TWI729583B - 濺鍍靶-背板接合體 - Google Patents

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TWI729583B
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Abstract

本發明係一種濺鍍靶-背板接合體，其係使用釬焊材料使濺鍍靶與背板接合者，其特徵在於：於使上述濺鍍靶與上述背板接合之焊料接合層中，包含5 vol%以上且50 vol%以下之熱導率高於上述釬焊材料之材料，上述焊料接合層之厚度為100 μm以上且700 μm以下。本發明之課題在於，於維持焊料接合層之厚度之條件下防止釬焊材料之滲出。

Description

濺鍍靶-背板接合體
本發明係關於一種經由釬焊材料而得以接合之濺鍍靶-背板接合體。
濺鍍靶為了使濺鍍時產生之熱散熱，通常以與由銅或銅合金等熱導率較高之材料所構成之背板接合之形態設置於成膜裝置。濺鍍靶與背板之接合方法主要大致分為2種。一種係被稱為擴散接合法者，係於真空中使貼合之濺鍍靶材與背板材於高壓下、適度之溫度下進行熱處理而使兩種材料互相擴散接合之方法。
另一種係將In或Sn合金等低熔點材料作為釬焊材料插入至濺鍍靶與背板之間，使其貼合而接合，即釬焊(Solder Bonding)法。前者擴散接合法中，不介置除靶材與背板材以外之材料，不僅乾淨，並且具有接合部之耐熱溫度較後者使用釬焊材料之情形更高之優點。因此，亦應用於高功率之濺鍍，應用於主要由Ti、Al、Cu、Ta、Co等金屬材料所構成之濺鍍靶。
另一方面，就矽(Si)、鍺(Ge)等半導體材料、PZT(Pb(Zr、Ti)O3)、HfO2、La2O3、MgO等氧化物材料為脆性材料之情況、或就其他材料之特性上之問題而言，無法進行擴散接合，目前亦利用焊接法使得濺鍍靶與背板接合。通常背板 材中使用導熱度較大且冷卻效率優異之無氧銅或銅合金、鋁合金，但亦使用其他金屬(合金)材料。
於利用焊接使如Si般之熱膨脹率較低之靶材接合之情形時，為了防止靶之翹曲，通常進行增加釬焊材料之厚度。然而，長時間持續使用中，藉由熱之儲存而使得釬焊材料之一部分熔解，產生釬焊材料自靶與背板之接合界面滲出之問題。作為該對策，考慮削薄釬焊材料之厚度直至不滲出之程度，但於該情形時，無法獲得利用釬焊材料之充分之緩衝效果，產生靶之翹曲變大之問題。
作為習知技術，專利文獻1中記載有於靶材與銅等冷卻構件中熱膨脹係數存在差異之情形時，為了防止接合冷卻時產生翹曲，藉由經由作為緩衝材之銀或銅之箔，而使冷卻時之應力緩和，以將靶材安裝於裝置無障礙之程度防止翹曲之產生。該技術係用於防止使溶化之釬焊材料冷卻時產生之翹曲之技術，關於用作靶時之釬焊材料之滲出，並無任何教導。
又，專利文獻2中記載有一種用以使至少2種以上異種構件彼此接合之接合材，其係藉由使ITO(Indium-Tin-Oxide)粉末均勻地分散於該金屬焊料內，而提昇與銦、銦合金、錫合金之任一者之金屬焊料之接合部分之強度。然而，該技術亦關於在增加釬焊材料之厚度之情形時釬焊材料滲出之情況，亦無任何教導，即便使ITO粉末分散於釬焊材料中，亦無法解決上述各種問題。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開平5-25620號公報
[專利文獻2]日本特開2008-239381號公報
於為了防止濺鍍靶之翹曲而使釬焊材料增厚之情形時，因濺鍍時之熱之影響而使得釬焊材料之一部分熔出，產生釬焊材料自接合界面滲出之問題。釬焊材料之滲出不僅導致接合強度之降低，亦會對製品之品質帶來不良影響。就該情況而言，本發明之課題在於，在維持焊料接合層之厚度之條件下防止釬焊材料之滲出。
