KR20130081633A - Bonding device - Google Patents

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KR20130081633A KR1020120149058A KR20120149058A KR20130081633A KR 20130081633 A KR20130081633 A KR 20130081633A KR 1020120149058 A KR1020120149058 A KR 1020120149058A KR 20120149058 A KR20120149058 A KR 20120149058A KR 20130081633 A KR20130081633 A KR 20130081633A
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한천수
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히타치 긴조쿠 가부시키가이샤
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Abstract

PURPOSE: A bonding apparatus is provided to significantly shorten the cooling period when a material to be sputtered and a backing plate are melted and boned on a hot plate, thereby remarkably improving the productivity. CONSTITUTION: A bonding apparatus includes a material to be sputtered (6), a backing plate (5), a heater, an electric heating plate (1), a plurality of cooling pipes (40), and a cooling mechanism. The heater heats a bonding material through the backing plate to bond the material to be sputtered and the backing plate by using the bonding material. The electric heating plate transmits heat to the entire bottom surface of the backing plate. The electric heating plate has a cooling mechanism that is arranged in parallel along the replacement surface of backing plate wider than the bottom surface of the backing plate. The cooling mechanism includes a refrigerant passage by the plurality of cooling pipes, a refrigerant, and a refrigerant circulation mean.

Description

본딩장치{Bonding device}Bonding device

본 발명은, 스퍼터링용 타겟재와 백킹 플레이트를 접합하는 본딩장치에 관한 것이다.The present invention relates to a bonding apparatus for joining a sputtering target material and a backing plate.

물리 증착법의 일종인 스퍼터링법은, 형성하는 박막의 재질이 되는 타겟재에 이온화한 불활성 가스 원자를 충돌시켜서, 튀어 날아간 물질을 기판 상에 퇴적시키는 성막기술이다. 타겟재는, 백킹 플레이트를 본딩(접합)한 형태로 사용되는 것이 일반적이다. 이 형태에서는, 성막과정에서 고온이 된 타겟재를, 높은 열전도성을 갖는 백킹 플레이트에 의해 냉각할 수 있다.Sputtering, which is a kind of physical vapor deposition, is a film formation technique in which an inert gas atom ionized onto a target material, which is a material of a thin film to be formed, is deposited and a flying material is deposited on a substrate. The target material is generally used in a form in which a backing plate is bonded (bonded). In this embodiment, the target material which has become high in the film forming process can be cooled by a backing plate having high thermal conductivity.

타겟재와 백킹 플레이트의 본딩에는, 각종 수법이 있지만, 일반적으로는 브레이징(땜납접합)이 사용된다. 구체적으로는, 예를 들면, 특허문헌 1에 기재되는 바와 같이, 타겟재를 핫 플레이트 상에 재치하고 가열하여, 핫 플레이트와 반대측에 위치하는 접합면에 본딩(bonding)재를 도포한다. 한편, 백킹 플레이트도 동일하게 핫 플레이트 상에 재치하여 가열하고, 핫 플레이트와 반대측에 위치하는 접합면에 본딩재를 도포한다. 그리고, 본딩재가 용융되어 있는 상태로, 양자의 접합면끼리를 중합한 채로 실온까지 방치 냉각하여, 접합면끼리를 접합시킨다고 하는 공정을 거친다.There are various methods for bonding the target material and the backing plate, but brazing (solder bonding) is generally used. Specifically, for example, as described in Patent Literature 1, the target material is placed on a hot plate and heated to apply a bonding material to a bonding surface located on the side opposite to the hot plate. On the other hand, the backing plate is similarly placed on a hot plate and heated, and a bonding material is applied to the bonding surface located on the side opposite to the hot plate. Then, in a state in which the bonding material is molten, the mixture is left to cool to room temperature while polymerizing the bonding surfaces of both, and the bonding surfaces are bonded to each other.

또한, 특허문헌 1에는, 타겟재와 백킹 플레이트의 평행을 확보하여 본딩재의 층 두께를 일정하게 유지하는 기술로서, 일정 두께의 와이어를 타겟재와 백킹 플레이트 사이에 배치하는 방법도 개시되어 있다. 이 수법은, 접합품질을 유지하는 데에도 유효한 수법으로 생각된다.In addition, Patent Literature 1 also discloses a method of securing a parallel between the target material and the backing plate to maintain a constant layer thickness of the bonding material, and a method of disposing a wire having a constant thickness between the target material and the backing plate. This technique is considered to be an effective technique for maintaining the joining quality.

또한, 접합품질이라는 점에 있어서는, 냉각시에 외주부(外周部)로부터 중심부를 향해서 본딩재가 응고되어가는 경우, 내부에 수축공(shrinkage cavity)이 발생할 가능성이 생각된다. 이 점을 감안하여, 냉각과정에 있어서 중심부에 대응하는 부위인 타겟재의 윗면 중앙을 국소적으로 강제냉각하는 수법이 특허문헌 2에 제안되어 있다. 이 수법에 의하면, 본딩재의 응고가 중심부로부터 점차 외주방향으로 진행되어, 타겟재의 접합면의 외측에 수축공을 발생시켜서 간단하게 제거할 수 있다고 여겨지고 있다.In terms of bonding quality, when the bonding material solidifies from the outer circumferential portion toward the center portion during cooling, a shrinkage cavity may be generated inside. In view of this point, Patent Literature 2 proposes a method of locally forced cooling of the center of the upper surface of the target material, which is a portion corresponding to the center portion in the cooling process. According to this method, solidification of the bonding material gradually progresses from the center portion to the outer circumferential direction, and it is considered that shrinkage pores are generated on the outer side of the joining surface of the target material and can be easily removed.

