JPH10168532A - バッキングプレート用銅合金およびその製造方法 - Google Patents
バッキングプレート用銅合金およびその製造方法Info
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- JPH10168532A JPH10168532A JP29049497A JP29049497A JPH10168532A JP H10168532 A JPH10168532 A JP H10168532A JP 29049497 A JP29049497 A JP 29049497A JP 29049497 A JP29049497 A JP 29049497A JP H10168532 A JPH10168532 A JP H10168532A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 切削加工性、熱伝導性、耐熱特性およびろう
付け性に優れた特性を兼ね備えたバッキングプレート用
銅合金とその製造方法を提供する。 【解決手段】 Ｃｏ：０．０１〜１．０重量％、Ｐ：
０．００５〜０．５重量％、残部Ｃｕ及び不可避不純物
からなる成分組成の合金となるように高周波溶解炉にて
溶解し、３７０ｍｍ（幅）×１０００ｍｍ（長さ）×１
８０ｍｍ（厚み）のインゴットに鋳造した後９００℃で
熱間圧延して厚さ２０ｍｍの板とし、６００℃以上の温
度から水で急冷した。その後、４００〜７００℃の温度
範囲で２〜６時間保持して加熱処理し、スパッタリング
用バッキングプレートとして優れた特性を有する銅合金
を得た。
付け性に優れた特性を兼ね備えたバッキングプレート用
銅合金とその製造方法を提供する。 【解決手段】 Ｃｏ：０．０１〜１．０重量％、Ｐ：
０．００５〜０．５重量％、残部Ｃｕ及び不可避不純物
からなる成分組成の合金となるように高周波溶解炉にて
溶解し、３７０ｍｍ（幅）×１０００ｍｍ（長さ）×１
８０ｍｍ（厚み）のインゴットに鋳造した後９００℃で
熱間圧延して厚さ２０ｍｍの板とし、６００℃以上の温
度から水で急冷した。その後、４００〜７００℃の温度
範囲で２〜６時間保持して加熱処理し、スパッタリング
用バッキングプレートとして優れた特性を有する銅合金
を得た。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】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用材料として好適な銅合
金とその製造方法に関するものである。
用いられるバッキングプレート用材料として好適な銅合
金とその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のバッキングプレート用材料として
は、ろう付け性および熱伝導性が良好な無酸素銅が広く
知られている。近年、バッキングプレート材の形状の複
雑化、スパッタリングの高速化および高融点ろう材のろ
う付け時の加熱において、以下のような特性が要求され
てきている。 （１）切削加工性に優れていること。 （２）電気及び熱の伝導性に優れていること。 （３）耐軟化特性に優れていること。 （４）ろう付け性に優れていること。 しかしながら、従来の銅及び銅合金では、こうした特性
を充分満足しているとは言えなかった。
は、ろう付け性および熱伝導性が良好な無酸素銅が広く
知られている。近年、バッキングプレート材の形状の複
雑化、スパッタリングの高速化および高融点ろう材のろ
う付け時の加熱において、以下のような特性が要求され
てきている。 （１）切削加工性に優れていること。 （２）電気及び熱の伝導性に優れていること。 （３）耐軟化特性に優れていること。 （４）ろう付け性に優れていること。 しかしながら、従来の銅及び銅合金では、こうした特性
を充分満足しているとは言えなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
のようなバキングプレート材として求められている切削
加工性、熱伝導性、耐熱特性およびろう付け性に優れた
特性を兼ね備えたバッキングプレート用銅合金とその製
造方法を提供することにある。
のようなバキングプレート材として求められている切削
加工性、熱伝導性、耐熱特性およびろう付け性に優れた
特性を兼ね備えたバッキングプレート用銅合金とその製
造方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は第１に、重量％
でＣｏ：０．０１〜１．０％、Ｐ：０．００５〜０．５
％を含み、残部が実質的に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；第
２に、重量比でＣｏ：０．０１〜１．０％、Ｐ：０．０
０５〜０．５％を含み、更にＺｎ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｆｅ、
Ｐｂ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｍｇ、Ａ
