JP2008088469A - Copper alloy-made backing plate, and method for manufacturing copper alloy for backing plate - Google Patents

Copper alloy-made backing plate, and method for manufacturing copper alloy for backing plate Download PDF

Info

Publication number
JP2008088469A
JP2008088469A JP2006268280A JP2006268280A JP2008088469A JP 2008088469 A JP2008088469 A JP 2008088469A JP 2006268280 A JP2006268280 A JP 2006268280A JP 2006268280 A JP2006268280 A JP 2006268280A JP 2008088469 A JP2008088469 A JP 2008088469A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mass
backing plate
copper alloy
heat treatment
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2006268280A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4872577B2 (en
Inventor
Noriyuki Nomoto
詞之 野本
Katsumi Nomura
克己 野村
Muneo Kodaira
宗男 小平
Masami Odakura
正美 小田倉
Masaki Okano
雅樹 岡野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Cable Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Cable Ltd filed Critical Hitachi Cable Ltd
Priority to JP2006268280A priority Critical patent/JP4872577B2/en
Publication of JP2008088469A publication Critical patent/JP2008088469A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4872577B2 publication Critical patent/JP4872577B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a copper alloy-made backing plate which has, particularly excellent characteristics to oxidizing resistance adaptable to the requiement of upsizing the backing plate and also an excellent machineability in addition to characteristics convenyionally desired to the backing plate (e.g. heat-conductivity, mechanical strength and heat-resistance), and to provide a method for manufacturing the copper alloy for backing plate. <P>SOLUTION: In the copper alloy for backing plate, a copper alloy cast block containing 0.1-3.0 mass% Fe, 0.001-0.1 mass% P, 0.01-1.0 mass% Zn, 0.005-0.2 mass% Si and the balance Cu with inevitable impurities is cast, is subjected to a hot-rolling, is subjected to an aging heat-treatment at 400-600°C for 30-600min, then is subjected to a cold-rolling under the prescribed condition, thereby obtaining the copper alloy for backing plate which is excellent in the oxidizing resistance and machineability in addition to good heat-conductivity, mechanical strength and heat-resistance. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、銅合金製バッキング・プレートおよびバッキング・プレート用銅合金の製造方法に関し、特に、スパッタリング装置におけるターゲット材の冷却に用いられる、銅合金製バッキング・プレートおよびバッキング・プレート用銅合金の製造方法に関する。   TECHNICAL FIELD The present invention relates to a copper alloy backing plate and a method for producing a copper alloy for a backing plate, and more particularly to producing a copper alloy backing plate and a copper alloy for a backing plate used for cooling a target material in a sputtering apparatus. Regarding the method.

近年、各種高機能性薄膜の作製にスパッタリンダ法が用いられている。スパッタリング法は、低圧の不活性ガス中で2つの電極間に高電圧を印加してグロー放電を生じさせ、ガスイオン衝撃によって陰極に配置したターゲットからその構成原子を叩きだし、これを対向する基板上に堆積させる薄膜形成技術の一つである。   In recent years, the sputtering method has been used for producing various high-functional thin films. In the sputtering method, a glow discharge is generated by applying a high voltage between two electrodes in a low-pressure inert gas, and its constituent atoms are struck out from a target placed on the cathode by gas ion bombardment, and this is opposed to the substrate. This is one of the thin film formation techniques to be deposited on top.

スパッタリングにおいて、ターゲットに投入されるエネルギーの大半はターゲットの表面領域で熱に変換される。この熱によりターゲットの温度が過剰に上昇した場合、ターゲット材の組織が変化し、所望の膜質が得られないことがある。このため、スパッタリング装置では、ターゲットの温度が過剰に上昇しないように、ターゲットの裏面にバッキング・プレートと呼ばれる冷却部材が配置される。   In sputtering, most of the energy input to the target is converted to heat in the surface area of the target. When the temperature of the target rises excessively due to this heat, the structure of the target material may change, and the desired film quality may not be obtained. For this reason, in the sputtering apparatus, a cooling member called a backing plate is arranged on the back surface of the target so that the temperature of the target does not rise excessively.

バッキング・プレートの構造としては、平滑な板に溝を形成し、これを蓋で覆い接合して内部水路とする構造が1例として挙げられる。このバッキング・プレートは、ターゲットからの熱を放散させる(ターゲットを冷却する)役割とターゲットを固定(保持)する役割、さらにはスパッタリング電極としての役割を担っている。ターゲットとバッキング・プレートとは、In合金系やSn合金系等の低融点ろう材によってターゲットに接合(ボンディング)されることが多い。   As an example of the structure of the backing plate, a structure in which a groove is formed in a smooth plate and this is covered with a lid and joined to form an internal water channel is an example. The backing plate has a role of dissipating heat from the target (cooling the target), a role of fixing (holding) the target, and a role of a sputtering electrode. The target and the backing plate are often bonded (bonded) to the target by a low melting point brazing material such as an In alloy or Sn alloy.

ターゲットを効率よく冷却するためには、バッキング・プレート自体の熱伝導性が良好であることが望ましい。バッキング・プレート自体の熱伝導性が低いと、冷却効果が小さく、ターゲット材の温度上昇は避け難い。そのため、バッキング・プレート用材料には良好な熱伝導性が要求され、主に無酸素銅が用いられてきた(例えば、特許文献1参照)。   In order to cool the target efficiently, it is desirable that the thermal conductivity of the backing plate itself is good. If the thermal conductivity of the backing plate itself is low, the cooling effect is small, and it is difficult to avoid an increase in the temperature of the target material. Therefore, good thermal conductivity is required for the backing plate material, and oxygen-free copper has been mainly used (see, for example, Patent Document 1).

上述したように、熱伝導性が良好であることがバッキング・プレートに求められる一方で、バッキング・プレートには、表裏の温度差や圧力差に起因する応力に耐え得る高い機械的強度(例えば、高い0.2%耐力や高いヤング率)を有することも求められる。   As described above, the backing plate is required to have good thermal conductivity, while the backing plate has a high mechanical strength that can withstand stress caused by a temperature difference or a pressure difference between the front and back sides (for example, It is also required to have a high 0.2% proof stress and a high Young's modulus.

バッキング・プレートの機械的強度が低いと、スパッタリング中あるいは繰り返しの使用において、バッキング・プレートに大きな弾性変形あるいは塑性変形を生じることがある。大きな弾性変形が生じた場合、ターゲット材との接合部やターゲット材自体に割れが発生することがある。また、塑性変形した場合、バッキング・プレートの交換が必要となり、コストアップとなる。   If the mechanical strength of the backing plate is low, the backing plate may undergo large elastic deformation or plastic deformation during sputtering or repeated use. When large elastic deformation occurs, cracks may occur in the joint portion with the target material or the target material itself. Further, when plastic deformation occurs, it is necessary to replace the backing plate, which increases costs.

また、ボンディング工程等の加熱によってバッキング・プレートが軟化し、機械的強度が経時的に低下するのを最小限に抑えるために、バッキング・プレートは良好な耐熱性を有することが望ましい。   In addition, it is desirable that the backing plate has good heat resistance in order to minimize the decrease in mechanical strength with time due to softening of the backing plate due to heating in the bonding process or the like.

このような観点から、従来のバッキング・プレートとして、良好な耐熱性を有する銅合金もバッキング・プレート用の材料として使用されている(例えば、特許文献2〜4参照)。また、高い剛性を有するという観点から、ステンレス鋼も使用されてきた。
特開平10−110226号公報 特許第2552920号公報 特開平10−168532号公報 特開平4−165039号公報
From such a viewpoint, a copper alloy having good heat resistance is also used as a material for the backing plate as a conventional backing plate (see, for example, Patent Documents 2 to 4). Stainless steel has also been used from the viewpoint of high rigidity.
JP-A-10-110226 Japanese Patent No. 2555220 Japanese Patent Laid-Open No. 10-168532 JP-A-4-165039

一方、スパッタリング法(すなわちバッキング・プレートの用途)を活用したプロセス技術は、半導体デバイス製造や平面ディスプレイ製造などの幅広い分野における基盤技術として発展してきた。近年、スパッタリング工程の生産性の向上と低コスト化を実現するため、処理基板は大面積化の一途をたどっている。   On the other hand, a process technology utilizing a sputtering method (that is, a backing plate application) has been developed as a basic technology in a wide range of fields such as semiconductor device manufacturing and flat display manufacturing. In recent years, in order to improve the productivity of the sputtering process and reduce the cost, the processing substrate has been steadily increasing in area.