일본국 특허공개 평8-170170호 공보Japanese Patent Application Laid-open No. Hei 8-170170 일본국 특허공개 소62-28063호 공보Japanese Patent Publication No. 62-28063

특허문헌 1 또는 특허문헌 2에 개시되는 바와 같이, 스퍼터링용 타겟재와 백킹 플레이트의 본딩의 품질을 향상시키는 기술은, 각종 제안되어 있다.As disclosed in Patent Literature 1 or Patent Literature 2, various techniques have been proposed for improving the quality of the bonding between the sputtering target material and the backing plate.

그러나, 이와 같은 본딩공정에 있어서는, 품질에 더하여 생산성도 중요하다. 본 발명자의 검토에 의하면, 본딩공정에 있어서, 가장 생산성을 저해하고 있는 것이, 본딩재의 응고에 걸리는 시간인 것을 확인하였다. 본딩재가 응고되기 전에는, 스퍼터링용 타겟재는 액체 위에 떠있는 것과 같은 상태로 되어 있다. 생산성 향상의 관점에서, 다음 로트의 스퍼터링용 타겟재와 백킹 플레이트를 본딩하기 위해, 스퍼터링용 타겟재가 재치된 백킹 플레이트를 별도의 장소로 이동시켜서 냉각할 때는, 적은 외력으로도 위치 어긋남을 일으키는 경우가 있다. 정밀도 좋게 본딩하기 위해서는, 본딩재가 충분히 응고될 때까지 대기하는 냉각시간을 확보해야만 한다.However, in such a bonding process, productivity is also important in addition to quality. According to the examination of the present inventors, it was confirmed that the most inhibiting productivity in the bonding step is the time taken for solidification of the bonding material. Before the bonding material is solidified, the target material for sputtering is in a state of floating on the liquid. From the viewpoint of productivity improvement, in order to bond the backing plate and the backing plate for the sputtering target of the next lot, when shifting and cooling the backing plate on which the sputtering target material is placed to another place, a position shift may occur even with a small external force. have. In order to bond with high precision, it is necessary to secure a cooling time to wait until the bonding material is sufficiently solidified.

본 발명의 목적은, 스퍼터링용 타겟재와 백킹 플레이트를 핫 플레이트 상에서 용융접합한 후의 냉각시간의 단축에 의한 생산성 향상과 품질 향상을 동시에 달성할 수 있는 본딩장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a bonding apparatus which can simultaneously achieve productivity improvement and quality improvement by shortening the cooling time after melt-bonding a sputtering target material and a backing plate on a hot plate.

본 발명자는, 백킹 플레이트가 갖는 전열성을 고려하여, 본딩장치에 있어서의 가열장치와 백킹 플레이트 사이에, 백킹 플레이트 전면의 가열과 냉각을 행하는 특정의 전열 플레이트를 배치하는 구성을 채용함으로써, 생산성을 크게 개선할 수 있는 것을 발견하고, 본 발명에 도달하였다.This inventor considers the heat transfer property which a backing plate has, and employ | adopts the structure which arrange | positions the specific heat transfer plate which heats and cools the whole backing plate front between a heating apparatus and a backing plate in a bonding apparatus, and improves productivity. It has been found that it can be greatly improved and the present invention has been reached.

즉 본 발명은, 스퍼터링용 타겟재와 백킹 플레이트를 본딩재에 의해 접합하기 위해, 상기 백킹 플레이트를 매개로 상기 본딩재를 가열하는 가열장치를 구비하는 본딩장치로서, 상기 백킹 플레이트의 바닥면 전면에 열을 전달하는 전열 플레이트를 구비하고, 그 전열 플레이트는 상기 백킹 플레이트의 바닥면보다도 넓은 백킹 플레이트 재치면과, 냉각기구를 구비하고 있으며, 그 냉각기구는, 상기 전열 플레이트 내부에 배치된 냉매 유로, 냉매 및 냉매 순환수단으로 되는 본딩장치이다.That is, this invention is a bonding apparatus provided with the heating apparatus which heats the said bonding material via the said backing plate, in order to join | attach a sputtering target material and a backing plate by a bonding material, and is provided in the whole bottom surface of the said backing plate. A heat transfer plate for transferring heat, and the heat transfer plate includes a backing plate mounting surface wider than a bottom surface of the backing plate, and a cooling mechanism, and the cooling mechanism includes a refrigerant flow path disposed inside the heat transfer plate, A bonding device comprising a refrigerant and refrigerant circulation means.

상기 가열장치는, 스퍼터링용 타겟재와 전열 플레이트의 양쪽을 재치하여 가열하는 가열 플레이트면을 구비하는 것인 것이 바람직하다.It is preferable that the said heating apparatus is equipped with the heating plate surface which mounts and heats both the sputtering target material and a heat exchanger plate.

