek saflıkta titanyum, Çin'in IC, düzlem ekranı, güneş enerjisi ve diğer endüstrilerin hızlı gelişimi ile hızlı bir şekilde talep görmektedir. Magnetron püskürtme teknolojisi (PVD), ince film malzemelerinin hazırlanmasında en önemli teknolojilerden biridir ve yüksek saflıkta titanyum püskürtme materyali, geniş bir pazar uygulaması beklentisine sahip olan magnetron püskürtme teknolojisinde anahtar sarf malzemesidir. Yüksek katma değerli kaplama malzemesi olarak titanyum hedef malzeme, kimyasal saflık, örgütsel performans gibi sıkı gereksinimleri, yüksek teknik içerik, işleme zorluğu büyük, ülkemizde hedef malzeme üretim işletmelerinin yüksek alanda nispeten geç başladı gibi hedef malzeme üretimi, temel hammadde saflığı açısından nispeten geriye doğru, kontrol hedefi gibi hazırlama teknikleri, kalıplama teknolojisinin çekirdek teknolojisi ve yurtdışında da belirli bir boşluğa sahiptir. İleriye dönük üst uç uygulamalarda hedeflenen yüksek performanslı titanyum püskürtme malzemesinin geliştirilmesi, elektronik bilgi imalat endüstrisindeki anahtar malzemelerin bağımsız araştırmasını ve geliştirilmesini gerçekleştirmek ve titanyum endüstrisinin üst düzey dönüşümünü ve yükseltilmesini teşvik etmek için önemli bir önlemdir. .

Titanyum hedefinin uygulama ve performans gereksinimleri

Magnetron püskürtme Ti hedef malzeme ağırlıklı olarak elektronik ve bilgi sanayi, entegre devre, düzlem ekran ve cam dekorasyon kaplama ve hub dekorasyon kaplama gibi ev dekorasyon otomobil endüstrisinin dekorasyon kaplama alanı olarak kullanılır. Farklı endüstrilerin Ti hedef malzeme gereksinimleri de başta olmak üzere, çok farklıdır: saflık, mikro yapı, kaynak performansı, boyutsal doğruluk ve çeşitli yönleri, belirli endeks gereksinimleri aşağıdaki gibidir :

1) Saflık: entegre olmayan devre:% 99.9; Entegre devre:% 99,995,% 99,99.

2) Mikroyapı: bütünleştirilmemiş devre: 100 mikrondan daha az ortalama tahıl; Entegre devre: ortalama tane 30 mikrondan azdır, ortalama ultra ince taneli ise 10 mikrondan azdır.

3) Kaynak performansı: entegre olmayan devre: lehimleme, monomer; Entegre devre: monomer, lehimleme, difüzyon kaynağı

4) Boyutsal doğruluk: entegre olmayan devreler için: 0.1mm; Entegre olmayan devreler için: 0.01mm.

Entegre devre için 1.1 Ti hedef malzeme

Entegre devrenin Ti hedef malzeme saflığı esas olarak% 99,995 ve üstü değerlerden daha büyüktür ve şu anda ağırlıklı olarak ithalata bağlıdır. 2013 yılında, Çin'in entegre devre endüstrisi 250.8 milyar yuan'lık bir satış geliri elde etti ve 231.3 milyar dolarlık bir ithalat hacmiyle Çin'in en büyük ithalat emtia haline geldi. 2014 yılında entegre devre endüstrisinin satış geliri 267,2 milyar yuan, ithalat hacmi ise 217.6 milyar dolar seviyesine ulaştı. Entegre devre için hedef malzeme, küresel hedef malzeme pazarında büyük bir paya sahiptir.

Ti hedef malzemeleri: yüksek saflıkta Ti üretimi esas olarak Amerika Birleşik Devletleri, Japonya ve Japonya'nın Japonya ve Osaka titanyum endüstrisinin tohosı gibi Birleşik Devletler'deki Honeywell gibi diğer ülkelerde yoğunlaşmıştır. 2010 yılından bu yana, Pekin demir dışı metal araştırma enstitüsü, zunyi titanyum endüstrisi ve Ningbo chuangrun ardı ardına yerli yüksek saflıkta Ti ürünleri başlattı, ancak ürünlerin stabilitesinin hala iyileştirilmesi gerekiyor.

