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構，專為磁控濺射設備設計，通過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。其核心應用場景包括半導體制造、光學鍍膜、裝飾涂層及工業耐磨防護等領域。
2、性能特點
高純度：純度等級從 3N5（99.95%） 到 5N（99.999%），雜質（Fe、O、C等）含量嚴格控制在ppm級。
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%以內）。
耐高溫性：熔點1668°C，適配高功率濺射工藝（≤15 W/cm2）。
邊緣效應控制：通過優化磁場設計，減少靶材邊緣與中心區域的濺射速率差異。
3、材質與制造工藝
材質：
純鈦：ASTM Grade 1（低氧）、Grade 2（通用級）或定制高純鈦（4N5級以上）。
復合結構：鈦靶板與銅/鉬背板通過真空擴散焊接，提升導熱性（導熱系數≥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），去除揮發性雜質（如Mg、Cl）。
塑性加工：
熱軋（900-1000°C）→冷軋→退火（消除內應力）。
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、執行標準
| 標準類型 | 具體標準 |
| 國際標準 | ASTM B348（鈦及鈦合金板材）、SEMI F47（半導體靶材通用規范） |
| 國內標準 | 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規范） |
| 行業規范 | VDI 3198（涂層結合強度測試）、ISO 1463（膜厚測量標準） |
5、應用領域
半導體制造：
銅互連阻擋層（Ti/TiN）、晶圓級封裝（WLP）的粘附層。
光學鍍膜：
手機屏幕抗反射層（400-700 nm波段透過率≥98%）、激光鏡面高反射膜。
工業涂層：
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、光伏電池電極導電層。
6、與其他鈦靶的異同對比
| 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 | 實心圓柱體 | 平板/塊狀（含Al、V等） |
| 濺射均勻性 | 需優化磁場設計（±5%） | 旋轉濺射（±3%） | 固定濺射（±5%） | 合金元素偏析風險（±8%） |
| 利用率 | 30-40%（邊緣損耗高） | 70%以上（旋轉動態利用） | 50-60% | 40-50% |
| 加工難度 | 中（大尺寸軋制技術） | 高（精密焊接要求） | 高（復合焊接工藝） | 中（合金均勻性控制） |
| 成本 | 高（材料損耗大） | 中高 | 高 | 中等 |
| 適用場景 | 大面積靜態鍍膜（如G6代線） | 連續生產（G10.5代線） | 高功率濺射（半導體設備） | 耐磨涂層（航空部件） |
7、選購方法與注意事項
選購方法
純度與雜質檢測：
要求 GDMS（輝光放電質譜）報告，重點核查Fe（≤50 ppm）、O（≤300 ppm）、C（≤100 ppm）。
若用于光學鍍膜，需額外控制Al、Si含量（均≤10 ppm）。
微觀結構驗證：
SEM分析：晶粒尺寸≤50 μm，無氣孔、裂紋（氣孔率≤0.1%）。
XRD檢測：確認晶相為純α-Ti（六方密堆積結構）。
尺寸適配性：
靶板厚度通常為6-12 mm，尺寸需匹配設備腔體（如G5代線靶板長度≥2000 mm）。
供應商評估：
優先選擇具備 EBM熔煉+熱等靜壓（HIP） 技術的廠商（如美國H.C. Starck、日本東邦鈦）。
查看是否通過 ISO 9001 和 IATF 16949（汽車行業）認證。
注意事項
儲存與運輸：
真空鋁箔袋封裝，充氬氣保護，垂直放置避免變形（儲存濕度<30% RH）。
運輸時使用防震木箱，避免靶板邊緣磕碰（建議溫度10-30°C）。
安裝與使用：
安裝前用 無水乙醇+無塵布 擦拭靶面，確保無指紋或油污。
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）。
工藝優化：
半導體鍍膜：濺射氣壓0.2-0.3 Pa，基片溫度≤200°C（防止熱應力導致晶圓翹曲）。
裝飾鍍層：氮氣流量占比50%-70%，偏壓控制在-50至-100 V（增強膜層附著力）。
維護與報廢：
定期翻轉靶板（每200小時工作后調換方向），剩余厚度<15%時需更換。
報廢靶板可回收重熔，但需檢測再生材料的雜質增量（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，成為半導體、光學及工業涂層領域的核心材料。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，純度更高但需依賴復合背板提升散熱效率。選購時需嚴格把控純度、微觀結構及供應商工藝能力，使用中需優化濺射參數與維護流程，以平衡鍍膜質量與成本效益。對于高世代面板產線（如G10.5）或超精密光學鍍膜，建議選用4N5級以上靶材；而中低端工業場景可選用3N5級靶板以降低成本。