상기 냉매 유로는, 상기 백킹 플레이트 재치면을 따라 병렬로 복수 개 배치된 냉각관인 것이 바람직하다. It is preferable that the said refrigerant | coolant flow path is a cooling pipe arrange | positioned in plurality in parallel along the said backing plate mounting surface.

상기 전열 플레이트는, 상기 가열장치로부터 탈착 자유자재로 하는 것도 가능하다.The heat transfer plate can be freely detached from the heating device.

본 발명의 본딩장치에 의하면, 본딩공정을 대폭으로 단축할 수 있어, 생산성을 비약적으로 개선할 수 있기 때문에, 백킹 플레이트를 본딩한 스퍼터링용 타겟재의 제조에 있어서 유효한 기술이 된다.According to the bonding apparatus of the present invention, the bonding step can be significantly shortened and the productivity can be remarkably improved, which is an effective technique for producing a sputtering target material bonded with a backing plate.

도 1은 본 발명의 본딩장치로 가열하는 형태의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 2는 본 발명의 본딩장치로 냉각하는 형태의 일례를 나타내는 모식도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic diagram which shows an example of the form heated by the bonding apparatus of this invention.
It is a schematic diagram which shows an example of the form cooled by the bonding apparatus of this invention.

전술한 바와 같이, 본 발명의 중요한 특징은, 백킹 플레이트의 전면의 가열과 냉각을 행하는 특정의 전열 플레이트를 배치하는 구성으로 한 것이다. 이하, 본 발명의 본딩장치를, 도면을 사용하여 상세하게 설명한다.As mentioned above, an important feature of the present invention is to arrange a specific heat transfer plate for heating and cooling the front surface of the backing plate. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the bonding apparatus of this invention is demonstrated in detail using drawing.

도 1은, 본 발명의 본딩장치로 가열하는 형태의 일례를 나타내는 모식도로, 스퍼터링용 타겟재(6) 및 백킹 플레이트(5)에 도포된 본딩재(7)를 용융하는 형태의 일례를 나타내는 것이다. 또한, 도 2는, 본 발명의 스퍼터링용 타겟재를 백킹 플레이트 상에 재치 후, 냉각하는 형태의 일례를 나타내는 것이다.FIG. 1: is a schematic diagram which shows an example of the form heated by the bonding apparatus of this invention, and shows an example of the form which melts the bonding material 7 apply | coated to the target material 6 for sputtering, and the backing plate 5. FIG. . 2 shows an example of the form which cools after mounting the sputtering target material of this invention on a backing plate.

도 1 및 도 2에 있어서의 본 발명의 본딩장치는, 가열장치(2)의 가열 플레이트면(2a) 상에 설치한 전열 플레이트(1)를 구비하는 것이다.The bonding apparatus of this invention in FIG. 1 and FIG. 2 is equipped with the heat exchanger plate 1 provided on the heating plate surface 2a of the heating apparatus 2. As shown in FIG.

본 발명에서 적용하는 본딩재로서 사용 가능한 재료는, 땜납이나 브레이징재를 적용할 수 있고, 접합하는 재료에 따라 적절히 선택할 수 있다.The material which can be used as a bonding material applied by this invention can apply a solder and a brazing material, and can be suitably selected according to the material to join.

이 전열 플레이트(1)의 작용은, 백킹 플레이트(5)의 바닥면에 열을 전달하여 가열하거나, 반대로 열을 빼앗아 냉각하는 것이다. 전열 플레이트(1)는 직육면체 형상을 갖는 금속에 의해 구성하는 것이 바람직하다. 그 재질로서는, 열전도율이 높은 알루미늄(Al)이나 구리(Cu), 또는 이들을 주체로 하는 합금 등이 바람직하고, 전형적으로는 150 w/m·K 이상의 열전도율을 갖는 재질이 바람직하다.The action of the heat transfer plate 1 is to transfer heat to the bottom surface of the backing plate 5 to heat it, or to take the heat away and cool it. It is preferable to comprise the heat exchanger plate 1 with the metal which has a rectangular parallelepiped shape. As the material, aluminum (Al), copper (Cu) having a high thermal conductivity, an alloy mainly containing them, or the like is preferable, and typically a material having a thermal conductivity of 150 w / m · K or more is preferable.

또한, 전열 플레이트(1)는, 백킹 플레이트(5)의 바닥면보다도 넓은 백킹 플레이트 재치면(1a)을 구비하고 있다.In addition, the heat transfer plate 1 is provided with a backing plate mounting surface 1a which is wider than the bottom surface of the backing plate 5.

본 발명에서 사용하는 전열 플레이트(1)는, 이와 같은 넓은 백킹 플레이트 재치면(1a)에 의해, 백킹 플레이트(5)의 전면을, 가능한 한 균일하게 빠르게 냉각할 수 있다. 이것에 의해, 종래의 과제였던 냉각시에 발생하는 수축공을 저감하는 동시에, 부분적인 냉각속도의 상위로부터 접합부의 경도 편차가 발생하여, 접합강도 저하의 원인이 되는 것을 방지하는 것이다.The heat transfer plate 1 used in the present invention can cool the entire surface of the backing plate 5 as quickly and uniformly as possible by such a wide backing plate placing surface 1a. This reduces the shrinkage holes generated during cooling, which is a conventional problem, and prevents the hardness variation of the joint from occurring at a partial difference in cooling rate, thereby causing a decrease in joint strength.