Ti: hedef malzeme geliştirme erken dökümhane kar alanı büyük, 100 ~ 150 mm magnetron püskürtme makinesi ve küçük güç, püskürtme filmi kalın ana kullanımı, çip boyutu daha büyük, hedef malzemenin tek performans kullanım gereksinimini tatmin edebilir o anda makinenin Ti hedef malzeme ile entegre devre, esas olarak 100 ~ 150 mm monomer ve tipik tip 3180, tip 3290 hedef malzeme, vb. gibi hedef kombinasyonu, Moore'un hukuk gelişimine göre ikinci aşama, çip, dar linewidth, dökümhane, kar alanı artırmak için, püskürtme gücü artışı makineyi, genellikle 150 ~ 200 mm püskürtme makinesi kullanın, bu yüksek termal iletkenlik, düşük fiyatlar ve belirli bir mukavemet, bu dönem Ti alüminyum alaşım arka plan difüzyon kaynak ile hedef malzeme ve bakır alaşımlı backboard iki yapı lehimleme, tipik TN, TTN gibi öncelik verilir tip, Endura5500 hedef malzeme, vb yazın. Üçüncü aşamada, entegre devre geliştirilmesi ile, çip çizgi genişliği daralır. Şu anda, çip kurma fabrikaları ağırlıklı olarak 200 ~ 300mm püskürtme makineleri kullanır. Kar alanını daha da artırmak için, yüksek termal iletkenlik ve yeterli yoğunluk korunurken, hedef malzemenin büyüklüğünü gerektiren makinelerin püskürtme gücü artar. Bu dönemde, Ti hedefi çoğunlukla ana SIP tipi hedef gibi bakır alaşımlı arka plaka ile kaynaklanır.

Ti hedef malzeme işleme ve üretim yönleri: Amerika Birleşik Devletleri, Japonya ve diğer büyük üreticilerin tekel hedef malzeme tarafından yurtiçinde ve yurtdışında erken pazar, 2000 yıl yerli imalat sanayi yavaş yavaş hedef pazar haline geldikten sonra, yüksek saflık ithal başlamak için düşük son hedefi Ti hammadde işleme, son zamanlarda yerli Ti hedef malzeme üretim işletmelerinin hızla gelişmesiyle, pazar payı yavaş yavaş Tayvan, Avrupa ve Amerika Birleşik Devletleri ve YouYan milyon altın ve Jiang Feng elektronik iki kurumsal odak hedefi gibi diğer pazarlara genişledi uzun yıllar malzeme üretimi. Yerli hedef üretim işletmeleri, yerli entegre devre magnetron püskürtme endüstrisinin gelişimini desteklemek için yerli magnetron püskürtme makinesi üreticileri ile birlikte hedef malzemeleri geliştirmektedir.

Düzlem ekran için 1.2 Ti hedef malzeme

Düz panel ekranlar şunları içerir: sıvı kristal ekran (LCD), plazma ekran (PDP), alan lüminesans ekranı (el), alan emisyon ekranı (FED).

Halihazırda LCD pazarı,% 90'ın üzerinde bir paya sahip olan düz panel ekran piyasasında en büyük olanıdır. LCD, düz panel ekran cihazının en çok uygulama beklentisi olduğuna inanılıyor, monitör, dizüstü bilgisayar monitörleri, masaüstü bilgisayar monitörü, yüksek çözünürlüklü LCD TV ve mobil iletişim, yeni tip LCD ürünlerin her türlü uygulama yelpazesini büyük ölçüde genişletiyor insanların yaşam alışkanlıklarına vuruyor ve dünyanın bilgi endüstrisinin hızlı gelişimini destekliyor. Tft-lcd teknolojisi, mikroelektronik teknolojisini ve sıvı kristal teknolojisini ustaca birleştiren bir teknolojidir. Şu anda, al-mo, al-ti, cu-mo ve diğer süreçlere ayrılan ana ekranlı uçak görüntüleme teknolojisi haline gelmiştir.

