JP3538664B2 - Coating method of Ti-based material - Google Patents

Coating method of Ti-based material

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JP3538664B2 JP11530697A JP11530697A JP3538664B2 JP 3538664 B2 JP3538664 B2 JP 3538664B2 JP 11530697 A JP11530697 A JP 11530697A JP 11530697 A JP11530697 A JP 11530697A JP 3538664 B2 JP3538664 B2 JP 3538664B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、チタン(以下、
Tiと略称する)系材料のコーティング方法に関するも
ので、特にインジウム(以下、Inと略称する)系材料
等のボンディング材に対するTi系材料の表面の濡れ性
を改善することが可能なTi系材料のコーティング方法
に係るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention
The present invention relates to a method for coating a Ti-based material, and particularly to a Ti-based material capable of improving the wettability of the surface of the Ti-based material with respect to a bonding material such as an indium (hereinafter abbreviated as In) -based material. The present invention relates to a coating method.

【0002】[0002]

【従来の技術】集積回路に用いられる薄膜を形成する方
法としてはスパッタリング法が公知である。この方法に
は、物理スパッタリング(PVD)と反応性スパッタリ
ングとがあるが、いずれの方法も、スパッタリングター
ゲットを用いる。スパッタリングターゲットは、イオン
の照射されるターゲット部材と、このターゲット部材を
その背部から支持するバッキングプレートとから成るも
ので、具体的にはTi系材料製のバッキングプレートに
銅(以下、Cuと略称する)系材料又はアルミニウム
(以下、Alと略称する)系材料製のターゲット部材を
In系材料にてボンディング(ろう付)したものが知ら
れている。例えばTi系材料を用いる点については、特
開平6−293963号公報、またIn系材料を用いて
ターゲット部材のボンディングを行う点については上記
公報、及び特開平3−140464号公報を挙げること
ができる。
2. Description of the Related Art As a method for forming a thin film used in an integrated circuit, a sputtering method is known. This method includes physical sputtering (PVD) and reactive sputtering, and both methods use a sputtering target. The sputtering target is composed of a target member to be irradiated with ions and a backing plate for supporting the target member from the back. Specifically, a backing plate made of a Ti-based material has copper (hereinafter abbreviated as Cu). 2. Related Art A target member made of an aluminum (hereinafter abbreviated as Al) -based material is bonded (brazed) with an In-based material. For example, the use of a Ti-based material is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-293963, and the use of an In-based material for bonding a target member is described in the above-described Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-140644. .

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで上記Ti系材
料は、大気や水分等の存在に起因して、その表面が、薄
い強固な酸化皮膜(不動態皮膜)によって覆われてい
る。この不動態皮膜は、強固であってきわめて除去しに
くいものであり、また他の金属と反応し難いものである
ため、ボンディング時の濡れ性が極めて悪く、そのため
In系材料等を用いたボンディング作業を著しく困難な
ものとしている。このような困難性を改善するため、上
記特開平6−293963号公報においては、Ti系材
料製のバッキングプレートの表面にCuを溶射し、これ
によりIn系材料の濡れ性を向上しようとする試みがな
されている。しかしながらこのようにCu溶射を行うこ
とは、当然のことながらスパッタリングターゲットの大
幅なコストアップを招くことになる。また使用済みのス
パッタリングターゲットにおいて、ターゲット部材を除
去し、新しいターゲット部材をバッキングプレートにボ
ンディングして再生使用する場合、つまりスパッタリン
グターゲットのリサイクル時にも上記同様の問題が生じ
る。また特開平6−116706号公報においては、T
i系材料の表面処理方法として、例えばCu粉を塗布し
たものを真空中において700℃で約1時間加熱し、こ
れによってCuをTiの表面に拡散させて両者の密着強
度を向上させることが提案されている。しかしながらこ
の反応は固相反応であるため、生成された反応層の厚さ
は高々数μmであり、その反応層は、脆弱である。従っ
てスパッタリングターゲットのリサイクル時には、再び
上記表面処理を行う必要がある。
Incidentally, the surface of the above-mentioned Ti-based material is covered with a thin and strong oxide film (passive film) due to the presence of air, moisture and the like. The passivation film is strong and extremely difficult to remove, and hardly reacts with other metals. Therefore, the wettability at the time of bonding is extremely poor. Is extremely difficult. In order to improve such difficulty, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-293963 discloses an attempt to spray Cu on the surface of a backing plate made of a Ti-based material, thereby improving the wettability of the In-based material. Has been made. However, performing Cu thermal spraying in this way naturally leads to a significant increase in cost of the sputtering target. In the case of a used sputtering target, a target member is removed, and a new target member is bonded to a backing plate and reused, that is, a problem similar to the above occurs when the sputtering target is recycled. Also, in JP-A-6-116706, T
As a surface treatment method for an i-based material, for example, it is proposed that a material coated with Cu powder be heated in a vacuum at 700 ° C. for about 1 hour, thereby diffusing Cu to the surface of Ti and improving the adhesion strength between the two. Have been. However, since this reaction is a solid phase reaction, the thickness of the generated reaction layer is at most several μm, and the reaction layer is fragile. Therefore, when recycling the sputtering target, it is necessary to perform the above surface treatment again.

