1、鈦管靶
鍍膜用鈦管靶是一種空心圓柱形的高純度鈦材料,專為磁控濺射(尤其是旋轉濺射工藝)設計,通過離子轟擊鈦管表面濺射出鈦原子或離子,在基材表面形成功能性薄膜(如導電層、阻擋層或裝飾層)。其結構特點可實現 360°濺射,顯著提高靶材利用率(可達70%以上),適用于大面積連續鍍膜場景。
2、性能特點
高純度:純度≥99.95%(3N5級及以上),雜質(Fe、O、C等)嚴格控制在ppm級,確保薄膜性能穩定。
高密度:≥4.5 g/cm3,減少濺射顆粒飛濺,降低膜層缺陷。
熱傳導性:鈦的低熱膨脹系數(8.6×10??/K)和良好導熱性(21.9 W/m·K),適合長時間高溫濺射。
結構優勢:空心管狀設計配合旋轉濺射,膜厚均勻性(±3%以內)優于靜態板靶。
耐腐蝕性:鈦的鈍化膜(TiO?)使其在酸堿環境中長期穩定。
3、材質與制造工藝
材質:
高純鈦(ASTM Grade 1或2),純度等級:3N5(99.95%)至5N(99.999%)。
特殊需求時內壁復合背板材料(如銅、鋁)以增強散熱。
制造工藝:
原料提純:電子束熔煉(EBM)或真空電弧熔煉(VAR),去除揮發性雜質。
塑性成型:熱擠壓→旋壓→冷軋,形成管狀坯體。
焊接密封:采用真空電子束焊接(EBW)封閉管端,避免濺射時氣體泄漏。
表面處理:內外壁精密拋光(Ra≤0.6 μm)→超聲波清洗→真空封裝。
4、執行標準
標準類型 | 具體標準 |
國際標準 | ASTM B338(鈦及鈦合金無縫管)、SEMI F47(半導體靶材通用規范) |
國內標準 | GB/T 3625(鈦及鈦合金管材)、SJ/T 11609-2016(平板顯示用濺射靶材技術規范) |
行業定制 | 顯示面板廠商對管靶壁厚公差(如±0.1 mm)及同心度(≤0.05 mm)的特殊要求 |
5、應用領域
半導體制造:銅互連阻擋層(Ti/TiN)、ALD/CVD前驅體薄膜。
平面顯示:TFT-LCD陣列的銅擴散阻擋層、OLED陽極附著層。
光學鍍膜:望遠鏡鏡面反射層、手機攝像頭濾光片。
裝飾鍍膜:智能手表表殼的氮化鈦(TiN)仿金涂層。
新能源:燃料電池雙極板防腐蝕鍍層、光伏電池電極。
6、鈦管靶、鈦板靶、鈦靶塊的異同對比
特性 | 鈦管靶 | 鈦板靶 | 鈦靶塊 |
形狀 | 空心圓柱體(壁厚3-10 mm) | 平面矩形/圓形板狀 | 實心長方體/異形塊體 |
濺射方式 | 旋轉濺射(動態利用率高) | 靜態磁控濺射(邊緣易損耗) | 局部濺射(適用小面積鍍膜) |
均勻性 | 膜厚波動≤±3%(旋轉對稱性優) | 邊緣膜厚偏差可達±8% | 需多次調整濺射參數 |
加工難度 | 高(需精密焊接與同心度控制) | 中(大尺寸軋制技術) | 低(機加工靈活) |
成本 | 中高(材料利用率70%) | 高(利用率僅30-40%) | 低(小批量定制經濟) |
適用場景 | 連續生產的大面積鍍膜(如G10.5代線) | 中小尺寸設備(如G6代線) | 實驗室研發或特殊形狀鍍膜 |
7、選購方法與注意事項
1)選購方法
純度與雜質檢測:
要求 GDMS報告,重點核查Fe(≤50 ppm)、O(≤300 ppm)、C(≤100 ppm)含量。
驗證晶粒尺寸(SEM圖像分析,目標≤50 μm)。
幾何精度驗證:
管靶壁厚公差(±0.1 mm)、同心度(≤0.05 mm)、直線度(≤0.1 mm/m)。
供應商評估:
優先選擇具備 EBM熔煉+電子束焊接 技術的廠商,確保管靶致密無氣孔。
查看歷史案例(如是否供應京東方、三星等頭部面板廠商)。
性價比分析:
計算單位鍍膜面積的靶材成本(元/㎡),對比不同純度等級(4N vs. 5N)的性價比。
2)注意事項
儲存與運輸:
真空充氬包裝,避免管靶內壁氧化(儲存濕度<30% RH)。
運輸時使用定制支架固定,防止管體變形或端面磕碰。
安裝與使用:
安裝前用無水乙醇擦拭內壁,確保冷卻水路無雜質堵塞。
初始濺射功率需階梯式遞增(如從5 W/cm2逐步升至15 W/cm2),避免熱應力開裂。
維護與報廢:
定期檢查管靶壁厚(剩余厚度<1 mm時需更換)。
報廢鈦管靶可回收重熔,但需檢測二次熔煉后的雜質累積情況。
鍍膜用鈦管靶憑借其高利用率、優異膜厚均勻性和旋轉濺射適應性,成為大面積連續鍍膜的核心材料。相較于鈦板靶和靶塊,鈦管靶在量產效率和成本控制上更具優勢,但對加工精度(如焊接密封性、幾何公差)要求嚴苛。選購時需重點把控純度、微觀結構及供應商的工藝能力,使用中需優化濺射參數與維護流程,以延長靶材壽命并保障鍍膜質量。