또한, 도 1 및 도 2에 나타내는 본 발명의 전열 플레이트(1)는, 전열 플레이트(1) 내부에 있어서 백킹 플레이트(5)의 재치면을 따라서 병렬로 복수 개 배치된 냉각관(4)에 의한 냉매 유로, 냉매(3) 및 냉매 순환수단(도시하지 않음)으로 되는 냉각기구를 가지고 있다.In addition, the heat exchanger plate 1 of this invention shown to FIG. 1 and FIG. 2 by the cooling pipe 4 arrange | positioned in parallel along the mounting surface of the backing plate 5 in the heat transfer plate 1 inside. It has a cooling mechanism which consists of a refrigerant | coolant flow path, a refrigerant | coolant 3, and a refrigerant | coolant circulation means (not shown).

전술한 바와 같이, 전열 플레이트(1)는, 본딩재(7)를 백킹 플레이트(5) 상에서 가열하여 용융하기 위한 전열 부재로서 기능할 필요가 있다. 한편, 냉매 유로를 배치하는 것은, 전열 플레이트(1)의 열전도율을 저하시키게 된다. 따라서, 가열한다는 목적에서만 본다면, 일견 적정한 구성이 아니다. 그러나, 본 발명에서 전열 플레이트(1)가 가열 대상으로 하는 백킹 플레이트(5)는, 그 기능으로서 높은 열전도율을 갖는 것으로, 전열 플레이트(1)의 열전도율의 저하에 있어서의 백킹 플레이트(5) 상의 본딩재(7)를 용융하기 위한 온도 상승에 대한 악영향은 적다.As described above, the heat transfer plate 1 needs to function as a heat transfer member for heating and melting the bonding material 7 on the backing plate 5. On the other hand, disposing the coolant flow path lowers the thermal conductivity of the heat transfer plate 1. Therefore, when it sees only in the purpose of heating, it is not a proper structure at first glance. However, in the present invention, the backing plate 5 to be heated by the heat transfer plate 1 has a high thermal conductivity as its function, and bonding on the backing plate 5 in the reduction of the thermal conductivity of the heat transfer plate 1. The adverse effect on the temperature rise for melting the ash 7 is small.

본 발명의 본딩장치는, 전열 플레이트(1)를 채용함으로써, 스퍼터링용 타겟재(6)와 백킹 플레이트(5)를 전혀 이동하지 않고, 가열에서 냉각으로 간단하게 전환할 수 있기 때문에, 이동에 수반되는 외력에 의한 본딩 위치의 어긋남의 발생이라는 문제도 발생하기 어렵다.Since the bonding apparatus of this invention can switch easily from heating to cooling, without moving the sputtering target material 6 and the backing plate 5 at all by employing the heat transfer plate 1, it is accompanied with movement. The problem of occurrence of misalignment of the bonding position due to the external force which is caused is also unlikely to occur.

또한, 본 발명에 있어서의 냉각기구는, 도 1에 나타내는 병렬로 복수 개 배치된 냉각관(4)의 형태에 한정되지 않는다. 예를 들면, 전열 플레이트를 분할 다이로 하여 일표면에 연속하는 홈을 형성한 후에 표면을 봉지하는 구성으로 하고, 예를 들면 지그재그가 되도록, 냉매 유로를 자유자재로 형성하여 배치하는 것도 가능하다. 또한, 도 1 및 도 2와 같이, 냉각관(4)으로서 병렬로 복수 개 배치하는 것은 단순하고 균일한 냉매 유로를 형성할 수 있고, 외부로부터 공급하는 냉매 순환수단과의 접속도 용이해진다고 하는 점에서 바람직하다.In addition, the cooling mechanism in this invention is not limited to the form of the cooling pipe 4 arrange | positioned in multiple numbers in parallel shown in FIG. For example, after forming a groove | channel which continues in one surface by using a heat-transfer plate as a dividing die, the surface is sealed and it is also possible to form and arrange a refrigerant | coolant flow path freely so that it may become zigzag, for example. In addition, as shown in Figs. 1 and 2, a plurality of parallel arrangements as the cooling tubes 4 can form a simple and uniform refrigerant flow path, which facilitates connection with the refrigerant circulation means supplied from the outside. It is preferable at the point.

또한, 도 2에 나타내는 바와 같이, 서로 이웃하는 냉각관(4)의 냉매(3)를 향류(向流)로 함으로써, 전열 플레이트(1)의 냉각을 그 면 내에서 보다 균일하게 하는 것이 가능하다. 병렬로 복수 개 배치하는 냉각관(4)은, 2~10개 배치시키는 것이 바람직하고, 전열 플레이트(1)의 사이즈에 따라 적절히 선택할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 2, by making the refrigerant | coolant 3 of the mutually adjacent cooling pipe 4 into a counterflow, it is possible to make cooling of the heat transfer plate 1 more uniform in the surface. . It is preferable to arrange 2-10 cooling tubes 4 arranged in parallel, and it can select suitably according to the size of the heat exchanger plate 1. As shown in FIG.

