1、定义
钛靶板（钛平面靶）是一种平板状的高纯度钛溅射靶材，通常为矩形或圆形薄板结构，专为磁控溅射设备设计，通过离子轰击钛表面溅射出钛原子或离子，在基材表面沉积均匀的功能性薄膜。其核心应用场景包括半导体制造、光学镀膜、装饰涂层及工业耐磨防护等领域。
2、性能特点
高纯度：纯度等级从 3N5（99.95%） 到 5N（99.999%），杂质（Fe、O、C等）含量严格控制在ppm级。
高密度：≥4.5 g/cm³（接近理论密度4.506 g/cm³），减少溅射颗粒飞溅和薄膜缺陷。
均匀成膜：靶面晶粒尺寸≤50 μm，确保膜厚均匀性（±5%以内）。
耐高温性：熔点1668°C，适配高功率溅射工艺（≤15 W/cm²）。
边缘效应控制：通过优化磁场设计，减少靶材边缘与中心区域的溅射速率差异。
3、材质与制造工艺
材质：
纯钛：ASTM Grade 1（低氧）、Grade 2（通用级）或定制高纯钛（4N5级以上）。
复合结构：钛靶板与铜/钼背板通过真空扩散焊接，提升导热性（导热系数≥200 W/m·K）。
制造工艺：
原料提纯：
电子束熔炼（EBM）或真空自耗电弧熔炼（VAR），去除挥发性杂质（如Mg、Cl）。
塑性加工：
热轧（900-1000°C）→冷轧→退火（消除内应力）。
精密加工：
线切割成型→表面镜面抛光（Ra≤0.4 μm）→超声波清洗（去除微颗粒）。
复合焊接：
钛-铜界面采用真空热压焊（温度750-850°C，压力30-50 MPa）。
4、执行标准
| 标准类型 | 具体标准 |
| 国际标准 | ASTM B348（钛及钛合金板材）、SEMI F47（半导体靶材通用规范） |
| 国内标准 | GB/T 3621（钛及钛合金板材）、SJ/T 11609-2016（平板显示用溅射靶材技术规范） |
| 行业规范 | VDI 3198（涂层结合强度测试）、ISO 1463（膜厚测量标准） |
5、应用领域
半导体制造：
铜互连阻挡层（Ti/TiN）、晶圆级封装（WLP）的粘附层。
光学镀膜：
手机屏幕抗反射层（400-700 nm波段透过率≥98%）、激光镜面高反射膜。
工业涂层：
切削刀具的TiAlN涂层（硬度≥3000 HV）、模具的TiCN耐磨层。
装饰镀膜：
智能手表表壳的氮化钛（TiN）仿金涂层、卫浴五金件防指纹镀层。
新能源：
燃料电池双极板防腐蚀涂层、光伏电池电极导电层。
6、与其他钛靶的异同对比
| 特性 | 钛靶板（平面靶） | 钛管靶 | 钛圆柱靶 | 钛合金靶（Ti6Al4V） |
| 形状 | 平板（矩形/圆形） | 空心圆柱体 | 实心圆柱体 | 平板/块状（含Al、V等） |
| 溅射均匀性 | 需优化磁场设计（±5%） | 旋转溅射（±3%） | 固定溅射（±5%） | 合金元素偏析风险（±8%） |
| 利用率 | 30-40%（边缘损耗高） | 70%以上（旋转动态利用） | 50-60% | 40-50% |
| 加工难度 | 中（大尺寸轧制技术） | 高（精密焊接要求） | 高（复合焊接工艺） | 中（合金均匀性控制） |
| 成本 | 高（材料损耗大） | 中高 | 高 | 中等 |
| 适用场景 | 大面积静态镀膜（如G6代线） | 连续生产（G10.5代线） | 高功率溅射（半导体设备） | 耐磨涂层（航空部件） |
7、选购方法与注意事项
选购方法
纯度与杂质检测：
要求 GDMS（辉光放电质谱）报告，重点核查Fe（≤50 ppm）、O（≤300 ppm）、C（≤100 ppm）。
若用于光学镀膜，需额外控制Al、Si含量（均≤10 ppm）。
微观结构验证：
SEM分析：晶粒尺寸≤50 μm，无气孔、裂纹（气孔率≤0.1%）。
XRD检测：确认晶相为纯α-Ti（六方密堆积结构）。
尺寸适配性：
靶板厚度通常为6-12 mm，尺寸需匹配设备腔体（如G5代线靶板长度≥2000 mm）。
供应商评估：
优先选择具备 EBM熔炼+热等静压（HIP） 技术的厂商（如美国H.C. Starck、日本东邦钛）。
查看是否通过 ISO 9001 和 IATF 16949（汽车行业）认证。
注意事项
储存与运输：
真空铝箔袋封装，充氩气保护，垂直放置避免变形（储存湿度<30% RH）。
运输时使用防震木箱，避免靶板边缘磕碰（建议温度10-30°C）。
安装与使用：
安装前用 无水乙醇+无尘布 擦拭靶面，确保无指纹或油污。
初始溅射功率需逐步增加（如5 W/cm²→10 W/cm²→15 W/cm²，每阶段10分钟）。
工艺优化：
半导体镀膜：溅射气压0.2-0.3 Pa，基片温度≤200°C（防止热应力导致晶圆翘曲）。
装饰镀层：氮气流量占比50%-70%，偏压控制在-50至-100 V（增强膜层附着力）。
维护与报废：
定期翻转靶板（每200小时工作后调换方向），剩余厚度<15%时需更换。
报废靶板可回收重熔，但需检测再生材料的杂质增量（如O含量增加≤100 ppm）。
钛靶板（平面靶）凭借其大面积成膜能力与高纯度特性，成为半导体、光学及工业涂层领域的核心材料。相较于钛管靶，其边缘损耗较高但兼容性更广；与钛合金靶相比，纯度更高但需依赖复合背板提升散热效率。选购时需严格把控纯度、微观结构及供应商工艺能力，使用中需优化溅射参数与维护流程，以平衡镀膜质量与成本效益。对于高世代面板产线（如G10.5）或超精密光学镀膜，建议选用4N5级以上靶材；而中低端工业场景可选用3N5级靶板以降低成本。