本發明人等為解決上述課題而進行銳意研究，結果獲得如下見解：藉由使釬焊材料含有熱導率較高之材料，或使該材料埋設於釬焊材料等，而提高濺鍍中之冷卻效率，即便於焊料接合層之厚度較厚之情形時亦可防止釬焊材料之滲出。基於該見解，本發明將以下作為主旨。
1)一種濺鍍靶-背板接合體，其係使用釬焊材料使濺鍍靶與背板接合者，其特徵在於：於使上述濺鍍靶與上述背板接合之焊料接合層中，包含5vol%以上且50vol%以下之熱導率較上述釬焊材料高之材料，上述焊料接合層之厚度為100μm以上且700μm以下。
2)如上述1)所記載之濺鍍靶-背板接合體，其中，上述熱導率較高之材料 由平均粒徑(D50)1.0μm以上且100μm以下之金屬粉所構成。
3)如上述1)所記載之濺鍍靶-背板接合體，其中，上述熱導率較高之材料由厚20μm以上且100μm以下之金屬箔所構成。
4)如上述3)所記載之濺鍍靶-背板接合體，其中，上述金屬箔以單層插入至釬焊材料間、或與釬焊材料交替地積層。
5)如上述3)或4)所記載之濺鍍靶-背板接合體，其中，上述金屬箔以島嶼分佈狀或環狀插入至釬焊材料內。
6)如上述4)或5)所記載之濺鍍靶-背板接合體，其中，於上述金屬箔以單層插入至釬焊材料間之情形時，上述金屬箔之單面之面積相對於上述濺鍍靶之接合面之面積的面積比率為50%以上且100%以下。
7)如上述4)或5)所記載之濺鍍靶-背板接合體，其中，於上述金屬箔與釬焊材料交替地積層之情形時，金屬箔之單面之總面積相對於上述濺鍍靶之接合面之面積之面積比率為50%以上且400%以下。
8)如上述1)至7)中任一項所記載之濺鍍靶-背板接合體，其中，上述濺鍍靶之直徑為420mm以上。
9)如上述1)至8)中任一項所記載之濺鍍靶-背板接合體，其中，上述濺鍍靶由熱膨脹係數為1.0×10-6/K以上、15×10-6/K以下之材料所構成。
10)如上述1)至9)中任一項所記載之濺鍍靶-背板接合體，其中，上述熱導率較高之材料由銅、銀、金、或該等之合金所構成。
11)如上述1)至10)中任一項所記載之濺鍍靶-背板接合體，其中，上述釬焊材料由銦或銦合金所構成。
12)如上述3)至11)中任一項所記載之濺鍍靶-背板接合體，其中，於上述金屬箔之表面實施壓紋加工。
本發明之濺鍍靶-背板接合體作為焊料接合層整體，導熱度較大，冷卻效率得以改善，故可減少釬焊材料之熔融，藉此，具有可防止來自濺鍍靶與背板之接合界面之釬焊材料之流出之優異之效果。
於藉由焊接而使熱膨脹率較低之濺鍍靶接合於背板上之情形時，為了防止靶之翹曲，存在較厚地塗佈釬焊材料之情況。然而，例如於使用銦作為釬焊材料之情形時，銦之熱導率較低為82W/m‧K，故於釬焊材料較厚之情形時，來自背板側之冷卻效率較低，產生濺鍍時濺鍍靶或釬焊材料之溫度易上升之問題。
為解決此種問題，本發明以如下作為基本的發明之技術思想：藉由向使濺鍍靶與背板接合時使用之釬焊材料中導入熱導率較高之材料，而一面藉由有厚度之釬焊材料(焊料接合層)維持緩衝效果，一面提昇導熱性，減少濺鍍時之濺鍍靶及釬焊材料之溫度上升，防止釬焊材料之流出。
再者，於本發明中，由於向釬焊材料中導入其他材料，故將濺鍍靶與背板之間存在之接合材料整體稱為焊料接合層。
本發明需要較厚地塗佈釬焊材料，對熱膨脹率較低之濺鍍靶尤其有效。尤 其是相對於濺鍍靶為一般的背板材料之銅(熱膨脹率：16.8×10-6/K)、銅合金、或鋁(熱膨脹率：23×10-6/K)、鋁合金，而對具有低熱膨脹率之熱膨脹率15×10-6/K以下之材料有效。作為此種材料，可列舉：Si(熱膨脹率：2.6×10-6/K)、Ge(熱膨脹率：6.1×10-6/K)等單位元素、或該等元素或其他金屬與硫屬元素之化合物(包含SiO2或Al2O3等氧化物、GST等)等。
