ito靶材密度多少？一点点密度差，ITO靶材性能就天差地别

密度这个东西，说简单也简单，就是单位体积内有多少质量；说复杂，关系可就大了，尤其是ITO靶材这种靠压烧结定输赢的料。你靶材密度搞不清楚，不光沉积速率飘得厉害，膜的致密度、电阻率、附着力都有可能跟你预期不一样。

我们这边常用的ITO靶材，一般密度在6.8到7.2 g/cm³之间。很多资料上写理论密度是7.14 g/cm³，但这是理想状态，实验室烧出全致密的那种才有。你真要在实际生产里压出这个密度，基本得用热等静压（HIP）加超高纯粉，工艺复杂得让人头疼。

有次我们帮一家做军工用导电玻璃的客户做定制靶，他们指定密度必须达到7.1以上，说是镀膜电阻不稳定影响雷达窗口精度。我们那批原材料纯度是99.99%，但用常规冷等静压+真空烧结，最高也就做到6.96。那怎么办？我们后面多加了预压阶段，再把烧结温度调高50℃，勉强拉到了7.05。成本翻倍，设备几乎满负荷，客户倒是满意了，我们自己回去连夜修了炉子。

不过也不是越高越好。有些客户听说密度高，硬要我们把靶材做得像铁块一样硬。结果上机后一看，等离子体不稳定，膜层过度致密，导致应力大、裂膜严重。这就告诉我们，靶材密度是个平衡问题，不是越“实心”就越牛。

不同工艺也会对密度有不同要求。DC溅射和RF溅射对靶材致密度的容忍度就不一样。DC功率高、速度快，密度不够就容易烧蚀不均；RF的话反倒可以稍微放松一点。我们有个做柔性OLED的客户，用的是PI基材，要求薄膜温度低。我们给他们配了6.85的靶材，低功率慢慢沉积，膜层反而稳定得很。他们当时还以为是什么新材料，其实就是把密度控制得更合适了点。

顺便提一下，密度还跟烧结收缩率和靶材尺寸有关。我们自己做过大尺寸靶（比如12英寸的圆形靶），收缩控制难度直接拉满。尺寸一变，压制成型就容易出现边缘密度不均，烧完中心高、边缘低，溅射就不均匀。我们后面用梯度预压和分区加热，总算把密度波动控制在±0.03以内。

还有一点容易被忽略，那就是氧化物比例。ITO本质上是In₂O₃和SnO₂的混合体，一般是90:10的质量比。你换成88:12，虽然导电性提升了一点，但烧结特性就变了，密度也跟着偏了。有一次有客户指定Sn含量11%，结果靶材表面出现了小气孔，肉眼看不出，但溅射时膜电阻飘得厉害。后来还是退回去按90:10的配比重新做才稳定。

讲讲 ITO靶材烧结工艺 怎么影响密度，顺带把“炸靶”这个老大难也捎上。

我们刚开始做ITO靶材那会儿，也以为只要粉够细、压得够实、烧得够久，密度自然就上去了。后来吃了亏才知道，真不是这么回事。你粉末选得再好，压不均、烧不透，全白搭。最典型的问题就是**“黑芯”**——靶材中间没烧透，外面光滑里面疏松，结果一上机就炸，声音像鞭炮一样，客户当场脸绿。

说烧结，得从压制说起。我们现在常用的是冷等静压（CIP），有时候也会配合模压。模压好控制形状，但压力分布不均，CIP可以解决这点，不过缺点是——压完了形状都得再修。压制环节做得不好，烧结就没戏。有一次我们仓库调错了压力参数，一批靶材压得太快，造成密度分布严重偏心，烧出来直接翘边，连测试都懒得测。

接下来就到烧结。温度控制是核心，一般我们用1550℃~1650℃这个区间。时间也得拉得够长，少说十几个小时。有客户问我们能不能快烧？可以，问题是——你密度上不去，或者烧过头晶粒长大，膜层粗糙。我们之前做过一次试验，把烧结时间从12小时缩到6小时，最后密度差了0.2 g/cm³，整批报废。

而且烧结气氛也关键。真空烧结适合追求高密度，缺点是容易氧亏，靶材颜色发灰。你真想颜色漂亮、烧得均匀，那就得通微氧或者用静态空气。我们实验过一次，在0.05 atm氧气环境下烧结，烧出来的靶材颜色浅白、表面致密，客户拿去一测，膜层均匀度比真空烧的还好。

再说一个特别实际的问题：烧结收缩率。你靶材做得再好，烧完收缩不均匀，一样玩完。我们一开始没重视这点，一批300mm的大圆靶，烧完边缘掉了2毫米厚，中间鼓起来。现在我们都会提前做小试片，先测一下粉料的收缩曲线，再定正式靶的烧结程序。别看这是个小环节，控制不好，十几万的靶材就跟烧火柴一样烧没了。

那炸靶是怎么回事？大部分情况还是因为密度没控制好、内部有气孔。特别是烧结太快或者粉末含水没烘干，里面残留气体一加热就膨胀。你机器功率一开，气压上来，“啪”一声整个靶就炸裂。我们现在都固定先用350℃低温烘12小时，再进烧结炉，不为别的，就为了排气彻底。还有一招是做“预烧”，先低温预热一轮再高温烧结，也能改善内部结构。

靶材这个行业是个手艺活，尤其是ITO这种不容易“烧透”的材料。别人以为烧结是机械式流程，我们知道，它更像是“养”出来的，得看温、看气氛、看时间，甚至还得看设备老化没老化。哪怕同样的参数，换台炉子，结果都不一样。