【0004】そこで発明者らは、Ti系材料の濡れ性を
改善するとともにスパッタリングターゲットのリサイク
ルコストを低減すべく、さらにTi−Cuの共晶反応を
利用する種々の試験を行った。まず試験1として、Ti
系材料の表面に厚さ18μmのCu箔を配置し、Ti−
Cuの共晶温度(887℃)よりも低い850℃で30
分間の加熱を行った。その結果、面積比率で20%の部
分にのみTi−Cuの反応が観察され、残る80%の部
分は未反応のままであった。従ってこのコーティング方
法によれば、コーティング処理の均質性という目的を達
成することができない。次に試験2として、Ti系材料
の表面に厚さ18μmのCu箔を配置し、上記共晶温度
よりも高い900℃で30分間の加熱を行った。その結
果、表1及び図1に示すように、Ti系材料の表面には
α、Ti2 Cu層、TiCu層がまだらに混在して形成
された。また試験3として、Ti系材料の表面に厚さ5
4μmのCu箔を配置し、上記と同様の加熱を行った。
その結果、表1に示すようにTi系材料の表面には主と
してTi2 Cu層が形成された。さらに試験4として、
Ti系材料の表面に厚さ100μmのCu箔を配置し、
上記と同様の加熱を行った。その結果、表1に示すよう
にTi系材料の表面には主としてTiCu層が形成され
た。そして純Ti系材料と表1に示す試験2〜4の共試
材とについて、すなわちCu含有量が0〜約50at%
の層とInとの濡れ性評価試験を200℃で30分間行
ったが、各層とも全く濡れることはなかった。
Therefore, the inventors conducted various tests utilizing the eutectic reaction of Ti-Cu in order to improve the wettability of the Ti-based material and reduce the recycling cost of the sputtering target. First, in Test 1, Ti
An 18 μm thick Cu foil was placed on the surface of the
30 at 850 ° C lower than the eutectic temperature of Cu (887 ° C)
Heated for minutes. As a result, a reaction of Ti—Cu was observed only in a portion having an area ratio of 20%, and the remaining 80% portion remained unreacted. Therefore, according to this coating method, the object of uniformity of the coating process cannot be achieved. Next, as Test 2, a Cu foil having a thickness of 18 μm was arranged on the surface of the Ti-based material, and heating was performed at 900 ° C. higher than the eutectic temperature for 30 minutes. As a result, as shown in Table 1 and FIG. 1, α, Ti 2 Cu layer, and TiCu layer were mixed and formed on the surface of the Ti-based material. In Test 3, a thickness of 5 mm was applied to the surface of the Ti-based material.
A 4 μm Cu foil was placed, and the same heating as above was performed.
As a result, as shown in Table 1, a Ti 2 Cu layer was mainly formed on the surface of the Ti-based material. In Test 4,
A 100 μm thick Cu foil is placed on the surface of a Ti-based material,
The same heating as above was performed. As a result, as shown in Table 1, a TiCu layer was mainly formed on the surface of the Ti-based material. Then, for the pure Ti-based material and the co-test materials of Tests 2 to 4 shown in Table 1, that is, the Cu content was 0 to about 50 at%.
A test for evaluating the wettability between the layer and In was performed at 200 ° C. for 30 minutes, but none of the layers was wet.

