TW201708552A - Ｃｕ-Ｇａ合金濺鍍靶 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種使用Ga比例高的Cu-Ga合金之高強度的濺鍍靶。本發明的濺鍍靶是由平均含有超過22at%，未達30at%的Ga，且剩餘部分由Cu以及不可避免的雜質構成之Cu-Ga合金製成的Cu-Ga合金濺鍍靶，並且具有Cu中固溶有Ga的由γ相以及ζ相之混相構成的柱狀組織，在使用背向散射電子影像(backscattered electron image)的COMPO像進行觀察的混相中，介於組織中之相(介隔相)的長軸長度對短軸長度之縱橫比的中間值為5~60。

Description

Cu-Ga合金濺鍍靶

本發明係關於Cu-Ga合金濺鍍靶。特別關於在形成薄膜太陽能電池層的光吸收層即Cu-In-Ga-Se(以下記為CIGS)四元系合金薄膜時，使用的Cu-Ga合金濺鍍靶。

近幾年，作為薄膜太陽能電池，光電轉換效率高的CIGS系太陽能電池的量產取得了進展。CIGS系薄膜太陽能電池一般而言，具有在基板上依次層疊有背面電極、光吸收層、緩衝層以及透明電極等的結構。作為該光吸收層的製造方法，已知有蒸鍍法和硒化法。以蒸鍍法製成的太陽能電池具有高轉換效率的優點，但是具有低成膜速度、高成本、低生產性的缺點，硒化法適用於工業性大量生產。

硒化法的大致製程如下。首先，在鈉鈣玻璃基板上形成鉬電極層，在其上將Cu-Ga層和In層濺鍍成膜後，藉由氫化硒氣體中的高溫處理，從而形成CIGS層。在藉由該硒化法進行的CIGS層形成製程中之Cu-Ga層的濺鍍成膜時，使用Cu-Ga合金濺鍍靶。

作為濺鍍靶的形狀，有平板型和圓筒型。由於圓筒型靶藉由以圓筒軸為中心進行旋轉而整面被腐蝕，因此材料的利用效率比平板型靶 高，進而由於能藉由持續改變等離子體照射面而高效地進行冷卻，因此能維持高輸出，量產性高。然而圓筒型靶由於比平板型靶的形狀複雜，因此製造難度高，製造時產生破裂、缺損的危險性高。當在濺鍍中產生破裂、缺損時，由此產生的碎片、裂縫可能會導致顆粒、異常放電的產生。另外，對於平板型靶，還額外要求具有在搬運時、濺鍍時難以破損的高強度。

此處，作為Cu-Ga合金靶的製造方法，已知有熔解鑄造法和粉末燒結法。粉末燒結法會殘留不可避免的空孔。空孔不僅會導致異常放電，還會成為難以高密度化而導致切削時、濺鍍時產生破裂、缺損之原因。日本特開2013-138232號公報(專利文獻1)中，公開了混合高濃度Ga粉末和低濃度Ga粉末並進行燒結而形成二相組織，以防止造成破裂的偏析之方法，但是製程複雜且成本高。

另一方面，關於熔解鑄造法，日本特開2000-073163號公報(專利文獻2)公開了Ga的組成為15重量%至70重量%並藉由熔解法而鑄造出的Cu-Ga合金，作為該Cu-Ga合金的製造方法，記載了藉由具備加熱手段和冷卻手段的模具，以不產生脆性破裂和偏析的冷卻速度進行溫度控制並藉由熔解法進行鑄造的方法。由於藉由該方法獲得的Cu-Ga合金沒有脆性和偏析，因此能夠成型容易地加工成任意形狀。

日本特開2013-76129號公報(專利文獻3)記載了藉由熔解鑄造形成為圓筒形狀，Ga濃度為27wt%以上，30wt%以下的Cu-Ga合金的濺鍍靶。記載了該濺鍍靶的組織之特徵在於，在對上述濺鍍靶的凝固面平行地切斷的剖面中為等軸狀。還記載了該濺鍍靶可高品質地進行量產。

