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El indio es la mejor opción para unir cátodos para sputtering porque tiene una excelente conductividad térmica y puede absorber muy bien el calor del cátodo. También es más flexible que otras soldaduras utilizadas para la unión, por lo que puede soportar la expansión y contracción del cátodo y la placa de soporte sin agrietarse. El principal problema de la unión con indio es que el indio se funde a 156,6 °C (313,9 °F), por lo que si se calienta a más de 150 °C (302 °F), la unión se fundirá y fallará. La unión del indio funciona bien con la mayoría de los materiales, incluidos los metales y la cerámica, pero existen algunas excepciones.
Temperatura máxima de funcionamiento (°C) | 150° C |
Conductividad térmica (W/mK) | 83 |
Coeficiente de dilatación térmica (K-1) | 32.1 x 10-6 |
Resistividad eléctrica (ohm-cm) | 8 x 10-6 |
Cobertura de la fianza | >95% |
Espesor de la línea de unión | 0.010″ ± 0.003″ |
La transferencia de calor a través de un material se produce más rápidamente cuando el material es más fino. En la mayoría de las pistolas de pulverización catódica para I+D, el espesor del cátodo se reduce a la mitad cuando se adhiere a una placa de soporte debido al espesor máximo permitido de la pistola, y la placa de soporte de cobre constituye la otra mitad. Este cátodo más fino se enfría más eficazmente que uno más grueso porque el calor generado en la superficie del cátodo recorre una distancia más corta para llegar al lado enfriado.
Los materiales cerámicos pueden enfriarse más eficientemente cuando están unidos. El contacto íntimo del blanco con la capa de soldadura conductora facilita la transferencia de calor de la superficie del blanco a la placa de soporte de cobre. La placa de soporte de cobre, a su vez, está en contacto con la pistola refrigerada por agua, lo que permite que el calor se transfiera a través del cobre y sea eliminado por el agua de refrigeración.
Algunos cátodos cerámicos para sputtering pueden agrietarse durante el sputtering debido al choque térmico, independientemente de los procedimientos de adhesión o de rampa utilizados para acondicionar el cátodo. Sin embargo, los cátodos adheridos a menudo pueden seguir utilizándose incluso después de agrietarse, a diferencia de los cátodos no adheridos, que normalmente no pueden utilizarse después de agrietarse.