مس با خلوص بالا (Cu) - موجود از 99.99٪ (4N) تا 99.99999٪ (7N) - قابل تعویض با مس صنعتی استاندارد نیست. در اتصالات نیمه هادی، اهداف کندوپاش، و فرآیندهای تبخیر PVD، حتی یک واریانس ناخالصی 0.001٪ می تواند باعث نقص فیلم، سنبله های مقاومت یا خرابی دستگاه شود. اگر مس برای تولید پیشرفته تهیه می کنید، درجه خلوص مهم ترین مشخصات است.
معنی درجه خلوص در واقع برای مس با خلوص بالا چیست
نماد "N" مورد استفاده در صنعت مواد با خلوص بالا، تعداد 9 عدد را در درصد خلوص توصیف می کند. هر مرحله به بالا نشان دهنده کاهش ده برابری در کل ناخالصی های فلزی است - جهشی که پیامدهای واقعی برای عملکرد الکتریکی، یکنواختی فیلم و قابلیت اطمینان طولانی مدت دستگاه دارد.
| درجه | خلوص (%) | حداکثر ناخالصی (ppm) | برنامه معمولی |
|---|---|---|---|
| 4N | 99.99 | 100 پی پی ام | الکترونیک عمومی، باسبار، هیت سینک |
| 5N | 99.999 | 10 پی پی ام | اتصالات نیمه هادی، سیم کشی LCD |
| 6N | 99.9999 | 1 پی پی ام | اهداف کندوپاش پیشرفته، تبخیر PVD |
| 7N | 99.99999 | 0.1 ppm | محاسبات کوانتومی، ساخت تراشه های نسل بعدی |
CRNMC شمش مس، اهداف و مواد تبخیر را با خلوص 99.99999% (7N) با حداکثر ابعاد شمش 600 میلیمتر و وزن تا 3 تن عرضه میکند - ارقامی که برای دورههای تولید با حجم بالا که سازگاری در دستههای بزرگ غیرقابل مذاکره است، مهم است.
نقش مس با خلوص بالا در ساخت نیمه هادی
مس جایگزین آلومینیوم به عنوان فلز اتصال غالب در تراشه های منطقی پیشرفته از اواخر دهه 1990 شد. دلیل: Cu تقریباً 40٪ مقاومت کمتری نسبت به Al دارد (1.68 در مقابل 2.65 میکرو اهم سانتی متر)، که مستقیماً تأخیر RC را کاهش می دهد - مدت زمانی که سیگنال ها بین ترانزیستورها حرکت می کنند. با کاهش اندازه گره ها به زیر 5 نانومتر، این مزیت حتی تعیین کننده تر می شود.
با این حال، افزایش عملکرد تنها زمانی تحقق می یابد که مس مورد استفاده از درجه نیمه هادی واقعی باشد. نگرانی های کلیدی عبارتند از:
- فلزات قلیایی (Na, K): غلظتهای بالاتر از 0.1 ppm میتواند باعث تغییر ولتاژ آستانه در دستگاههای MOSFET با مهاجرت از طریق دی الکتریک گیت شود.
- فلزات واسطه (آهن، نیکل، کروم): تله های سطح عمیق در سیلیکون که طول عمر حامل های اقلیت را کاهش می دهند و عملکرد سلول های خورشیدی و DRAM را کاهش می دهند.
- محتوای اکسیژن: اهداف کندوپاش مس با کیفیت بالا به سطوح اکسیژن کمتر از ppm 1 نیاز دارند تا از ورود اکسید در فیلمهای رسوبشده جلوگیری شود.
محصولات مس نیمه هادی CRNMC از 99.99٪ تا 99.99999٪ خلوص را پوشش می دهند، با بسته بندی در جعبه های چوبی استاندارد صادراتی با استفاده از آب بندی خلاء دو لایه و بالشتک پنبه مروارید - محافظت در برابر اکسیداسیون و آسیب های مکانیکی از کارخانه تا کارخانه.