特に、液晶ディスプレイ(LCD)やプラズマディスプレイパネル(PDP)をはじめとする平面パネルディスプレイ(FPD)の製造分野では、市場ニーズに対応したディスプレイパネル自体の大画面化に加えて、1枚のガラス基板(マザーガラス基板)で同時に処理を行うディスプレイパネルの数(面取り数)を増やすことにより低コスト化が図られている。   In particular, in the field of manufacturing flat panel displays (FPD) such as liquid crystal displays (LCD) and plasma display panels (PDP), in addition to increasing the screen size of the display panel itself to meet market needs, a single glass substrate Cost reduction is achieved by increasing the number of display panels (number of chamfers) that are simultaneously processed with (mother glass substrate).

マザーガラス基板のサイズは、2000年頃の第4世代(730×920mm)から急速に拡大し、第5世代(1100×1300mm)、第6世代(1500×1800mm)、第7世代(1800×2100mm)、ついには第8世代(2200×2600mm)となり、さらに第9世代(2600×3100mm)へと大面積化が進展していくものと予想されている。 The size of the mother glass substrate rapidly expanded from the fourth generation (730 × 920 mm 2 ) around 2000, and the fifth generation (1100 × 1300 mm 2 ), the sixth generation (1500 × 1800 mm 2 ), and the seventh generation (1800). × 2100 mm 2), finally is expected to eighth generation (2200 × 2600mm 2), and the further the 9th generation (2600 × 3100mm 2) to a larger area is gradually progress.

ここにおいて、このような大面積ガラス基板を用いて、FPDの生産性(歩留り)を向上させ、かつ低コスト化を実現するためには、大面積ガラス基板の全面にわたって均一かつ高品質な製膜プロセスを実現する技術が必要不可欠である。また、それに伴って、スパッタリング・ターゲットおよびバッキング・プレートのサイズも必然的に拡大することが要求されている。   Here, in order to improve the productivity (yield) of FPD and reduce the cost by using such a large area glass substrate, uniform and high-quality film formation over the entire surface of the large area glass substrate. Technology to realize the process is indispensable. Along with this, the size of the sputtering target and the backing plate is inevitably increased.

なお、スパッタリング・ターゲットのサイズの例を示すと、第4世代用で1130×1200mm、第5世代用で1430×1700mmなどがある。また、バッキング・プレートのサイズの例を示すと、第4世代用で1170×1300mm、第5世代用で1450×2050mmなどがあり、前述のマザーガラス基板やスパッタリング・ターゲットよりも更に大面積を要求されていることが判る。 Examples of the size of the sputtering target include 1130 × 1200 mm 2 for the fourth generation and 1430 × 1700 mm 2 for the fifth generation. In addition, as an example of the size of the backing plate, there are 1170 × 1300 mm 2 for the fourth generation, 1450 × 2050 mm 2 for the fifth generation, etc., which are larger than the mother glass substrate and the sputtering target described above. It turns out that it is requested.

前述したように、特に、FPD製造用スパッタリング装置では、大面積のターゲット材およびバッキング・プレートが用いられるようになり、発生する熱の絶対量が大きくなると同時に、各種応力によるバッキング・プレートの変形(変位)の絶対量が大きくなりやすい(例えば、反りの曲率が同じ場合、大面積バッキング・プレートの方が、従来の小面積バッキング・プレートよりも反り変形の絶対値が大きくなる)という不具合が生じる。   As described above, in particular, in a sputtering apparatus for manufacturing an FPD, a large-area target material and a backing plate are used, and the absolute amount of generated heat increases, and at the same time, the deformation of the backing plate due to various stresses ( The absolute amount of displacement is likely to be large (for example, if the curvature of curvature is the same, the large area backing plate has a larger absolute value of warping deformation than the conventional small area backing plate). .

さらに、大面積のターゲット材およびバッキング・プレートが用いられることにより、従来目立たなかった現象が顕在化するようになってきた。   Further, the use of a large-area target material and a backing plate has led to the emergence of phenomena that have not been noticeable in the past.

例えば、バッキング・プレートの保管中やターゲットのボンディング作業中に、大気中の水蒸気や酸素等のガス成分がバッキング・プレートの表面に吸着、表層部分に侵入または表層部分が酸化した場合(以下、総称して単に「酸化」と表現する)、真空プロセスであるスパッタリング中にバッキング・プレートから該ガス成分が解離して製膜品質(例えば、大面積膜における均質性)に悪影響を与えるという問題が発生する。   For example, during storage of the backing plate or target bonding, gas components such as water vapor or oxygen in the atmosphere are adsorbed on the surface of the backing plate, penetrate into the surface layer, or oxidize the surface layer (hereinafter collectively referred to as the generic name). Simply expressed as “oxidation”), and the gas component dissociates from the backing plate during sputtering, which is a vacuum process, and adversely affects film quality (eg, homogeneity in large area films). To do.

特に、1辺が1〜2m以上にも及ぶような大面積(大型)バッキング・プレートでは、絶対的な表面積が大きいことから、その問題は一層顕著である。このことから、バッキング・プレートの大型化に伴って酸化・解離しにくい特性(以下、「耐酸化性」と称する)の要求が新たな課題として浮上してきた。   In particular, in a large area (large) backing plate having a side of 1 to 2 m or more, the problem is even more remarkable because the absolute surface area is large. For this reason, with the increase in size of the backing plate, a demand for characteristics that are difficult to oxidize and dissociate (hereinafter referred to as “oxidation resistance”) has emerged as a new issue.

しかしながら、従来のバッキング・プレート、例えば、無酸素銅製のバッキング・プレートは、耐酸化性が低いためにスパッタリング中に水蒸気や酸素等のガス成分の解離が起こりやすく、スパッタリング前のベーキング処理に多大な手間を要するという欠点がある。特に、バッキング・プレートが大型化した場合、効果的なベーキング処理はより一層困難になる。   However, conventional backing plates, for example, oxygen-free copper backing plates, have low oxidation resistance, so that gas components such as water vapor and oxygen are likely to be dissociated during sputtering. There is a drawback that it takes time and effort. In particular, when the backing plate is enlarged, an effective baking process becomes even more difficult.

更に、バッキング・プレートの製造には、前述したように、水路を形成するための切削加工を要するが、無酸素銅や、特許文献2に示されるCu−Fe−P系の銅合金は切削加工性が悪く、バリの発生や、切削工具の短寿命化を招くといった問題がある。特に、大型バッキング・プレートでは、形成する水路の総長が長いことから、この点においても問題が深刻になる。   Further, as described above, the manufacturing of the backing plate requires a cutting process for forming a water channel. However, oxygen-free copper and Cu-Fe-P-based copper alloys disclosed in Patent Document 2 are processed by cutting. There is a problem that it has poor properties and causes burrs and shortens the life of the cutting tool. Particularly in the case of a large backing plate, since the total length of the water channel to be formed is long, the problem becomes serious also in this respect.

すなわち、従来からバッキング・プレートに望まれている特性(例えば、熱伝導性、機械的強度、および耐熱性)に加えて、特に耐酸化性に優れ、良好な切削加工性を有するバッキング・プレートが望まれている。   In other words, in addition to the properties conventionally desired for a backing plate (for example, thermal conductivity, mechanical strength, and heat resistance), a backing plate having particularly excellent oxidation resistance and good machinability It is desired.

従って、本発明の目的は、従来からバッキング・プレートに望まれている特性(例えば、熱伝導性、機械的強度、および耐熱性)に加えて、特に、バッキング・プレートの大型化要求に対応した耐酸化性に優れた特性および良好な切削加工性を兼ね備えた銅合金製バッキング・プレートおよびバッキング・プレート用銅合金の製造方法を提供することにある。   Accordingly, the object of the present invention is particularly in response to the demand for larger backing plates in addition to the properties (for example, thermal conductivity, mechanical strength, and heat resistance) conventionally desired for backing plates. An object of the present invention is to provide a copper alloy backing plate having both excellent resistance to oxidation and good machinability, and a method for producing a copper alloy for a backing plate.

