JP2552920B2 - バッキングプレート用銅合金 - Google Patents
バッキングプレート用銅合金Info
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、スパッタリングに用いられるバッキングプ
レートに好適な銅合金に関するものである。
レートに好適な銅合金に関するものである。
［従来の技術］ 近年、透明導電電極、光および磁気記憶素子、半導体
素子などに高機能性薄膜の需要が急増している。これら
の薄膜の多くは、それぞれの目的に応じたターゲット材
を使用してスパッタリング法によって作製されている。
素子などに高機能性薄膜の需要が急増している。これら
の薄膜の多くは、それぞれの目的に応じたターゲット材
を使用してスパッタリング法によって作製されている。
こうしたターゲット材は、通常バッキングプレートに
ろう接などの方法によって固定して使用される。しかし
ながら、ターゲット材を保持・冷却する必要からバッキ
ングプレート用の材料にはスパッタリング時に熱影響に
よって変形しないこと、熱伝導性の良いことに加えて、
ろう接性の良好なことなどの特性が要求される。そのた
め、従来バッキングプレートには熱伝導性に優れた無酸
素銅が使用されてきた。
ろう接などの方法によって固定して使用される。しかし
ながら、ターゲット材を保持・冷却する必要からバッキ
ングプレート用の材料にはスパッタリング時に熱影響に
よって変形しないこと、熱伝導性の良いことに加えて、
ろう接性の良好なことなどの特性が要求される。そのた
め、従来バッキングプレートには熱伝導性に優れた無酸
素銅が使用されてきた。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、近年、ターゲット材の大型化が進むに
つれスパッタリング時の熱歪が大きくなってきており、
そのため無酸素銅のパッキングプレートではスパッタリ
ング時に変形を起こし、繰り返し使用することが困難に
なっている。
つれスパッタリング時の熱歪が大きくなってきており、
そのため無酸素銅のパッキングプレートではスパッタリ
ング時に変形を起こし、繰り返し使用することが困難に
なっている。
したがって、本発明は前記のような問題点に鑑み、熱
歪による変形が少なく、繰り返し使用が可能であり、か
つ熱伝導性やろう接も良好であるバッキングプレートに
用いるのに好適な銅合金を提供することを目的とするも
のである。
歪による変形が少なく、繰り返し使用が可能であり、か
つ熱伝導性やろう接も良好であるバッキングプレートに
用いるのに好適な銅合金を提供することを目的とするも
のである。
（課題を解決するための手段） 本発明者らは、前記目的を達成するために種々検討を
加えた結果、特定量の鉄、リン、亜鉛を添加した銅合金
およびこの合金にさらに種々の金属を少なくとも１種類
添加した銅合金とすることによって目的を達し得ること
を見出して本発明を完成するに至った。すなわち、本発
明の第１の実施態様は、Fe 0.1〜2.6重量％、P 0.001〜
0.1重量％、Zn 0.01〜1.0重量％、残部Cu及び不可避的
不純物からなるバッキングプレート用銅合金を特徴と
し、第２の実施態様は、Fe 0.1〜2.6重量％、P 0.001〜
0.1重量％、Zn 0.01〜1.0重量％を含み、さらにSn 0.01
〜2.5重量％、Ni 0.01〜1.0重量％を含む、残部Cu及び
不可避的不純物からなるバッキングプレート用銅合金を
特徴とし、第３の実施態様は、Fe 0.1〜2.6重量％、P
0.001〜0.1重量％、Zn 0.01〜1.0重量％を含み、さらに
Mg 0.001〜0.5重量％を含む、残部Cu及び不可避的不純
物からなるバッキングプレート用銅合金を特徴とし、第
４の実施態様は、Fe 0.1〜2.6重量％、P 0.001〜0.1重
量％、Zn 0.01〜1.0重量％を含み、さらにSn 0.01〜2.5
重量％を含む、残部Cu及び不可避的不純物からなるバッ
キングプレート用銅合金を特徴とし、さらに第５の実施
態様は、Fe 0.1〜2.6重量％、P 0.001〜0.1重量％、Zn
0.01〜1.0重量％を含み、さらにSn 0.01〜2.5重量％、P
b 0.01〜4.0重量％、Te 0.01〜1.0重量％を含む、残部C
u及び不可避的不純物からなるバッキングプレート用銅
合金を特徴とし、また第６の実施態様は、Fe 0.1〜2.6