【0005】[0005]

【表1】 [Table 1]

【0006】以上のように、Ti−Cuの共晶反応を利
用してCu系のコーティング層を形成する方法において
は、共晶温度よりも低い温度域では反応の均一性が得ら
れず、従って均質な表面処理がほとんど不可能である。
一方、反応の均一性を得ようとして共晶温度よりも高い
温度域で処理を行うと、この温度域では液相が急速に発
生するとともにTiとCuとの反応も急速に進むので、
Cuを含む液相中へのTiの侵入が顕著となる。従って
生成物の組成はTiを50at%以上含むこととなり、
ボンディング材に対する濡れ性が確保できないのであ
る。
As described above, in the method of forming a Cu-based coating layer utilizing the eutectic reaction of Ti-Cu, uniformity of the reaction cannot be obtained in a temperature range lower than the eutectic temperature. Homogeneous surface treatment is almost impossible.
On the other hand, if the treatment is performed in a temperature range higher than the eutectic temperature in order to obtain uniformity of the reaction, a liquid phase is rapidly generated in this temperature range and the reaction between Ti and Cu also proceeds rapidly.
The penetration of Ti into the liquid phase containing Cu becomes remarkable. Therefore, the composition of the product contains 50 at% or more of Ti,
The wettability to the bonding material cannot be ensured.

【0007】この発明は上記従来の欠点を解決するため
になされたものであって、その目的は、In系材料等を
用いたボンディング時において、その濡れ性を改善する
ことが可能なTi系材料のコーティング方法を提供する
ことにある。また上記のようにボンディング材に対する
濡れ性の改善されたTi系材料製のプレートを提供し、
これをバッキングプレートとして用いることにより製造
コストの低減されたスパッタリングターゲットを提供す
ることもこの発明の目的である。さらにこの発明は、ス
パッタリングターゲットのリサイクルコストを低減する
ことも目的とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional drawbacks, and has as its object to provide a Ti-based material capable of improving the wettability during bonding using an In-based material or the like. It is an object of the present invention to provide a coating method. Further, the present invention provides a plate made of a Ti-based material having improved wettability to a bonding material as described above,
It is also an object of the present invention to provide a sputtering target whose manufacturing cost is reduced by using this as a backing plate. Another object of the present invention is to reduce the recycling cost of a sputtering target.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段および効果】そこで請求項
1のTi系材料のコーティング方法は、Ti系材料の表
面に、TiとCuとTi及びCu以外の第三金属との3
元共晶温度または他の反応による液相発生温度がTiと
Cuとの2元共晶温度よりも低くなるような第三金属を
成分として含むCu系材料を配置し、上記2元共晶温度
よりも低く、かつ3元共晶温度よりも高い温度に上記T
i系材料とCu系材料とを加熱し、両者の反応によって
その界面にTi、Cu、上記第三金属を成分として含む
化合物層を形成することを特徴としている。
Therefore, a method for coating a Ti-based material according to claim 1 is a method for coating a Ti-based material on a surface of a Ti-based material by adding Ti, Cu, Ti and a third metal other than Cu.
A Cu-based material containing a third metal as a component such that a source eutectic temperature or a liquid phase generation temperature due to another reaction is lower than a binary eutectic temperature between Ti and Cu is arranged, T and a temperature higher than the ternary eutectic temperature.
It is characterized in that an i-based material and a Cu-based material are heated, and a compound layer containing Ti, Cu, and the third metal as components is formed at the interface by a reaction between the two.