이 냉매 유로를 형성하는 냉각관(4)으로서는, 예를 들면, 전열성이 높은 구리(Cu) 파이프 등을 사용할 수 있다. 또한 냉각관(4)은, 전열 플레이트(1)를 두께 방향 중앙부에서 분할 다이로 하여, 냉각관(4)의 형상을 따르도록 홈을 형성해 두고, 분할 다이 사이에 냉각관(4)을 끼워 넣듯이 함으로써 용이하게 설치할 수 있다.As the cooling tube 4 which forms this refrigerant | coolant flow path, copper (Cu) pipe etc. with high heat transfer property can be used, for example. Moreover, the cooling pipe 4 forms the groove | channel so that the heat-transfer plate 1 may be a split die in the thickness direction center part, and follows the shape of the cooling pipe 4, and sandwiches the cooling pipe 4 between split dies. This can be easily installed.

또한, 본 발명에서 사용하는 냉매(3)로서는, 도시하지 않는 칠러(chiller) 등의 냉매 순환수단으로 냉각된 물, 또는 온수, 더 나아가서는 각종 액체를 적용할 수 있다. 그 중에서도 물은, 냉각효율이 좋고, 취급이 우수한 관점에서 바람직하다.As the refrigerant 3 used in the present invention, water cooled by refrigerant circulation means such as a chiller (not shown), hot water, or even various liquids can be used. Among them, water is preferred from the viewpoint of good cooling efficiency and excellent handling.

또한, 가열장치(2)로서는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 스퍼터링용 타겟재(6)와 전열 플레이트(1)의 양쪽을 재치하여 가열하는 가열 플레이트면(2a)을 가지고 있다.Moreover, as the heating apparatus 2, as shown in FIG. 1, it has the heating plate surface 2a which mounts and heats both the sputtering target material 6 and the heat exchanger plate 1. As shown in FIG.

이 가열장치(2)로서는, 예를 들면 알루미늄(Al)이나 구리(Cu)로 되는 가열 플레이트면(2a)의 반대측에 유도 코일이나 전기저항 등의 가열수단을 구비하는, 이른바 핫 플레이트를 사용할 수 있다.As this heating apparatus 2, what is called a hotplate provided with heating means, such as an induction coil and an electrical resistance, on the opposite side to the heating plate surface 2a which consists of aluminum (Al) and copper (Cu), for example can be used. have.

본 발명에 있어서, 스퍼터링용 타겟재(6)와 전열 플레이트(1)는, 각각 별도의 가열장치로 가열하여 본딩재(7)를 용융하도록 해도 되지만, 도 1에서 나타내는 바와 같이 하나의 가열 플레이트면(2a)에 의해 근접위치에서 가열하는 것이 합리적이다. 이것에 의해, 접합시에 스퍼터링용 타겟재(6)의 이동거리를 짧게 할 수 있어, 스퍼터링용 타겟재(6) 상의 본딩재(7)의 온도 저하를 억제할 수 있는 것은 물론, 본딩재(7)가 부주의하게 넘쳐버리는 것을 방지할 수 있다고 하는 효과도 있다.In the present invention, the sputtering target material 6 and the heat transfer plate 1 may each be heated by a separate heating device to melt the bonding material 7, but as shown in FIG. 1, one heating plate surface It is reasonable to heat in the proximity position by (2a). Thereby, the moving distance of the sputtering target material 6 can be shortened at the time of joining, and the temperature fall of the bonding material 7 on the sputtering target material 6 can be suppressed, as well as a bonding material ( There is also an effect that 7) can be prevented from inadvertently overflowing.

이하, 도 1 및 도 2를 사용하여, 본 발명의 본딩장치에 의한 구체적인 본딩공정의 일례를 설명한다.Hereinafter, an example of the specific bonding process by the bonding apparatus of this invention is demonstrated using FIG. 1 and FIG.

먼저, 도 1에 나타내는 바와 같이, 가열장치(2)의 가열 플레이트면(2a)의 빈 공간에 가열해야 하는 스퍼터링용 타겟재(6)를 재치하고, 또한 전열 플레이트(1) 상에는 백킹 플레이트(5)를 재치한다. 가열장치(2)에 전력을 공급하면, 가열 플레이트(2a)면이 가열되고, 전열에 의해 백킹 플레이트(5)와 스퍼터링용 타겟재(6)의 윗면이 가열된다. 이 가열시에는 냉각관(4)의 냉매를 배제해 둔다.First, as shown in FIG. 1, the target material 6 for sputtering which should be heated is placed in the empty space of the heating plate surface 2a of the heating apparatus 2, and the backing plate 5 is carried out on the heat transfer plate 1 Wit). When electric power is supplied to the heating device 2, the surface of the heating plate 2a is heated, and the upper surface of the backing plate 5 and the sputtering target material 6 are heated by heat transfer. During this heating, the refrigerant in the cooling tube 4 is removed.