日本特開2013-204081號公報(專利文獻4)公開了Ga為 15at%以上，22at%以下，剩餘部分由Cu以及不可避免的雜質構成之熔解、鑄造而成的板狀Cu-Ga合金濺鍍靶。提出一種Cu-Ga合金濺鍍靶，其特徵在於，該Cu-Ga合金具有Cu中固溶有Ga之由α相、或α相和ζ相的混相構成的組織，該由α相、或α相和ζ相的混相構成的組織中分散有樹枝狀結晶組織，該樹枝狀結晶組織由一次枝晶和從該一次枝晶往外側生長的二次枝晶構成，二次枝晶的平均長度為30~60μm，二次枝晶的平均寬度為10~30μm，該二次枝晶間的平均間隔為20~80μm。

專利文獻1：日本特開2013-138232號公報

專利文獻2：日本特開2000-073163號公報

專利文獻1：日本特開2013-76129號公報

專利文獻1：日本特開2013-204081號公報

在製造圓筒型靶的這一點上，可以認為熔解鑄造法比粉末燒結法更佳，然而上述所有文獻中關於靶的強度的考察都是不充分的。

專利文獻2記載了以不產生脆性破裂和偏析的冷卻速度進行溫度控制的事項，但是只進行冷卻速度的控制的話，就無法抑制成為濺鍍時異常放電原因之收縮變形的產生。究其原因，就流入金屬液的鑄造方法而言，在凝固過程中難以保持凝固速度恆定，即使從鑄模底部單向凝固，凝固速度也在鑄模上部由於釋放的凝固潛熱而減小，導致經常發生收縮變 形。進而，專利文獻2記載了在1.0×10^-1℃/sec~1.5×10^-2℃/sec的範圍內控制冷卻速度的事項，但是由於冷卻速度慢，因而以該冷卻速度獲得的結晶組織為等軸晶。等軸晶無法獲得高強度。另外，專利文獻2並無關於圓筒型靶之記載。

專利文獻3具體地記載了圓筒型靶，但是與專利文獻2同樣，結晶組織為等軸晶，因此無法獲得具有足夠強度的靶。

專利文獻4所述的濺鍍靶雖然具有樹枝狀結晶組織，但是Ga濃度低，因此製造、加工比較容易，也容易獲得必要的強度。最近，對Ga比例高的Cu-Ga合金的需求正在增多。雖然Ga比例高的靶具有容易破裂的趨勢，但是專利文獻4未指出用於將Ga比例高的Cu-Ga合金高強度化的研究。另外，亦無關於圓筒型靶之記載。

本發明是鑒於上述事項而創作者，其目的在於提供一種使用Ga比例高的Cu-Ga合金之高強度的濺鍍靶，特別是圓筒型濺鍍靶。

發明人為解決上述問題而進行了深入研究，發現了Cu-Ga合金為柱狀晶，並且當存在具有規定的縱橫比的介隔相時，即使是Ga比例高的Cu-Ga合金也容易表現出強度，從而完成了本發明。

因此，本發明於一態樣中，為一種濺鍍靶，係由平均含有超過22at%，未達30at%的Ga，剩餘部分由Cu以及不可避免之雜質構成的Cu-Ga合金製成之Cu-Ga合金濺鍍靶，該濺鍍靶具有Cu中固溶有Ga的由γ相以及ζ相之混相構成的柱狀組織，在使用背向散射電子影像的COMPO像進行觀察的混相中，介於組織中的相(介隔相)的長軸長度對短 軸長度之縱橫比的中間值為5~60。

本發明的濺鍍靶，在一個實施形態中，三點彎曲強度的平均值減去標準差後的值為300MPa以上。

本發明的濺鍍靶，在另一實施形態中，相對密度為99~100%。

本發明的濺鍍靶，進而在另一個實施形態中，為板狀或者圓筒形狀。

本發明的濺鍍靶，進而在另一個實施形態中，為圓筒形狀。

根據本發明，能用Ga比例高的Cu-Ga合金得到彎曲強度高的濺鍍靶。本發明的濺鍍靶在製成圓筒型時表現出更顯著的效果。本發明的濺鍍靶在搬運時、濺鍍時難以破損，具有優異的實用性。