اهداف کندوپاش مس: مشخصاتی که کیفیت لایه نازک را افزایش می دهد
کندوپاش روش غالب PVD برای رسوب گذاری لایه های نازک مس در تولید نمایشگرهای نیمه هادی و صفحه تخت است. در یک سیستم کندوپاش، یونهای آرگون سطح هدف مس را بمباران میکنند و اتمهایی را که به زیرلایه میروند و پوشش میدهند، بیرون میریزند. کیفیت فیلم رسوبشده تابعی مستقیم از خلوص و ریزساختار هدف است.
دو ویژگی ریزساختاری عملکرد هدف را تعیین می کند:
- اندازه دانه: دانه های ریز و یکنواخت (معمولاً 50 تا 150 میکرومتر) نرخ کندوپاش ثابت و ضخامت لایه یکنواخت را در مناطق بزرگ زیرلایه ایجاد می کنند - برای پنل های LCD نسل G8.5 با ابعاد بیش از 2.2 x 2.5 متر بسیار مهم است.
- تراکم: اهداف باید به چگالی تقریباً نظری (بالاتر از 99٪) برسند تا تشکیل ندول را به حداقل برسانند - نقص ذرات که باعث ایجاد قوس و سوراخ های فیلم می شوند.
CRNMC این مشخصات را از طریق یک فرآیند چند مرحلهای به دست میآورد: شمشهای مس با خلوص بالا توسط چندین الکترولیز و پاسهای پالایش ناحیهای پالایش میشوند، سپس با آهنگری، نورد و عملیات حرارتی کنترلشده برای اصلاح ساختار دانه قبل از ماشینکاری دقیق نهایی شکل میگیرند. اهداف در قالبهای مسطح (تا ۸۲۰ میلیمتر)، پیکربندیهای قابل چرخش و هندسههای سفارشی شامل اشکال دایرهای، مستطیلی و حلقوی در دسترس هستند.
کاربردهای اولیه اهداف کندوپاش مس عبارتند از:
- لایه های اتصال تراشه نیمه هادی (منطقی و حافظه)
- سیم کشی صفحه نمایش لمسی و فیلم های محافظ
- لایه های جاذب نور سلول خورشیدی
- رسوب الکترود صفحه نمایش تخت (FPD).
- پوشش های نوری تزئینی و کاربردی
مواد تبخیر مس: گلوله، گرانول، و سازگاری با فرآیند
مواد تبخیر در سیستمهای PVD تبخیر حرارتی و پرتو الکترونی (پرتو E) استفاده میشوند - فرآیندهایی که ماده منبع را تا تبخیر شدن و متراکم شدن روی بستر به عنوان یک لایه نازک گرم میکنند. برای مس، پارامترهای فیزیکی کلیدی نقطه ذوب 1083 درجه سانتیگراد و فشار بخار 10-4 Torr در 1017 درجه سانتیگراد است که آن را برای فرآیندهای حرارتی و E-beam مناسب می کند.
مواد تبخیر مس با خلوص بالا در اشکال مختلف برای مطابقت با پیکربندی های مختلف منبع تبخیر عرضه می شوند:
| فرم | مورد استفاده معمولی | محدوده خلوص |
|---|---|---|
| گلوله (2-6 میلی متر) | تبخیر قایق حرارتی، سیستم های تحقیق و توسعه | 99.99٪ - 99.9999٪ |
| گرانول | بارگیری بوته پرتو الکترونیکی، پر انعطاف پذیر | 99.99٪ - 99.9999٪ |
| راب / قطعات | سیستم های پوشش دهی بزرگ | 99.999٪ - 99.9999٪ |
| اشکال سفارشی | تطبیق منبع تبخیر OEM | سفارشی |
CRNMC مواد تبخیر مس را در کیسه های دولایه مهر و موم شده با خلاء با بالشتک داخلی PEF در داخل جعبه های چوبی بسته بندی می کند - پیکربندی که تمیزی سطح را حفظ می کند و از آلودگی جوی قبل از رسیدن مواد به محفظه رسوب جلوگیری می کند.