重量％、P 0.001〜0.1重量％、Zn 0.01〜1.0重量％を含
み、さらにCo 0.01〜1.0重量％を含む、残部Cu及び不可
避的不純物からなるバッキングプレート用銅合金を特徴
とするものである。
加えた結果、特定量の鉄、リン、亜鉛を添加した銅合金
およびこの合金にさらに種々の金属を少なくとも１種類
添加した銅合金とすることによって目的を達し得ること
を見出して本発明を完成するに至った。すなわち、本発
明の第１の実施態様は、Fe 0.1〜2.6重量％、P 0.001〜
0.1重量％、Zn 0.01〜1.0重量％、残部Cu及び不可避的
不純物からなるバッキングプレート用銅合金を特徴と
し、第２の実施態様は、Fe 0.1〜2.6重量％、P 0.001〜
0.1重量％、Zn 0.01〜1.0重量％を含み、さらにSn 0.01
〜2.5重量％、Ni 0.01〜1.0重量％を含む、残部Cu及び
不可避的不純物からなるバッキングプレート用銅合金を
特徴とし、第３の実施態様は、Fe 0.1〜2.6重量％、P
0.001〜0.1重量％、Zn 0.01〜1.0重量％を含み、さらに
Mg 0.001〜0.5重量％を含む、残部Cu及び不可避的不純
物からなるバッキングプレート用銅合金を特徴とし、第
４の実施態様は、Fe 0.1〜2.6重量％、P 0.001〜0.1重
量％、Zn 0.01〜1.0重量％を含み、さらにSn 0.01〜2.5
重量％を含む、残部Cu及び不可避的不純物からなるバッ
キングプレート用銅合金を特徴とし、さらに第５の実施
態様は、Fe 0.1〜2.6重量％、P 0.001〜0.1重量％、Zn
0.01〜1.0重量％を含み、さらにSn 0.01〜2.5重量％、P
b 0.01〜4.0重量％、Te 0.01〜1.0重量％を含む、残部C
u及び不可避的不純物からなるバッキングプレート用銅
合金を特徴とし、また第６の実施態様は、Fe 0.1〜2.6
重量％、P 0.001〜0.1重量％、Zn 0.01〜1.0重量％を含
み、さらにCo 0.01〜1.0重量％を含む、残部Cu及び不可
避的不純物からなるバッキングプレート用銅合金を特徴
とするものである。
［作用］ 本発明に係る銅合金を構成する合金成分の添加理由と
その組成範囲の限定理由を説明する。
その組成範囲の限定理由を説明する。
まずFeは、合金中に析出物として分散することによっ
て、熱伝導性をあまり低下させずに、合金強度を増し、
熱歪による変形を小さく抑える働きをすものであり、Fe
含有量を0.1〜2.6重量％としたのは、0.1重量％未満で
は、その効果が十分でなく、逆に2.6重量％を超える
と、粗大なFe相が出現するようになり、ろう接性が低下
するためである。またＰは、脱酸剤として働くものであ
り、Ｐ含有量を0.001〜0.1重量％としたのは、0.001重
量％未満では、脱酸効果が十分ではなく、一方0.1重量
％を超えると、脱酸効果が飽和するためである。さらに
Znは、合金の鋳造性を改善するものであり、Zn含有量を
0.01〜1.0重量％としたのは、0.01重量％未満では、そ
の効果が十分ではなく、逆に1.0重量％を超えると、ろ
う接性が低下するためである。
て、熱伝導性をあまり低下させずに、合金強度を増し、
熱歪による変形を小さく抑える働きをすものであり、Fe
含有量を0.1〜2.6重量％としたのは、0.1重量％未満で
は、その効果が十分でなく、逆に2.6重量％を超える
と、粗大なFe相が出現するようになり、ろう接性が低下
するためである。またＰは、脱酸剤として働くものであ
り、Ｐ含有量を0.001〜0.1重量％としたのは、0.001重
量％未満では、脱酸効果が十分ではなく、一方0.1重量
％を超えると、脱酸効果が飽和するためである。さらに
Znは、合金の鋳造性を改善するものであり、Zn含有量を
0.01〜1.0重量％としたのは、0.01重量％未満では、そ
の効果が十分ではなく、逆に1.0重量％を超えると、ろ
う接性が低下するためである。
またSnは、合金強度を増し、熱歪による変形を抑える
働きをするものであり、Snの含有量を0.01〜2.5重量％
としたのは、0.01重量％未満では、その効果が十分では
なく、一方2.5重量％を超えると、熱伝導性の低下が著
しくなるからである。さらにMgは、合金強度を向上し、
熱歪による変形を抑える働きをするものであって、Mgの
含有量を0.001〜0.5重量％としたのは、0.001重量％未
満では、その効果が十分ではなく、逆に2.5重量％を超