ｇの少なくとも一種以上合計で０．００１〜１．０％を
含有し、残部が実質的に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；第３
に、上記いずれかの銅合金を鋳造後、８００〜１０００
℃の温度で６０分以上加熱して熱間圧延を行う工程と、
得られた熱延板を６００℃以上の温度から水急冷により
１０℃／ｓｅｃ以上の冷却速度で冷却する工程と、冷却
した板材を２〜５０ｍｍの板厚に仕上げた後４００〜７
００℃の温度範囲で１〜２４時間保持する工程とからな
るバッキングプレート用銅合金の製造方法である。
でＣｏ：０．０１〜１．０％、Ｐ：０．００５〜０．５
％を含み、残部が実質的に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；第
２に、重量比でＣｏ：０．０１〜１．０％、Ｐ：０．０
０５〜０．５％を含み、更にＺｎ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｆｅ、
Ｐｂ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｍｇ、Ａ
ｇの少なくとも一種以上合計で０．００１〜１．０％を
含有し、残部が実質的に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；第３
に、上記いずれかの銅合金を鋳造後、８００〜１０００
℃の温度で６０分以上加熱して熱間圧延を行う工程と、
得られた熱延板を６００℃以上の温度から水急冷により
１０℃／ｓｅｃ以上の冷却速度で冷却する工程と、冷却
した板材を２〜５０ｍｍの板厚に仕上げた後４００〜７
００℃の温度範囲で１〜２４時間保持する工程とからな
るバッキングプレート用銅合金の製造方法である。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明は上記のように構成された
銅合金であり、切削加工性、熱伝導性、耐熱特性、ろう
付け性に優れており、バッキングプレート材料として好
適なものである。
銅合金であり、切削加工性、熱伝導性、耐熱特性、ろう
付け性に優れており、バッキングプレート材料として好
適なものである。
【０００６】次に、本発明合金を構成する合金成分の添
加理由と限定理由を説明する。Ｃｏを添加するのは、Ｃ
ｏが析出効果によりＣｕの導電性を低下することなく、
耐熱性を上げ熱ひずみによる変形を小さく抑える添加元
素であり、切削加工性を良好にすると同時にろう付け性
を向上させることができるからである。Ｃｏ含有量の範
囲を０．０１〜１．０ｗｔ％としたのは、０．０１ｗｔ
％未満ではその効果が小さく、１．０ｗｔ％を超えると
導電性の低下が避けられない。
加理由と限定理由を説明する。Ｃｏを添加するのは、Ｃ
ｏが析出効果によりＣｕの導電性を低下することなく、
耐熱性を上げ熱ひずみによる変形を小さく抑える添加元
素であり、切削加工性を良好にすると同時にろう付け性
を向上させることができるからである。Ｃｏ含有量の範
囲を０．０１〜１．０ｗｔ％としたのは、０．０１ｗｔ
％未満ではその効果が小さく、１．０ｗｔ％を超えると
導電性の低下が避けられない。
【０００７】Ｐを添加するのは、ＣｏとＰの金属間化合
物により強度、耐熱特性を高める効果があり、また脱酸
効果を有するからである。Ｐ含有量を０．００５〜０．
５ｗｔ％としたのは、０．００５ｗｔ％未満では強度、
脱酸効果が小さく、０．５ｗｔ％を超えると強度の向上
が見られず、脱酸効果も飽和するためである。さらにろ
う付け性も劣化させてしまう。
物により強度、耐熱特性を高める効果があり、また脱酸
効果を有するからである。Ｐ含有量を０．００５〜０．
５ｗｔ％としたのは、０．００５ｗｔ％未満では強度、
脱酸効果が小さく、０．５ｗｔ％を超えると強度の向上
が見られず、脱酸効果も飽和するためである。さらにろ
う付け性も劣化させてしまう。
【０００８】またＺｎ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｐｂ、Ｓ
ｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｍｇ、Ａｇのうち
一種以上の元素を添加するのは、熱伝導性を大きく低下
させることなく耐熱性を向上させるためである。その合
計含有量を０．００１〜１．０ｗｔ％としたのは、０．
００１ｗｔ％未満ではその効果が小さく、１．０ｗｔ％
を超えると導電性を大きく低下させてしまうからであ
る。さらにろう付け性も劣化させてしまうからである。
ｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｍｇ、Ａｇのうち
一種以上の元素を添加するのは、熱伝導性を大きく低下
させることなく耐熱性を向上させるためである。その合
計含有量を０．００１〜１．０ｗｔ％としたのは、０．
００１ｗｔ％未満ではその効果が小さく、１．０ｗｔ％
を超えると導電性を大きく低下させてしまうからであ
る。さらにろう付け性も劣化させてしまうからである。
【０００９】本発明において、上記組成範囲の銅合金を
