看起来不起眼的靶材,其实撑起了整个镀膜行业
初次接触到靶材,或许是在存放材料的库房里。在那个时候,它看起来就像是一块普通的金属圆盘,被静静地放置在货架上,显得不怎么起眼。但是,随着了解的逐步深入,就会慢慢发现它其实相当不简单——可以说,要是没有它,那么现在大部分高性能薄膜的形成就很难实现了。
靶材,简单地来说,它就是在进行镀膜处理时,被当作‘牺牲自我’来使用的一种材料。尤其是在磁控溅射这个工艺里面,它就是那个持续被离子所轰击的‘目标物’,原子从它的表面被击打出来,随后会均匀地落到基片上面,以此来形成薄膜。这整个过程可以说是颇为剧烈的,但其所得到的结果却又极为精密。靶材的选用会决定膜层的成分、具备的性能、颜色表现,乃至其使用寿命这个方面。
所运用的靶材种类是十分多样的。金属类型的囊括了钛、铝、铜这些,同时也存在一些更为复杂的合金,例如钛铝合金以及铬硅合金。而陶瓷类型的,比如像氧化铟锡也就是ITO这种,就更加讲求对烧结工艺以及密度的进行控制,任何微小的误差都会影响到导电性能和膜的透明程度。曾有客户由于选用了密度不达标的一块氧化锌靶材,结果所溅射出来的膜在厚度上就表现出极大程度的不均匀,并且还带有纹路,导致产品全部被办理了退货。那一次的损失可不算小。
磁控溅射工艺对于靶材具有特别高的依赖性。靶材的纯度高低、致密程度、以及晶粒结构,这些参数当中任何一个要是出了问题,都会在膜层上面被放大地表现出来。有过一个老客户,先前在使用国产普通钼靶材的时候,总感觉良率不太稳定。在换成定制烧结的高纯钼靶之后,膜层的一致性马上就得到了提升,同时良率也直接被拉升到了97%以上。这可不是什么运气使然,而是靶材本身品质所造成的差异。
通常认知里,靶材不像传统材料那样仅仅是‘结构’的一个组成部分。它更像是一位扮演导演的角色,尽管最终会消失在幕后,但是整个膜的风格特点、所具有的性能、以及呈现出的表现,却完全是由它来完成设定的。有些工具镀膜应用,比如TiAlN,就必须选用特定配比的钛铝靶材,其硬度、耐热特性、以及附着能力等,都得要凭借靶材本身来提供支撑。如果工艺参数再怎么优秀,一旦靶材不行,那么所有工作就都白费了。
说实在的,靶材在运输和保存这些环节也确实挺‘娇贵’。高纯的材料很怕划痕、也怕碰撞、还怕潮气,有些时候就连包装纸都得去选用无硫的类型。相关团队有自行研发出一种多层的缓冲结构,能够用来减少运输当中发生的损伤。以前曾有一个客户在空运一批金靶材时,因为包装工作没有做到位,造成边角部位碎裂了好几块,那一单就直接带来了几十万的亏损。从那以后,在这方面就不敢再有马虎了。
靶材这个行业之所以值得关注,其主要缘由在于它不显得浮夸,但作用却又极其关键。它本身不会去抢占风头,然而却主导着一切成膜过程的进行。当人站在镀膜产线跟前,看着靶材被等离子体进行击打,原子一个接一个地飞溅出来,然后慢慢落到基片上面,这样的画面往往会带有一种比较奇特的感受。它自身并不发光,却能够让其他的材料焕发出光彩。
