1、定義
鈦管靶是一種中空圓柱形鈦金屬材料,專為旋轉陰極濺射鍍膜設計,通過高速旋轉(通常200-500 rpm)實現靶材表面均勻刻蝕,提升材料利用率(可達80%以上,而平面靶僅40-60%)。
2、性能特點
特性 | 數值/描述 | 優勢 |
濺射均勻性 | 膜厚偏差≤±3% (對比平面靶±8%) | 適合大面積連續鍍膜(如卷繞式鍍膜生產線) |
散熱效率 | 水冷系統接觸面積增加50% | 支持高功率濺射(10-15 kW) |
材料利用率 | 80-90% (平面靶40-60%) | 降低單次鍍膜成本 |
機械強度 | 壁厚≥5mm時抗彎強度≥300 MPa | 可承受高速旋轉離心力 |
3、常用材質牌號
標準體系 | 牌號 | 純度要求 | 適用場景 |
ASTM | Grade 2 | ≥99.7% Ti | 常規裝飾鍍膜、工具涂層 |
GB/T 3620.1 | TA1 | ≥99.9% Ti | 光學鍍膜、半導體封裝 |
JIS H 4650 | TP340 | ≥99.8% Ti | 顯示面板ITO導電層 |
特殊高純 | Ti-5N | 99.999% Ti | EUV光刻機反射鏡鍍膜 |
4、執行標準
國際標準:
ASTM B338: 鈦及鈦合金無縫管(規定尺寸公差±0.1mm)
ISO 5832-2: 外科植入物用鈦材(適用于醫療鍍膜靶材)
中國標準:
GB/T 3624: 鈦及鈦合金管材(壁厚公差±10%)
GB/T 5193: 濺射靶材晶粒度要求(晶粒尺寸≤50 μm)
5、應用領域
領域 | 具體應用 | 性能要求 |
顯示面板 | OLED陽極層、TFT導電層 | 純度≥99.95%,氧含量<500 ppm |
光伏產業 | 薄膜太陽能電池背電極 | 厚度均勻性CV≤2% |
醫療器械 | 人工關節抗菌涂層 | 符合ISO 10993生物相容性標準 |
汽車玻璃 | 隔熱Low-E膜 | 耐高溫循環(-30~300℃) |
6、與其他鈦靶類型的區別
參數 | 鈦管靶 | 鈦板靶 | 鈦靶塊(柱狀靶) |
形狀 | 空心圓柱(Φ50-500mm×L≤3m) | 平面矩形/圓形 | 實心圓柱/立方體 |
濺射方式 | 旋轉陰極(動態鍍膜) | 固定陰極(靜態鍍膜) | 磁控掃描濺射 |
材料利用率 | 80-90% | 40-60% | 50-70% |
典型應用 | 卷繞式連續鍍膜 | 小面積精密鍍膜 | 高功率脈沖濺射(HiPIMS) |
成本 | 高(需精密離心鑄造) | 中 | 低 |
7、選購方法
尺寸匹配:
內徑需與旋轉陰極軸公差配合(推薦H7/g6間隙配合)
長度根據鍍膜腔室尺寸選擇(常見1-2.5m)
純度驗證:
要求提供GDMS報告(重點關注Al≤50 ppm、Fe≤100 ppm)
結構檢測:
超聲波探傷(UT)檢測壁厚均勻性(偏差≤±0.2mm)
EBSD分析晶粒取向(擇優取向(002)面占比≥60%)
供應商資質:
需具備真空自耗電弧爐(VAR)+冷軋(Pilger Mill)生產線
8、注意事項
安裝精度:
同心度偏差≤0.05mm/m,防止旋轉振動導致膜層波紋
冷卻系統:
水溫需控制在15-25℃,流量≥20 L/min(避免靶材過熱變形)
壽命管理:
當壁厚磨損至原始值50%(如初始10mm剩5mm)時需更換
安全規范:
鈦粉塵爆炸濃度下限為45 g/m3,加工區需配備NFPA 68標準防爆系統
鈦管靶憑借其高材料利用率和均勻鍍膜特性,在顯示面板(如G10.5代線需Φ450×2500mm靶管)和光伏領域占據主導地位。相比鈦板靶,其采購成本高約30%,但綜合鍍膜效率提升50%以上。特殊應用(如EUV鍍膜)需選擇單晶鈦管靶(晶向偏差<1°),并配合離子束輔助沉積(IBAD)工藝,實現膜層表面粗糙度<0.2 nm。