1、钛管靶
镀膜用钛管靶是一种空心圆柱形的高纯度钛材料,专为磁控溅射(尤其是旋转溅射工艺)设计,通过离子轰击钛管表面溅射出钛原子或离子,在基材表面形成功能性薄膜(如导电层、阻挡层或装饰层)。其结构特点可实现 360°溅射,显著提高靶材利用率(可达70%以上),适用于大面积连续镀膜场景。
2、性能特点
高纯度:纯度≥99.95%(3N5级及以上),杂质(Fe、O、C等)严格控制在ppm级,确保薄膜性能稳定。
高密度:≥4.5 g/cm³,减少溅射颗粒飞溅,降低膜层缺陷。
热传导性:钛的低热膨胀系数(8.6×10⁻⁶/K)和良好导热性(21.9 W/m·K),适合长时间高温溅射。
结构优势:空心管状设计配合旋转溅射,膜厚均匀性(±3%以内)优于静态板靶。
耐腐蚀性:钛的钝化膜(TiO₂)使其在酸碱环境中长期稳定。
3、材质与制造工艺
材质:
高纯钛(ASTM Grade 1或2),纯度等级:3N5(99.95%)至5N(99.999%)。
特殊需求时内壁复合背板材料(如铜、铝)以增强散热。
制造工艺:
原料提纯:电子束熔炼(EBM)或真空电弧熔炼(VAR),去除挥发性杂质。
塑性成型:热挤压→旋压→冷轧,形成管状坯体。
焊接密封:采用真空电子束焊接(EBW)封闭管端,避免溅射时气体泄漏。
表面处理:内外壁精密抛光(Ra≤0.6 μm)→超声波清洗→真空封装。
4、执行标准
标准类型 | 具体标准 |
国际标准 | ASTM B338(钛及钛合金无缝管)、SEMI F47(半导体靶材通用规范) |
国内标准 | GB/T 3625(钛及钛合金管材)、SJ/T 11609-2016(平板显示用溅射靶材技术规范) |
行业定制 | 显示面板厂商对管靶壁厚公差(如±0.1 mm)及同心度(≤0.05 mm)的特殊要求 |
5、应用领域
半导体制造:铜互连阻挡层(Ti/TiN)、ALD/CVD前驱体薄膜。
平面显示:TFT-LCD阵列的铜扩散阻挡层、OLED阳极附着层。
光学镀膜:望远镜镜面反射层、手机摄像头滤光片。
装饰镀膜:智能手表表壳的氮化钛(TiN)仿金涂层。
新能源:燃料电池双极板防腐蚀镀层、光伏电池电极。
6、钛管靶、钛板靶、钛靶块的异同对比
特性 | 钛管靶 | 钛板靶 | 钛靶块 |
形状 | 空心圆柱体(壁厚3-10 mm) | 平面矩形/圆形板状 | 实心长方体/异形块体 |
溅射方式 | 旋转溅射(动态利用率高) | 静态磁控溅射(边缘易损耗) | 局部溅射(适用小面积镀膜) |
均匀性 | 膜厚波动≤±3%(旋转对称性优) | 边缘膜厚偏差可达±8% | 需多次调整溅射参数 |
加工难度 | 高(需精密焊接与同心度控制) | 中(大尺寸轧制技术) | 低(机加工灵活) |
成本 | 中高(材料利用率70%) | 高(利用率仅30-40%) | 低(小批量定制经济) |
适用场景 | 连续生产的大面积镀膜(如G10.5代线) | 中小尺寸设备(如G6代线) | 实验室研发或特殊形状镀膜 |
7、选购方法与注意事项
1)选购方法
纯度与杂质检测:
要求 GDMS报告,重点核查Fe(≤50 ppm)、O(≤300 ppm)、C(≤100 ppm)含量。
验证晶粒尺寸(SEM图像分析,目标≤50 μm)。
几何精度验证:
管靶壁厚公差(±0.1 mm)、同心度(≤0.05 mm)、直线度(≤0.1 mm/m)。
供应商评估:
优先选择具备 EBM熔炼+电子束焊接 技术的厂商,确保管靶致密无气孔。
查看历史案例(如是否供应京东方、三星等头部面板厂商)。
性价比分析:
计算单位镀膜面积的靶材成本(元/㎡),对比不同纯度等级(4N vs. 5N)的性价比。
2)注意事项
储存与运输:
真空充氩包装,避免管靶内壁氧化(储存湿度<30% RH)。
运输时使用定制支架固定,防止管体变形或端面磕碰。
安装与使用:
安装前用无水乙醇擦拭内壁,确保冷却水路无杂质堵塞。
初始溅射功率需阶梯式递增(如从5 W/cm²逐步升至15 W/cm²),避免热应力开裂。
维护与报废:
定期检查管靶壁厚(剩余厚度<1 mm时需更换)。
报废钛管靶可回收重熔,但需检测二次熔炼后的杂质累积情况。
镀膜用钛管靶凭借其高利用率、优异膜厚均匀性和旋转溅射适应性,成为大面积连续镀膜的核心材料。相较于钛板靶和靶块,钛管靶在量产效率和成本控制上更具优势,但对加工精度(如焊接密封性、几何公差)要求严苛。选购时需重点把控纯度、微观结构及供应商的工艺能力,使用中需优化溅射参数与维护流程,以延长靶材寿命并保障镀膜质量。