本発明は、上記目的を達成するため、Feを0.1〜3.0質量%、Pを0.001〜0.1質量%、Znを0.01〜1.0質量%、Siを0.005〜0.2質量%含み、残部がCuおよび不可避不純物からなり、結晶粒径の最大が0.15mm以下で、熱伝導率が220W/m・K以上、0.2%耐力が400MPa以上の銅合金を用いて製造される銅合金製バッキング・プレートを提供する。   In order to achieve the above object, the present invention achieves Fe by 0.1 to 3.0% by mass, P by 0.001 to 0.1% by mass, Zn by 0.01 to 1.0% by mass, and Si by 0%. 0.005 to 0.2% by mass, the balance is Cu and inevitable impurities, the maximum crystal grain size is 0.15 mm or less, the thermal conductivity is 220 W / m · K or more, and the 0.2% proof stress is 400 MPa or more. A copper alloy backing plate manufactured using the above copper alloy is provided.

また、本発明は、上記目的を達成するため、Feを0.1〜3.0質量%、Pを0.001〜0.1質量%、Znを0.01〜1.0質量%、Siを0.005〜0.2質量%含むとともに、Snを0.01〜0.15質量%またはMgを0.01〜0.2質量%含み、残部がCuおよび不可避不純物からなり、結晶粒径の最大が0.15mm以下で、熱伝導率が220W/m・K以上、0.2%耐力が400MPa以上の銅合金を用いて製造される銅合金製バッキング・プレートを提供する。   Further, in order to achieve the above object, the present invention achieves Fe of 0.1 to 3.0% by mass, P of 0.001 to 0.1% by mass, Zn of 0.01 to 1.0% by mass, Si 0.005 to 0.2% by mass of Sn, 0.01 to 0.15% by mass of Sn or 0.01 to 0.2% by mass of Mg, the balance being made of Cu and inevitable impurities, A copper alloy backing plate manufactured using a copper alloy having a maximum of 0.15 mm or less, a thermal conductivity of 220 W / m · K or more, and a 0.2% proof stress of 400 MPa or more is provided.

また、本発明は、上記目的を達成するため、Feを0.1〜3.0質量%、Pを0.001〜0.1質量%、Znを0.01〜1.0質量%、Siを0.005〜0.2質量%含み、残部がCuおよび不可避不純物からなる銅合金を鋳造する鋳造工程と、前記銅合金を800℃以上の温度で30分間以上加熱して50%以上の加工率で熱間圧延を行う熱間圧延工程と、前記熱間圧延工程の後に400〜650℃の温度で30〜600分間の熱処理を行う熱処理工程と、前記熱処理工程の後に30%以上の加工率で冷間圧延を行う冷間圧延工程とを含むバッキング・プレート用銅合金の製造方法を提供する。   Further, in order to achieve the above object, the present invention achieves Fe of 0.1 to 3.0% by mass, P of 0.001 to 0.1% by mass, Zn of 0.01 to 1.0% by mass, Si Casting process for casting a copper alloy comprising Cu and unavoidable impurities, and the copper alloy is heated at a temperature of 800 ° C. or higher for 30 minutes or more and processed to be 50% or more. A hot rolling step in which hot rolling is performed at a rate, a heat treatment step in which heat treatment is performed at a temperature of 400 to 650 ° C. for 30 to 600 minutes after the hot rolling step, and a processing rate of 30% or more after the heat treatment step The manufacturing method of the copper alloy for backing plates including the cold rolling process which cold-rolls by this is provided.

また、本発明は、上記目的を達成するため、Feを0.1〜3.0質量%、Pを0.001〜0.1質量%、Znを0.01〜1.0質量%、Siを0.005〜0.2質量%含むとともに、Snを0.01〜0.15質量%またはMgを0.01〜0.2質量%含み、残部がCuおよび不可避不純物からなる銅合金を鋳造する鋳造工程と、前記銅合金を800℃以上の温度で30分間以上加熱して50%以上の加工率で熱間圧延を行う熱間圧延工程と、前記熱間圧延工程の後に400〜650℃の温度で30〜600分間の熱処理を行う熱処理工程と、前記熱処理工程の後に30%以上の加工率で冷間圧延を行う冷間圧延工程とを含むバッキング・プレート用銅合金の製造方法を提供する。   Further, in order to achieve the above object, the present invention achieves Fe of 0.1 to 3.0% by mass, P of 0.001 to 0.1% by mass, Zn of 0.01 to 1.0% by mass, Si A copper alloy containing 0.01 to 0.15% by mass of Sn or 0.01 to 0.2% by mass of Mg with the balance being Cu and inevitable impurities A casting process, a hot rolling process in which the copper alloy is heated at a temperature of 800 ° C. or higher for 30 minutes or more and hot rolled at a processing rate of 50% or more, and 400 to 650 ° C. after the hot rolling process. The manufacturing method of the copper alloy for backing plates including the heat treatment process which heat-processes for 30 to 600 minutes at the temperature, and the cold rolling process which cold-rolls with the process rate of 30% or more after the said heat treatment process is provided To do.

本発明によれば、従来からバッキング・プレートに望まれている特性(例えば、熱伝導性、機械的強度、および耐熱性)に加えて、特に、バッキング・プレートの大型化要求に対応した耐酸化性に優れた特性および良好な切削加工性を兼ね備えた銅合金製バッキング・プレートおよびバッキング・プレート用銅合金の製造方法を提供することができる。   According to the present invention, in addition to the properties conventionally desired for a backing plate (for example, thermal conductivity, mechanical strength, and heat resistance), in particular, the oxidation resistance corresponding to the demand for larger backing plate. It is possible to provide a copper alloy backing plate having both excellent properties and good machinability and a method for producing a copper alloy for a backing plate.

(バッキング・プレート用銅合金の組成)
本発明の第1の実施の形態におけるバッキング・プレート用銅合金は、Feを0.1〜3.0質量%、Pを0.001〜0.1質量%、Znを0.01〜1.0質量%、Siを0.005〜0.2質量%含み、残部がCuおよび不可避不純物からなり、結晶粒径の最大が0.15mm以下で、熱伝導率が220W/m・K以上、0.2%耐力が400MPa以上であることを特徴とする。
(Composition of copper alloy for backing plate)
The copper alloy for a backing plate in the first embodiment of the present invention has Fe of 0.1 to 3.0 mass%, P of 0.001 to 0.1 mass%, and Zn of 0.01 to 1. mass%. 0% by mass, containing 0.005 to 0.2% by mass of Si, the balance being made of Cu and inevitable impurities, the maximum crystal grain size is 0.15 mm or less, and the thermal conductivity is 220 W / m · K or more, 0 .2% proof stress is 400 MPa or more.

本実施の形態のバッキング・プレート用銅合金を構成する合金成分の添加理由と成分範囲の限定理由について、以下に説明する。   The reason for adding the alloy components constituting the backing plate copper alloy of the present embodiment and the reason for limiting the component range will be described below.

Feは、Cu中に析出物として分散することによって、熱伝導率をそれほど低下させずに機械的強度および耐熱性を向上させる作用がある。その量について0.1質量%より少ないと効果が明確に現れず、3.0質量%を超えると導電率の低下が大きくなるとともに、鋳造時に粗大なFeの晶出物が生成されてボンディング性を低下させる原因になる。従って、Feの含有量は、0.1〜3.0質量%とする。推奨される範囲は、2.0〜2.3質量%である。   Fe has the effect of improving mechanical strength and heat resistance without significantly reducing thermal conductivity by being dispersed as a precipitate in Cu. If the amount is less than 0.1% by mass, the effect does not appear clearly, and if it exceeds 3.0% by mass, the decrease in the conductivity is increased, and coarse Fe crystallization is produced during casting, resulting in bonding properties. It will cause the decrease. Therefore, the content of Fe is set to 0.1 to 3.0% by mass. The recommended range is 2.0 to 2.3% by weight.

Pは、溶解中に溶湯する酸素を除去する作用がある。その量について0.001質量%未満では十分な効果が得られず、0.1質量%を超えると脱酸効果に飽和傾向がみられるとともに、鋳造時に結晶粒界などにPとFeの化合物が析出し、熱間圧延時の粒界割れの原因となる。従って、Pの含有量は0.001〜0.1質量%とする。   P has an action of removing oxygen melted during melting. If the amount is less than 0.001% by mass, a sufficient effect cannot be obtained. If the amount exceeds 0.1% by mass, the deoxidation effect tends to be saturated, and a compound of P and Fe is present at the grain boundary during casting. It precipitates and causes grain boundary cracking during hot rolling. Therefore, the content of P is set to 0.001 to 0.1% by mass.

