1、定義
鈦靶板（鈦平面靶）是一種平板狀的高純度鈦濺射靶材，通常為矩形或圓形薄板結(jié)構(gòu)，專(zhuān)為磁控濺射設(shè)備設(shè)計(jì)，通過(guò)離子轟擊鈦表面濺射出鈦原子或離子，在基材表面沉積均勻的功能性薄膜。其核心應(yīng)用場(chǎng)景包括半導(dǎo)體制造、光學(xué)鍍膜、裝飾涂層及工業(yè)耐磨防護(hù)等領(lǐng)域。
2、性能特點(diǎn)
高純度：純度等級(jí)從 3N5（99.95%） 到 5N（99.999%），雜質(zhì)（Fe、O、C等）含量嚴(yán)格控制在ppm級(jí)。
高密度：≥4.5 g/cm3（接近理論密度4.506 g/cm3），減少濺射顆粒飛濺和薄膜缺陷。
均勻成膜：靶面晶粒尺寸≤50 μm，確保膜厚均勻性（±5%以?xún)?nèi)）。
耐高溫性：熔點(diǎn)1668°C，適配高功率濺射工藝（≤15 W/cm2）。
邊緣效應(yīng)控制：通過(guò)優(yōu)化磁場(chǎng)設(shè)計(jì)，減少靶材邊緣與中心區(qū)域的濺射速率差異。
3、材質(zhì)與制造工藝
材質(zhì)：
純鈦：ASTM Grade 1（低氧）、Grade 2（通用級(jí)）或定制高純鈦（4N5級(jí)以上）。
復(fù)合結(jié)構(gòu)：鈦靶板與銅/鉬背板通過(guò)真空擴(kuò)散焊接，提升導(dǎo)熱性（導(dǎo)熱系數(shù)≥200 W/m·K）。
制造工藝：
原料提純：
電子束熔煉（EBM）或真空自耗電弧熔煉（VAR），去除揮發(fā)性雜質(zhì)（如Mg、Cl）。
塑性加工：
熱軋（900-1000°C）→冷軋→退火（消除內(nèi)應(yīng)力）。
精密加工：
線切割成型→表面鏡面拋光（Ra≤0.4 μm）→超聲波清洗（去除微顆粒）。
復(fù)合焊接：
鈦-銅界面采用真空熱壓焊（溫度750-850°C，壓力30-50 MPa）。
4、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)
| 標(biāo)準(zhǔn)類(lèi)型 | 具體標(biāo)準(zhǔn) |
| 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) | ASTM B348（鈦及鈦合金板材）、SEMI F47（半導(dǎo)體靶材通用規(guī)范） |
| 國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn) | GB/T 3621（鈦及鈦合金板材）、SJ/T 11609-2016（平板顯示用濺射靶材技術(shù)規(guī)范） |
| 行業(yè)規(guī)范 | VDI 3198（涂層結(jié)合強(qiáng)度測(cè)試）、ISO 1463（膜厚測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)） |
5、應(yīng)用領(lǐng)域
半導(dǎo)體制造：
銅互連阻擋層（Ti/TiN）、晶圓級(jí)封裝（WLP）的粘附層。
光學(xué)鍍膜：
手機(jī)屏幕抗反射層（400-700 nm波段透過(guò)率≥98%）、激光鏡面高反射膜。
工業(yè)涂層：
切削刀具的TiAlN涂層（硬度≥3000 HV）、模具的TiCN耐磨層。
裝飾鍍膜：
智能手表表殼的氮化鈦（TiN）仿金涂層、衛(wèi)浴五金件防指紋鍍層。
新能源：
燃料電池雙極板防腐蝕涂層、光伏電池電極導(dǎo)電層。
6、與其他鈦靶的異同對(duì)比
| 特性 | 鈦靶板（平面靶） | 鈦管靶 | 鈦圓柱靶 | 鈦合金靶（Ti6Al4V） |
| 形狀 | 平板（矩形/圓形） | 空心圓柱體 | 實(shí)心圓柱體 | 平板/塊狀（含Al、V等） |