20‧‧‧鑄模

30‧‧‧縱型連續鑄造裝置

31‧‧‧坩堝

32‧‧‧芯子

33‧‧‧銅質水冷套

34‧‧‧下拉構件

36‧‧‧冷媒探針插入口

38‧‧‧金屬液

39‧‧‧鑄造品(小胚)

42‧‧‧非活性氣體導入部

43‧‧‧金屬液溫度測量用熱電偶

44‧‧‧坩堝溫度控制用熱電偶

45‧‧‧加熱器

46‧‧‧冷媒探針

47‧‧‧拉拔機構

48‧‧‧緊帶輪

50‧‧‧重力鑄造裝置

51‧‧‧坩堝

52‧‧‧中間罐

53‧‧‧鑄模

[圖1]是本發明的Cu-Ga合金濺鍍靶剖面之光學顯微照相的一個例子。

[圖2]是本發明的Cu-Ga合金濺鍍靶剖面之基於EPMA的背向散射電子影像(COMPO像)的一個例子(倍率200倍)。

[圖3]是樹枝狀組織的示意圖。

[圖4]是現有的Cu-Ga合金濺鍍靶剖面之於EPMA的背向散射電子影像(COMPO像)的一個例子(倍率200倍)。

[圖5]是阿米巴狀組織的示意圖。

[圖6]是表示實施例中使用的縱型連續鑄造裝置之構造的示意圖。

[圖7]是表示比較例中使用的重力鑄造裝置之構造的示意圖。

[圖8]是表示正規分佈下的平均值(μ)、標準差(σ)之關係的示意圖。

(組成)

本發明的Cu-Ga合金濺鍍靶在一個實施方式中，含有平均超過22at%，未達30at%，典型地含有25at%以上29at%以下的Ga，並且具有剩餘部分由Cu以及不可避免的雜質構成之組成。Ga的含量基於製造CIGS系太陽能電池時所需的Cu-Ga合金濺鍍膜形成的要求，但是在本發明中，其中一個特徵是將Ga的含量設定得較高。根據Cu-Ga的二元系狀態圖可以理解，隨著Ga的含量增高，從γ相開始ζ相的比例增多，但是由於γ相比ζ相更容易破裂，因此難以保證強度。本發明由於適當地控制結晶構造以及這些二相中介於組織之中之相的縱橫比，因此即使像這樣Ga含量高的情況下，也成功地獲得了高強度。根據Cu-Ga二元系狀態圖，當Ga含量變為26.7at%以上時，γ相佔據優勢，因此特別是在Ga的含量為26.7at%以上時會顯著地表現本發明的強度提高效果。

(結晶構造)

本發明的Cu-Ga合金濺鍍靶在一個實施方式中，能具有Cu中固溶有Ga的由γ相或ζ相之混相構成的柱狀晶。藉由製成柱狀晶，可以具有比等軸晶更高的強度。Cu-Ga合金為柱狀晶的情況可如圖1所例示的光學顯微照相所示，能藉由巨觀見到線狀的晶界來進行確認。另外，本發明的Cu -Ga合金為γ相以及ζ相之混相的情況能根據Cu-Ga二元系狀態圖而進行瞭解。γ相的單體硬且脆，但是藉由與相對柔軟的ζ相之混相，可以得到柔軟的組織。而且，如下上述，藉由使上述柔軟的組織中特有之形成介於組織中的相(以下稱為“介隔相”)的ζ相或γ相細長化以提高縱橫比，可獲得高抗折強度。該介隔相是指由可在觀察剖面時確認的曲線圍起的閉合區域的內側部分。

(組織)

