JP4876785B2 - 銅合金製バッキングプレートおよび該銅合金の製造方法 - Google Patents
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なお、本明細書において、大面積とは、主表面が1521000mm 2 以上を意味するものとする。
(バッキングプレート用銅合金の組成)
本実施の形態におけるバッキングプレート用銅合金は、Ni:1.0〜5.0質量%、Si:0.2〜1.0質量%を質量比Ni/Siが3.5〜5.5の範囲で含み、残部がCu及び不可避不純物からなり、結晶粒径の最大が0.06mm以下であり、直径が0.005mmを超える介在物を含まず、熱伝導率が170W/m・K以上であることを特徴とする。
(バッキングプレート用銅合金の組成)
本実施の形態におけるバッキングプレート用銅合金は、Ni:1.0〜5.0質量%、Si:0.2〜1.0質量%を質量比Ni/Siが3.5〜5.5の範囲で含むとともに、Zn:0.1〜2.0質量%、P:0.003〜0.2質量%を含み、残部がCu及び不可避不純物からなり、結晶粒径の最大が0.06mm以下であり、直径が0.005mmを超える介在物を含まず、熱伝導率が170W/m・K以上であることを特徴とする。
図1は、本発明の実施の形態のバッキングプレート用銅合金の製造工程のフローを示す図である。上記第1及び第2の実施の形態のバッキングプレート用銅合金は、溶解、成分配合して上記成分を含む銅合金のインゴットを鋳造後(工程a)、800℃以上の温度で30分間以上加熱保持して50%以上の加工率で熱間圧延を行う熱間圧延工程(工程b)と、熱間圧延を行って得られた銅合金板を600℃以上の温度から250℃まで20℃/分以上の冷却速度で冷却する溶体化処理工程(工程c)と、溶体化処理した銅合金板を300〜600℃の温度範囲で0.5〜12h保持する時効処理工程(工程d)とを行うことにより製造される。なお、鋳造工程(工程a)において、銅原料としては、酸素濃度が10ppm以下の無酸素銅を用いることが好ましい。また、加工率とは、「加工率(%)={1−(圧延加工後の板厚/圧延加工前の板厚)}×100」と定義する。
鋳造工程aにおいて、溶解、鋳造方法に制限はなく、また、材料の寸法にも制限がない。また、時効処理工程dにおいて、時効処理は1回のみでもよく、複数回の時効処理を施してもよい。また、時効処理後に冷間圧延を施してもよい。
上記実施の形態のバッキングプレート用銅合金を用いて通常行われている製造方法により、スパッタリング装置に用いるバッキングプレートを得ることができる。水路(溝)を覆う蓋との接合に制限はなく、電子ビーム溶接、ろう付け、摩擦撹拌接合のいずれでもよい。なお、バッキングプレートの冷却媒体に関しても制限はない。
上記の本発明の実施の形態によれば、下記の効果を奏する。
(1)熱伝導率が170W/m・K以上、0.2%耐力が600MPa以上、ヤング率(縦弾性係数)が125GPa以上である、0.2%耐力、ヤング率、および熱伝導性に優れた特性を兼ね備えたスパッタリング用のバッキングプレートを得ることができる。
(2)耐酸化性の高いスパッタリング用のバッキングプレートを得ることができる。
(3)長い寿命(再ボンディング等の繰り返し利用を含む)、かつ、信頼性(製膜品質を含む)の高いスパッタリング用のバッキングプレートを得ることができる。
図1記載のフローにしたがって、表1に示す組成の合金を中周波溶解炉にて溶解、成分配合し、厚み50mm×幅180mm×長さ500mmのインゴットを鋳造した後、表2に示す条件で熱間圧延、溶体化処理、時効処理を施し、実施例1〜8および比較例1〜11の評価用サンプルを作製した。また、比較例12〜13として、無酸素銅(JIS H3300 C1020)製の評価用サンプルも用意した。
電解条件:KCl水溶液[0.1mol/L]、窒素ガス飽和
電解面積:1cm2
電流密度:50μA/cm2
参照電極:Ag/AgCl
対 極:Pt
M. Seo et al.: Cathodic reduction of the duplex oxide films formed on copper in air with high relative humidity at 60℃, Corrosion Science, Volume 47 (2005) 2079-2090.
Claims (4)
- スパッタリングターゲットとボンディングされ使用される大面積バッキングプレートであって、Ni:1.0〜5.0質量%、Si:0.2〜1.0質量%を質量比Ni/Siが3.5〜5.5の範囲で含み、残部がCu及び不可避不純物からなり、結晶粒径の最大が0.06mm以下であり、直径が0.005mmを超える介在物を含まず、熱伝導率が170W/m・K以上203W/m・K以下であり、かつ、0.2%耐力が600MPa以上である銅合金を用いて製造されたことを特徴とする大面積バッキングプレート。
- スパッタリングターゲットとボンディングされ使用される大面積バッキングプレートであって、 Ni:1.0〜5.0質量%、Si:0.2〜1.0質量%を質量比Ni/Siが3.5〜5.5の範囲で含むとともに、Zn:0.1〜2.0質量%、P:0.003〜0.2質量%を含み、残部がCu及び不可避不純物からなり、結晶粒径の最大が0.06mm以下であり、直径が0.005mmを超える介在物を含まず、熱伝導率が170W/m・K以上203W/m・K以下であり、かつ、0.2%耐力が600MPa以上である銅合金を用いて製造されたことを特徴とする大面積バッキングプレート。
- ヤング率(縦弾性係数)が125GPa以上であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の大面積バッキングプレート。
- 請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の大面積バッキングプレート用銅合金の製造方法であって、
鋳造工程の後、800℃以上の温度で30分間以上加熱保持して50%以上の加工率で熱間圧延を行う熱間圧延工程と、
熱間圧延を行って得られた銅合金板を600℃以上の温度から250℃まで20℃/分以上の冷却速度で冷却する溶体化処理工程と、
溶体化処理した銅合金板を300〜600℃の温度範囲で0.5〜12時間保持する時効処理工程とを含むことを特徴とする大面積バッキングプレート用銅合金の製造方法。
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