다음으로, 백킹 플레이트(5)와 스퍼터링용 타겟재(6)의 각각의 윗면에 본딩재(7)를 배치하여 용융시킨다. 또한, 백킹 플레이트(5)에는, 접합해야 하는 스퍼터링용 타겟재(6)와의 접합면의 외연(外緣)에 내열 테이프를 붙여, 본딩재(7)가 필요한 장소에 그대로 남아있도록 해둔다.Next, the bonding material 7 is arrange | positioned and melt | dissolved on the upper surface of each of the backing plate 5 and the sputtering target material 6, respectively. In addition, a heat-resistant tape is attached to the backing plate 5 on the outer edge of the joining surface with the sputtering target material 6 to be bonded so that the bonding material 7 remains in the required place.

본딩재(7)가 백킹 플레이트(5)와 스퍼터링용 타겟재(6)의 양쪽에 정착되면, 스퍼터링용 타겟재(6)를 반전시켜서, 본딩재(7)가 재치되어 있는 스퍼터링용 타겟재(6)의 윗면을 백킹 플레이트(5)의 본딩재(7)의 면에 맞추도록 재치하여, 도 2의 상태로 한다.When the bonding material 7 is fixed to both the backing plate 5 and the sputtering target material 6, the sputtering target material 6 is inverted, and the sputtering target material on which the bonding material 7 is placed ( The upper surface of 6) is placed so as to match the surface of the bonding material 7 of the backing plate 5 to be in the state of FIG. 2.

스퍼터링용 타겟재(6)가 본딩재(7)를 매개로 백킹 플레이트(5) 상에 재치된 상태로부터, 가열장치(2)로의 전력 공급을 차단하여, 가열을 정지한 후에 냉각을 개시한다.Since the sputtering target material 6 is placed on the backing plate 5 via the bonding material 7, the power supply to the heating device 2 is interrupted, and the cooling is started after the heating is stopped.

본 발명의 본딩장치는, 도시하지 않는 냉매 순환수단과 냉매 유로로 되는 냉각관(4)에 냉매(3)를 통과시킴으로써, 전열 플레이트(1)가 냉각되고, 전열 플레이트(1)의 백킹 플레이트 재치면(1a)의 온도가 저하됨으로써, 백킹 플레이트(5)의 전면으로부터 발열이 진행되어, 본딩재(7)를 급속하게 냉각할 수 있다.In the bonding apparatus of the present invention, the heat transfer plate 1 is cooled by passing the coolant 3 through a cooling tube 4 serving as a coolant circulation means and a coolant flow path (not shown), and the backing plate material of the heat transfer plate 1 is cooled. As the temperature of the tooth surface 1a is lowered, heat generation proceeds from the front surface of the backing plate 5, and the bonding material 7 can be cooled rapidly.

본 발명의 본딩장치는, 전열 플레이트(1)를 가열장치(2) 상으로부터 탈착 자유자재로 하는 것도 가능하다. 본 발명의 본딩장치는, 예를 들면, 냉각효율을 올릴 필요가 없을 정도의 소면적의 스퍼터링용 타겟을 얻을 때나, 냉각속도를 빠르게 함으로써 스퍼터링용 타겟재에 크랙 등의 문제가 발생하는 크롬(Cr) 등의 조성의 스퍼터링용 타겟을 얻을 때 등에는, 전열 플레이트(1)를 떼어내고 사용할 수 있다.The bonding apparatus of this invention can also make the heat exchanger plate 1 detachable from the heating apparatus 2 freely. In the bonding apparatus of the present invention, for example, chromium (Cr) in which a problem such as cracking occurs in a sputtering target material by obtaining a sputtering target having a small area that does not need to increase the cooling efficiency, or by increasing the cooling speed. When obtaining the sputtering target of composition, such as), the heat transfer plate 1 can be removed and used.

또한, 전열 플레이트(1)를 탈착 자유자재로 해두면, 예를 들면 백킹 플레이트(5)와 스퍼터링용 타겟재(6)를 본딩재(7)에 의해 접합하고, 이동이 가능한 접합강도가 된 시점에서, 전열 플레이트(1) 상에 재치한 채로 냉각을 진행시키면서 가열장치(2) 외로 이동시킬 수 있다. 이때, 탈착 자유자재인 전열 플레이트(1)는, 복수 대 준비해 두는 것이 바람직하다. 이것에 의해 사전에 다음의 로트의 전열 플레이트(도시하지 않음)를 정해 둠으로써, 다음 로트의 접합을 신속하게 진행할 수 있다.In addition, when the heat transfer plate 1 is detachably free, for example, the backing plate 5 and the sputtering target material 6 are bonded by the bonding material 7, and the bonding strength at which the movement is possible is achieved. It is possible to move out of the heating apparatus 2 while advancing cooling while mounted on the heat transfer plate 1. At this time, it is preferable to prepare two or more heat transfer plates 1 which are detachable materials. Thereby, by setting the heat transfer plate (not shown) of the next lot in advance, joining of the next lot can be advanced quickly.

전열 플레이트(1)를 가열장치(2) 상으로부터 탈착 자유자재로 하는 기구로서는, 가열장치(2) 상에 직접 전열 플레이트(1)를 재치하기만 하면 되고, 안전을 고려하여 클램프 등으로 고정해 두는 것이 바람직하다. 또한, 이 밖의 예로서, 가열장치(2)에 전열 플레이트(1)를 위치 결정용 핀을 설치하여, 이 핀에 의해 위치 결정하도록 해도 된다.As a mechanism for making the heat transfer plate 1 freely detachable from the heating apparatus 2, the heat transfer plate 1 needs only to be directly mounted on the heating apparatus 2, and is fixed with a clamp or the like in consideration of safety. It is desirable to put it. As another example, a fin for positioning the heat transfer plate 1 may be provided in the heating device 2 so as to position the fin by the fin.