えると、合金の鋳造性が著しく低下するからである。
働きをするものであり、Snの含有量を0.01〜2.5重量％
としたのは、0.01重量％未満では、その効果が十分では
なく、一方2.5重量％を超えると、熱伝導性の低下が著
しくなるからである。さらにMgは、合金強度を向上し、
熱歪による変形を抑える働きをするものであって、Mgの
含有量を0.001〜0.5重量％としたのは、0.001重量％未
満では、その効果が十分ではなく、逆に2.5重量％を超
えると、合金の鋳造性が著しく低下するからである。
なおNi、Coは、合金強度を向上し、熱歪による変形を
抑える働きをするものであり、Ni及びCoの含有量をとも
に0.01〜1.0重量％としたのは、0.01重量％未満では、
その効果が十分ではなく、逆に1.0重量％を超えると、
その効果が飽和するからである。またTe、Pbは、それぞ
れ合金の快削性を向上する働きをするものであり、Teお
よびPbの含有量をそれぞれ0.01〜1.0重量％、0.01〜4.0
重量％としたのは、所定量未満では、その効果が十分で
はなく、一方所定量を超えると、効果が飽和するからで
ある。
抑える働きをするものであり、Ni及びCoの含有量をとも
に0.01〜1.0重量％としたのは、0.01重量％未満では、
その効果が十分ではなく、逆に1.0重量％を超えると、
その効果が飽和するからである。またTe、Pbは、それぞ
れ合金の快削性を向上する働きをするものであり、Teお
よびPbの含有量をそれぞれ0.01〜1.0重量％、0.01〜4.0
重量％としたのは、所定量未満では、その効果が十分で
はなく、一方所定量を超えると、効果が飽和するからで
ある。
［実施例］ 次に、本発明の実施例を述べる。
実施例1: 通常の電気銅を高周波溶解炉で大気溶解し、目的値に
応じたFe、Ｐ、Zn、Sn、Mg、Co、Ni、Te、Pbを純金属、
または各々10〜50重量％含有する銅母合金を加えた後、
半連続鋳造法により厚さ100mm、巾400mmの断面を持つ鋳
塊を得た。得られた鋳塊の組成を第１表に示す。これら
の鋳塊を850〜950℃に加熱した後、熱間圧延によつて厚
さ15mmの板とした。このようにして得られた板の表面酸
化層を片面2.5mmづつ面削することによって板厚10mmの
供試材とした。
応じたFe、Ｐ、Zn、Sn、Mg、Co、Ni、Te、Pbを純金属、
または各々10〜50重量％含有する銅母合金を加えた後、
半連続鋳造法により厚さ100mm、巾400mmの断面を持つ鋳
塊を得た。得られた鋳塊の組成を第１表に示す。これら
の鋳塊を850〜950℃に加熱した後、熱間圧延によつて厚
さ15mmの板とした。このようにして得られた板の表面酸
化層を片面2.5mmづつ面削することによって板厚10mmの
供試材とした。
このようにして得られた試料の評価をろう接試験およ
びスパッタリング試験によって行った。すなわち、先ず
ろう接性は、前記供試材から10mm×10mm×50mmの試験片
を切り出し、その試験辺を酸洗・乾燥した後、In−10％
Sn浴中に５分間浸漬し、ろうが表面に均一に濡れるかど
うかを目視により観察することによって評価した。
びスパッタリング試験によって行った。すなわち、先ず
ろう接性は、前記供試材から10mm×10mm×50mmの試験片
を切り出し、その試験辺を酸洗・乾燥した後、In−10％
Sn浴中に５分間浸漬し、ろうが表面に均一に濡れるかど
うかを目視により観察することによって評価した。
次に、スパッタリング試験は、前記供試材から巾154m
m、長さ444mm、厚さ10mmのバッキングプレートを切削に
よって作製した後、実際に巾130mm、長さ420mm、厚さ5m
mのITOターゲットおよびAl-Si合金ターゲットを前記バ
ッキングプレートに、In−Snろう材を用いて接合し、ス
パッタリングを行うという工程を繰り返した場合に、熱
歪による変形によって使用できなくなるまで何回繰り返
し使用できたかを測定して評価した。ただし、スパッタ
リングは、電流10〜20A、電圧300〜400Vの試験条件で24
時間のバッチ操業で行った。また、バッキングプレート
の熱歪による変形限度は、使用後のバッキングプレート
を定盤上に静置し、曲がり、ねじれなどによって浮上っ
た部分の最大寸法を5mmとして、この値を超えるものを
使用不可とした。
m、長さ444mm、厚さ10mmのバッキングプレートを切削に