當藉由EPMA的背向散射電子影像(COMPO像)觀察本發明的Cu-Ga合金濺鍍靶剖面的微觀組織時，能確認如圖2所示的二相組織(該Cu-Ga合金的Ga濃度為28at%)。圖2中，藉由EBSP分析確認了介隔相的黑色部分為ζ相，白色部分為γ相。確認表現該黑色的ζ相的組織為樹枝狀形狀，並且具有它的一次枝晶和從該一次枝晶往外側生長的二次枝晶。樹枝狀組織的示意圖如圖3所示。根據發明人的研究結果，介隔相的長軸長度對短軸長度的縱橫比對於靶的強度具有必然影響。具體地說，縱橫比的中間值為5以上、較佳10以上、更較佳20以上、進一步較佳30以上、更進一步較佳40以上、更進一步較佳50以上時能獲得良好的強度。但是，當過度提高縱橫比時，會有容易產生收縮變形，反而降低強度之虞，因此較佳為60以下。上述介隔相在Ga濃度為超過22at%，未達30at%的濃度範圍內也可以是γ相。

圖4表示現有之Cu-Ga合金濺鍍靶剖面的基於EPMA之背向散射電子影像(COMPO像)的一個例子(該Cu-Ga合金的Ga濃度為28at%)。由圖4可知，合金組織中形狀不確定之阿米巴狀的介隔相佔據了 優勢。藉由EBSP分析確認在該介隔相中也是黑色部分為ζ相，白色部分為γ相。圖5表示阿米巴狀介隔相的示意圖。

在本說明書中，介隔相的長軸長度相對於短軸長度的縱橫比並非根據其形狀，而是如下定義長軸長度(y)以及短軸長度(x)並進行測量。

長軸長度(y)定義為能包圍一個連續的介隔相之最小圓的直徑，短軸長度(x)定義為能由一個連續的介隔相包圍之最大圓的直徑。

如此按介隔相求出長軸長度(y)以及短軸長度(x)並計算各介隔相的縱橫比，以100個以上的介隔相的縱橫比的中間值為測量值。另外，作為縱橫比的算定對象的介隔相為長軸(y)50μm以上，短軸(x)未達50μm的介隔相。認為原因在於除此之外的介隔相無助於抗折強度的提高。

(相對密度)

一般而言，燒結品的相對密度以95%以上為目標。原因在於當相對密度低時，內部空孔在濺鍍中露出時，由於以空孔周邊為起點的飛濺、異常放電而導致膜上產生顆粒、表面凹凸化的事態進展很早就進行，容易引起以表面突起(腫塊)為起點的異常放電等。鑄造品能實現大致相對密度100%，其結果是，具有能抑制濺鍍的差異導致之顆粒的產生之效果。這可以說是鑄造品的一大優點。由於本發明的Cu-Ga合金濺鍍靶可藉由鑄造進行製造，因此能具有高相對密度。例如，本發明的Cu-Ga合金濺鍍靶在一個實施方式中，能使相對密度為99%以上、較佳99.5%以上、更佳100%，能使相對密度為例如99~100%。

(抗折強度)

本發明的Cu-Ga合金濺鍍靶在一個實施方式中，按照JIS R1601：2008的標準進行測量後之三點彎曲強度的平均值為340MPa以上。本發明的Cu-Ga合金濺鍍靶在一個較佳實施方式中，按照JIS R1601：2008的標準進行測量後之三點彎曲強度的平均值為350MPa以上。本發明的Cu-Ga合金濺鍍靶在一個更佳的實施方式中，按照JIS R1601：2008的標準進行測量後之三點彎曲強度的平均值為360MPa以上。本發明的Cu-Ga合金濺鍍靶進一步在一個進而較佳的實施方式中，按照JIS R1601：2008的標準進行測量後之三點彎曲強度的平均值為370MPa以上。本發明的Cu-Ga合金濺鍍靶在一個更進一步較佳的實施方式中，按照JIS R1601：2008的標準進行測量後之三點彎曲強度的平均值為380MPa以上。本發明的Cu-Ga合金濺鍍靶在典型的實施方式中，按照JIS R1601：2008的標準進行測量後之三點彎曲強度的平均值為340~410MPa。

另外，上述三點彎曲強度的標準差越小品質穩定性越優異從而較佳，本發明的Cu-Ga合金濺鍍靶在一個實施方式中，能使三點彎曲強度的標準差為40MPa以下。本發明的Cu-Ga合金濺鍍靶在一個較佳的實施方式中，能使三點彎曲強度的標準差為30MPa以下的範圍，能使三點彎曲強度的標準差為例如10~40MPa，典型地能使三點彎曲強度的標準差為20~30MPa。

因此，本發明的Cu-Ga合金濺鍍靶在一個實施方式中，能使三點彎曲強度的平均值減去標準差後的值為300MPa以上。本發明的Cu-Ga合金濺鍍靶在一個較佳的實施方式中，能使三點彎曲強度的平均值減 去標準差後的值為310MPa以上。本發明的Cu-Ga合金濺鍍靶在一個更佳的實施方式中，能使三點彎曲強度的平均值減去標準差後的值為320MPa以上。本發明的Cu-Ga合金濺鍍靶在一個進而較佳的實施方式中，能使三點彎曲強度的平均值減去標準差後的值為330MPa以上。本發明的Cu-Ga合金濺鍍靶在一個進而較佳的實施方式中，能使三點彎曲強度的平均值減去標準差後的值為340MPa以上。本發明的Cu-Ga合金濺鍍靶在典型的實施方式中，能使三點彎曲強度的平均值減去標準差後的值為300~380MPa。

針對平均值減去標準差後的值進行規定的意義進行補充。例如所謂三點彎曲強度的平均值減去標準差後的值為300MPa以上，是指當同一靶上的三點彎曲強度按照正規分佈(參照圖8)時，“三點彎曲強度的所有資料的2/3為300MPa以上”。即使是同一平均值，當測量值的偏差大時，作為品質保證值也無法縮小，但是根據本發明的Cu-Ga合金濺鍍靶，即使考慮到測量值的偏差，也能確保實用的三點彎曲強度。藉由將三點彎曲強度的平均值減去標準差後的值彼此之間進行比較，必然表現出與容易在測量值上發生偏差的重力鑄造品之強度差。

本發明的Cu-Ga合金濺鍍靶例如能作為板狀或者圓筒形狀而提供。另外，由於具有高強度，因此也容易加工成所欲的形狀。

(鑄造法)

就本發明的Cu-Ga合金濺鍍靶之合適的製造方法的例子進行說明。本發明的Cu-Ga合金濺鍍靶可以使用例如具備高頻感應加熱加熱器、石墨制坩堝以及水冷探針之圖6所示的構造之縱型連續鑄造裝置30進行製造。藉由在石墨制坩堝31內熔解靶原料，並配合設置在坩堝底部之下拉構件34 的拔拉，連續實施該金屬液38向鑄模20的金屬液之注入以及冷卻，從而連續製造Cu-Ga合金的鑄造品(小胚)39。可以根據下拉構件34的形狀來改變鑄造品39的形狀。例如，當下拉構件34為圓筒形時就能得到圓筒形的鑄造品39，當下拉構件34為平板狀時就能得到平板狀的鑄造品39。能對獲得的鑄造品39進一步進行機械加工、研磨，製成所欲的形狀之Cu-Ga合金的濺鍍靶。

將鑄造空間從外周側進行冷卻的冷卻部即銅質水冷套33設置在坩堝31的外周側。此時，由於其為冷媒不與金屬液38直接接觸的結構，因此即使發生金屬液洩漏也不會有蒸氣爆炸之虞。坩堝31中設有導入非活性氣體的非活性氣體導入部42，降低了金屬液38內的氧分壓。

坩堝31的外周設有加熱器45。坩堝31的壁部設有坩堝溫度控制用熱電偶44。對從坩堝31向鑄造空間提供金屬液38的金屬液提供部位之金屬液溫度進行測量的金屬液溫度測量用熱電偶43，設置成以收容於規定的保護管內之狀態，穿過形成為貫穿柱狀的芯子32之上表面的熱電偶保護管插入口，到達金屬液提供部位。在芯子32的內部，從冷媒探針插入口36呈同心圓狀地插入有多根從內周側進行冷卻鑄造空間之水等冷媒探針46。縱型連續鑄造裝置30藉由使從金屬熔解爐直接提供給鑄模20以及配置在鑄模20內側的芯子32之間的金屬液38冷卻凝固，從而形成鑄造品39，並藉由使用拉拔機構47從鑄模20以及芯子32將拉構件34拉拔下來，從而連續地製造鑄造品。