鋳造後８００〜１０００℃で６０分以上加熱したのは、
鋳造時に生成された不均一な析出物を消失させ、Ｃｕマ
トリクス中に均一に固溶させるためである。８００℃以
下ではその効果が不十分であり、１０００℃以上では材
料の一部が溶解する恐れがある。また、加熱時間が６０
分未満ではその効果が不十分である。加熱後熱間圧延に
より板厚２〜５０ｍｍに仕上げ、６００℃以上の温度か
ら水急冷により冷却速度１０℃／ｓｅｃ以上の冷却速度
で冷却するのは、１０℃／ｓｅｃ未満の速度では一度固
溶させた析出物が析出するからである。その後４００〜
７００℃で熱処理するのは、一度均一に固溶させたＣｏ
およびＰ系化合物を均一に析出させるためであり、４０
０℃未満では析出が充分促進されず、７００℃を超える
と析出物が粗大化してしまうからである。保持時間を１
〜２４時間にしたのは、１時間未満では充分な析出が促
進されず、一方２４時間を超えると析出物が粗大化して
しまうからである。
鋳造後８００〜１０００℃で６０分以上加熱したのは、
鋳造時に生成された不均一な析出物を消失させ、Ｃｕマ
トリクス中に均一に固溶させるためである。８００℃以
下ではその効果が不十分であり、１０００℃以上では材
料の一部が溶解する恐れがある。また、加熱時間が６０
分未満ではその効果が不十分である。加熱後熱間圧延に
より板厚２〜５０ｍｍに仕上げ、６００℃以上の温度か
ら水急冷により冷却速度１０℃／ｓｅｃ以上の冷却速度
で冷却するのは、１０℃／ｓｅｃ未満の速度では一度固
溶させた析出物が析出するからである。その後４００〜
７００℃で熱処理するのは、一度均一に固溶させたＣｏ
およびＰ系化合物を均一に析出させるためであり、４０
０℃未満では析出が充分促進されず、７００℃を超える
と析出物が粗大化してしまうからである。保持時間を１
〜２４時間にしたのは、１時間未満では充分な析出が促
進されず、一方２４時間を超えると析出物が粗大化して
しまうからである。
【００１０】
【実施例１】図１は本発明に係わる合金試験片の作成工
程を示す概略説明図で、表１に示す成分組成の合金とな
るように高周波溶解炉にて溶解し、３７０ｍｍ（幅）×
１０００ｍｍ（長さ）×１８０ｍｍ（厚み）のインゴッ
トに鋳造した。９００℃で熱間圧延し、厚さ２０ｍｍの
板とした後、６００℃以上の温度から水で急冷した。そ
の後、４００〜７００℃の温度範囲で２〜６時間保持し
て加熱処理した後、片側の表面に２ｍｍの面削を行っ
た。
程を示す概略説明図で、表１に示す成分組成の合金とな
るように高周波溶解炉にて溶解し、３７０ｍｍ（幅）×
１０００ｍｍ（長さ）×１８０ｍｍ（厚み）のインゴッ
トに鋳造した。９００℃で熱間圧延し、厚さ２０ｍｍの
板とした後、６００℃以上の温度から水で急冷した。そ
の後、４００〜７００℃の温度範囲で２〜６時間保持し
て加熱処理した後、片側の表面に２ｍｍの面削を行っ
た。
【００１１】このようにして調整された試料を評価する
ため、試験片を１５ｍｍ×１５ｍｍ×１６ｍｍにマイク
ロカッターで切断し、５％Ｈ2ＳＯ4で酸洗後、アセトン
による脱脂を行い、Ｉｎ浴中に５分間浸漬し、ろうが均
一に濡れるかどうか目視観察してろう付け性の評価を行
った。また、加熱前後の試験片の硬度をビッカース硬度
計により測定し、３０分間加熱後の硬度が初期硬度の８
０％となる温度を求め、この値で耐熱特性を評価した。
ため、試験片を１５ｍｍ×１５ｍｍ×１６ｍｍにマイク
ロカッターで切断し、５％Ｈ2ＳＯ4で酸洗後、アセトン
による脱脂を行い、Ｉｎ浴中に５分間浸漬し、ろうが均
一に濡れるかどうか目視観察してろう付け性の評価を行
った。また、加熱前後の試験片の硬度をビッカース硬度
計により測定し、３０分間加熱後の硬度が初期硬度の８
０％となる温度を求め、この値で耐熱特性を評価した。
【００１２】スパッタリング後の変形は、次のようにし
て評価した。まず試験片を１６ｍｍ（厚み）×１９０ｍ
ｍ（直径）に切削加工し、これをバッキングプレートと
し、その上に厚さ５ｍｍ、直径１２０ｍｍのＡｌのター
ゲットを融点直上まで加熱したＩｎろうでろう付けし
た。スパッタリングは、電流１５Ａ、電圧４００Ｖの条
件で行った。バッキングプレートの熱ひずみによる変形
量は、定盤上でノギスでバッキングプレートの浮き上が
り高さを測定し、最大反り曲がり部分の浮き上がり高さ
が３．０ｍｍになるまでのスパッタリングの繰り返し回
数で評価した。熱伝導性については熱伝導測定機を使用
した。その結果を表１に示す。
て評価した。まず試験片を１６ｍｍ（厚み）×１９０ｍ
ｍ（直径）に切削加工し、これをバッキングプレートと
し、その上に厚さ５ｍｍ、直径１２０ｍｍのＡｌのター
ゲットを融点直上まで加熱したＩｎろうでろう付けし
た。スパッタリングは、電流１５Ａ、電圧４００Ｖの条
件で行った。バッキングプレートの熱ひずみによる変形
量は、定盤上でノギスでバッキングプレートの浮き上が
り高さを測定し、最大反り曲がり部分の浮き上がり高さ
が３．０ｍｍになるまでのスパッタリングの繰り返し回
数で評価した。熱伝導性については熱伝導測定機を使用
した。その結果を表１に示す。
【００１３】
【表１】
【００１４】表１に示すように、本発明に係わる合金