よって作製した後、実際に巾130mm、長さ420mm、厚さ5m
mのITOターゲットおよびAl-Si合金ターゲットを前記バ
ッキングプレートに、In−Snろう材を用いて接合し、ス
パッタリングを行うという工程を繰り返した場合に、熱
歪による変形によって使用できなくなるまで何回繰り返
し使用できたかを測定して評価した。ただし、スパッタ
リングは、電流10〜20A、電圧300〜400Vの試験条件で24
時間のバッチ操業で行った。また、バッキングプレート
の熱歪による変形限度は、使用後のバッキングプレート
を定盤上に静置し、曲がり、ねじれなどによって浮上っ
た部分の最大寸法を5mmとして、この値を超えるものを
使用不可とした。
得られたこれらの結果を、同様な工程で作製した比較
合金について、同様にして評価し、その結果とともに第
１表に示す。
合金について、同様にして評価し、その結果とともに第
１表に示す。
第１表に示すように、本発明に係わる合金は、従来材
の無酸素銅に較べ熱歪による変形によって使用できなく
なるまでの使用回数が２倍以上となっており、かつろう
接性も良好であることが明らかである。またスパッタリ
ング試験の結果、本発明に係わる合金は熱伝導性も0.2c
al/cm・sec・℃以上あり、実用上問題なく、加えて有害
な元素の蒸発がなく、正常なスパッタリングを行うこと
ができることも明らかである。
の無酸素銅に較べ熱歪による変形によって使用できなく
なるまでの使用回数が２倍以上となっており、かつろう
接性も良好であることが明らかである。またスパッタリ
ング試験の結果、本発明に係わる合金は熱伝導性も0.2c
al/cm・sec・℃以上あり、実用上問題なく、加えて有害
な元素の蒸発がなく、正常なスパッタリングを行うこと
ができることも明らかである。
［発明の効果］ 本発明に係るバッキングプレート用銅合金は、熱歪に
よる変形が小さく、繰り返し使用が可能な回数が多く、
かつ熱伝導性やろう接性も良好であり、したがってスパ
ッタリングに用いられるバッキングプレートに好適な素
材を提供することが可能であるなどきわめて大きな効果
が認められ、本発明の工業的価値は極めて大である。
よる変形が小さく、繰り返し使用が可能な回数が多く、
かつ熱伝導性やろう接性も良好であり、したがってスパ
ッタリングに用いられるバッキングプレートに好適な素
材を提供することが可能であるなどきわめて大きな効果
が認められ、本発明の工業的価値は極めて大である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−207538（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−180975（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−245752（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−245754（ＪＰ，Ａ)
Claims (6)
- 【請求項１】Fe 0.1〜2.6重量％、P 0.001〜0.1重量
％、Zn 0.01〜1.0重量％、残部Cu及び不可避的不純物か
らなることを特徴とするバッキングプレート用銅合金。 - 【請求項２】Fe 0.1〜2.6重量％、P 0.001〜0.1重量
％、Zn 0.01〜1.0重量％を含み、さらにZn 0.01〜1.0重
量％、Sn 0.01〜2.5重量％、Ni 0.01〜1.0重量％を含
む、残部Cu及び不可避的不純物からなることを特徴とす
るバッキングプレート用銅合金。 - 【請求項３】Fe 0.1〜2.6重量％、P 0.001〜0.1重量
％、Zn 0.01〜1.0重量％を含み、さらにMg 0.001〜0.5
重量％を含む、残部Cu及び不可避的不純物からなること
を特徴とするバッキングプレート用銅合金。 - 【請求項４】Fe 0.1〜2.6重量％、P 0.001〜0.1重量
％、Zn 0.01〜1.0重量％を含み、さらにSn 0.01〜2.5重
量％を含む、残部Cu及び不可避的不純物からなることを
特徴とするバッキングプレート用銅合金。 - 【請求項５】Fe 0.1〜2.6重量％、P 0.001〜0.1重量
％、Zn 0.01〜1.0重量％を含み、さらにSn 0.01〜2.5重
量％、Pb 0.01〜4.0重量％、Te 0.01〜1.0重量％を含
む、残部Cu及び不可避的不純物からなることを特徴とす