Düzlemsel ekranın ince filmi çoğunlukla püskürtme ile oluşur. Al, Cu, Ti, Mo ve diğer hedefler, günümüzde düzlem ekranının ana metal hedefleridir. Düzlem gösterimi için Ti hedeflerinin saflığı% 99.9'dan fazladır. Bu hammadde Çin'de üretilebilir. TFT-lcd6 üretim hattı KULLANIMI düz Ti hedef malzeme ile büyük boyutlu, bakır alaşımlı su soğutmalı arka plaka hedef malzeme kullanılır ve CLP panda uygulanır.

Şu anda, Çin tarafından bağımsız olarak inşa edilen dünyanın en yüksek nesil hattı - hefei 10.5 jenerasyon hattı, ayda 90.000 cam alt tabaka tasarım kapasitesine sahip, büyük boyutlu ultra yüksek çözünürlüklü sıvı kristal ekran (uhd) üretir. Cam yüzeylerin boyutu toplam 40 milyar yuan yatırımla 3.370x2.940mm'dir. 2018'in ikinci çeyreğinde üretime geçecek.

2. Magnetron Ti hedef hazırlama teknolojisi püskürtme

Ti hammaddesi hazırlama teknolojisi ve üretim sürecine göre hedef malzeme yöntemleri (bundan sonra EB kütüğü olarak anılacaktır) ve elektrik ark fırını eritme griden (bundan sonra (VAR) kütük olarak anılacaktır) ikiye ayrılan elektrikli elektron ışını eritme kütlesine bölünebilir. malzeme saflığı, yoğunluk, tane boyutu ve kristal yönelimi, ısı işleme sürecinin koşulunu sıkı bir şekilde kontrol etmeye ek olarak, hedef malzemenin hazırlanması sürecinde büyük, sonraki şekillendirme sürecinin sıkı bir şekilde kontrol edilmesi gerekmektedir. Hedef malzemenin kalitesi.

Yüksek saflıkta Ti ham maddeleri için, Ti matrisinde yüksek erime noktalı safsızlık elementleri genellikle eriyik elektroliziyle uzaklaştırılır ve daha sonra vakum elektron ışını eritme ile arıtılır. Vakum elektron demeti eritme, metal yüzeyinde yüksek enerjili elektron ışını bombardımanı kullanmaktır ve daha sonra sıcaklık, metal eriyene kadar kademeli olarak artar. Yüksek buhar basıncına sahip olan elemanlar ilk buharlaşacak ve düşük buhar basıncına sahip olan elementler eriyik içinde kalacaktır. Kirlilik elemanları ile matrisin buhar basıncı arasındaki fark ne kadar büyük olursa, arıtma etkisi o kadar iyi olur. Bununla birlikte, eritildikten sonra vakumlu rafinasyonun avantajı, Ti matrisindeki safsızlık elemanlarının başka safsızlıklar olmadan kaldırılabileceğidir. Bu nedenle,% 99,99 elektrolitik Ti, elektron demeti yüksek bir vakum ortamında (10-4 üstünde) eritilerek elektrolize edildiğinde, Ti elementinin doyma buharı basıncından daha yüksek bir doyma buharı basıncına sahip olan kirlilik elemanları (Fe, Co, Cu) ( Ham maddede Fe, Co, Cu) önceliğe dalga verilecek, böylece matris içindeki kirliliklerin içeriğinin azaltılması ve arıtma amacına ulaşılması sağlanacaktır. 99.995 + saflıkta yüksek saflıkta metal Ti, iki yöntemin birleştirilmesiyle elde edilebilir.

Saflık% 99.9 Ti olan hammaddeler için, 0 derece sünger Ti çoğunlukla vakumlu tüketilebilir elektrik ark ocağı ile eritilmek için kullanılır ve daha sonra boşluk, küçük boyutlu bir boşluk oluşturmak için sıcak dövme ile açılır. Termik mekanik deformasyon kontrolü yoluyla iki yöntemin hazırlanması Ti metal hammadde onun tüm püskürtme yüzeyi mikro yapısı tutarlı, daha sonra işleme, bağlama, temizleme ve paketleme işlemi magnetron püskürtme Ti, entegre malzeme ile entegre devre, 300 mm için hedef malzeme Makinenin özel yüksek Ti hedef malzemesi için, püskürtme öncesinde hedef malzeme yüzeyine püskürtülmeden önce hedef malzeme yüzeyini püskürtmek için kullanılır ve hedeflenen hedef süreyi (Yanma zamanı) yanmak için püskürtme makinesine takılı olarak kullanılır.