【0009】上記において用いられるTi系材料とは、
工業用純Ti、工業用Ti合金を含むものであり、具体
的には、Ti−5Al−2.5Sn(重量%で残部は不
可避不純物及びTi、以下同じ)、Ti−6Al−4Z
r−1V、Ti−8Al−1Mo−1V、Ti−8Al
−12Zr、Ti−3Al−2.5V、Ti−8Mn、
Ti−4Al−4Mn、Ti−6Al−4V、Ti−7
Al−4Mo、Ti−3Al−11Cr−13V等を挙
げることができる。
[0009] The Ti-based material used in the above is
It contains industrial pure Ti and industrial Ti alloy, and specifically, Ti-5Al-2.5Sn (the remainder is inevitable impurities and Ti in weight%, the same applies hereinafter), Ti-6Al-4Z
r-1V, Ti-8Al-1Mo-1V, Ti-8Al
-12Zr, Ti-3Al-2.5V, Ti-8Mn,
Ti-4Al-4Mn, Ti-6Al-4V, Ti-7
Al-4Mo, Ti-3Al-11Cr-13V and the like can be mentioned.

【0010】一般的に、3種類の金属A、B、Cの3元
共晶温度は、金属A、B、金属B、C又は金属C、Aの
各2元共晶温度のいずれよりも必ず低温になっている。
従って、例えば請求項3のように第三金属として錫(以
下、Snと略称する)を用いた場合のTi、Cu及びS
nの3元共晶温度は、TiとCuとの2元共晶温度より
も低い。そのため上記3元共晶温度よりも高く、かつ上
記2元共晶温度よりも低い温度にTi系材料とCu系材
料とを加熱すれば、TiとCuとの反応が急速に進行す
るのを回避しつつ、Ti系材料の表面とCu系材料との
間に液相を生じさせることができる。そしてこのような
液相が存在することにより、その表面張力によってTi
系材料とCu系材料との間に均一な接触状態を形成する
とともに、CuとSnとの溶液中へのTiの侵入や、T
i中への溶液成分、すなわちCuやSnの固相拡散反応
を、上記2元共晶温度よりも低い温度域で生じさせるこ
とができる。従ってTi系材料とCu系材料との間で
は、上記液相を介してTiとCuとの反応が均一に、か
つ緩やかな速度で進行することとなる。そしてこれによ
り、Ti系材料の表面にCuを豊富に含む化合物層を均
一に生成することができ、ボンディング時における濡れ
性を改善したコーティングが可能となるのである。また
TiとCuとの2元共晶温度よりも低い温度で液相を発
生させるためには、共晶反応以外の他の反応によるもの
でもよい。
In general, the ternary eutectic temperatures of the three types of metals A, B, and C are necessarily higher than any of the binary eutectic temperatures of the metals A, B, B, and C or the metals C and A. It is cold.
Therefore, for example, Ti, Cu and S in the case where tin (hereinafter abbreviated as Sn) is used as the third metal as in claim 3
The ternary eutectic temperature of n is lower than the binary eutectic temperature of Ti and Cu. Therefore, if the Ti-based material and the Cu-based material are heated to a temperature higher than the ternary eutectic temperature and lower than the binary eutectic temperature, the reaction between Ti and Cu is prevented from proceeding rapidly. In addition, a liquid phase can be generated between the surface of the Ti-based material and the Cu-based material. The presence of such a liquid phase causes the surface tension of Ti
In addition to forming a uniform contact state between the Cu-based material and the Cu-based material, the penetration of Ti into the solution of Cu and Sn,
A solid phase diffusion reaction of a solution component, i.e., Cu or Sn, into i can be caused in a temperature range lower than the binary eutectic temperature. Accordingly, between the Ti-based material and the Cu-based material, the reaction between Ti and Cu proceeds uniformly and at a slow speed via the liquid phase. As a result, a compound layer rich in Cu can be uniformly formed on the surface of the Ti-based material, and coating with improved wettability during bonding can be performed. In order to generate a liquid phase at a temperature lower than the binary eutectic temperature of Ti and Cu, a reaction other than the eutectic reaction may be used.