또한, 본 발명에 있어서, 예를 들면, 전열 플레이트(1) 내의 냉각관(4)과 칠러(도시하지 않음) 등의 냉매 순환수단측의 배관을 원터치식의 조인트로 결합하고, 적절히 장착이나 떼어내기를 하도록 하면, 전열 플레이트(1)를 냉매 순환수단으로부터 탈착하는 것이 용이해진다.In the present invention, for example, the cooling pipe 4 in the heat transfer plate 1 and the pipe on the refrigerant circulation means side such as a chiller (not shown) are joined by a one-touch joint, and the fitting or detaching is appropriately performed. When the bet is made, the heat transfer plate 1 is easily detached from the refrigerant circulation means.

실시예Example

본 발명의 효과를 확인하기 위해, 도 1에 나타내는 본딩장치의 사용형태에 있어서, 본 발명의 실시예로서, 알루미늄(Al)제의 플레이트 내에 냉매 유로를 설치한 전열 플레이트를 사용하여 본딩한 경우에 대해서, 냉각시간 및 접합부의 결함 유무를 확인하였다. 또한, 비교예로서, 냉매 유로를 갖지 않는 알루미늄(Al)제의 전열 플레이트를 사용하여 본딩한 경우에 대해서, 냉각시간 및 접합부의 결함 유무를 확인하였다. In the use mode of the bonding apparatus shown in FIG. 1 in order to confirm the effect of this invention, when bonding using the heat exchanger plate which installed the refrigerant | coolant flow path in the plate made from aluminum (Al) as an Example of this invention, The cooling time and the presence or absence of defects at the joints were confirmed. Moreover, as a comparative example, about the case where it bonded by using the heat exchanger plate made from aluminum (Al) which does not have a refrigerant | coolant flow path, cooling time and the presence or absence of the defect of the junction part were confirmed.

먼저, 스퍼터링용 타겟재로서, 두께 20 ㎜×폭 180 ㎜×길이 2,650 ㎜의 구리(Cu)제의 타겟재를 준비하였다. 백킹 플레이트는, 스퍼터링용 타겟재와 동일한 구리(Cu)제로, 두께 20 ㎜×폭 200 ㎜×길이 3,000 ㎜의 것을 사용하고, 본딩재로서 인듐(In)을 사용하였다. 또한 냉매로서는, 물을 사용하고, 이 물은 외부에 설치하는 냉매 순환수단(칠러)을 마련하여 15℃가 되도록 온도를 조절해서 사용하였다. First, a target material made of copper (Cu) having a thickness of 20 mm × width 180 mm × length 2,650 mm was prepared as a target material for sputtering. The backing plate was made of the same copper (Cu) as the sputtering target material, and used 20 mm thick x 200 mm wide x 3,000 mm long, and used indium (In) as a bonding material. In addition, water was used as a refrigerant | coolant, and this water was used by adjusting the temperature so that the refrigerant | coolant circulation means (chiller) installed externally may be set to 15 degreeC.

전술한 본딩공정에 나타내는 바와 같이, 가열장치(2)의 가열 플레이트면(2a)에 스퍼터링용 타겟재(6)를 재치하고, 또한 전열 플레이트(1) 상에는, 백킹 플레이트(5)를 재치하였다. 가열장치(2)에 의해 백킹 플레이트(5)와 스퍼터링용 타겟재(6)의 윗면이 200℃에 도달할 때까지 가열한 후, 백킹 플레이트(5)와 스퍼터링용 타겟재(6)의 각각의 윗면에 본딩재(7)를 배치하여 용융시켰다.As shown in the bonding process mentioned above, the target material 6 for sputtering was mounted on the heating plate surface 2a of the heating apparatus 2, and the backing plate 5 was mounted on the heat-transfer plate 1 further. After heating by the heating apparatus 2 until the upper surface of the backing plate 5 and the sputtering target material 6 reaches 200 degreeC, each of the backing plate 5 and the sputtering target material 6 is carried out. The bonding material 7 was arrange | positioned at the upper surface, and was fuse | melted.

본딩재(7)가 백킹 플레이트(5)와 스퍼터링용 타겟재(6)의 양쪽에 정착되면, 본딩재(7)를 도포한 스퍼터링용 타겟재(6)의 윗면을 백킹 플레이트(5)의 본딩재(7)를 도포한 면에 맞추듯이 재치하여, 도 2의 상태가 되도록 하였다. 그 후, 표 1에 나타내는 본 발명의 실시예가 되는 조건 1의 경우는, 전열 플레이트의 냉매 유로에 물을 통과시켜 냉각하였다. 또한, 비교예가 되는 조건 2의 경우는, 송풍기 2대로 공랭하였다. When the bonding material 7 is fixed to both the backing plate 5 and the sputtering target material 6, the upper surface of the sputtering target material 6 coated with the bonding material 7 is bonded to the backing plate 5. It mounted so that it might match with the surface which apply | coated the ash 7, and it was made to be the state of FIG. Then, in the case of the condition 1 used as the Example of this invention shown in Table 1, it cooled by passing water through the refrigerant flow path of a heat exchanger plate. In addition, in the case of the condition 2 used as a comparative example, it air-cooled with two blowers.