るバッキングプレート用銅合金。 - 【請求項６】Fe 0.1〜2.6重量％、P 0.001〜0.1重量
％、Zn 0.01〜1.0重量％を含み、さらにCo 0.01〜1.0重
量％を含む、残部Cu及び不可避的不純物からなることを
特徴とするバッキングプレート用銅合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1209381A JP2552920B2 (ja) | 1989-08-11 | 1989-08-11 | バッキングプレート用銅合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1209381A JP2552920B2 (ja) | 1989-08-11 | 1989-08-11 | バッキングプレート用銅合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0372043A JPH0372043A (ja) | 1991-03-27 |
| JP2552920B2 true JP2552920B2 (ja) | 1996-11-13 |
Family
ID=16571974
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1209381A Expired - Fee Related JP2552920B2 (ja) | 1989-08-11 | 1989-08-11 | バッキングプレート用銅合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2552920B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008088469A (ja) * | 2006-09-29 | 2008-04-17 | Hitachi Cable Ltd | 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 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2465969B1 (en) * | 2002-01-30 | 2016-05-11 | JX Nippon Mining & Metals Corp. | Copper alloy sputtering target |
| JP4794802B2 (ja) | 2002-11-21 | 2011-10-19 | Ｊｘ日鉱日石金属株式会社 | 銅合金スパッタリングターゲット及び半導体素子配線 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60245754A (ja) * | 1984-05-22 | 1985-12-05 | Nippon Mining Co Ltd | 高力高導電銅合金 |
| JPS60245752A (ja) * | 1984-05-22 | 1985-12-05 | Nippon Mining Co Ltd | 高力高導電銅合金 |
| JPS61207538A (ja) * | 1985-03-11 | 1986-09-13 | Toshiba Corp | 金型鋳造用金型 |
| JPH01180975A (ja) * | 1988-01-12 | 1989-07-18 | Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk | スパッタリング用バッキングプレート |
-
1989
- 1989-08-11 JP JP1209381A patent/JP2552920B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008088469A (ja) * | 2006-09-29 | 2008-04-17 | Hitachi Cable Ltd | 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 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0372043A (ja) | 1991-03-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |