以下凱澤金屬是關于涂層鍍膜用鈦靶管的系統(tǒng)解析,涵蓋定義、性能、應用及與其他金屬靶管的對比,結合技術參數(shù)與工程實踐總結:
1、鈦靶管的定義
鈦靶管是一種中空圓柱形鈦金屬濺射靶材,專為旋轉(zhuǎn)陰極磁控濺射設計,通過高速旋轉(zhuǎn)(200-500 rpm)實現(xiàn)動態(tài)鍍膜,顯著提升材料利用率(達80-90%,遠超平面靶的40-60%)。其典型尺寸范圍為Φ50-500 mm×長度1-3 m,壁厚5-15 mm,適用于大面積連續(xù)鍍膜場景(如卷繞式鍍膜生產(chǎn)線)。
2、性能特點
特性 | 技術指標/描述 | 核心優(yōu)勢 |
純度 | ≥99.9%(3N級),光學級需≥99.999%(5N) | 減少膜層雜質(zhì)缺陷(如針孔、晶界氧化) |
密度 | ≥4.5 g/cm3(理論密度4.506 g/cm3) | 高濺射速率(0.6 μm/min @ 5 kW) |
晶粒均勻性 | 晶粒尺寸≤50 μm(EBM工藝≤20 μm) | 膜厚均勻性CV≤3%(平面靶CV≥8%) |
機械強度 | 抗彎強度≥300 MPa(壁厚≥5 mm) | 耐受高速旋轉(zhuǎn)離心力(500 rpm時應力≤80 MPa) |
熱導率 | 21.9 W/(m·K)(20℃) | 支持高功率濺射(10-15 kW) |
3、常用材質(zhì)牌號
標準體系 | 牌號 | 純度 | 典型應用場景 |
ASTM B338 | Grade 2 | 99.7% | 工具硬質(zhì)涂層(TiN、TiAlN) |
GB/T 3620.1 | TA1 | 99.9% | 手機蓋板防指紋膜(AF涂層) |
JIS H 4650 | TP340 | 99.8% | 顯示面板ITO透明導電層 |
高純級 | Ti-5N | 99.999% | EUV光刻機反射鏡鍍膜 |
4、執(zhí)行標準
標準類型 | 標準編號 | 關鍵要求 |
國際標準 | ASTM F2884 | 晶粒度≤ASTM 6級(晶粒尺寸≤50 μm) |
中國標準 | GB/T 38976-2020 | 雜質(zhì)總量≤0.01%(Al≤50 ppm、Fe≤100 ppm) |
行業(yè)規(guī)范 | SEMI F47-0708 | 電阻率≤50 μΩ·cm(半導體級要求) |
5、應用領域
領域 | 具體應用 | 性能要求 |
顯示面板 | OLED陽極層(Ag/Ti疊層) | 方阻≤5 Ω/□,厚度均勻性±2% |
光伏產(chǎn)業(yè) | 薄膜太陽能電池背電極(Mo/Ti) | 附著力≥3B(ASTM D3359) |
醫(yī)療器械 | 人工關節(jié)抗菌涂層(TiN/TiO?) | 符合ISO 10993生物相容性標準 |
汽車工業(yè) | 車窗Low-E隔熱膜 | 耐溫循環(huán)(-30~300℃,1000次) |
6、與其他金屬靶管的區(qū)別
參數(shù) | 鈦靶管 | 鎳靶管 | 鋯靶管 |
熔點(℃) | 1668 | 1455 | 1852 |
濺射率 | 0.6(Ar+ 500eV) | 1.1(更高效率) | 0.5(較低效率) |
電阻率(μΩ·cm) | 42 | 6.9(導電性優(yōu)) | 40 |
成本(元/kg) | 800-1500 | 200-400(低成本) | 2000-3000(高成本) |
核心應用 | 硬質(zhì)涂層、光學鍍膜 | 磁性薄膜、電極層 | 核反應堆防腐涂層 |
7、選購方法
參數(shù)匹配:
尺寸:內(nèi)徑公差需與旋轉(zhuǎn)陰極軸匹配(推薦H7/g6間隙配合),長度按鍍膜腔體設計(如G10.5代線需Φ450×2500 mm靶管)。
純度:光學級需提供GDMS報告(Fe<50 ppm、O<100 ppm),半導體級需滿足SEMI F47標準。
質(zhì)量驗證:
超聲波探傷(UT):檢測壁厚均勻性(偏差≤±0.2 mm)。
EBSD分析:擇優(yōu)取向(002)面占比≥60%,提升濺射效率20%。
供應商篩選:
優(yōu)先選擇具備 電子束熔煉(EBM)+熱等靜壓(HIP) 工藝的廠家,確保低氧含量(O≤300 ppm)。
核查 ISO 9001 和 IATF 16949 認證,確保量產(chǎn)一致性。
8、注意事項
安裝與維護:
同心度:偏差≤0.05 mm/m,避免旋轉(zhuǎn)振動導致膜層波紋(粗糙度Ra≥0.5 μm)。
冷卻系統(tǒng):水溫控制在15-25℃,流量≥20 L/min,防止靶管熱變形(ΔL≤0.1 mm/m)。
安全規(guī)范:
粉塵防爆:鈦粉塵爆炸下限45 g/m3,加工區(qū)需配置 NFPA 68 標準防爆系統(tǒng)。
廢靶處理:磨損至壁厚50%(如初始10 mm剩5 mm)時需更換,廢靶按危廢標準回收。
工藝優(yōu)化:
使用 中頻電源(40 kHz) 時,靶管厚度需≥6 mm,防止電弧擊穿(擊穿電壓≤500 V)。
鈦靶管憑借高材料利用率與鍍膜均勻性,在顯示面板(如8K OLED)和光伏領域占據(jù)主導地位。相較于鎳靶管,其成本高3-4倍,但耐高溫性優(yōu)異(Ti熔點比Ni高213℃),適用于硬質(zhì)涂層;對比鋯靶管,鈦靶管的濺射速率快20%,且成本僅為1/3。在采購時需重點關注 晶粒取向控制 與 雜質(zhì)元素溯源,例如采用EBM工藝的(002)取向靶管可使膜層沉積速率提升15-20%,同時降低光學散射損耗至0.1%以下。