1、定義
光學涂層用鈦靶材是一種高純度鈦材料(通常純度≥99.9%),通過物理氣相沉積(PVD)或濺射技術制備光學薄膜(如增透膜、反射膜等),廣泛應用于精密光學器件(鏡頭、濾光片、激光鏡等)。
2、性能特點
超高純度:避免雜質導致光學散射或吸收。
致密性:密度≥4.5 g/cm3,減少濺射過程中的顆粒飛濺。
晶粒均勻性:晶粒尺寸≤50 μm,確保鍍膜厚度一致性。
耐高溫性:熔點1668℃,適合高能濺射環境。
低氣體含量:氧含量<500 ppm,氫含量<50 ppm,防止鍍膜氣泡。
3、制造工藝
原料處理:海綿鈦(純度99.95%)經電子束熔煉(EBM)去除揮發性雜質。
熱機械加工:多道次熱軋(溫度800-1000℃)細化晶粒,后續退火消除應力。
精密加工:線切割/CNC加工至±0.1 mm公差,表面粗糙度Ra≤0.8 μm。
清洗包裝:超凈室清洗(Class 100),真空密封防氧化。
4、執行標準
標準類型 | 具體標準 | 關鍵指標 |
國際標準 | ASTM B299(鈦及鈦合金鑄錠) | 純度≥99.9%, O<700 ppm |
中國標準 | GB/T 3620.1(鈦及鈦合金牌號) | TA1級工業純鈦 |
行業規范 | SEMI F47(半導體材料標準) | 雜質總含量<0.1% |
5、應用領域
精密光學:相機鏡頭(如蔡司T*鍍膜)、激光諧振腔鏡(反射率>99.5%)。
航空航天:衛星光學傳感器抗輻射涂層(厚度誤差<5 nm)。
醫療設備:內窺鏡防反射膜(透光率提升至99.8%)。
6、與其他鈦靶材的區別
類型 | 光學涂層靶材 | 鍍膜鈦靶材 | 半導體靶材 | 平面顯示靶材 |
純度要求 | ≥99.99% | ≥99.9% | ≥99.999% (5N) | ≥99.95% |
關鍵指標 | 低氧、低氫 | 密度均勻性 | 超低Al/Ca/Fe | 大尺寸(>2m) |
典型應用 | 激光鏡面 | 工具硬質涂層 | 晶圓金屬化層 | OLED陽極層 |
加工精度 | 表面粗糙度Ra≤0.4 μm | Ra≤1.6 μm | 晶向控制(<2°偏差) | 平面度≤0.05mm/m |
7、選購方法
參數驗證:要求供應商提供GDMS(輝光放電質譜)報告,確認Fe<50 ppm、C<100 ppm。
結構檢測:采用EBSD(電子背散射衍射)分析晶粒取向均勻性。
供應商審核:優先選擇通過ISO 9001和IATF 16949認證的廠商。
樣品測試:在相同濺射功率(如5 kW)下測試膜層透過率(需≥99.3% @550 nm)。
8、注意事項
儲存:恒溫恒濕(20±2℃, RH<40%),拆封后需在48小時內使用。
安裝:使用銦箔(厚度0.05mm)作為背板導熱層,確保靶材與陰極接觸電阻<0.1Ω。
報廢標準:當靶面侵蝕深度超過總厚度30%時(如原始厚度10mm剩6.5mm以下),需更換以防鍍膜速率下降。
安全:鈦粉塵具有燃爆風險(爆炸下限60g/m3),加工時需配備防爆除塵系統。
光學級鈦靶材是高端鍍膜的核心材料,其性能直接影響光學系統的能量損耗(每0.1%雜質增加約2%的散射損失)。在半導體和顯示領域靶材趨向大尺寸化(如G10.5代線需4m長靶)的背景下,光學靶材更聚焦于微觀結構控制,需結合XRD(X射線衍射)進行擇優取向分析,確保(002)晶面占比>70%,以實現最優膜層生長。