【0011】ところで上記加熱は大気中でも可能である
が、請求項2のように真空、不活性ガス又は還元性ガス
等の非酸化性雰囲気中で行うのが好ましい。加熱処理中
においてTi系材料の表面に酸化皮膜が形成されるのを
確実に回避し、ボンディング材に対する濡れ性を確実に
改善したコーティングを行うことが可能となるからであ
る。
The above-mentioned heating can be performed in the air, but is preferably performed in a non-oxidizing atmosphere such as a vacuum, an inert gas or a reducing gas. This is because it is possible to reliably prevent an oxide film from being formed on the surface of the Ti-based material during the heat treatment, and to perform coating with improved wettability to the bonding material.

【0012】上記コーティング方法においてCu系材料
が含有する第三金属は、Ti、Cu及びこの第三金属で
共晶反応またはその他の反応で液相を生じるものであれ
ば、どのようなものでもよい。それは、上述のようにT
iとCuとの2元共晶温度よりも、TiとCuと第三金
属との3元共晶温度の方が必ず低いからである。しかし
ながら上記Cu系材料としては、請求項3のように第三
金属としてSnを含有するものを用いるのが好ましい。
それは、TiとCuとSnとの3元共晶温度がTiとC
uとの2元共晶温度よりも十分に低いものであり、加熱
温度の制御を容易とすることができ、さらにCu−Sn
系合金はInとの濡れ性が非常によい等の利点があるか
らである。そしてSnを含有するCu系材料を用いた場
合には、上記コーティング方法における加熱温度は、請
求項4のように約700℃〜887℃とするのが好まし
い。約700℃以下ではTi系材料とCu系材料との間
に液相を生成させるためにはSn量を50wt%以上と
する必要があり、後工程のボンディング強度が低下する
し、またTiとCuとの2元共晶温度は887℃であ
り、これ以上ではCuを豊富に含む化合物層の生成が上
述のように困難となるからである。
In the above-mentioned coating method, the third metal contained in the Cu-based material may be any one as long as it forms a liquid phase by Ti, Cu and this third metal by a eutectic reaction or other reaction. . It is T as described above.
This is because the ternary eutectic temperature of Ti, Cu and the third metal is always lower than the binary eutectic temperature of i and Cu. However, as the Cu-based material, a material containing Sn as the third metal is preferably used.
It is because the ternary eutectic temperature of Ti, Cu and Sn is Ti and C
u, which is sufficiently lower than the binary eutectic temperature, and can easily control the heating temperature.
This is because the system alloy has advantages such as very good wettability with In. When a Cu-based material containing Sn is used, the heating temperature in the above-mentioned coating method is preferably set to about 700 ° C to 887 ° C. If the temperature is lower than about 700 ° C., the amount of Sn needs to be 50 wt% or more in order to generate a liquid phase between the Ti-based material and the Cu-based material. The binary eutectic temperature is 887 ° C., and if it is higher than this, it becomes difficult to form a compound layer rich in Cu as described above.

【0013】上記コーティング方法によって生成される
化合物層は、請求項5のようにCuを主体とするもので
あり、好ましくは請求項6のようにCuを約60重量%
以上含有する。
The compound layer formed by the above-mentioned coating method is mainly composed of Cu as described in claim 5, and preferably comprises about 60% by weight of Cu as defined in claim 6.
It contains above.