Znは、ボンディング性を向上させる作用がある。その量について0.01質量%未満では十分な効果が得られず、1.0質量%を超えると導電率の低下が大になる。従って、Znの含有量は0.01〜1.0質量%とする。推奨される範囲は、0.05〜0.15質量%である。   Zn has the effect of improving bonding properties. If the amount is less than 0.01% by mass, a sufficient effect cannot be obtained, and if it exceeds 1.0% by mass, the decrease in conductivity becomes large. Therefore, the Zn content is set to 0.01 to 1.0 mass%. The recommended range is 0.05 to 0.15% by weight.

Siは、Feと金属間化合物を形成して鋳造時の凝固核となり、金属組織を均一微細化させて、切削性を向上させる作用がある。その量について0.005質量%未満ではその十分な効果が得られず、0.2質量%を超えると金属組織の微細化効果が飽和すると共に導電率の低下が大になる。従って、Si含有量は0.005〜0.2質量%とする。推奨される範囲は、0.01〜0.05質量%である。   Si forms an intermetallic compound with Fe to become solidification nuclei at the time of casting, and has the effect of improving the machinability by uniformly refining the metal structure. When the amount is less than 0.005% by mass, the sufficient effect cannot be obtained. When the amount exceeds 0.2% by mass, the effect of refining the metal structure is saturated and the decrease in conductivity becomes large. Therefore, Si content shall be 0.005-0.2 mass%. The recommended range is from 0.01 to 0.05% by weight.

また、Fe,P,Zn,Siを含有させることによって銅合金の耐酸化性が向上するメカニズムは、現時点で完全に解明されていないが、バッキング・プレートの表面に吸着、表層部分に侵入、あるいは表層部分で酸化した大気中の水蒸気や酸素等のガス成分は、Cu中の添加成分と選択的かつCuに比して強固に結び付くと考えられ、これにより、スパッタリング中にバッキング・プレートから該ガス成分が解離することを抑制する(耐酸化性が向上する)効果が出現するものと考えられる。   Further, the mechanism of improving the oxidation resistance of the copper alloy by adding Fe, P, Zn, Si has not been completely elucidated at present, but it is adsorbed on the surface of the backing plate, penetrates into the surface layer portion, or Gas components such as water vapor and oxygen in the atmosphere oxidized at the surface layer portion are considered to be selectively and firmly combined with additive components in Cu as compared with Cu, and this causes the gas from the backing plate during sputtering. It is considered that the effect of suppressing the dissociation of components (improves oxidation resistance) appears.

また、該銅合金中の結晶粒径の最大が0.15mm以下であることが好ましい。より好ましくは0.12mm以下であり、更に好ましくは0.1mm以下である。結晶粒径の最大が0.15mmよりも大きくなる(例えば、鋳造組織が残存する)と、金属組織が不均一になりやすく、機械的強度の不均一(バラツキ)につながる(結晶粒径の大きい部分の機械的強度が低下する)。よって、結晶粒径の最大は0.15mm以下とする。   The maximum crystal grain size in the copper alloy is preferably 0.15 mm or less. More preferably, it is 0.12 mm or less, More preferably, it is 0.1 mm or less. When the maximum crystal grain size is greater than 0.15 mm (for example, a cast structure remains), the metal structure tends to be non-uniform, leading to non-uniform mechanical strength (variation in crystal grain size). The mechanical strength of the part decreases). Therefore, the maximum crystal grain size is 0.15 mm or less.

〔第1の実施の形態〕
(バッキング・プレート用銅合金の製造方法)
図1は、第1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。本実施の形態のバッキング・プレート用銅合金は、まず、溶解、成分配合して上記成分を含む銅合金鋳塊を鋳造し(工程1)、この銅合金鋳塊を800℃以上の温度において30分間以上加熱後、50%以上の加工率で熱間圧延し(工程2)、熱間圧延終了後、材料を水冷し(工程3)、水冷後、面削により材料の酸化スケールを除去し(工程4)、得られた熱間圧延材に対して400〜650℃の温度において30〜600分間の時効熱処理を施して析出物粒子を析出させ(工程5)、更に30%以上の加工率で冷間圧延する(工程6)ことにより製造される。なお、鋳造工程(工程1)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。
[First Embodiment]
(Manufacturing method of copper alloy for backing plate)
FIG. 1 is a diagram showing a flow of a manufacturing process of a copper alloy for a backing plate according to the first embodiment. The copper alloy for backing plate of the present embodiment is first melted and mixed with ingredients to cast a copper alloy ingot containing the above components (step 1), and this copper alloy ingot is heated at a temperature of 800 ° C. or higher. After heating for more than a minute, hot-roll at a processing rate of 50% or more (step 2), after the hot rolling is completed, the material is water-cooled (step 3), and after water-cooling, the oxide scale of the material is removed by chamfering ( Step 4), the obtained hot-rolled material is subjected to an aging heat treatment at a temperature of 400 to 650 ° C. for 30 to 600 minutes to precipitate precipitate particles (Step 5), and at a processing rate of 30% or more. It is manufactured by cold rolling (step 6). In the casting step (step 1), oxygen-free copper having an oxygen concentration of 10 ppm or less is preferably used as the copper raw material. The processing rate is defined as “processing rate (%) = {1− (thickness after rolling / thickness before rolling)} × 100”.

熱間圧延工程(工程2)において、温度が800℃未満、または加熱時間が30分間未満では、鋳造時の冷却過程において析出したFe粒子やFeとPの加工物が多く残存する。このような状態で熱間加工をすると、粒界析出物が熱間加工性を低下させるとともに再結晶を阻害し、粒界割れが発生し易くなる。従って、推奨する加熱温度は、900〜950℃である。また、加工率が50%未満の場合、金属組織が均一に完全に再結晶せず、一部鋳造組織が残存するなどして、均一な特性が得られない。   In the hot rolling step (step 2), if the temperature is less than 800 ° C. or the heating time is less than 30 minutes, a large amount of Fe particles and Fe and P processed products that remain in the cooling process during casting remain. When hot working is performed in such a state, the grain boundary precipitates deteriorate the hot workability and inhibit recrystallization, and intergranular cracking is likely to occur. Therefore, the recommended heating temperature is 900 to 950 ° C. On the other hand, when the processing rate is less than 50%, the metal structure is not uniformly recrystallized uniformly, and a part of the cast structure remains, and uniform characteristics cannot be obtained.

水冷工程(工程3)において、冷却開始温度(熱間圧延の終了温度)は600℃以上、冷却速度は200℃/min以上が望ましい。これは、冷却過程でFe粒子が析出して粗大化した場合、高い耐熱性や機械的強度を得にくくなるためである。また、熱間圧延は一般的な方法であるが、熱間鍛造で代替しても良い。   In the water cooling step (step 3), the cooling start temperature (hot rolling end temperature) is preferably 600 ° C. or higher and the cooling rate is preferably 200 ° C./min or higher. This is because it becomes difficult to obtain high heat resistance and mechanical strength when Fe particles are precipitated and coarsened during the cooling process. Moreover, although hot rolling is a general method, you may substitute with hot forging.

時効熱処理工程(工程5)において、400〜650℃とするのは、400℃未満ではFe粒子が充分に析出できず、650℃以上ではFe粒子が粗大化し、いずれも熱伝導性、機械的強度、耐熱性を向上させる効果が小であることによる。同様に、時効熱処理の時間を30〜600分間とするのは、30分間未満ではFe粒子を充分に析出できず、600分間以上ではFe粒子が粗大化し、いずれも熱伝導性,機械的強度,耐熱性を向上させる効果が小さいためである。推奨される時効熱処理条件は、550〜600℃の温度において120〜240分間である。   In the aging heat treatment step (step 5), the temperature is set to 400 to 650 ° C. When the temperature is lower than 400 ° C., Fe particles cannot be sufficiently precipitated, and when the temperature is 650 ° C. or higher, the Fe particles are coarsened. This is because the effect of improving heat resistance is small. Similarly, the aging heat treatment time is set to 30 to 600 minutes. Fe particles cannot be sufficiently precipitated in less than 30 minutes, and the Fe particles become coarse in 600 minutes or more, all of which have thermal conductivity, mechanical strength, This is because the effect of improving heat resistance is small. Recommended aging heat treatment conditions are 120-240 minutes at a temperature of 550-600 ° C.

