鉻靶材（Chromium Target）是一種用于物理氣相沉積（PVD）、磁控濺射等薄膜制備工藝的關鍵材料，通過濺射或蒸發將鉻金屬沉積在基材表面，形成具有特定功能的薄膜。純度通常≥99.5%，常見99.9%-99.99%等級，合金靶材可調整薄膜性能。其物理性能表現為密度7.19g/cm3、熔點1857℃等，機械性能良好，耐腐蝕且有國際牌號對應。加工需注意切割、清潔與應力控制，常見圓形、矩形等規格，純度分電子級和工業級。
制造工藝主要有粉末冶金法和熔煉法，前者適合復雜形狀，后者致密度高，執行國內外相關標準。核心應用于電子信息、航空航天等領域，在半導體芯片、發動機葉片涂層等方面有突破案例。先進制造工藝涉及3D打印、納米復合等技術。
目前國內鉻靶產業以中低端為主，國際美日企業占據高端市場。技術上面臨純度、大尺寸均勻性等挑戰，未來將朝著高純化、功能化、綠色制造方向發展，推動設備國產化，加強跨行業協同創新。凱澤金屬定制鉻靶的性能、工藝、注意事項等，以下多表呈現：
1. 定義與核心特性
| 類別 | 描述 |
| 定義 | 高純度鉻（Cr）制成的靶材，用于物理氣相沉積（PVD）、濺射鍍膜等表面涂層工藝。 |
| 核心特性 | - 高純度（≥99.9%）、低氧含量（≤500ppm） |
| - 優異濺射效率與膜層致密性 |
| - 耐腐蝕、高硬度（HV 800-1000） |
2. 化學成分與純度等級
| 等級 | 純度 | 關鍵雜質限值（ppm） |
| 3N5 | 99.95% | Fe≤50, O≤200, C≤100 |
| 4N | 99.99% | Fe≤10, O≤50, N≤30 |
| 5N | 99.999% | Fe≤1, O≤10, Al≤1 |
3. 物理性能
| 參數 | 數值 |
| 密度 | 7.19 g/cm3 |
| 熔點 | 1907℃ |
| 熱導率 | 93.7 W/(m·K) |
| 電阻率 | 12.9 μΩ·cm |
| 晶格結構 | 體心立方（BCC） |
4. 機械性能
| 性能 | 數值（軋制態） |
| 抗拉強度 | 300-450 MPa |
| 延伸率 | 15-25% |
| 硬度（HV） | 120-180（退火態）
800-1000（鍍膜后） |
5. 濺射性能與鍍膜特性
| 參數 | 典型值 |
| 濺射速率（DC, 500W） | 150-200 nm/min |
| 膜層厚度均勻性 | ±3%（200mm晶圓） |
| 膜層硬度（CrN） | HV 1800-2200 |
| 結合強度（劃痕法） | >50 N |
6. 制造工藝與關鍵技術
| 工藝 | 技術要點 |
| 原料提純 | 電解精煉或碘化法，控制Fe/O含量至ppm級 |
| 熔煉鑄造 | 真空電弧熔煉（VAR），消除氣孔與偏析 |
| 塑性加工 | 熱軋（800-1000℃）+冷軋（變形量＞70%） |
| 熱處理 | 退火（600-800℃/2h）細化晶粒至20-50μm |
| 機加工 | CNC精密車削（平面度≤0.01mm，粗糙度Ra≤0.4μm） |
7. 型材規格與標準
| 型材 | 尺寸范圍 | 執行標準 |
| 平面靶 | Φ50-300mm × 3-10mm | ASTM F76 |
| 旋轉靶 | Φ150-500mm × 2000-6000mm | SEMI F47 |
| 異形靶 | 定制化（如環形、管狀） | GB/T 31311 |
8. 應用領域與典型案例
| 領域 | 應用場景 | 典型案例 |
| 半導體 | 金屬互連層、擴散阻擋層（如Cr/CrN） | 臺積電7nm制程中Cr靶用于Cu互連襯墊 |
| 工具鍍層 | 刀具/模具表面CrN涂層 | 山特維克CoroDrill?鉆頭壽命提升3倍 |
| 裝飾鍍膜 | 金色/黑色Cr基復合膜 | 高端腕表（如勞力士）PVD鍍層 |
| 光學器件 | 反射鏡、濾光片鍍層 | 極紫外光刻（EUV）光學系統Cr/Mo多層膜 |
9. 與傳統材料對比
| 維度 | 鉻靶 vs 鋁靶 | 鉻靶 vs 鈦靶 |
| 膜層硬度 | 高2-3倍（CrN vs TiN） | 相近（CrN vs TiAlN） |
| 耐腐蝕性 | 更優（尤其耐Cl?環境） | 鈦靶需摻雜提升 |
| 成本 | 高30-50% | 低20%（鈦靶原料價低） |
10. 技術挑戰與前沿突破
挑戰：
大尺寸靶材（＞Φ500mm）晶粒均勻性控制（≤5%偏差）
超高純鉻（6N級）的穩定量產
前沿方向：
添加劑制造：冷噴涂技術制備復合結構靶材（Cr+5%Ti）
納米晶靶材：晶粒尺寸＜100nm，濺射速率提升15%
11. 國內外產業化對比
| 指標 | 國內水平 | 國際先進水平（美/日） |
| 純度 | 4N級量產 | 5N級穩定供應（普萊克斯） |
| 缺陷率 | 0.5-1個/cm2 | ＜0.2個/cm2（霍尼韋爾） |
| 靶材壽命 | 2000-3000 kWh | 5000-8000 kWh（東曹） |
12. 加工與使用注意事項
儲存：真空包裝，濕度＜10%RH（防氧化）
安裝：背板焊接需用In/Sn合金（熱匹配系數差＜5%）
維護：定期氬離子清洗（恢復濺射速率）
13. 未來發展趨勢
復合化：Cr-Al-Y靶用于高溫抗氧化涂層（航空發動機葉片）
智能化：嵌入傳感器的自診斷靶材（實時監控損耗）
綠色回收：廢靶材電解再生（回收率＞98%）
鉻靶以高硬度鍍層與極端環境耐蝕性為核心優勢，在半導體與高端制造中不可替代。未來需突破超大尺寸制備與超純化技術，并向復合功能化與智能化方向演進。
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