【0014】また上記コーティング方法で用いられるC
u系材料は、例えば厚さ1mm程度のものを用いること
も可能ではある。しかし請求項7のように、箔又は粉末
のCu系材料を用いるのが好ましい。このようにする
と、加熱処理後の冷却過程において、TiとCuとの熱
収縮率の相異から生じ得る材料の反りを回避できるから
である。また上記Cu系材料は、請求項8のようにCu
箔にSn等の第三金属のメッキを施して成るものを用い
てもよい。このようにすると、メッキ処理によってCu
と第三成分との成分比を容易に変えられる等の利点が生
じる。また請求項1にいう「第三金属を成分として含
む」は、上記のようなメッキを施して成るものをも含む
意味である。またCu箔とSn粉末とを併用する場合も
同様である。
The C used in the above coating method
As the u-based material, for example, a material having a thickness of about 1 mm can be used. However, it is preferable to use a foil or powdered Cu-based material. This is because, in this way, in the cooling process after the heat treatment, the warpage of the material that can be caused by the difference in the thermal shrinkage between Ti and Cu can be avoided. Further, the Cu-based material may be Cu
A foil formed by plating a third metal such as Sn may be used. In this case, the plating process causes Cu
There is an advantage that the component ratio between the and the third component can be easily changed. In addition, the term "including a third metal as a component" in the first aspect means that the above-mentioned plating is included. The same applies to the case where Cu foil and Sn powder are used together.

【0015】そして上記コーティング方法によって、C
uを豊富に含有する化合物層によって表面をコーティン
グされたTi系材料製のプレートが得られるが、このプ
レートをスパッタリングターゲット用バッキングプレー
トとして用いる。つまりこのバッキングプレートにバ
キングプレートとの接合面がCu系材料、In系材料、
Sn系材料、銀(以下、Agと略称する)系材料、ニッ
ケル(以下、Niと略称する)系材料のいずれか1つま
たは複数の材料より成るターゲット部材をIn系材料等
を用いてボンディングするのである。この場合、バッキ
ングプレートの表面の濡れ性が上記コーティングによっ
て改善されていることから、良好なボンディング性が得
られる。
According to the above coating method, C
Ti material made plate coated surface by a compound layer rich in u can be obtained, using this plate as a backing plate for scan sputtering target. That bonding surface Cu-based material with Ba Tsu <br/> king plate to the backing plate, In-based material,
A target member made of one or more of Sn-based material, silver (hereinafter abbreviated as Ag) -based material, and nickel (hereinafter abbreviated as Ni) -based material is bonded using an In-based material or the like. It is. In this case, since the wettability of the surface of the backing plate is improved by the coating, good bonding properties can be obtained.

【0016】そして上記のようにして得られるスパッタ
リングターゲットにおいては、スパッタリングを行った
後、使用済みのターゲット部材を除去して、新しいター
ゲット部材をボンディングする際にも、Cuを豊富に含
有する化合物層が残在するので、予備処理等を施すこと
なく、そのままIn系材料等を用いたボンディングを行
うことができる。
In the sputtering target obtained as described above, after sputtering, the used target member is removed, and when bonding a new target member, the compound layer containing a large amount of Cu can be used. Is left behind, so that bonding using an In-based material or the like can be performed without any pretreatment.

【0017】上記請求項1〜請求項8のいずれかのTi
系材料のコーティング方法によれば、In系材料等のボ
ンディング材に対する表面の濡れ性の改善されたTi系
材料製プレートが得られる。このTi系材料製プレート
は、濡れ性の改善によりボンディング性が著しく改善さ
れる。また固相反応のみによってコーティング層を得る
場合(例えば特開平6−116706号)と比較して、
コーティング層の均一性及び強度の格段の向上を図り、
実用上問題のない十分に良好な結果を得ることが可能と
なる。また従来のようなCuの溶射は不要となる一方、
安価なCu箔を用いてコーティング処理ができるので、
その処理コストの大幅な削減が可能である。
The Ti according to any one of claims 1 to 8,
According to the method of coating a system material, a plate made of a Ti material having improved surface wettability with respect to a bonding material such as an In material can be obtained. The bonding property of the plate made of the Ti-based material is remarkably improved by the improvement of the wettability. Also, as compared with a case where a coating layer is obtained only by a solid phase reaction (for example, JP-A-6-116706)
The uniformity and strength of the coating layer are significantly improved,
It is possible to obtain sufficiently good results without practical problems. Also, the conventional thermal spraying of Cu becomes unnecessary, while
Since coating treatment can be performed using inexpensive Cu foil,
The processing cost can be greatly reduced.