また、時効熱処理前には冷間圧延を入れることが望ましい。これは、冷間圧延で格子欠陥を導入することにより、時効熱処理時に析出するFe粒子を均一微細化させるためである。推奨される加工率は30〜80%である。   Further, it is desirable to perform cold rolling before aging heat treatment. This is in order to uniformly refine the Fe particles precipitated during the aging heat treatment by introducing lattice defects by cold rolling. The recommended processing rate is 30 to 80%.

冷間圧延工程(工程6)において、加工率を30%以上とする理由は、加工率が30%未満の場合、加工による硬化が不充分であり、バッキング・プレートとして必要な機械的強度を得られないためである。推奨される加工率は30〜80%であり、より好ましくは50〜80%である。   In the cold rolling step (step 6), the reason for setting the processing rate to 30% or more is that when the processing rate is less than 30%, the hardening due to processing is insufficient, and the mechanical strength necessary as a backing plate is obtained. It is because it is not possible. The recommended processing rate is 30 to 80%, more preferably 50 to 80%.

〔第1の実施の形態の効果〕
第1の実施の形態によれば、下記の効果を奏する。
(1)Fe、P、ZnおよびSiの添加により、優れた耐酸化性と良好な切削加工性を兼ね備えたスパッタリング用のバッキング・プレートが得られる。
(2)時効熱処理工程(工程5)において、400〜650℃の温度において30〜600分間の時効熱処理をしてFe粒子を析出させ、更に、30%以上の加工率で冷間圧延することにより、高い熱伝導性,機械的強度,耐熱性を備えたバッキング・プレート用銅合金を得ることができる。また、熱伝導率を220W/mK以上、かつ0.2%耐力を400MPa以上にできるため、熱伝導性と機械的強度に優れたスパッタリング用のバッキング・プレートが得られる。
(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。
[Effect of the first embodiment]
According to the first embodiment, the following effects are obtained.
(1) By adding Fe, P, Zn and Si, a sputtering backing plate having both excellent oxidation resistance and good machinability can be obtained.
(2) In the aging heat treatment step (step 5), aging heat treatment is performed at a temperature of 400 to 650 ° C. for 30 to 600 minutes to precipitate Fe particles, and further cold rolling at a processing rate of 30% or more. Thus, a copper alloy for a backing plate having high thermal conductivity, mechanical strength, and heat resistance can be obtained. In addition, since the thermal conductivity can be 220 W / mK or more and the 0.2% proof stress can be 400 MPa or more, a backing plate for sputtering excellent in thermal conductivity and mechanical strength can be obtained.
(3) A sputtering backing plate having a long life (including repeated use such as rebonding) and high reliability (including film forming quality) can be obtained.

(バッキング・プレートの製造)
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)を覆う蓋との接合方法に制限はなく、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。また、バッキング・プレートについては銅合金のみで製造されたものに限定されず、例えば、ステンレス鋼等の他の金属による補強部を含んでいてもよい。
(Manufacturing of backing plate)
By using the copper alloy for a backing plate of the above embodiment, a backing plate used for a sputtering apparatus can be obtained by a usual manufacturing method. There is no restriction | limiting in the joining method with the cover which covers a water channel (groove), Any of electron beam welding, brazing, and friction stir welding may be sufficient. There is no limitation on the cooling medium for the backing plate. Further, the backing plate is not limited to the one made only of a copper alloy, and may include a reinforcing portion made of another metal such as stainless steel, for example.

〔第2の実施の形態〕
(バッキング・プレート用銅合金の組成)
本発明の第2の実施の形態におけるバッキング・プレート用銅合金は、Feを0.1〜3.0質量%、Pを0.001〜0.1質量%、Znを0.01〜1.0質量%、Siを0.005〜0.2質量%含むとともに、Snを0.01〜0.15質量%またはMgを0.01〜0.2質量%含み、残部がCuおよび不可避不純物からなり、結晶粒径の最大が0.15mm以下で、熱伝導率が220W/m・K以上、0.2%耐力が400MPa以上であることを特徴とする。なお、第2の実施の形態における銅合金の製造方法は、第1の実施の形態と同様である。従って、説明を省略する。
[Second Embodiment]
(Composition of copper alloy for backing plate)
The copper alloy for a backing plate in the second embodiment of the present invention has Fe of 0.1 to 3.0 mass%, P of 0.001 to 0.1 mass%, and Zn of 0.01 to 1. mass%. 0% by mass, Si 0.005-0.2% by mass, Sn 0.01-0.15% by mass or Mg 0.01-0.2% by mass, the balance from Cu and inevitable impurities The maximum crystal grain size is 0.15 mm or less, the thermal conductivity is 220 W / m · K or more, and the 0.2% proof stress is 400 MPa or more. In addition, the manufacturing method of the copper alloy in 2nd Embodiment is the same as that of 1st Embodiment. Therefore, the description is omitted.

第2の実施の形態におけるバッキング・プレート用銅合金を構成する合金成分の添加理由と成分範囲の限定理由を、以下に説明する。ここで、Fe、P、ZnおよびSiの成分の添加理由と成分範囲の限定理由は、第1の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。   The reason for adding the alloy components constituting the copper alloy for backing plate in the second embodiment and the reason for limiting the component range will be described below. Here, the reason for adding the Fe, P, Zn, and Si components and the reason for limiting the component range are the same as those in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.

Snは、Cu中に固溶し、機械的強度と耐熱性を向上させる。その量について0.01質量%未満では十分な効果が得られず、0.15質量%を超えると導電率の低下が大になるとともに鋳造性を低下させる。従って、Sn含有量は0.01〜0.15ass%とする。推奨される範囲は、0.02〜0.1質量%である。   Sn dissolves in Cu and improves mechanical strength and heat resistance. If the amount is less than 0.01% by mass, a sufficient effect cannot be obtained, and if it exceeds 0.15% by mass, the decrease in the conductivity increases and the castability decreases. Therefore, Sn content shall be 0.01-0.15ass%. The recommended range is 0.02 to 0.1% by weight.

Mgは、Cu中に固溶し、機械的強度と耐熱性を向上させる。その量について0.01質量%未満では十分な効果が得られず、0.2質量%を超えると導電率の低下が大になるとともに鋳造性を低下させる。従って、Sn含有量は0.01〜0.2ass%とする。推奨される範囲は、0.02〜0.1質量%である。   Mg dissolves in Cu and improves mechanical strength and heat resistance. If the amount is less than 0.01% by mass, a sufficient effect cannot be obtained. If the amount exceeds 0.2% by mass, the decrease in conductivity is increased and the castability is decreased. Therefore, Sn content shall be 0.01-0.2 ass%. The recommended range is 0.02 to 0.1% by weight.

また、Fe,P,Zn,Siと、SnまたはMgを含有させることによって銅合金の耐酸化性が向上するメカニズムは、現時点で完全に解明されていないが、バッキング・プレートの表面に吸着、表層部分に侵入、あるいは表層部分で酸化した大気中の水蒸気や酸素等のガス成分は、Cu中の添加成分と選択的かつCuに比して強固に結び付くと考えられ、これにより、スパッタリング中にバッキング・プレートから該ガス成分が解離することを抑制する(耐酸化性が向上する)効果が出現するものと考えられる。   Also, the mechanism of improving the oxidation resistance of copper alloys by containing Fe, P, Zn, Si, and Sn or Mg has not been completely elucidated at present, but it is adsorbed on the surface of the backing plate. Gas components such as water vapor and oxygen in the atmosphere that penetrate into the portion or oxidize in the surface layer portion are considered to be selectively and strongly bonded to the additive component in Cu as compared with Cu, thereby backing during sputtering. -It is thought that the effect which suppresses dissociation of this gas component from a plate (improves oxidation resistance) appears.