| 濺射均勻性 | 需優(yōu)化磁場(chǎng)設(shè)計(jì)（±5%） | 旋轉(zhuǎn)濺射（±3%） | 固定濺射（±5%） | 合金元素偏析風(fēng)險(xiǎn)（±8%） |
| 利用率 | 30-40%（邊緣損耗高） | 70%以上（旋轉(zhuǎn)動(dòng)態(tài)利用） | 50-60% | 40-50% |
| 加工難度 | 中（大尺寸軋制技術(shù)） | 高（精密焊接要求） | 高（復(fù)合焊接工藝） | 中（合金均勻性控制） |
| 成本 | 高（材料損耗大） | 中高 | 高 | 中等 |
| 適用場(chǎng)景 | 大面積靜態(tài)鍍膜（如G6代線） | 連續(xù)生產(chǎn)（G10.5代線） | 高功率濺射（半導(dǎo)體設(shè)備） | 耐磨涂層（航空部件） |
7、選購(gòu)方法與注意事項(xiàng)
選購(gòu)方法
純度與雜質(zhì)檢測(cè)：
要求 GDMS（輝光放電質(zhì)譜）報(bào)告，重點(diǎn)核查Fe（≤50 ppm）、O（≤300 ppm）、C（≤100 ppm）。
若用于光學(xué)鍍膜，需額外控制Al、Si含量（均≤10 ppm）。
微觀結(jié)構(gòu)驗(yàn)證：
SEM分析：晶粒尺寸≤50 μm，無(wú)氣孔、裂紋（氣孔率≤0.1%）。
XRD檢測(cè)：確認(rèn)晶相為純?chǔ)?Ti（六方密堆積結(jié)構(gòu)）。
尺寸適配性：
靶板厚度通常為6-12 mm，尺寸需匹配設(shè)備腔體（如G5代線靶板長(zhǎng)度≥2000 mm）。
供應(yīng)商評(píng)估：
優(yōu)先選擇具備 EBM熔煉+熱等靜壓（HIP） 技術(shù)的廠商（如美國(guó)H.C. Starck、日本東邦鈦）。
查看是否通過(guò) ISO 9001 和 IATF 16949（汽車(chē)行業(yè)）認(rèn)證。
注意事項(xiàng)
儲(chǔ)存與運(yùn)輸：
真空鋁箔袋封裝，充氬氣保護(hù)，垂直放置避免變形（儲(chǔ)存濕度<30% RH）。
運(yùn)輸時(shí)使用防震木箱，避免靶板邊緣磕碰（建議溫度10-30°C）。
安裝與使用：
安裝前用 無(wú)水乙醇+無(wú)塵布 擦拭靶面，確保無(wú)指紋或油污。
初始濺射功率需逐步增加（如5 W/cm2→10 W/cm2→15 W/cm2，每階段10分鐘）。
工藝優(yōu)化：
半導(dǎo)體鍍膜：濺射氣壓0.2-0.3 Pa，基片溫度≤200°C（防止熱應(yīng)力導(dǎo)致晶圓翹曲）。
裝飾鍍層：氮?dú)饬髁空急?0%-70%，偏壓控制在-50至-100 V（增強(qiáng)膜層附著力）。
維護(hù)與報(bào)廢：
定期翻轉(zhuǎn)靶板（每200小時(shí)工作后調(diào)換方向），剩余厚度<15%時(shí)需更換。
報(bào)廢靶板可回收重熔，但需檢測(cè)再生材料的雜質(zhì)增量（如O含量增加≤100 ppm）。
鈦靶板（平面靶）憑借其大面積成膜能力與高純度特性，成為半導(dǎo)體、光學(xué)及工業(yè)涂層領(lǐng)域的核心材料。相較于鈦管靶，其邊緣損耗較高但兼容性更廣；與鈦合金靶相比，純度更高但需依賴(lài)復(fù)合背板提升散熱效率。選購(gòu)時(shí)需嚴(yán)格把控純度、微觀結(jié)構(gòu)及供應(yīng)商工藝能力，使用中需優(yōu)化濺射參數(shù)與維護(hù)流程，以平衡鍍膜質(zhì)量與成本效益。對(duì)于高世代面板產(chǎn)線（如G10.5）或超精密光學(xué)鍍膜，建議選用4N5級(jí)以上靶材；而中低端工業(yè)場(chǎng)景可選用3N5級(jí)靶板以降低成本。