【0018】そしてこのようなTi系材料製プレート
パッタリングターゲット用のバッキングプレートとし
て用いれば、ボンディング性が非常に均質、かつ良好で
あるため、製膜品質の向上、及びターゲット部材の剥雑
の可能性を低減し得る。
Then, such a plate made of a Ti-based material is
It is used as a backing plate for scan sputtering target, because bondability very homogeneous, and is good, improvement of film quality, and may reduce the likelihood of剥雑target member.

【0019】また上記スパッタリングターゲットによれ
ば、リサイクルコストを大幅に削減することが可能であ
る。
[0019] According to the sputtering coater rodents bets, it is possible to greatly reduce recycling costs.

【0020】[0020]

【実施例】Ti材の表面に厚さ25μmのCu−20S
n(重量%)箔を載せ、10-4Torrの真空雰囲気下
において、800℃の温度で約30分間保持した。
EXAMPLE A 25 μm-thick Cu-20S film was formed on the surface of a Ti material.
An n (weight%) foil was placed and kept at a temperature of 800 ° C. for about 30 minutes in a vacuum atmosphere of 10 −4 Torr.

【0021】その結果Ti材の表面には、30Cu5S
n65Ti層、10μmの6Cu60Sn33Ti層及
び25%のSnを固溶する約25μmのCu層がTi材
側から順に均一に形成された。すなわち、コーティング
層の表面にはCuの豊富な化合物層が形成されていると
いうことである。またCuとTiとのみの反応では面積
比率で15〜20%の部分のみに化合物層が生じていた
のに対し、この実施例では面積比率で100%に化合物
層が形成された。またコーティング層の膜厚について
も、CuとTiとのみの反応では0〜120μmとバラ
ツキが大きかったが、この実施例では18〜26μmと
均一性の優れたものとなっていた。さらにInとの濡れ
性試験を200℃の温度で30分間保持して行ったとこ
ろ、未処理のTi系材料では全く濡れることがなかった
のに対し、この実施例で得られた試片は良好な濡れ性を
示した。そして剪断試験を行ったところ、上記試片の剪
断強度は4MPaであった。これはCu材を母材とした
ときのInハンダのボンディング強度に匹敵する十分な
強度である。
As a result, 30 Cu5S was formed on the surface of the Ti material.
An n65Ti layer, a 10 µm 6Cu60Sn33Ti layer, and a Cu layer of about 25 µm in which 25% of Sn is dissolved as a solid solution were uniformly formed in this order from the Ti material side. That is, a compound layer rich in Cu is formed on the surface of the coating layer. Further, in the reaction of Cu and Ti alone, the compound layer was formed only in a portion having an area ratio of 15 to 20%, whereas in this example, the compound layer was formed in an area ratio of 100%. In addition, the thickness of the coating layer varied greatly from 0 to 120 μm in the reaction of Cu and Ti alone, but in this example, the uniformity was excellent at 18 to 26 μm. Further, when the wettability test with In was carried out at a temperature of 200 ° C. for 30 minutes, the untreated Ti-based material did not wet at all, whereas the specimen obtained in this example was good. Showed excellent wettability. When a shear test was performed, the shear strength of the test piece was 4 MPa. This is a sufficient strength comparable to the bonding strength of In solder when using a Cu material as a base material.

