溅射钛靶材是指通过磁控溅射、多弧离子镀或其他类型的镀膜设备在适当工艺条件下溅射沉积在基板上形成各种功能薄膜的溅射源。溅射靶材广泛应用于装饰、工模具、玻璃、电子器件、半导体、磁记录、平面显示、太阳能电池等众多领域,不同领域需要的靶材各不相同。溅射靶材根据成分可以分为纯金属靶材、合金靶材、氧化物靶材、硅化物靶材等多个品种;根据生产方法可以分为粉末靶、熔炼靶和喷涂靶;按照形状可以分为平面靶材和管状靶材,平面靶材又可以分为矩形靶和圆弧靶。
近年来,随着电镀和化学镀等传统表面改性技术的局限性日益突出,以物理气相沉积(PVD)和化学气相沉积(CVD)为主要工艺方法的真空镀膜技术取得了突飞猛进的发展,其中PVD制备过程所需要的溅射靶材市场需求量日趋旺盛。据统计,全球范围内靶材的市场需求量每年以20%的速度增长,中国作为全球制造业大国,其靶材的市场需求量更是每
年以超过30%的速度增长。若不计贵金属靶材,保守估计目前每年各领域所需要的靶材总量价值约100亿元人民币左右。
1、装饰镀膜
装饰镀膜主要是指手机、手表、眼镜、卫生洁具、五金零件等产品的表面镀膜,不仅起到美化色彩的作用,同时也具有耐磨、耐蚀等功能。人民生活水平的不断提高,要求越来越多的日常用品进行装饰性镀膜,因此装饰镀膜用靶材的需求量日益扩大。装饰镀膜用靶材主要品种有:铬(Cr)靶、钛(Ti)靶、锆(Zr)、镍(Ni)、钨(W)、钛铝(TiA1)、不锈钢靶等。
2、工模具镀膜
主要是用于工具、模具的表面强化,能显著提高工具、模具的使用寿命和被加工零件的质量。近年来,在航空航天和汽车产业发展的带动下,全球制造业的技术水平和生产效率有了长足进步,对高性能刀具、模具的需求量日益增加。目前,全球工模具镀膜市场主要在欧美和日本。据统计,发达国家机加工用刀具的镀膜比例已超过90% 。我国刀具镀膜比例也在不断提升,刀具镀膜用靶材的需求量日益扩大。工模具镀膜用靶材主要品种有:TiAl靶、铬铝(CrA1)靶、Cr靶、Ti靶等。
3、玻璃镀膜
靶材在玻璃上的应用主要是制作低辐射镀膜玻璃,即利用磁控溅射原理在玻璃上溅射多层薄膜,以达到节能、控光、装饰的作用。低辐射镀膜玻璃又称节能玻璃,近年来,随着节
能减排和改善人们生活质量需求的增加,传统的建筑玻璃正逐渐被节能玻璃所取代。正是在这种市场需求的推动下,目前几乎所有的大型玻璃深加工企业都在快速增加镀膜玻璃生
产线。与此相对应,镀膜用靶材的需求量快速增长,靶材主要品种有:银(ag)靶、Cr靶、Ti靶、镍铬(NiCr)靶、锌锡(ZnSn)靶、硅铝(Sia1)靶、氧化钛(Ti O )靶等。
靶材在玻璃上的另一个重要应用是制备汽车后视镜,主要是铬靶、铝靶、氧化钛靶等。随着汽车后视镜档次要求的不断提高,很多企业纷纷从原来的镀铝工艺转成真空溅射镀
铬工艺。
4、电子器件镀膜
电子器件镀膜主要用于薄膜电阻和薄膜电容。薄膜电阻可以提供10~1000M Q电阻,而且电阻温度系数小、稳定性好,可以有效减小器件的尺寸。
薄膜电阻用靶材有NiCr靶、镍铬硅(NiCrSi)靶、铬硅(CrSi)靶、钽(Ta)靶、镍铬铝(NiCrA1)靶等。
5、磁记录镀膜
21世纪是经济信息化、信息数字化的高科技时代。信息超高密度储存和高速传输的要求,推动信息高技术的进一步发展。先进的电子计算机和获取、处理、存储、传递各种信息的自动化设备都需要储存器,信息存储包括磁信息存储、磁光信息存储和全光信息存储等。磁存储器如磁盘、磁头、磁鼓、磁带等是利用磁性材料的铁磁特性实现信息存储的。溅射薄膜记录用的靶材包括C r基、钴(CO)基、钴铁(CoFe)基、Ni基等合金。
6、平面显示镀膜
便携式个人计算机、电视、手机等对平板显示器件需求急剧增长的刺激,极大地促进了各类平板显示器件的发展。平板显示器种类有:液晶显示器件(LCD)、等离子体显示器件
(PDP)、薄膜晶体管液晶平板显示器(TFT—LCD)等。所有这些平板显示器件都要用到各种类型的薄膜,没有薄膜技术就没有平板显示器件。平板显示器多由金属电极、透明导电极、绝缘层、发光层组成,为了保证大面积膜层的均匀性,提高生产率和降低成本,溅射技术越来越多地被用来制备这些膜层。平面显示镀膜用靶材主要品种有:钛靶、铬靶、钼)靶、Al靶、铝合金靶,铜(CU)靶、铜合金和掺锡氧化铟(IT0)靶材等。
7、半导体镀膜
信息技术的飞速发展,要求集成电路的集成度越来越高,电路中单元器件尺寸不断缩小,元件尺寸由毫米级到微米级,再到纳米级。每个单元器件内部由衬底、绝缘层、介质层、导体层及保护层等组成,其中,介质层、导体层甚至保护层都要用到溅射镀膜工艺,因此溅射靶材是制备集成电路的核心材料之一。半导体镀膜用靶材主要品种有w、钨钛(wTi)、Ti、Ta、A1、Cu等,要求靶材纯度很高,一般在4N或5N以上,因此半导体镀膜用靶材价格昂贵。
8、太阳能电池镀膜
随着传统石化燃料能源的日益减少,全世界都把目光投向了可再生能源,太阳能以其独有的优势成为人们重视的焦点,主要是把太阳光能转换为热能和电能。其中光一电转换是
通过光电效应直接把光能转换成电能的太阳能电池来完成,目前,太阳能电池已经发展到了第三代。第一代是单晶硅太阳能电池,第二代是非晶硅和多晶硅太阳能电池,第三代是薄膜太阳能电池(铜铟镓硒[C IGs]为代表),而溅射镀膜工艺是被优先选用的制备方法。全球低碳经济的兴起,为新能源、新材料的发展提供了广阔前景,全球各大靶材供应商都将太阳能电池镀膜用靶材作为重要的研发产品,太阳能电池镀膜正以爆炸式的方式增长。以2005年太阳能电池装机量为基准,年递增率分别为23%、40%、67%预估。太阳能电池镀膜用靶材主要品种有:氧化锌铝(AzO)靶、氧化锌(ZnO)靶、锌铝(ZnA1)靶、钼(Mo)靶、硫化镉(CdS)靶、铜铟镓硒(CulnGaSe)等。
相关链接