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如何用粉末冶金法制造溅射靶材?


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溅射靶材介绍
而目前业内制造靶材主要有两种方法:粉末冶金法与铸造法。那么本期我们就详细讲解下粉末冶金法制造靶材的工艺。

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粉末冶金法适用场景?
高熔点金属:对于钨(W)、钼(Mo)、铌(Nb)、钽(Ta)等高熔点金属,粉末冶金法是一种有效的制备方法,因为这些金属的熔点非常高,难以通过常规铸造法加工。
复杂合金:粉末冶金法可以混合不同的金属或非金属粉末,制造出具有特定性质的合金,如碳化钨(WC)、碳化钛(TiC)、碳化钽(TaC),钛钨(TiW)等。
稀有金属与贵金属:如铂(Pt)、铑(Rh)等
粉末冶金法工艺步骤?
粉末冶金工艺步骤依次为:原料准备,装模冷压,真空热压,热等静压,机械加工,焊接背板,检测,清洗,出货。
上海粉末冶金产业论坛,至今已经连续成功举办了十五届,为了进一步促进在后疫情时代我国的粉末冶金产业高速发展,加强产、学、研、用等各界人士的交流与合作、推动行业健康发展,将粉末冶金行业的新产品、新材料、新工艺、新装备,与最新的学术研究及最新的科研成果紧密衔接,发挥一个积极的推动和桥梁作用。本届论坛旨在分享业界最新动态及行业发展方向,促进产业界、学术界、企业界的沟通与合作;致力于围绕当前粉末冶金市场热点和生产难点,从不同角度探讨行业未来发展之道;从而共同打造一场粉末冶金行业思想碰撞与智慧交锋的盛会。
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原料准备

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选用高纯粉末为原料。什么是粉末?粉末指的是由细小固体颗粒组成的物质,大小可以从纳米级到几毫米不等。如何得到高纯粉末?有物理提纯与化学提纯方法来提高靶材原料的纯度,再将高纯度原料通过熔炼、浇注、模具、铸锭、机械粉碎得到粉末。
装模冷压
将高纯粉末放入模具中进行冷压。冷压是在室温条件下进行的。首先将粉末均匀地填充到模具中,使用液压机对装填好的粉末施加压力,在压力作用下,粉末颗粒被压实并粘结在一起,形成一个固态坯体,压制后的坯体从模具中取出。
真空热压
真空热压指在真空环境中对胚体进行加热和压制。真空环境能防止体在加热过程中氧化,同时减少气泡和其他气体缺陷的形成。体同时被加热和压缩,可以增加体材料的密度,改善其微观结构等。

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热等静压
热等静压中,热指的是材料被加热到高温;等指的是“等向性”;静压,表示压力是静态施加的,通常使用气体对材料施加高压。连起来就是指在惰性气体环境下,对材料施加均匀的高压力,同时加热以改善材料的物理和化学性能。这种高温和高压的组合环境能够激活材料内部的扩散和蠕变现象,促进原子间的扩散、再结晶,使材料晶粒细小,力学性能提高,致密度提升等。

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注射成形是粉末冶金领域十分重要的分支之一,是将现代塑料注射成形技术与传统粉末冶金工艺相结合而形成的一种新型粉末冶金近净成形技术。近年来,在电子、汽车、医疗、五金、机械等多个领域的带动下,全球MIM市场稳健增长。上海注射成形论坛作为注射成形从业人员捕捉行业动态、创新技术工艺、交流合作的重要平台,至今已成功举办了11届,得到了行业人士的广泛赞誉。
第十二届上海注射成形论坛将于2024年3月6日在上海世博展览馆隆重举办!本届论坛将邀请MIM领域的著名专家学者和知名企业家莅临现场,围绕MIM行业最新的科研成果、技术应用及热点话题与现场观众进行深度分享和互动交流,探讨金属注射成形领域面临的挑战和发展趋势,为技术创新提供解决方案,为企业布局提供重要参考,为市场发展提供新的航向!
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机械加工
用机械加工的手段(线切割,铣削,钻孔,抛光)获得具有所需尺寸的靶材。根据所需要镀膜晶圆的大小,选择对应的靶材尺寸。一般从1寸-12寸的靶材均有销售。
焊接背板
背板通常是一个金属板,用于支持靶材并提供靶材的强度,同时在还起到散热的作用。将机械加工后的靶材高温焊接到金属圆板上,就制得了我们使用的溅射靶。

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检测
1,焊接后进行质量检查,确保焊缝完整且无缺陷。
2,利用化学分析或金相分析等方法对制造的靶材进行质量检测
3,尺寸检测
清洗出货
在洁净环境下对靶材进行全方位清洁,干燥,最后出货