铜镍(CuNi)靶材是一种由铜(Cu)和镍(Ni)组成的合金溅射靶材,主要通过磁控溅射(PVD)和电子束蒸发等工艺制备功能性薄膜。凭借其独特的导电性、耐腐蚀性和可调性能,CuNi靶材在电子、装饰、海洋工程等领域具有广泛应用。
一、铜镍靶材的特性
1. 优异的导电性与导热性
- 铜镍合金(如Cu90Ni10)电阻率低(~20 μΩ·cm),接近纯铜,适用于高导电薄膜。
- 导热系数高(~50 W/(m·K)),适合散热涂层和电子封装应用。
2. 良好的耐腐蚀性
- 镍的加入显著提高铜的抗腐蚀能力,尤其在海水、酸性环境中表现优异(如船舶部件镀层)。
- 耐氧化性优于纯铜,高温下不易形成Cu₂O,延长薄膜寿命。
3. 高纯度与可调成分
- 工业级CuNi靶材纯度≥99.9%,高端应用(如半导体)要求≥99.99%。
- 常见配比:Cu90Ni10(白铜)、Cu70Ni30(康铜),不同比例影响电阻率、机械强度和耐蚀性。
4. 机械性能优异
- 硬度适中(HV 80-150),兼具延展性和耐磨性,适合柔性电子基板镀膜。
- 可通过热处理调整晶粒结构,优化薄膜应力。
5. 溅射稳定性高
- 采用真空熔炼(VIM)或粉末冶金工艺,确保靶材致密度>98%,减少溅射颗粒飞溅。
二、铜镍靶材的主要用途
1. 电子与半导体行业
- 集成电路布线:替代纯铜,减少电迁移问题(如CPU/GPU金属互连层)。
- 柔性电路(FPC):用于可折叠屏幕的导电薄膜,兼具柔性和高导电性。
2. 海洋工程与防腐涂层
- 船舶部件:螺旋桨、海水管道镀层,防止海水腐蚀。
- 石油化工设备:阀门、换热器表面防护,耐H₂S/CO₂腐蚀。
3. 装饰与外观镀膜
- 珠宝、手表:仿金镀层(如Cu85Ni15呈现玫瑰金色泽)。
- 家电外壳:提供金属质感且耐指纹氧化。
4. 热管理材料
- 散热片镀层:提高电子器件(如LED、功率模块)的散热效率。
- 热界面材料(TIM):填充CPU与散热器间隙,增强导热。
5. 新兴应用领域
- 电磁屏蔽:CuNi薄膜用于5G设备壳体,减少信号干扰。
- 新能源电池:锂电集流体涂层,提升电流收集效率。
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