Entegre devre Ti hedef malzeme hazırlama yöntemi karmaşık teknoloji ve nispeten yüksek maliyete sahiptir .

3. Ti hedef materyalleri için teknik gereksinimler

Temin edilen filmin kalitesini garantilemek için, hedef malzemenin kalitesi sıkı bir şekilde kontrol edilmelidir. Birçok uygulamadan sonra, Ti hedef malzemesinin kalitesini etkileyen ana faktörler arasında saflık, ortalama tane boyutu, kristal yönelimi ve yapı bütünlüğü, geometrik şekil ve boyut, vb.

3.1 Saflık

Ti hedef materyalin saflığı, püskürtme filmlerinin özellikleri üzerinde büyük bir etkiye sahiptir.

Ti hedef malzemesinin saflığı arttıkça, Ti filminin püskürtülmesindeki daha az kirlilik önleyici eleman parçacıkları, korozyon direnci, elektrik ve optik özellikler de dahil olmak üzere daha iyi film özelliklerine yol açar. Bununla birlikte, pratik uygulamalarda, farklı uygulamalar için Ti hedef malzemelerinin saflık gereksinimleri farklıdır. Örneğin, Ti hedef malzeme saflığı gereksinimlerine sahip genel dekorasyon kaplaması talep etmemektedir ve entegre devre, ekran gövdesi ve Ti hedef malzeme saflığı gereksinimleri olan diğer alanlar çok daha yüksektir. Saçılmadaki katot kaynağı olarak, kirlilik unsurları ve gözenek kapanımları ana kirlilik kaynaklarıdır. Tahribat dışı kapanışlar, ingot tahribatsız kusur tespiti işleminde temel olarak kaldırılacaktır. Çıkarılmamış stomatal kapanımlar, püskürtme sırasında uç boşaltım fenomenini (Arcing) üretecek ve daha sonra ince filmin kalitesini etkileyecektir. Bununla birlikte, kirlilik elementi içeriği sadece tüm element analizi sonuçlarına yansıtılabilir. Toplam kirlilik içeriği ne kadar düşük olursa, Ti hedef malzemesinin saflığı o kadar yüksek olacaktır. Erken yerli yüksek saflıkta titanyum hedef malzemeleri püskürtme, yüksek saflıkta titanyum püskürtme hedef malzeme, düzenlemeler üç saflık Ti hedef malzeme ile YS / T893-2013 elektronik film tarafından verilen 2013 standardından sonra, yerli ve yabancı Ti hedef malzeme imalat şirketi referans tek safsızlık içeriği ve toplam safsızlık içeriği farklı talepleri, bu standart yavaş yavaş hedef pazar talebi Ti saflığı standart hale getirmektedir.

3.2 ortalama tane büyüklüğü

Genel olarak, Ti hedef malzemesi, mikrondan milimetreye değişen tane büyüklüğüne sahip olan polikristal yapıdır. Küçük boyutlu hububat hedefinin püskürtme hızı, kaba tanecikli hedefinkinden daha hızlıdır ve püskürtme tabakalı filmin kalınlık dağılımı, püskürtme yüzeyindeki tane büyüklüğü küçük olan hedefler için daha düzgündür. Titanyum hedefinin tane büyüklüğü 100 mikronun altında tutulduğunda ve tane büyüklüğünün değişmesinin% 20 içinde tutulması durumunda, püskürtme filmlerinin kalitesinin büyük ölçüde artabileceği bulunmuştur. Entegre devrelerde kullanılacak Ti hedeflerinin ortalama tane büyüklüklerinin genellikle 30 mikrondan daha az olması ve ortalama tane büyüklüklerinin 10 mikrondan daha az olması gerekir.

