Dažna problema
-
Gamybos metu daugelis galutinių{0}}naudotojų susiduria su įprasta problema:
* Dažnas lankas purškimo metu
* Padidėjęs dalelių dydis plėvelėje
* Nestabilus plėvelės susidarymo greitis
* Žemas tikslinis panaudojimas
* Nenormalus įtrūkimas tiksliniame paviršiuje
* Prasta plėvelės konsistencija -
Daugelio klientų pirmoji reakcija yra pakoreguoti įrangos parametrus, tačiau realybė tokia:
Daugiau nei 60 % nenormalių purškimo problemų kyla ne dėl įrangos, o dėl paties purškimo taikinio.
Tai ypač pasakytina apie cirkonio taikinius, kurių reaktyvios metalinės savybės daro juos ypač jautrius grynumui, mikrostruktūrai ir gamybos procesams.
Šiame straipsnyje bus analizuojami keli pagrindiniai veiksniai, turintys įtakos cirkonio taikinių purškimo stabilumui medžiagų inžinerijos požiūriu.
-
Grynumas nėra tik „skaičių žaidimas“.
Įprasti rinkoje esantys cirkonio purškimo taikiniai yra tokio grynumo:
* 99,5 % ZR
* 99,9 % ZR
* 99,95 proc.
* 99,99 proc.
Daugelis perkančių darbuotojų mano:
"Kuo didesnis grynumas, tuo geriau."
Tačiau taip nėra.
Tai, kas iš tikrųjų turi įtakos purškimo stabilumui, yra ne tik bendras grynumas, bet ir galimybė kontroliuoti pagrindinius priemaišų elementus, tokius kaip:
* Deguonis (O)
* Azotas (N)
* Anglis (C)
* Geležis (Fe)
* Hafnis (Hf)
ir kiti kritiniai priemaišų elementai.
II. Deguonies kiekis yra pagrindinis veiksnys, turintis įtakos cirkonio taikinio stabilumui
Cirkonis yra labai reaktyvus metalas ir itin jautrus deguoniui.
Jei cirkonio taikinyje deguonies kiekis yra per didelis, tai sukels:
* Lokalizuotų izoliacinių fazių formavimas
* Tikslinio paviršiaus krūvio kaupimas
* Padidėjęs nenormalus išsiskyrimas
* Padidėjęs lanko dažnis
Galiausiai pasireiškia kaip:
* Padidėjęs plėvelės dalelių skaičius
* Sumažėjęs derlius
* Padidėjęs ertmės užterštumas
Ši problema ypač ryški nuolatinės srovės magnetroninio purškimo procesuose.
Todėl aukštos klasės{0}} plonų plėvelių taikymui:
* Deguonies kiekis paprastai turi būti kontroliuojamas žemiau 1000 ppm
* Kai kurioms aukštos klasės{0}}programoms reikia net mažiau nei 300 ppm
Taip pat dėl šios priežasties:
Cirkonio taikinių, kurių vardinis grynumas yra toks pat 99,9 %, faktinė tarnavimo trukmė ir purškimo stabilumas gali labai skirtis.
II. Grūdelių struktūra lemia plėvelės vienodumą
Daugelis klientų kreipia dėmesį tik į cheminę sudėtį, bet nepaiso mikrostruktūros.
Realybėje:
Grūdelių dydis ir mikrostruktūros vienodumas tiesiogiai veikia purškimo greičio pasiskirstymą.
Jei grūdai stambūs arba reikšmingos tekstūros:
Tai sukels:
* Nenuoseklus purškimo greitis tam tikrose srityse
* Netolygi tikslinė erozija
* Nenormalus susidėvėjimas magnetinio lauko srityse
* Pablogėjęs plėvelės storio vienodumas
Šis efektas dar ryškesnis naudojant didelius{0}}dydžio besisukančius objektus.
IV. Kodėl didelio-tankio cirkonio taikiniai yra stabilesni?
Vidinis poringumas tikslinėje medžiagoje yra daugelio anomalijų šaltinis.
Mažo-tankio cirkonio taikiniai paprastai pasižymi:
* Mikroporingumas
* Likutinės dujos
* Lokalus šilumos kaupimasis
Didelės{0}}galios sąlygomis:
Šios sritys yra linkusios vystytis:
* Mikro{0}}iškrova
* Terminis įtrūkimas
* Lokalizuotas skilimas
Todėl aukščiausios klasės{0}}cirkonio taikiniuose paprastai naudojami:
* Vakuuminis stabdymas (VAR)
* Karšto kalimo procesas
* HIP (karštas izostatinis spaudimas)
pagerinti medžiagos tankį.
Aukštos{0}}kokybės cirkonio taikiniai pramonėje:
Paprastai reikalaujama:
* Santykinis tankis Didesnis arba lygus 99% teorinio tankio
Priešingu atveju, net jei purškimas iš pradžių buvo sėkmingas, vėliau gali kilti stabilumo problemų.
V. Klijavimo procesas dažnai neįvertinamas
Daugelis klientų sutelkia dėmesį į tikslinį korpusą, bet nepaiso galinio sluoksnio klijavimo.
Realybėje:
Tikslo gedimas dažnai yra ne „materialinė problema“, o „šilumos valdymo problema“.
Jei jungiamasis sluoksnis turi:
* Tuštumos
* Vietinis delaminavimas
* Netolygus šilumos laidumas
Tai sukels:
* Vietinis temperatūros kilimas tiksliniame paviršiuje
* Šiluminės įtampos koncentracija
Padidėjusi įtrūkimų rizika
Įprasti klijavimo būdai yra šie:
Proceso charakteristikos
Indžio klijavimas: geras šilumos laidumas, tinka žemos{0}}temperatūros procesams
Elastomerinis sujungimas: Stiprus atsparumas įtempiams
Difuzinis sukibimas: didelis sukibimo stiprumas, tinka didelės galios{0}}naudojimui
Skirtingos įrangos ir galios sąlygos turi visiškai skirtingus reikalavimus sujungimo schemoms.
Išvada
PVD procesams:
Cirkonio purškimo taikiniai nėra tik „naudojimo reikmenys“.
Iš esmės jie yra:
pagrindinės medžiagos, turinčios įtakos plėvelės kokybei, įrangos stabilumui ir gamybos išeigai.
Tikrai stabilūs cirkonio purškimo taikiniai remiasi:
* Medžiagos grynumo kontrolė
* Mikrostruktūros projektavimas
* Tankinimo procesas
* Šilumos valdymo galimybės
* Pilna kokybės sistema
Galutiniams{0}}naudotojams:
Perkant cirkonio purškimo taikinius, kaina neturėtų būti vienintelis dalykas.
Daugiau dėmesio skirkite:
Ar purškimo tikslas gali stabiliai palaikyti jūsų proceso langą ilgą laiką.
Kinijoje vienas-pritaikytų purškimo taikinių gamintojas
Mūsų gaminiuose yra mažesnis deguonies kiekis, didesnis grynumas, vienodesnė mikrostruktūra, didesni besisukantys taikiniai ir didesnis panaudojimo lygis.
Jie siūlo stabilų lydymosi procesą, mikrostruktūrą, surišimo procesą ir itin{0}}aukšto grynumo priemaišų lygį.