1、定義
鈦管靶是一種中空?qǐng)A柱形鈦金屬材料,專為旋轉(zhuǎn)陰極濺射鍍膜設(shè)計(jì),通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)(通常200-500 rpm)實(shí)現(xiàn)靶材表面均勻刻蝕,提升材料利用率(可達(dá)80%以上,而平面靶僅40-60%)。
2、性能特點(diǎn)
特性 | 數(shù)值/描述 | 優(yōu)勢(shì) |
濺射均勻性 | 膜厚偏差≤±3% (對(duì)比平面靶±8%) | 適合大面積連續(xù)鍍膜(如卷繞式鍍膜生產(chǎn)線) |
散熱效率 | 水冷系統(tǒng)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(jī)械強(qiáng)度 | 壁厚≥5mm時(shí)抗彎強(qiáng)度≥300 MPa | 可承受高速旋轉(zhuǎn)離心力 |
3、常用材質(zhì)牌號(hào)
標(biāo)準(zhǔn)體系 | 牌號(hào) | 純度要求 | 適用場(chǎng)景 |
ASTM | Grade 2 | ≥99.7% Ti | 常規(guī)裝飾鍍膜、工具涂層 |
GB/T 3620.1 | TA1 | ≥99.9% Ti | 光學(xué)鍍膜、半導(dǎo)體封裝 |
JIS H 4650 | TP340 | ≥99.8% Ti | 顯示面板ITO導(dǎo)電層 |
特殊高純 | Ti-5N | 99.999% Ti | EUV光刻機(jī)反射鏡鍍膜 |
4、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)
國(guó)際標(biāo)準(zhǔn):
ASTM B338: 鈦及鈦合金無(wú)縫管(規(guī)定尺寸公差±0.1mm)
ISO 5832-2: 外科植入物用鈦材(適用于醫(yī)療鍍膜靶材)
中國(guó)標(biāo)準(zhǔn):
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(yīng)用領(lǐng)域
領(lǐng)域 | 具體應(yīng)用 | 性能要求 |
顯示面板 | OLED陽(yáng)極層、TFT導(dǎo)電層 | 純度≥99.95%,氧含量<500 ppm |
光伏產(chǎn)業(yè) | 薄膜太陽(yáng)能電池背電極 | 厚度均勻性CV≤2% |
醫(yī)療器械 | 人工關(guān)節(jié)抗菌涂層 | 符合ISO 10993生物相容性標(biāo)準(zhǔn) |
汽車玻璃 | 隔熱Low-E膜 | 耐高溫循環(huán)(-30~300℃) |
6、與其他鈦靶類型的區(qū)別
參數(shù) | 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(shí)心圓柱/立方體 |
濺射方式 | 旋轉(zhuǎn)陰極(動(dòng)態(tài)鍍膜) | 固定陰極(靜態(tài)鍍膜) | 磁控掃描濺射 |
材料利用率 | 80-90% | 40-60% | 50-70% |
典型應(yīng)用 | 卷繞式連續(xù)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(gòu)方法
尺寸匹配:
內(nèi)徑需與旋轉(zhuǎn)陰極軸公差配合(推薦H7/g6間隙配合)
長(zhǎng)度根據(jù)鍍膜腔室尺寸選擇(常見(jiàn)1-2.5m)
純度驗(yàn)證:
要求提供GDMS報(bào)告(重點(diǎn)關(guān)注Al≤50 ppm、Fe≤100 ppm)
結(jié)構(gòu)檢測(cè):
超聲波探傷(UT)檢測(cè)壁厚均勻性(偏差≤±0.2mm)
EBSD分析晶粒取向(擇優(yōu)取向(002)面占比≥60%)
供應(yīng)商資質(zhì):
需具備真空自耗電弧爐(VAR)+冷軋(Pilger Mill)生產(chǎn)線
8、注意事項(xiàng)
安裝精度:
同心度偏差≤0.05mm/m,防止旋轉(zhuǎn)振動(dòng)導(dǎo)致膜層波紋
冷卻系統(tǒng):
水溫需控制在15-25℃,流量≥20 L/min(避免靶材過(guò)熱變形)
壽命管理:
當(dāng)壁厚磨損至原始值50%(如初始10mm剩5mm)時(shí)需更換
安全規(guī)范:
鈦粉塵爆炸濃度下限為45 g/m3,加工區(qū)需配備NFPA 68標(biāo)準(zhǔn)防爆系統(tǒng)
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(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位。相比鈦板靶,其采購(gòu)成本高約30%,但綜合鍍膜效率提升50%以上。特殊應(yīng)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(shí)現(xiàn)膜層表面粗糙度<0.2 nm。