3.3 kristalleşme yönelimi

Metal Ti yoğun düzenlenmiş altıgen bir yapıdır. Ti hedef atomlarının, püskürtme sırasında en yakın düzenlenmiş altıgen atomların yönü boyunca tercihen püskürtüldüğü için, püskürtme oranının, en yüksek püskürtme oranına ulaşmak için hedef malzemenin kristal yapısının değiştirilmesiyle arttırılabilir. Günümüzde, en entegre devrelerin Ti hedef sıçratma yüzeyi {1013} kristal ailesi% 60'tan fazladır, farklı üreticilerin ürettiği hedef malzemelerin tane yönelimi biraz farklıdır ve Ti hedefinin kristal yönü de büyük bir etkiye sahiptir. püskürtme filminin kalınlık bütünlüğü üzerinde. Düzlem gösterimi ve dekorasyon kaplamasının film boyutu nispeten kalındır, bu nedenle Ti hedef malzemenin tane yönlendirme gereksinimi nispeten düşüktür.

3.4 yapının bütünlüğü

Yapı tekdüzeliği, aynı zamanda, hedef malzemenin kalitesini değerlendirmek için önemli endekslerden biridir. Ti hedefi için, sadece hedef malzemenin püskürtme düzlemi değil, aynı zamanda püskürtme yönündeki düzlem üzerinde normal yön bileşimi, tane yönelimi ve ortalama tane büyüklüğü bütünlüğü gereklidir. Sadece bu şekilde, tekdüze kalınlığa sahip Ti film, güvenilir kalite ve tutarlı tane boyutu, Ti hedef malzemenin hizmet ömrü içerisinde aynı zamanda elde edilebilir.

3.5 geometrik şekil ve boyut

Çoğunlukla işleme boyutu, yüzey düzlüğü, pürüzlülük, vb. Gibi işleme hassasiyetine ve kalitesine yansır. Montaj deliğinin Açı sapması çok büyükse, doğru şekilde takılmaz; Küçük kalınlık, hedefin hizmet ömrünü etkileyecektir; Sızdırmazlık yüzeyinin ve sızdırmazlık oluğunun boyutu çok serttir, bu da hedef malzeme monte edildikten ve su sızıntısına yol açtıktan sonra vakum problemlerine yol açacaktır. Hedef pürüzlendirme yüzey pürüzlendirme tedavi hedef malzemenin yüzeyi uç etkisi etkisi altında, zengin dışbükey ipuçları dolu yapabilirsiniz, bu dışbükey ipuçları potansiyel büyük ölçüde geliştirilecektir, böylece arıza medya deşarj, ancak çok büyük dışbükey serpme kalitesi ve stabilite olumsuzdur.

3.6 kaynak yapıştırma

Şu anda Ti / Al benzemeyen metal difüzyon kaynak araştırma kağıdı hakkında daha fazla, genellikle titanyumun yüksek erime noktası ve alüminyum malzemenin düşük erime noktasının difüzyon kaynağı için, çoğunlukla tek yönlü veya iki yönlü basınç veya vakum difüzyon yapıştırma teknolojisine dayalı İzostatik presleme teknolojisi, düşük sıcaklıkta doğrudan difüzyon yapıştırmada yüksek basınçta titanyum, alüminyum metal malzemeleri gerçekleştirmek üzere benimsenmiştir. Yerli üreticilerin Ti / Cu ve Cu alaşımlı kaynak kaynaklarının çok sayıda uygulaması vardır, ancak az sayıda araştırma belgesi vardır.

4. Ti hedef materyalinin oluşumu

Küresel hedef üretim üsleri Asya'da hızla toplanıyor. Yarı iletken entegre devre, düzlemsel ekran ve dekoratif kaplama gibi yerli yüksek teknolojili endüstrilerin hızla gelişmesiyle, Çin'in hedef malzeme pazarı her geçen gün genişlemektedir ve yavaş yavaş, ince film hedef materyali için dünyanın en büyük talep alanlarından biri haline gelmiştir. Çin'in hedef malzeme imalat endüstrisinin gelişimi için fırsatlar ve zorluklar sağlar.

