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Indium ist die beste Wahl für das Bonden von Sputtertargets, da es eine ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit aufweist und die Wärme sehr gut vom Target ableiten kann. Es ist auch flexibler als andere Lote, die zum Kleben verwendet werden, so dass es das Ausdehnen und Zusammenziehen des Targets und der Trägerplatte ohne Rissbildung bewältigen kann. Das Hauptproblem beim Kleben mit Indium ist, dass Indium bei 156,6 °C (313,9 °F) schmilzt. Wenn Sie es also über 150 °C (302 °F) erhitzen, schmilzt die Verbindung und versagt. Indiumverbindungen funktionieren gut mit den meisten Materialien, einschließlich Metallen und Keramiken, aber es gibt auch einige Ausnahmen.
Maximale Betriebstemperatur (°C) | 150° C |
Wärmeleitfähigkeit (W/mK) | 83 |
Wärmeausdehnungskoeffizient (K-1) | 32.1 x 10-6 |
Elektrischer spezifischer Widerstand (Ohm-cm) | 8 x 10-6 |
Anleihe-Deckung | >95% |
Dicke der Verbindungslinie | 0.010″ ± 0.003″ |
Die Wärmeübertragung durch ein Material erfolgt schneller, wenn das Material dünner ist. Bei den meisten F&E-Sputterpistolen wird die Dicke des Targets halbiert, wenn es auf eine Trägerplatte geklebt wird, da die Pistole eine maximale Dicke zulässt, wobei die Kupfer-Trägerplatte die andere Hälfte bildet. Dieses dünnere Target kühlt effektiver ab als ein dickeres, weil die an der Oberfläche des Targets erzeugte Wärme eine kürzere Strecke zurücklegen muss, um die gekühlte Seite zu erreichen.
Keramische Werkstoffe können beim Verbinden effizienter abkühlen. Der enge Kontakt des Targets mit der leitfähigen Lötschicht erleichtert die Wärmeübertragung von der Oberfläche des Targets auf die Kupferstützplatte. Die Kupferplatte wiederum steht in Kontakt mit der wassergekühlten Pistole, so dass die Wärme durch das Kupfer übertragen und durch das Kühlwasser abgeführt werden kann.
Einige keramische Sputtertargets können während des Sputterns aufgrund von Wärmeschocks reißen, unabhängig von den zur Konditionierung des Targets verwendeten Bindungs- oder Rampenverfahren. Gebondete Targets können jedoch oft auch nach einem Riss weiterverwendet werden, im Gegensatz zu ungebondeten Targets, die in der Regel nach einem Riss nicht mehr verwendet werden können.