인듐(In)의 융점은 156.6℃로, 접합부의 본딩재(7)의 온도를 측정하는 것은 곤란하기 때문에, 스퍼터링용 타겟재의 표면온도가 100℃가 된 시점을 응고 완료로 하여, 냉각 개시부터 응고 완료까지의 시간을 평가하였다. 이 결과를 표 1에 나타낸다. The melting point of indium (In) is 156.6 ° C., so it is difficult to measure the temperature of the bonding material 7 of the joint. Therefore, solidification is completed when the surface temperature of the target material for sputtering becomes 100 ° C. The time to completion was evaluated. The results are shown in Table 1.

표 1에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 본딩장치를 사용하면, 비교예가 되는 종래의 방법과 비교하여 1회당 40분의 냉각시간을 단축할 수 있는 것을 확인하였다.As shown in Table 1, when the bonding apparatus of this invention was used, it was confirmed that the cooling time of 40 minutes per time can be shortened compared with the conventional method used as a comparative example.

냉각 완료 후의 스퍼터링용 타겟재에 대해서, 초음파 탐상 화상장치를 사용하여 접합부를 평가한 바, 어느 조건도 접합 불량은 확인되지 않고, 양호하였다.About the sputtering target material after cooling completion, the joint part was evaluated using the ultrasonic flaw detection apparatus, and bonding failure was not recognized under any conditions, and was favorable.

본 발명의 본딩장치에 의하면, 스퍼터링용 타겟재와 백킹 플레이트를 전열 플레이트 상에서 용융 접합한 후의 냉각시간을 단축할 수 있어, 생산성이 향상되는 것을 확인할 수 있었다.According to the bonding apparatus of this invention, the cooling time after melt-bonding the sputtering target material and a backing plate on the heat transfer plate can be shortened, and it turned out that productivity improves.

냉각조건Cooling condition 100℃까지의
냉각시간Up to 100 ℃
Cooling time 초음파 탐상 화상장치로의 평가Evaluation by Ultrasonic Scanning Apparatus 조건 1 (본 발명예)Condition 1 (Example of the Invention) 전열 플레이트 수랭Heat transfer plate water cooling 16분16 minutes 결함 없음No defect 조건 2 (비교예)Condition 2 (Comparative Example) 공랭Air cooling 56분56 minutes 결함 없음No defect

1 전열 플레이트
2 가열장치
3 냉매
4 냉각관
5 백킹 플레이트
6 스퍼터링용 타겟재
7 본딩재1 heat transfer plate
2 heater
3 refrigerant
4 cooling tube
5 backing plates
6 Target material for sputtering
7 Bonding Materials

Claims (5)

스퍼터링용 타겟재와 백킹 플레이트를 본딩재에 의해 접합하기 위해, 상기 백킹 플레이트를 매개로 상기 본딩재를 가열하는 가열장치를 구비하는 본딩장치로서, 상기 백킹 플레이트의 바닥면 전면에 열을 전달하는 전열 플레이트를 구비하고, 그 전열 플레이트는 상기 백킹 플레이트의 바닥면보다도 넓은 백킹 플레이트 재치면과, 냉각기구를 구비하고 있으며, 그 냉각기구는 상기 전열 플레이트 내부에 배치된 냉매 유로, 냉매 및 냉매 순환수단으로 되는 것을 특징으로 하는 본딩장치.Bonding apparatus comprising a heating device for heating the bonding material via the backing plate to bond the sputtering target material and the backing plate by a bonding material, the heat transfer for transferring heat to the entire bottom surface of the backing plate A plate, and the heat transfer plate includes a backing plate mounting surface wider than the bottom surface of the backing plate, and a cooling mechanism, the cooling mechanism being a refrigerant flow path, a refrigerant, and a refrigerant circulation means disposed inside the heat transfer plate. Bonding device, characterized in that. 제1항에 있어서,
상기 가열장치는, 스퍼터링용 타겟재와 전열 플레이트의 양쪽을 재치하여 가열하는 가열 플레이트면을 구비하는 것인 것을 특징으로 하는 본딩장치.The method of claim 1,
The said heating apparatus is provided with the heating plate surface which mounts and heats both the sputtering target material and a heat exchanger plate, The bonding apparatus characterized by the above-mentioned. 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 냉매 유로는, 상기 백킹 플레이트 재치면을 따라서 병렬로 복수 개 배치된 냉각관인 것을 특징으로 하는 본딩장치.The method according to claim 1 or 2,
And a plurality of coolant paths arranged in parallel along the backing plate mounting surface. 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 전열 플레이트는, 상기 가열장치로부터 탈착 자유자재인 것을 특징으로 하는 본딩장치.The method according to claim 1 or 2,
And the heat transfer plate is freely removable from the heating device. 제3항에 있어서,
상기 전열 플레이트는, 상기 가열장치로부터 탈착 자유자재인 것을 특징으로 하는 본딩장치.The method of claim 3,
And the heat transfer plate is freely removable from the heating device.
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