Son yıllarda, entegre devre sanayi fonlarında, ulusal bilim ve teknoloji büyük projelerinde (01, 02, 03) ve yerel fonlar, takım liderleri, entegre devre sanayi yatırımı istatistiklere göre büyük bir ısıdır, sadece 2015, 2016 iki yıl, yerli yapım aşamasında ilan veya gofret üretim hattı başlatmak için planlama, 44, 300 mm18 makale, makale 200 mm20, 6 150 mm. Büyük pazar talebinden etkilenen hedef malzeme endüstrisi, Çin'deki ilgili bilimsel araştırma enstitülerinin ve işletmelerinin dikkatini çekmeye ve insan, maddi ve maddi kaynaklara yatırım yapmaya, manyetik kontrollü sıçramaların araştırılmasına ve geliştirilmesine yatırım yapmıştır. hedef.

Hedef malzeme alanının benzersiz bir kolu olan Ti hedef malzemesi, hem yarı iletken Al işleminde hem de Cu işleminde uygulanmıştır ve LCD endüstrisinde ve dekoratif kaplama endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Şu anda, Ti hedef malzeme r & d ve üretim üsleri ağırlıklı olarak Pekin, Guangdong, Jiangsu, Zhejiang, Gansu ve diğer yerlerde yoğunlaşmıştır. Hedeflenen hammaddenin saflığı, üretim ekipmanı ve teknoloji araştırma ve geliştirme teknolojisinin sınırlandırılması, ülkemizde Ti hedef malzeme imalat sanayiinin hala erken aşamada olması, yerli Ti hedef malzeme üretim işletmesinin kaliteye ve temeline aittir. Teknik eşik düşüktür, geleneksel işleme yöntemi, düşük maliyetli hedef malzeme üreticileri ya da kârlı OEM fabrikasını düşük seviyelerde kazanır. Tek küçük üretim ölçeği, çeşitli, teknoloji de, şu ana kadar Çin, (Tayvan dahil), sadece bir kaç şirket, YouYan milyon altın, Jiang Feng elektronik kuruluşu, Ti hedef malzeme üretimi gibi hedef malzemenin üretiminde uzmanlaşmış, istikrarlı değildir Pazarın gelişiminin ihtiyaçlarını yeterince karşılayamadığı için, çok sayıda Ti hedef malzemesinin hala yurtdışından ithal edilmesi gerekiyor, yüksek saflıktaki metal hammaddelerin Ti hedef malzemesi atılım gösteriyor, ancak çoğu hala ithalata dayanıyor.

Ti hedef malzemesi, özel amaçlı bir malzeme olarak güçlü uygulama amacına ve net uygulama geçmişine sahiptir. Metal Ti, EB vakum eritme teknolojisi, Ti saf dışı yıkıcı kusur tespiti teknolojisi, yüksek saflıkta Ti kirlilik analizi teknolojisi, Ti hedef hazırlık teknolojisi, püskürtme makinesi hazırlama teknolojisi, püskürtme teknolojisi ve ince film performans test teknolojisi sadece Ti okuyan metalürjik arıtma teknolojisi hedefin hiçbir önemi yoktur. Ti hedef malzemesinin ar-ge ve üretimi ve müteakip uygulama iyileştirmesi, hammaddeden hammaddeden orta akış ekipman üreticilerine ve hedef malzeme üreticilerine ve aşağı yönde Ti hedef kaplama çip uygulamasına kadar tüm endüstriyel zinciri kapsamaktadır. Ti hedef malzeme özellikleri ile püskürtme filmi özellikleri arasındaki ilişki sadece uygulama gerekliliklerini karşılayan film özelliklerinin elde edilmesine değil aynı zamanda hedef malzemenin daha iyi kullanılmasına, rolüne tam anlam kazandırılmasına ve hedef malzeme endüstrisinin gelişiminin desteklenmesine yardımcı olmaktadır.

Şu anda Çin'de IC endüstrisinde yükselme aşamasında, fırsatlar ve zorluklar bir arada var, eğer malzeme üretimini, film üretim ve test ekipmanlarını hedefleme fırsatını yakalayamazsanız, ülkemiz ile uluslararası düzey arasındaki fark daha büyük ve daha büyük olacaktır. Sadece iç pazarın yabancı işgalini yeniden kazanmakta değil, uluslararası piyasa rekabetine daha fazla katılamıyor.