此處，除了控制結晶構造以及介隔相，進而防止收縮變形確保強度之外，控制鑄造品的拔拉速度以及凝固界面的冷卻速度(℃/sec) 也很重要。藉由提高拉拔速度，能夠使單向凝固進行，使柱狀晶生長。另外，介隔相還受冷卻速度影響，若單向凝固的冷卻速度高，則藉由細長微小的介隔相迅速生長，從而能獲得結晶難以破裂之優點。

具體而言，拉拔速度較佳為30~120mm/min，更較佳為60~120mm/min，進而較佳為90~120mm/min。另外，冷卻速度平均較佳為1.7~14.5℃/sec，更較佳為3.3~14.5℃/sec，進而較佳為5.0~14.5℃/sec。

能一邊反覆進行拉拔機構的驅動和停止，一邊進行拉拔操作。拉拔速度在本發明中為相對於驅動和停止的整體時間，根據被拉拔的鑄造品之長度計算出的值。拉拔速度能藉由控制拉拔機構內的緊帶輪48的旋轉速度進行改變。即使是同一拉拔速度，當驅動和停止不均衡時，也有可能得不到所希望的組織，能使驅動時間和停止時間例如為驅動時間/停止時間=0.1~0.3，典型地能使上述值為0.15~0.25。另外，能改變拉拔速度以控制冷卻速度。凝固界面的冷卻速度=[溫度梯度(℃/mm)〕×[拉拔速度(mm/min)〕。該式的含義為：當溫度梯度恆定時冷卻速度相對於拉拔速度成比例增大。溫度梯度根據插入鑄模和芯子中的熱電偶的測溫距離和其溫度差求出。具體而言，將測量點之間以直線連接並內插而作成圖(橫軸：熱電偶位置vs縱軸：溫度)，求出了熔點±30℃範圍的溫度梯度。

[實施例]

以下，表示用於更好地理解本發明及其優點的實施例，然而本發明不限定於這些實施例。

(1.縱型連續鑄造：實施例1~9，比較例1~2)

使用具備電阻加熱加熱器(石墨成分)、石墨制坩堝以及水冷探針之圖 6所示構造的縱型連續鑄造裝置，製成了外形159mm、厚度14mm、高度620mm的圓筒型Cu-Ga合金濺鍍靶。

將表1所述各Ga濃度的Cu-Ga合金原料35kg(Cu的純度為4N，Ga的純度為4N)導入坩堝中，使坩堝內為氬氣氣氛，並加熱至1250℃。該高溫加熱用於熔接設置在坩堝底部之圓筒狀的下拉構件和Cu-Ga合金金屬液。

原料熔解後，使金屬液溫度下降至1080℃，在金屬液溫度和坩堝溫度穩定的時點，開始下拉構件的拔拉。藉由拉出下拉構件，連續拉出凝固了的圓筒狀之鑄造品。拉拔模式為使拉拔機構反覆按照驅動0.5秒，停止2.5秒進行運轉，並藉由改變頻率來改變拉拔速度，改變冷卻速度。拉拔時，為了防止在凝固界面附近產生收縮變形，以冷卻速度不會太大之方式將拉拔速度限制為120mm/min以下。

<結晶構造>

研磨與凝固方向以及圓筒的中心軸方向平行的剖面，用硝酸和鹽酸進行蝕刻並以目視以及光學顯微鏡進行觀察。如圖1所例示般，判斷從圓筒狀鑄錠的排熱部進行凝固並生長的晶界在板厚的中央附近進行碰撞的情況為柱狀晶，晶界呈斑點狀分佈的情況為等軸晶(此處，排熱部意指與鑄錠接觸的鑄模、芯子以及放冷空間。)。

