集成電路和平面顯示器用鈦靶材的應(yīng)用及性能要求
磁控濺射鈦靶材主要應(yīng)用于電子及信息產(chǎn)業(yè)，如集成電路、平面顯示屏和家裝汽車行業(yè)裝飾鍍膜領(lǐng)域，如玻璃裝飾鍍膜和輪轂裝飾鍍膜等。不同行業(yè)鈦靶材要求也有很大差別，主要包括：純度、微觀組織、焊接性能、尺寸精度幾個(gè)方面，如表1所示。
1、集成電路用鈦靶材
集成電路鈦靶材純度主要大于99.99５％以上，目前主要依賴進(jìn)口。2013年，我國集成電路產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)銷售收入2508億元，進(jìn)口額高達(dá)2313億美元，首次成為我國第一大進(jìn)口商品。2014年，集成電路產(chǎn)業(yè)銷售收入為2672億元，進(jìn)口額仍達(dá)到2176億美元。集成電路用靶材在全球靶材市場中占較大份額。鈦靶材原材料方面：高純鈦生產(chǎn)主要集中在美國、日本等國家，如美國Honeywell，日本東邦、日本大阪鈦業(yè)；國內(nèi)起步較晚，2010年后北京有色金屬研究院、遵義鈦業(yè)、寧波創(chuàng)潤等陸續(xù)推出國產(chǎn)的高純鈦產(chǎn)品，但是產(chǎn)品穩(wěn)定性還待提高。
鈦靶材的結(jié)構(gòu)發(fā)展方面：早期芯片代工廠利潤空間大，主要使用100～1５0ｍｍ 磁控濺射機(jī)臺(tái)，而且功率小，濺射薄膜較厚，芯片的尺寸較大，單體靶材的性能能夠滿足當(dāng)時(shí)機(jī)臺(tái)的使用要求，當(dāng)時(shí)集成電路用鈦靶材主要100～150mm單體和組合型靶材，如典型31８0型，3290型靶材等。第二階段，按照摩爾定律發(fā)展，芯片線寬變窄，芯片代工廠主要使用150～200mm濺射機(jī)臺(tái)，為提高利潤空間，機(jī)臺(tái)的濺射功率提高，這就要求靶材尺寸加大，同時(shí)保持高導(dǎo)熱、低價(jià)格和一定的強(qiáng)度，本時(shí)期鈦靶材以鋁合金背板擴(kuò)散焊接和銅合金背板釬焊焊接兩種結(jié)構(gòu)為主，如典型TN、TTN型，Endura5500型等靶材。第三階段，隨集成電路發(fā)展，芯片線寬進(jìn)一步變窄，此
時(shí)芯片代工廠主要使用200～300mm濺射機(jī)臺(tái)，為進(jìn)一步提高利潤空間，機(jī)臺(tái)的濺射功率提高，這就要求靶材尺寸加大，同時(shí)保持高導(dǎo)熱和足夠的強(qiáng)度。本時(shí)期鈦靶材以銅合金背板擴(kuò)散焊接為主，如主流SIP型靶材如圖1所示。
鈦靶材加工制造方面：早期國內(nèi)外市場基本被美國、日本等大的靶材制造商壟斷，2000年后國內(nèi)的制造業(yè)逐步進(jìn)入靶材市場，開始進(jìn)口高純鈦原材料加工低端的靶材，最近幾年國內(nèi)鈦靶材制造企業(yè)發(fā)展較快，市場份額逐步擴(kuò)大到臺(tái)灣、歐美等市場，如有研億金和江峰電子兩企業(yè)專注靶材制造多年。國內(nèi)的靶材制造企業(yè)也正在和國內(nèi)的磁控濺射機(jī)臺(tái)制造商聯(lián)合開發(fā)靶材，推動(dòng)國內(nèi)集成電路磁控濺射產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
2、平面顯示器用鈦靶材
平面顯示器包括：液晶顯示器（LCD）、等離子體顯示器（PDP）、場致發(fā)光顯示器（E-L）、場發(fā)射顯示器（FED）。目前，在平面顯示器市場中以液晶顯示器LCD市場最大，份額高達(dá)90％以上。LCD被認(rèn)為是目前最有應(yīng)用前景的平板顯示器件，它的出現(xiàn)大大擴(kuò)展了顯示器的應(yīng)用范圍，從筆記本電腦顯示器、臺(tái)式電腦監(jiān)視器、高清晰液晶電視以及移動(dòng)通信，各種新型LCD產(chǎn)品正在沖擊著人們的生活習(xí)慣，并推動(dòng)著世界信息產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展。TFT-LCD技術(shù)是微電子技術(shù)與液晶顯示器技術(shù)巧妙結(jié)合的一
種技術(shù)，目前已經(jīng)成為平面顯示主流技術(shù)，其中又分Al-Mo、Al－鈦、Cu-Mo等工藝。平面顯示器的薄膜多采用濺射成形。Al、Cu、鈦、Mo等靶材是目前平
面顯示器主要金屬靶材，平面顯示器用鈦靶材純度大于99.9％，此原材料能夠國產(chǎn)。TFT-LCD6代線用平面鈦靶材尺寸比較大，結(jié)構(gòu)采用銅合金水冷背板靶材，如圖2所示，應(yīng)用有中電熊貓等。目前中國自主建設(shè)的全球最高世代線－合肥10.５代線主要生產(chǎn)大尺寸超高清液晶顯示屏，設(shè)計(jì)產(chǎn)能為每月9萬片玻璃基板，玻璃基板尺寸為3370×2940mm，總投資400億元，預(yù)計(jì)2018年二季度投產(chǎn)，采用濺射機(jī)臺(tái)及相應(yīng)的技術(shù)和靶材還不確定。
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