は、充分な熱伝導度、ろう付け性、耐熱特性を示し、ス
パッタリング使用回数においても格段の向上が見られ、
スパッタリング用バッキングプレート材として好適であ
ることがわかる。
は、充分な熱伝導度、ろう付け性、耐熱特性を示し、ス
パッタリング使用回数においても格段の向上が見られ、
スパッタリング用バッキングプレート材として好適であ
ることがわかる。
【００１５】
【発明の効果】本発明に係わる銅合金は、上記実施例か
ら分かるように、ろう付け性、熱伝導度、耐熱特性及び
スパッタリング繰り返し使用による耐熱ひずみに優れ、
高い信頼性が要求されるバッキングプレート材として好
適である。また、本発明の合金を使用する場合、溶解、
熱間圧延、熱処理等が極めて容易で技術的困難が全く無
い。したがって特殊な熱処理や複雑な工程を必要とする
従来の銅基合金に比べて簡単な工程で低コストでバッキ
ングプレート材を製造することが可能になる。
ら分かるように、ろう付け性、熱伝導度、耐熱特性及び
スパッタリング繰り返し使用による耐熱ひずみに優れ、
高い信頼性が要求されるバッキングプレート材として好
適である。また、本発明の合金を使用する場合、溶解、
熱間圧延、熱処理等が極めて容易で技術的困難が全く無
い。したがって特殊な熱処理や複雑な工程を必要とする
従来の銅基合金に比べて簡単な工程で低コストでバッキ
ングプレート材を製造することが可能になる。
【図１】本発明に係わる合金試験片の作成工程を示す概
略説明図である。
略説明図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６５０ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６５０Ａ ６８１ ６８１ ６８２ ６８２ ６８３ ６８３ ６８４ ６８４Ａ ６８５ ６８５Ｚ ６８６ ６８６Ａ ６９１ ６９１Ｃ ６９１Ｂ ６９２ ６９２Ａ ６９４ ６９４Ｂ
Claims (3)
- 【請求項１】 Ｃｏ：０．０１〜１．０重量％、Ｐ：
０．００５〜０．５重量％を含み、残部が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】 Ｃｏ：０．０１〜１．０重量％、Ｐ：
０．００５〜０．５重量％を含み、更にＺｎ、Ｓｎ、Ｎ
ｉ、Ｆｅ、Ｐｂ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｉ
ｎ、Ｍｇ、Ａｇの少なくとも１種以上合計で０．００１
〜１．０重量％を含み、残部が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】 上記請求項１および２のいずれかに記載
の銅合金を鋳造後、８００〜１０００℃の温度で６０分
以上加熱して熱間圧延を行う工程と、得られた熱延板を
６００℃以上の温度から水急冷により１０℃／ｓｅｃ以
上の冷却速度で冷却する工程と、冷却した板材を２〜５
０ｍｍの板厚に仕上げた後４００〜７００℃の温度範囲
で１〜２４時間保持する工程とからなるバッキングプレ
ート用銅合金の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29049497A JP3896422B2 (ja) | 1996-10-08 | 1997-10-07 | バッキングプレート用銅合金およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28594596 | 1996-10-08 | ||
| JP8-285945 | 1996-10-08 | ||
| JP29049497A JP3896422B2 (ja) | 1996-10-08 | 1997-10-07 | バッキングプレート用銅合金およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10168532A true JPH10168532A (ja) | 1998-06-23 |
| JP3896422B2 JP3896422B2 (ja) | 2007-03-22 |
Family
ID=26556094
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29049497A Expired - Lifetime JP3896422B2 (ja) | 1996-10-08 | 1997-10-07 | バッキングプレート用銅合金およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3896422B2 (ja) |
Cited By (17)
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-
1997
- 1997-10-07 JP JP29049497A patent/JP3896422B2/ja not_active Expired - Lifetime
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