Informations de base sur la cible Chrome

I. Propriétés du matériau de base (propriétés du matériau de base)

1. Contrôle de la pureté et des impuretés

    Norme de haute pureté :La pureté de la-qualité industriellecibles de tube de chromeest généralement de 99,5 % (Cr99,5) à 99,995 % (Cr99,995), tandis que pour les champs électroniques haut de gamme (tels que le revêtement semi-conducteur), il doit atteindre 99,999 % (5N) ou plus. La teneur en éléments d'impuretés (fer, silicium, aluminium, oxygène, carbone) est strictement contrôlée entre 10 et 100 ppm (se référer aux normes ASTM F1367, YS/T 1220).

Impurity influence: Low purity (such as Cr99.0 or below) chromium tube targets are prone to pinholes and defects in the coating layer due to impurity precipitation; excessive oxygen content (>500 ppm) augmentera la fragilité du matériau cible et, lors de la pulvérisation cathodique, il est sujet à un « empoisonnement de la cible », affectant l'uniformité du revêtement.

2. Structure cristalline et densité

    Forme cristalline :Le chrome pur a une structure cristalline cubique centrée (BCC), qui est stable à température ambiante et ne présente aucune transformation d'isomorphisme. Par conséquent, les cibles en tube de chrome ne sont pas sujettes aux contraintes internes dues au changement de phase pendant le traitement et la pulvérisation.

    Exigence de densité :La densité théorique est de 7,19 g/cm³ et la densité relative de la cible du tube de chrome après frittage et formage doit être supérieure ou égale à 98 % (pour les applications haut de gamme, supérieure ou égale à 99 %), avec un écart d'uniformité de densité inférieur ou égal à ± 0,5 %. Les matériaux cibles de faible -densité ont des pores et, lors de la pulvérisation cathodique, ils sont sujets aux « éclaboussures de particules », entraînant une contamination des particules sur la surface du revêtement.

II. Propriétés physiques et mécaniques (Propriétés physiques et mécaniques)

1. Propriétés mécaniques

      Dureté:La dureté Vickers (HV) des cibles en tube de chrome recuit est d'environ 160-200, et après traitement à froid, la dureté peut être augmentée jusqu'à HV 250-300. La dureté plus élevée le rend moins sujet à la déformation lors de l'installation et de la pulvérisation, mais elle augmente également la difficulté de traitement (des outils de coupe spéciaux sont nécessaires).

      Fragilité et ténacité :Le chrome est un métal fragile typique, avec une faible résistance aux chocs à température ambiante (inférieure ou égale à 10J/cm²) et une fragilité plus évidente à basse température (<-50℃). Therefore, chromium tube targets need to avoid severe collisions during transportation and installation to prevent cracking; adding a small amount of titanium or zirconium (0.1%-0.3%) can improve toughness, but it requires balancing purity and mechanical properties.

2. Propriétés thermiques et électriques

    Conductivité thermique :À température ambiante, la conductivité thermique est d'environ 93,7 W/(m・K), inférieure à celle du cuivre (401 W/(m・K)) et de l'aluminium (237 W/(m・K)). Lors de la pulvérisation cathodique, la densité de puissance doit être contrôlée (généralement inférieure ou égale à 5 W/cm²) pour éviter une surchauffe locale provoquant une déformation ou une fissuration de la cible.

    Résistivité:À température ambiante, la résistivité est d'environ 12,9μΩ・cm, appartenant à un métal à résistance moyenne-. Pendant la pulvérisation, une alimentation appropriée (principalement pulvérisation magnétron CC pour la pulvérisation directe, RF pour la pulvérisation à haute fréquence - adaptée aux cibles composites à revêtement isolant) doit être adaptée.