また、該銅合金中の結晶粒径の最大が0.15mm以下であることが好ましい。より好ましくは0.12mm以下であり、更に好ましくは0.1mm以下である。結晶粒径の最大が0.15mmよりも大きくなる(例えば、鋳造組織が残存する)と、金属組織が不均一になりやすく、機械的強度の不均一(バラツキ)につながる(結晶粒径の大きい部分の機械的強度が低下する)。よって、結晶粒径の最大は0.15mm以下とする。   The maximum crystal grain size in the copper alloy is preferably 0.15 mm or less. More preferably, it is 0.12 mm or less, More preferably, it is 0.1 mm or less. When the maximum crystal grain size is greater than 0.15 mm (for example, a cast structure remains), the metal structure tends to be non-uniform, leading to non-uniform mechanical strength (variation in crystal grain size). The mechanical strength of the part decreases). Therefore, the maximum crystal grain size is 0.15 mm or less.

〔第2の実施の形態の効果〕
第2の実施の形態によれば、第1実施の形態に示したFe、ZnおよびSiの添加に加え、SnまたはMgを添加したことにより、第1の実施の形態に比べて、更に機械的強度および耐熱性を向上させることができる。
[Effects of Second Embodiment]
According to the second embodiment, in addition to the addition of Fe, Zn, and Si shown in the first embodiment, Sn or Mg is added, so that it is more mechanical than the first embodiment. Strength and heat resistance can be improved.

〔他の実施の形態〕
上記した鋳造工程(工程1)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はない。
[Other Embodiments]
In the above-described casting step (step 1), there is no restriction on the melting and casting method, and there is no restriction on the size of the material.

以下、本発明を実施例に基づいて更に詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in more detail based on an Example, this invention is not limited to these.

まず、図1に示すフローに従って、銅原料として酸素濃度が10ppm以下の無酸素銅を用い、表1に示す化学組成の銅合金(合金No.1〜6)を中周波溶解炉にて溶解、成分調整し、厚み180mm×幅500mm×長さ4000mmの鋳塊を鋳造した。続いて、鋳塊を900℃で3時間加熱した後、加工率約80%で熱間圧延した。更に、面削により酸化スケールを除去後、加工率約15%で冷間圧延して厚さ30mmとした。これを非酸化雰囲気において575℃で3時間加熱して時効熱処理をした後、加工率60%で冷間圧延して厚さ12mmとした。   First, according to the flow shown in FIG. 1, oxygen-free copper having an oxygen concentration of 10 ppm or less is used as a copper raw material, and copper alloys (alloys No. 1 to 6) having chemical compositions shown in Table 1 are melted in a medium frequency melting furnace. The components were adjusted, and an ingot having a thickness of 180 mm, a width of 500 mm, and a length of 4000 mm was cast. Subsequently, the ingot was heated at 900 ° C. for 3 hours and then hot rolled at a processing rate of about 80%. Further, after removing the oxide scale by chamfering, it was cold-rolled at a processing rate of about 15% to a thickness of 30 mm. This was heated at 575 ° C. for 3 hours in a non-oxidizing atmosphere and subjected to aging heat treatment, and then cold-rolled at a processing rate of 60% to a thickness of 12 mm.

このようにして製造した銅合金の供試材(実施例1〜3、比較例1〜3)について、熱伝導率測定用試験片、機械的特性評価用試験片(引張試験、硬さ測定、軟化試験、フライス加工)、結晶粒径測定用試験片、および耐熱性評価用試験片をそれぞれ切り出し、熱伝導率測定、引張試験、硬さ測定、軟化試験、フライス加工での切子形状評価、結晶粒径測定および耐熱性評価を実施した。なお、比較例1は、無酸素銅(JIS H3300 C1020)製の供試材である。評価結果を表1に示す。   For the copper alloy specimens thus produced (Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3), a test piece for measuring thermal conductivity and a test piece for evaluating mechanical properties (tensile test, hardness measurement, Softening test, milling), crystal grain size measurement specimen, and heat resistance evaluation specimen, respectively, thermal conductivity measurement, tensile test, hardness measurement, softening test, face shape evaluation in milling, crystal Particle size measurement and heat resistance evaluation were performed. Comparative Example 1 is a test material made of oxygen-free copper (JIS H3300 C1020). The evaluation results are shown in Table 1.

Figure 2008088469
Figure 2008088469

熱伝導率測定は、レーザー・フラッシュ法(アルバック理工株式会社製、型式:TC−7000)を用いた。引張試験は、万能試験機(株式会社島津製作所製、型式:AG−I)を用い、JIS Z 2241に基づいて行った。耐熱性評価は、所定温度(100〜500℃で50℃間隔)に設定したソルトバス中に試験片を5分間浸漬し(塩浴熱処理)、ビッカース硬さ(Hv)が加熱前の80%に軟化する温度を評価した。ビッカース硬さ測定は、ビッカース硬度計(株式会社アカシ製、型式:MVK−G2)を用いた。フライス加工での切子形状評価は、NC旋盤(オークマ株式会社製、型式:LS30−N)を用いて、同一条件でフライス加工を行い、切子形状を目視(スケッチ)で観察評価した。結晶粒径測定は、光学顕微鏡(オリンパス株式会社製、型式:PMG3)を用い、JIS H 0501における切断法に基づいて行った。なお、塩浴熱処理のソルトとしては、日新化熱工業株式会社製、品名:スーパーソルトM−2を用いた。   For the thermal conductivity measurement, a laser flash method (manufactured by ULVAC-RIKO Inc., model: TC-7000) was used. The tensile test was performed based on JIS Z2241, using a universal testing machine (manufactured by Shimadzu Corporation, model: AG-I). The heat resistance evaluation was performed by immersing the test piece in a salt bath set at a predetermined temperature (100 to 500 ° C. at 50 ° C. intervals) for 5 minutes (salt bath heat treatment), so that the Vickers hardness (Hv) was 80% before heating. The softening temperature was evaluated. The Vickers hardness was measured using a Vickers hardness meter (manufactured by Akashi Co., Ltd., model: MVK-G2). For the face shape evaluation in milling, milling was performed under the same conditions using an NC lathe (Okuma Corporation, model: LS30-N), and the face shape was observed and evaluated visually (sketch). The crystal grain size was measured using an optical microscope (manufactured by Olympus Corporation, model: PMG3) based on the cutting method in JIS H 0501. In addition, as a salt of salt bath heat treatment, the product name: Super Salt M-2 made by Nisshinka Thermal Industrial Co., Ltd. was used.

また、耐酸化性評価用試験片は、実施例1〜3および比較例1〜3の板材(縦×横=4cm×4cm)をそれぞれ複数切り出し、同一素材を重ね合わせてガラス板に挟み、ガラス板の外側からクリップで留めて用意した。耐酸化性の評価は、加速試験として用意した試験片を恒温恒湿槽中(温度=60℃、相対湿度=90%)に40時間保持した後、重ね合わせた面に形成した酸化皮膜厚みをカソード還元法にて測定・算出した。   In addition, the test pieces for evaluating oxidation resistance were obtained by cutting a plurality of plate materials (vertical × horizontal = 4 cm × 4 cm) of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3, and overlapping the same material between glass plates, A clip was prepared from the outside of the plate. The evaluation of oxidation resistance was carried out by holding the test piece prepared as an accelerated test in a constant temperature and humidity chamber (temperature = 60 ° C., relative humidity = 90%) for 40 hours, and then measuring the thickness of the oxide film formed on the superimposed surface. Measured and calculated by the cathode reduction method.

なお、カソード還元法の測定条件は、次のように設定した。
電解条件:KCl水溶液[0.1mol/L]、窒素ガス飽和
電解面積:1cm
電流密度:50μA/cm
参照電極:Ag/AgCl
対 極:Pt
The measurement conditions for the cathode reduction method were set as follows.
Electrolysis conditions: KCl aqueous solution [0.1 mol / L], nitrogen gas saturated electrolysis area: 1 cm 2
Current density: 50 μA / cm 2
Reference electrode: Ag / AgCl
Counter electrode: Pt

また、酸化皮膜厚みは、酸化皮膜の還元に要した電気量と酸化膜の理論密度から、ファ
ラデーの法則に基づき、下記文献にしたがって算出した。
(文献名)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) p.2079-2090.
The oxide film thickness was calculated from the amount of electricity required for reduction of the oxide film and the theoretical density of the oxide film based on Faraday's law according to the following document.
(Reference) 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) p.2079-2090.