【0022】また18μm、35μm、70μmのCu
箔に2〜3μmのSnメッキを施したCu系材料を用い
て、上記と同様の処理を行った。この場合にも、上記同
様、Cuの豊富なコーティング層が面積比率100%で
得られ、その厚さの均一性もInとの濡れ性も良好であ
り、また上記と同様の十分な剪断強度が得られた。
Also, 18 μm, 35 μm, 70 μm Cu
The same processing as described above was performed using a Cu-based material in which the foil was plated with Sn of 2 to 3 μm. Also in this case, similarly to the above, a Cu-rich coating layer is obtained at an area ratio of 100%, the uniformity of the thickness and the wettability with In are good, and the sufficient shear strength similar to the above is obtained. Obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】CuとTiとを共晶温度以上で反応させて得ら
れた試片の表面における金属組織を示す顕微鏡写真であ
る。
FIG. 1 is a micrograph showing a metal structure on a surface of a specimen obtained by reacting Cu and Ti at a temperature higher than a eutectic temperature.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−293963(JP,A) 特開 平8−108267(JP,A) 特開 平8−276281(JP,A) 特開 昭63−260686(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23K 1/00 - 1/20 C23C 8/00 - 12/02 C23C 14/34 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (56) References JP-A-6-293963 (JP, A) JP-A-8-108267 (JP, A) JP-A-8-276281 (JP, A) JP-A-63-1988 260686 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) B23K 1/00-1/20 C23C 8/00-12/02 C23C 14/34

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 Ti系材料の表面に、TiとCuとTi
及びCu以外の第三金属との3元共晶温度または他の反
応により液相の生じる温度がTiとCuとの2元共晶温
度よりも低くなるような第三金属を成分として含むCu
系材料を配置し、上記2元共晶温度よりも低く、かつ3
元共晶温度よりも高い温度に上記Ti系材料とCu系材
料とを加熱し、両者の反応によってその界面にTi、C
u、上記第三金属を成分として含む化合物層を形成する
ことを特徴とするTi系材料のコーティング方法。
1. Ti, Cu and Ti on the surface of a Ti-based material
And Cu containing, as a component, a third metal having a ternary eutectic temperature with a third metal other than Cu or a temperature at which a liquid phase is generated by another reaction becomes lower than a binary eutectic temperature between Ti and Cu.
A system material is disposed, the temperature is lower than the binary eutectic temperature, and 3
The Ti-based material and the Cu-based material are heated to a temperature higher than the original eutectic temperature, and Ti, C
u, a method of coating a Ti-based material, comprising forming a compound layer containing the third metal as a component.
【請求項2】 上記加熱は、真空、不活性ガス又は還元
性ガス等の非酸化性雰囲気中で行うことを特徴とする請
求項1のTi系材料のコーティング方法。
2. The method for coating a Ti-based material according to claim 1, wherein the heating is performed in a non-oxidizing atmosphere such as a vacuum, an inert gas or a reducing gas.
【請求項3】 上記第三金属は、Snであることを特徴
とする請求項1又は請求項2のTi系材料のコーティン
グ方法。
3. The method according to claim 1, wherein the third metal is Sn.
【請求項4】 上記加熱温度は、約700℃〜887℃
であることを特徴とする請求項3のTi系材料のコーテ
ィング方法。
4. The heating temperature is about 700 ° C. to 887 ° C.
4. The method for coating a Ti-based material according to claim 3, wherein:
【請求項5】 上記により形成される化合物層は、Cu
を主体とすることを特徴とする請求項4のTi系材料の
コーティング方法。
5. The compound layer formed as described above comprises Cu
The method for coating a Ti-based material according to claim 4, wherein
【請求項6】 上記により形成される化合物層は、Cu
を60重量%以上含有することを特徴とする請求項5の
Ti系材料のコーティング方法。
6. The compound layer formed as described above comprises Cu
6. The method of coating a Ti-based material according to claim 5, wherein the content of Ti is 60% by weight or more.
【請求項7】 上記Cu系材料は、箔又は粉末であるこ
とを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれかのTi系
材料のコーティング方法。
7. The method according to claim 1, wherein the Cu-based material is a foil or a powder.
【請求項8】 上記Cu系材料は、Cu箔に第三金属の
メッキを施して成るものであることを特徴とする請求項
1〜請求項6のいずれかのTi系材料のコーティング方
法。
8. The method of coating a Ti-based material according to claim 1, wherein the Cu-based material is obtained by plating a Cu foil with a third metal.
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