<介隔相的縱橫比>

獲得的濺鍍靶的剖面(與凝固方向垂直的剖面)之微觀組織藉由EPMA(日本電子制，裝置名：XJA-8500F)的背向散射電子影像(COMPO像)進行觀察。黑色部分為ζ相，白色部分為γ相。介隔相的縱橫比之中間 值按照上述定義進行測量。

<相對密度>

獲得的濺鍍靶的密度藉由阿基米德法進行測量，求出相對於根據組成確定的理論密度之比例(%)，得出相對密度。

<抗折強度>

獲得的濺鍍靶的三點彎曲抗折強度基於JIS R1601：2008進行測量。試驗夾具設定為3p-30。從各靶抽出10個試驗片進行測量，求出平均值和標準差。測量以在靶的長度方向上切出的方材為試驗片，藉由朝著與長度方向垂直的方向施加壓力來進行。長度方向是指靶的安裝方向，即濺鍍板、濺鍍管的方向。

(2.重力鑄造：比較例3~5)

使用具備石墨制坩堝51、中間罐52以及鑄模53的圖7所示的重力鑄造裝置50，製成外形162mm、厚度18mm、高度630mm之圓筒型的Cu-Ga合金濺鍍靶。將Cu-Ga合金原料44kg(Cu的純度為4N，Ga的純度為4N)導入坩堝51中，使鑄造裝置50內為10Pa左右的真空氣氛，並加熱至1300℃。接著，坩堝51內的金屬液經由中間罐52流入鑄模。

由於自中間罐52流入鑄模的金屬液在鑄模底跳動，因此有時會在鑄錠的下部留下空孔。另外，由於隨著從鑄模底進行排熱並向上方進行凝固，積蓄了所釋放之凝固潛熱，因此鑄錠的上部也存在收縮變形多發的趨勢。因此，品質評價時，從距離鑄錠的底部350mm的位置進行取樣。

此處，冷卻速度藉由監測插入鑄模中的熱電偶(設置在距離底面300mm以及600mm的位置)的溫度變化並得出溫度vs時間的圖而求 出。在注入的金屬液的溫度下降的過程中，凝固潛熱釋放從而圖表上的溫度梯度變得平緩，隨著該潛熱被排放，溫度梯度再次變得陡峭。表示如上所述舉動之圖表曲線的拐點處之切線的傾斜度為該熱電偶之位置處的冷卻速度[℃/sec〕。因此，冷卻速度為各熱電偶位置處的測量值。表中所述的冷卻速度為獲得的測量值的平均值。

關於獲得的圓筒型的濺鍍靶，與之前同樣地評價了結晶構造、縱橫比、相對密度、以及抗折強度。

(3.考察)

結果如表1所示。與比較例相比縱橫比大的實施例1~9之濺鍍靶的抗折強度高。組織藉由將介隔相存在於其外部之相的中央伸展，能獲得單相時無法獲得之強度提高。即，藉由介隔相以柔軟的組織與脆性組織連在一起的方式介隔，或者與此相反的狀況，藉由對γ相組織的脆度進行補償之ζ相柔軟度的用途，單相時的脆度、硬度的弱點難以反映在抗折強度方面。此外，比較例4以及5雖然冷卻速度本身高，但是為了重力鑄造而未進行單向凝固，因此無法獲得高縱橫比。

Claims (5)

1. 一種濺鍍靶，係由平均含有超過22at%，未達30at%的Ga，剩餘部分由Cu以及不可避免的雜質構成的Cu-Ga合金製成的Cu-Ga合金濺鍍靶，其特徵在於：具有Cu中固溶有Ga之由γ相以及ζ相的混相構成的柱狀組織，在使用背向散射電子影像的COMPO像進行觀察的混相中，介於組織中之相(介隔相)的長軸長度對短軸長度之縱橫比的中間值為5~60。
2. 如申請專利範圍第1項之濺鍍靶，其三點彎曲強度之平均值減去標準差後的值為300MPa以上。
3. 如申請專利範圍第1或2項之濺鍍靶，其相對密度為99~100%。
4. 如申請專利範圍第1或2項之濺鍍靶，其為板狀或圓筒形狀。
5. 如申請專利範圍第4項之濺鍍靶，其為圓筒形狀。