مس با خلوص بالا در زمینه های سوپرآلیاژ و هوافضا
در حالی که کاربردهای نیمه هادی و نمایشگر بر تقاضا برای بالاترین درجه خلوص غالب است، مس با خلوص بالا نیز نقش مهمی را در تولید سوپرآلیاژ و اجزای هوافضا ایفا می کند. مس یک عنصر آلیاژی کلیدی در سوپرآلیاژهای مبتنی بر نیکل است که در پرههای توربین و محفظههای احتراق استفاده میشود، جایی که کنترل ناخالصی در طول آمادهسازی آلیاژ، مقاومت در برابر خستگی در دمای بالا و رفتار اکسیداسیون را تعیین میکند.
برای این کاربردها، 99.99٪ (4N) تا 99.999٪ (5N) ذخایر مس معمولا مشخص می شود، با کنترل های دقیق روی گوگرد، بیسموت و سرب - عناصری که مرزهای دانه را در دماهای بالا ترد می کنند. مواد مسی CRNMC برای کاربردهای هوافضا و صنعتی در درام های گالوانیزه با آرگون پاکسازی شده با گواهی خلوص بسته بندی می شوند که قابل ردیابی به تجزیه و تحلیل ICP-MS در سطح دسته ای است.
نحوه تعیین مس با خلوص بالا: یک چک لیست عملی
هنگام ثبت سفارش مس نیمه هادی یا مس با خلوص بالا برای هر کاربرد پیشرفته، نکات مشخصات زیر باید قبل از تعهد به سفارش خرید با تامین کننده شما تأیید شود:
- درجه خلوص و روش صدور گواهینامه: تجزیه و تحلیل ICP-MS یا GDMS، نه فقط GDOES را برای تعیین کمیت ناخالصی سطح ردیابی زیر 1 ppm تأیید کنید.
- مشخصات محتوای اکسیژن: برای اهداف کندوپاش، اکسیژن کمتر از 1 ppm را درخواست کنید. برای مواد تبخیر، کمتر از 5 پی پی ام به طور کلی قابل قبول است.
- فاکتور فرم: شمش، بلنک هدف، گلوله، گرانول، لوله یا قطعه ماشینکاری سفارشی - تأیید کنید که تامین کننده می تواند تا هندسه نهایی پردازش کند.
- تلورانس های ابعادی: برای اهداف متصل و قایق های تبخیر بسیار مهم است. الزامات صافی، زبری سطح (Ra) و موازی بودن را تأیید کنید.
- بسته بندی و ماندگاری: بسته بندی دو لایه مهر و موم شده با خلاء حداقل برای 5N و بالاتر است. ماندگاری را در شرایط نگهداری در محل خود تأیید کنید.
- اسناد گمرکی و صادراتی: برای تدارکات بین المللی، کد HS، گواهی کشور مبدا و برگه اطلاعات ایمنی مواد در دسترس را تأیید کنید.
انتخاب یک تامین کننده مس با خلوص بالا قابل اعتماد
تفاوت بین یک تولید کننده فلزات با خلوص فوق العاده بالا و یک تاجر فلزات کالا در جزئیات مشخص می شود: قابلیت ردیابی در سطح دسته ای، مستندات ساختار دانه های ثابت، زمان سررسید برای ابعاد سفارشی، و پشتیبانی فنی پس از تحویل. CRNMC در محصولات مسی 5N تا 7N برای مشتریان نیمه هادی، LCD، خورشیدی و هوافضا با ابعاد قابل تنظیم، گزارش های تجزیه و تحلیل تایید شده و بسته بندی صادراتی طراحی شده برای لجستیک جهانی تخصص دارد. چه مورد نیاز اهداف کندوپاش مس برای یک خط فاب جدید، گلوله های تبخیر برای یک سیستم پوشش نوری، یا مس با RRR بالا برای اجزای محاسباتی کوانتومی باشد، نقطه شروع همیشه مشخصات خلوص است - و تطبیق آن مشخصات با یک تامین کننده با کنترل فرآیند مستند.