また、図2(a)〜(c)に示すように、フライス加工による切子形状を評価した。ここで、図2(a)は実施例1〜3の切子形状、図2(b)および(c)は比較例の切子形状を示す図である。   Moreover, as shown to Fig.2 (a)-(c), the face shape by milling was evaluated. Here, Fig.2 (a) is a face shape of Examples 1-3, FIG.2 (b) and (c) are figures which show the face shape of a comparative example.

この結果、実施例1〜3による合金No.1〜3は、硬さおよび軟化温度が、無酸素銅である比較例4による合金No.4よりも高い値が得られた。更に、実施例1〜3の切子形状は、図2(a)に示すように、細分化された切子21になっており、図2(c)に示すカール状の切子23の合金No.4に比べて良好であり、切削加工性が向上している。   As a result, the alloy No. Nos. 1 to 3 are alloy Nos. According to Comparative Example 4 whose hardness and softening temperature are oxygen-free copper. A value higher than 4 was obtained. Furthermore, the face shape of Examples 1 to 3 is a fragmented face 21 as shown in FIG. 2 (a), and the alloy No. of the curled face 23 shown in FIG. This is better than 4, and the machinability is improved.

また、実施例1による合金No.1は、Siを添加していない比較例2の合金No.5と熱伝導率、0.2%耐力,硬さ,および軟化温度が同等であるが、切子形状が良く(細分化され)、切削加工性が向上している。   Further, Alloy No. 1 according to Example 1 was used. 1 is an alloy No. 1 of Comparative Example 2 to which Si was not added. 5, the thermal conductivity, 0.2% proof stress, hardness, and softening temperature are the same, but the shape of the facets is good (subdivided) and the machinability is improved.

また、比較例2の合金No.5の切子形状は、図2(b)に示す長い切子22になり、切削加工性が低下する。更に、Feの含有量が多い比較例3の合金No.6は、熱伝導率が180(W/m・K)であり、実施例および比較例の中で最も低くなることが分かった。   In addition, Alloy No. The shape of the facet 5 becomes a long facet 22 shown in FIG. 2 (b), and the machinability is lowered. Furthermore, alloy No. 3 of Comparative Example 3 having a large Fe content. No. 6 has a thermal conductivity of 180 (W / m · K), which is the lowest among the examples and comparative examples.

また、耐酸化性評価結果から、本発明による実施例1〜3は、形成した酸化皮膜厚みが20〜25nmと比較例1〜3に比して十分小さく、優れた耐酸化性を有していることがわかる。従って、実施例1〜3、特に実施例1は、スパッタリング用の大型バッキング・プレート用銅合金として好適であるといえる。これに対し、比較例1〜3では、耐酸化性評価試験において、形成した酸化皮膜厚みが35nm以上と非常に大きいことがわかる。   In addition, from the oxidation resistance evaluation results, Examples 1 to 3 according to the present invention have an oxide film thickness of 20 to 25 nm, which is sufficiently smaller than Comparative Examples 1 to 3, and has excellent oxidation resistance. I understand that. Therefore, it can be said that Examples 1-3, especially Example 1 are suitable as a copper alloy for large backing plates for sputtering. On the other hand, in Comparative Examples 1-3, it turns out that the thickness of the formed oxide film is as large as 35 nm or more in the oxidation resistance evaluation test.

次に、表1に示す実施例1による合金No.1について、表2に示す製造条件による複数の供試材1〜8(実施例11〜14,比較例11〜14)を製造し、同様の評価を実施した。   Next, Alloy No. 1 according to Example 1 shown in Table 1 was used. 1, a plurality of test materials 1 to 8 (Examples 11 to 14 and Comparative Examples 11 to 14) according to the manufacturing conditions shown in Table 2 were manufactured, and the same evaluation was performed.

Figure 2008088469
Figure 2008088469

表2から明らかなように、比較例11による供試材No.5は、熱間圧延の加工率が30%と低いために、鋳造組織が一部残存し、結晶粒径の最大が0.15mmよりも大きくなった。比較例12による供試材No.6は、時効熱処理温度が350℃と低いために、熱伝導率,硬さ,および耐熱性において満足な特性が得られなかった。また、比較例13の供試材No.7は、時効熱処理温度が700℃と高いために、熱伝導率,硬さ,および耐熱性において満足な特性が得られなかった。更に、比較例14の供試材No.8は、冷間圧延の加工率が10%と低いために、硬さが低くなった。   As is clear from Table 2, the test material No. In No. 5, since the hot rolling processing rate was as low as 30%, a part of the cast structure remained, and the maximum crystal grain size was larger than 0.15 mm. Sample No. according to Comparative Example 12 In No. 6, since the aging heat treatment temperature was as low as 350 ° C., satisfactory characteristics in thermal conductivity, hardness, and heat resistance could not be obtained. In addition, the test material No. In No. 7, since the aging heat treatment temperature was as high as 700 ° C., satisfactory characteristics were not obtained in terms of thermal conductivity, hardness, and heat resistance. Furthermore, the test material No. In No. 8, the cold rolling ratio was as low as 10%, so the hardness was low.

これに対し、実施例11〜14による供試材No.1〜4は、熱伝導率,硬さ,および耐熱性について良好な結果が得られている。   On the other hand, the test material No. by Example 11-14. As for 1-4, the favorable result is obtained about thermal conductivity, hardness, and heat resistance.

図1は、本発明の第1の実施の形態に係るバッキング・プレート用銅合金の製造工程図である。FIG. 1 is a manufacturing process diagram of a copper alloy for a backing plate according to the first embodiment of the present invention. 図2は、フライス加工による切子形状図である。FIG. 2 is a face shape diagram by milling.

符号の説明Explanation of symbols

21,22,23 切子 21, 22, 23 facet

Claims (4)

Feを0.1〜3.0質量%、Pを0.001〜0.1質量%、Znを0.01〜1.0質量%、Siを0.005〜0.2質量%含み、残部がCuおよび不可避不純物からなり、結晶粒径の最大が0.15mm以下で、熱伝導率が220W/m・K以上、0.2%耐力が400MPa以上の銅合金を用いて製造されることを特徴とする銅合金製バッキング・プレート。   Fe 0.1-3.0% by mass, P 0.001-0.1% by mass, Zn 0.01-1.0% by mass, Si 0.005-0.2% by mass, the balance Is made of copper and inevitable impurities, the maximum grain size is 0.15 mm or less, the thermal conductivity is 220 W / m · K or more, and the 0.2% proof stress is 400 MPa or more. Features a copper alloy backing plate. Feを0.1〜3.0質量%、Pを0.001〜0.1質量%、Znを0.01〜1.0質量%、Siを0.005〜0.2質量%含むとともに、Snを0.01〜0.15質量%またはMgを0.01〜0.2質量%含み、残部がCuおよび不可避不純物からなり、結晶粒径の最大が0.15mm以下で、熱伝導率が220W/m・K以上、0.2%耐力が400MPa以上の銅合金を用いて製造されることを特徴とする銅合金製バッキング・プレート。   While containing 0.1-3.0 mass% Fe, 0.001-0.1 mass% P, 0.01-1.0 mass% Zn, 0.005-0.2 mass% Si, It contains 0.01 to 0.15% by mass of Sn or 0.01 to 0.2% by mass of Mg, the balance is made of Cu and inevitable impurities, the maximum crystal grain size is 0.15 mm or less, and the thermal conductivity is A copper alloy backing plate manufactured using a copper alloy of 220 W / m · K or more and 0.2% proof stress of 400 MPa or more. Feを0.1〜3.0質量%、Pを0.001〜0.1質量%、Znを0.01〜1.0質量%、Siを0.005〜0.2質量%含み、残部がCuおよび不可避不純物からなる銅合金を鋳造する鋳造工程と、
前記銅合金を800℃以上の温度で30分間以上加熱して50%以上の加工率で熱間圧延を行う熱間圧延工程と、
前記熱間圧延工程の後に400〜650℃の温度で30〜600分間の熱処理を行う熱処理工程と、
前記熱処理工程の後に30%以上の加工率で冷間圧延を行う冷間圧延工程と、を含むことを特徴とするバッキング・プレート用銅合金の製造方法。
Fe 0.1-3.0% by mass, P 0.001-0.1% by mass, Zn 0.01-1.0% by mass, Si 0.005-0.2% by mass, the balance A casting process of casting a copper alloy comprising Cu and inevitable impurities;
A hot rolling step in which the copper alloy is heated at a temperature of 800 ° C. or higher for 30 minutes or more and hot rolled at a processing rate of 50% or more;
A heat treatment step of performing a heat treatment for 30 to 600 minutes at a temperature of 400 to 650 ° C. after the hot rolling step;
And a cold rolling step of performing cold rolling at a processing rate of 30% or more after the heat treatment step.
Feを0.1〜3.0質量%、Pを0.001〜0.1質量%、Znを0.01〜1.0質量%、Siを0.005〜0.2質量%含むとともに、Snを0.01〜0.15質量%またはMgを0.01〜0.2質量%含み、残部がCuおよび不可避不純物からなる銅合金を鋳造する鋳造工程と、
前記銅合金を800℃以上の温度で30分間以上加熱して50%以上の加工率で熱間圧延を行う熱間圧延工程と、
前記熱間圧延工程の後に400〜650℃の温度で30〜600分間の熱処理を行う熱処理工程と、
前記熱処理工程の後に30%以上の加工率で冷間圧延を行う冷間圧延工程と、を含むことを特徴とするバッキング・プレート用銅合金の製造方法。
While containing 0.1-3.0 mass% Fe, 0.001-0.1 mass% P, 0.01-1.0 mass% Zn, 0.005-0.2 mass% Si, A casting step of casting a copper alloy containing 0.01 to 0.15% by mass of Sn or 0.01 to 0.2% by mass of Mg, with the balance being Cu and inevitable impurities;
A hot rolling step in which the copper alloy is heated at a temperature of 800 ° C. or higher for 30 minutes or more and hot rolled at a processing rate of 50% or more;
A heat treatment step of performing a heat treatment for 30 to 600 minutes at a temperature of 400 to 650 ° C. after the hot rolling step;
And a cold rolling step of performing cold rolling at a processing rate of 30% or more after the heat treatment step.
JP2006268280A 2006-09-29 2006-09-29 Copper alloy backing plate and copper alloy manufacturing method for backing plate Active JP4872577B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006268280A JP4872577B2 (en) 2006-09-29 2006-09-29 Copper alloy backing plate and copper alloy manufacturing method for backing plate

