1、定義與材質
定義:
高純鎳靶材是以純度≥99.9%(通常為99.95%~99.999%)的金屬鎳為原料,通過熔煉、鍛造、軋制等工藝制成的片狀或塊狀材料,主要用于物理氣相沉積(PVD)、磁控濺射等鍍膜工藝。
材質特性:
成分:鎳(Ni)含量≥99.9%,雜質元素(如Fe、C、S、O等)嚴格控制在ppm級。
形態:常見為圓形、矩形或異形靶材,表面需高精度拋光(粗糙度Ra≤0.8μm)。
2、性能與特點
核心性能:
高導電性:鎳的電阻率低(6.9×10?? Ω·m),適合高頻電子器件鍍膜。
耐腐蝕性:在常溫下對酸、堿、鹽溶液及大氣腐蝕有良好抗性。
高熔點(1455℃):適用于高溫濺射環境。
強結合力:鍍膜與基材附著力優異。
獨特優勢:
濺射速率快,膜層均勻致密;
可加工成復雜形狀,兼容多種鍍膜設備;
高純度確保鍍膜低缺陷,適用于精密電子領域。
3、應用領域
半導體制造:用于集成電路(IC)中的金屬互連層、阻擋層。
顯示面板:TFT-LCD、OLED的電極鍍膜。
太陽能電池:薄膜太陽能電池的背電極材料。
光學鍍膜:鏡面反射涂層、防反射膜。
磁性材料:磁記錄介質(如硬盤)的磁性層。
裝飾鍍層:手機外殼、珠寶的耐磨裝飾鍍膜。
4、執行標準
國際標準:
ASTM B160(鎳及鎳合金棒材標準);
ISO 6283(金屬靶材表面質量規范)。
國內標準:
GB/T 5235(高純鎳靶材技術要求);
SJ/T 11485(電子行業濺射靶材標準)。
5、與其他靶材的區別
靶材類型 | 核心特性 | 主要應用領域 | 對比高純鎳靶材 |
鈦靶材 | 輕質、耐高溫氧化 | 航空航天、生物醫療 | 鈦更輕,但導電性差,需摻雜使用。 |
鋯靶材 | 耐腐蝕、中子吸收 | 核工業、化工防腐 | 鋯耐蝕性更強,但成本高,加工難度大。 |
鉭靶材 | 高熔點、耐酸堿 | 半導體阻擋層、電容器 | 鉭更耐蝕,但價格昂貴,濺射速率低。 |
鈮靶材 | 超導性能、低溫韌性 | 超導材料、航空航天 | 鈮超導性突出,但純度要求更高。 |
鋁靶材 | 輕質、低成本 | 反射鏡、包裝材料 | 鋁成本低,但硬度低,耐磨性差。 |
銅靶材 | 超高導電性、導熱性 | 芯片互連、散熱涂層 | 銅導電性優于鎳,但易氧化,需加阻擋層。 |
6、前景展望與深度應用需求
1)技術趨勢:
半導體小型化:3nm以下制程對高純鎳靶材的純度(≥99.999%)和晶粒均勻性提出更高要求。
新能源擴展:固態電池電極鍍膜、氫能催化層需求增長。
先進顯示技術:Micro LED巨量轉移中的金屬鍵合層依賴高精度鎳鍍膜。
2)挑戰與機遇:
國產替代:突破高純鎳提純技術(如區域熔煉法),降低進口依賴;
復合靶材開發:鎳基合金靶材(如Ni-Cr、Ni-Ti)滿足多功能鍍膜需求。
7、選購方法與注意事項
1)選購要點:
純度驗證:要求供應商提供ICP-MS檢測報告(雜質含量≤100ppm);
晶粒尺寸:均勻的納米級晶粒(≤50nm)可提升鍍膜質量;
密度控制:靶材密度≥8.9g/cm3(接近理論值8.908g/cm3);
供應商資質:優先選擇通過ISO 9001和IATF 16949認證的廠商。
2)使用注意事項:
存儲:真空包裝,避免氧化和表面污染;
安裝:靶材與背板需緊密貼合,防止濺射過程中局部過熱;
工藝匹配:根據設備功率調整濺射參數(如氣壓、功率密度),減少結瘤問題。
高純鎳靶材憑借其優異的導電性、耐腐蝕性和鍍膜性能,在半導體、新能源等領域占據重要地位。與鈦、鋯等靶材相比,其在成本與性能間實現了較好平衡。未來隨著技術迭代,高純鎳靶材的純度提升和復合化將是主要發展方向。
建議用戶:根據具體應用場景(如鍍膜厚度、基材類型)選擇靶材規格,優先與具備定制化能力的供應商合作,并定期檢測靶材使用后的表面狀態以優化工藝。