III. Caractéristiques des performances de pulvérisation (performances de pulvérisation)

1. Efficacité de pulvérisation et taux de dépôt

    Rendement de pulvérisation :Sous atmosphère d'argon (Ar), tension de pulvérisation 500-800 V et pression 0,5-2Pa, le rendement de pulvérisation du chrome est d'environ 0,6 à 0,8 atomes/ion (inférieur à celui de l'aluminium 1,2 atomes/ion), et la vitesse de dépôt est généralement de 50 à 150 nm/min (en fonction de la densité de puissance), adapté à la préparation de films d'épaisseur moyenne. (tels que les films décoratifs 100-500 nm, les films fonctionnels). Directionnalité : Après la pulvérisation d’atomes de chrome, la directionnalité est relativement forte. Il est nécessaire d'optimiser la distance entre la cible et le substrat (généralement 8-15 cm) et d'ajuster la répartition du champ magnétique (par pulvérisation magnétron hors équilibre) pour assurer l'uniformité du revêtement (écart d'épaisseur inférieur ou égal à ± 5 %).

2. Caractéristiques de la couche de revêtement

    Adhésion:L'adhérence du film de chrome au substrat (verre, métal, plastique) est excellente. Il peut atteindre une force d'adhésion de 50 N ou plus (en utilisant la méthode de test de rayure) sans avoir besoin d'une couche de transition, étant ainsi souvent utilisé comme « sous-couche » pour améliorer l'adhérence des métaux ultérieurs (tels que le nickel, le cuivre) ou des revêtements céramiques.

    Résistance optique et à la corrosion :Le film de chrome apparaît gris argenté-, avec une réflectivité d'environ 70 %-80 % (dans la bande de lumière visible). Il peut être utilisé pour les revêtements décoratifs ; dans le même temps, la surface du film de chrome peut facilement former un film d'oxyde dense (Cr₂O₃), avec un temps de résistance à la corrosion au brouillard salin neutre supérieur ou égal à 200 heures (solution de NaCl à 5 ​​%, 35 degrés), adapté aux scénarios de revêtement résistant à la corrosion.

IV. Adaptabilité de la structure et des applications (Adaptabilité de la structure et des applications)

1. Paramètres structurels typiques

Forme et spécifications :Les diamètres extérieurs courants vont de 100 à 300 mm, les longueurs de 300 à 1 500 mm et les épaisseurs de paroi de 5 à 20 mm. Les parois intérieures sont généralement conçues pour être lisses ou dotées de rainures de positionnement, adaptées au support de cible rotatif de l'équipement de pulvérisation magnétron ; les deux extrémités doivent être usinées avec des filetages ou des brides pour faciliter l'étanchéité et la connexion avec les canaux d'eau de refroidissement.

Traitement de surface : La surface de pulvérisation du matériau cible doit subir un polissage précis (rugosité de surface Ra inférieure ou égale à 0,8 μm) pour réduire la génération de particules lors de la pulvérisation ; la surface non-pulvérisée (parois intérieures, faces d'extrémité) doit être traitée pour prévenir la corrosion (comme la passivation, le revêtement avec des revêtements résistants aux hautes-températures-), afin d'éviter la contamination par l'eau de refroidissement.

2. Adaptabilité aux scénarios d’application

Décoration et revêtement fonctionnel :Les cibles en tube de chrome de faible pureté (Cr99,5) sont utilisées pour le revêtement chromé décoratif sur la quincaillerie et les produits de salle de bain ; la haute pureté (Cr99,995) est utilisée pour le revêtement PVD des boîtiers de téléphones portables et des intérieurs d'automobiles, exigeant à la fois esthétique et résistance à l'usure.

    Domaines électroniques et optiques :Les cibles en tube de chrome de haute pureté-de qualité 5N sont utilisées pour la couche d'interconnexion conductrice des puces semi-conductrices (Cr comme couche barrière pour empêcher la diffusion du cuivre) et pour les films anti-réfléchissants sur les lentilles optiques, nécessitant un contrôle strict de la teneur en impuretés (en particulier les métaux alcalins et les métaux lourds), pour éviter d'affecter les performances de l'appareil.

Domaines spéciaux : en dopant du silicium (Si) et du carbone (C) dans des cibles de tubes en alliage de chrome, un film composite CrSiC peut être préparé, utilisé pour les revêtements résistants à l'usure à haute -température- (tels que les moules, les composants de moteur), élargissant ainsi la gamme d'applications des matériaux cibles en chrome.