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006268280A JP4872577B2 (en) 2006-09-29 2006-09-29 Copper alloy backing plate and copper alloy manufacturing method for backing plate

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008088469A true JP2008088469A (en) 2008-04-17
JP4872577B2 JP4872577B2 (en) 2012-02-08

Family

ID=39372935

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006268280A Active JP4872577B2 (en) 2006-09-29 2006-09-29 Copper alloy backing plate and copper alloy manufacturing method for backing plate

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4872577B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016079472A (en) * 2014-10-17 2016-05-16 Dowaメタルテック株式会社 Manufacturing method of copper alloy sheet material, copper alloy sheet material, and electrification component
TWI628407B (en) * 2016-03-17 2018-07-01 神戶製鋼所股份有限公司 Copper alloy plate and coil for heat dissipation parts

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111304486B (en) * 2020-03-20 2021-01-29 中色奥博特铜铝业有限公司 Copper-iron-phosphorus-zinc-tin alloy foil and production process thereof

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2552920B2 (en) * 1989-08-11 1996-11-13 住友金属鉱山株式会社 Copper alloy for backing plate
JPH10110226A (en) * 1996-10-08 1998-04-28 Dowa Mining Co Ltd Production of copper or copper alloy
JPH10168532A (en) * 1996-10-08 1998-06-23 Dowa Mining Co Ltd Copper alloy for backing plate and its production
JPH11209835A (en) * 1998-01-26 1999-08-03 Mitsubishi Materials Corp High strength and high conductivity copper alloy of chromiumizirconium type, excellent in deposition resistance
JP2001279347A (en) * 2000-03-30 2001-10-10 Kobe Steel Ltd High strength copper alloy excellent in bending workability and heat resistance and its producing method
JP2002363667A (en) * 2001-06-06 2002-12-18 Hitachi Cable Ltd Copper alloy having excellent hot workability and machinability
JP2003321720A (en) * 2002-04-30 2003-11-14 Kobe Steel Ltd Copper alloy for connection of wiring

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2552920B2 (en) * 1989-08-11 1996-11-13 住友金属鉱山株式会社 Copper alloy for backing plate
JPH10110226A (en) * 1996-10-08 1998-04-28 Dowa Mining Co Ltd Production of copper or copper alloy
JPH10168532A (en) * 1996-10-08 1998-06-23 Dowa Mining Co Ltd Copper alloy for backing plate and its production
JPH11209835A (en) * 1998-01-26 1999-08-03 Mitsubishi Materials Corp High strength and high conductivity copper alloy of chromiumizirconium type, excellent in deposition resistance
JP2001279347A (en) * 2000-03-30 2001-10-10 Kobe Steel Ltd High strength copper alloy excellent in bending workability and heat resistance and its producing method
JP2002363667A (en) * 2001-06-06 2002-12-18 Hitachi Cable Ltd Copper alloy having excellent hot workability and machinability
JP2003321720A (en) * 2002-04-30 2003-11-14 Kobe Steel Ltd Copper alloy for connection of wiring

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016079472A (en) * 2014-10-17 2016-05-16 Dowaメタルテック株式会社 Manufacturing method of copper alloy sheet material, copper alloy sheet material, and electrification component
TWI628407B (en) * 2016-03-17 2018-07-01 神戶製鋼所股份有限公司 Copper alloy plate and coil for heat dissipation parts

Also Published As

Publication number Publication date
JP4872577B2 (en) 2012-02-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4809935B2 (en) Copper alloy sheet having low Young&#39;s modulus and method for producing the same
KR101422382B1 (en) Cu-Ni-Si-Co COPPER ALLOY FOR ELECTRONIC MATERIAL AND PROCESS FOR PRODUCING SAME
JP4869415B2 (en) Pure copper plate manufacturing method and pure copper plate
JP4934759B2 (en) Copper alloy sheet, connector using the same, and method for producing copper alloy sheet
JP2014185370A (en) Cu-Ti-BASED COPPER ALLOY PLATE, MANUFACTURING METHOD THEREFOR AND ELECTRIC CONDUCTION PARTS
JP4171735B2 (en) Chromium-containing copper alloy manufacturing method, chromium-containing copper alloy and copper products
JP5451674B2 (en) Cu-Si-Co based copper alloy for electronic materials and method for producing the same
TWI752208B (en) Cu-co-si copper alloy plate material and manufacturing method, and parts using the plate material
JP5271094B2 (en) Aluminum alloy substrate for magnetic disk and manufacturing method thereof
JP4792116B2 (en) Pure copper plate manufacturing method and pure copper plate
JP2017179568A (en) Copper alloy sheet material and manufacturing method of copper alloy sheet material
JP6080823B2 (en) Titanium copper for electronic parts
JP2009287062A (en) Copper alloy for backing plate and method for producing the same
JP2007084928A (en) Backing plate made of copper alloy, and method for producing the copper alloy
JP4872577B2 (en) Copper alloy backing plate and copper alloy manufacturing method for backing plate
JP2019002042A (en) Cu-Ni-Al-BASED COPPER ALLOY SHEET MATERIAL, MANUFACTURING METHOD THEREOF, AND CONDUCTIVE SPRING MEMBER
JP5836352B2 (en) Aluminum alloy substrate for magnetic disk and manufacturing method thereof
JP2016060957A (en) Titanium copper for electronic component and manufacturing method therefor
WO2019187767A1 (en) Insulating substrate and method for manufacturing same
JP2004027253A (en) Aluminum alloy sheet for molding, and method of producing the same
WO2013058083A1 (en) Corson alloy and method for producing same
JP4876785B2 (en) Copper alloy backing plate and method for producing the copper alloy
JP2008050655A (en) Backing plate made of copper alloy, and manufacturing method therefor
JP4267284B2 (en) Al-Mg alloy rolled sheet tempered material with excellent bending workability
JPH05311292A (en) Copper base alloy for heat exchanger and its manufacture

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20081017

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110425

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110510

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110708

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20111025

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20111107

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141202

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4872577

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R360 Written notification for declining of transfer of rights

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360

R370 Written measure of declining of transfer procedure

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R370

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350