作為焊料接合層之厚度，較佳為設為100μm以上且700μm以下。若焊料接合層之厚度較該範圍薄，則無法維持利用焊料接合層之緩衝效果，濺鍍時靶中易產生翹曲。另一方面，若超過700μm，則存在濺鍍時熱朝釬焊材料蓄積，熔融之風險上升之情況。
本發明之特徵在於：使濺鍍靶與背板接合之焊料接合層中之釬焊材料例如包含熱導率較銦(82W/m‧K)或錫(67W/m‧K)高之材料，藉此，與僅由釬焊材料所構成之情形相比，焊料接合層之熱導率變大，冷卻效率得以改善，故可減少釬焊材料之熔融，並防止其流出。作為熱導率較高之材料，例如可列舉：銅(402W/m‧K)、銀(429W/m‧K)、金(318W/m‧K)、或該等之合金。再者，上述中記載之熱導率均於室溫附近比較。
又，較佳為焊料接合層中含有5vol%以上且50vol%以下之熱導率較高之材料，若未達5vol%，則存在無法獲得釬焊材料之熔出防止效果、或接合後之靶之翹曲抑制效果之情形。另一方面，若超過50vol%，則存在利用釬焊材料之接著率降低之情形。
作為導入上述熱導率較高之材料之方法，有1)添加如銅粉或銀粉之金屬粉之方法、2)導入銅箔或如銀箔之軟性的金屬箔之方法。任一方法與僅由釬焊材料所構成之情形相比，均可提高焊料接合層之熱導率。
於上述1)之方法之情形時，粉末之平均粒徑D50較佳為設為1.0μm以上且100μm以下。若平均粒徑D50未達1.0μm，則粉末彼此凝聚不易均勻地分散，另一方面，若平均粒徑D50超過100μm，則存在釬焊材料中發生粒之重疊、接著率降低之情況。
於上述2)之方法之情形時，銀箔或銅箔等金屬箔可以單層插入釬焊材料間、或使釬焊材料與箔交替地積層(如夾心千層糕般以層狀插入金屬箔)。於以單層插入金屬箔之情形時，可不僅使用1片箔而使用多片箔製成單層。同樣地，積層之情形亦可於相同之層內使用多片箔。例如，可放入多片島嶼分佈狀之箔(圓或角、不論形狀)或環狀之箔，賺得面積比率。於使釬焊材料與金屬箔交替積層之情形時，與濺鍍靶及背板接觸之部分中理所當然存在用以接合之釬焊材料。
金屬箔(1層)之厚度較佳為設為20μm以上且100μm以下。若金屬箔之厚度未達20μm，則處理性變困難，另一方面，若超過100μm，則存在使利用釬焊材料之接著率降低之情形。
又，於上述2)之方法中，於以單層於釬焊材料間插入金屬箔之情形時，金屬箔之面積(單面)相對於濺鍍靶之接合面之面積之面積比率較佳為設為50%以上且100%以下。
例如於濺鍍靶之徑為Φ400mm，且放入1片Φ360mm之銅箔之情形時，面積比率成為81%(=(180×180×π)/(200×200×π)×100)。即，於濺鍍靶之徑為Φ400mm之情形時，上述面積比率50%意指銅箔之徑約為Φ228mm，上述面積比率100%意指箔之徑與濺鍍靶之徑相同。
另一方面，於上述2)之方法中，於釬焊材料間使釬焊材料與金屬箔交替積層之情形時，金屬箔之面積(插入較多之情形時為其總面積)相對於濺鍍靶之接合面之面積之面積比率較佳為設為超過50%且400%以下。例如於如In層120μm/銅箔70μm/In層120μm/銅箔70μm/In層120μm般導入箔，並將濺鍍靶之徑設為Φ400mm、將銅箔之徑設為Φ360mm之情形時，1片銅箔之面積比率為81%，故於如上所述插入2片銅箔之情形時，合計面積之面積比率成為162%。
又，於上述2)之方法中，較佳為於金屬箔之雙面實施表面加工，尤佳為實施規則的凹凸之壓紋加工。藉此，可提昇釬焊材料與金屬箔之密接性，可提高焊料接合層之整體的接合強度。
釬焊材料只要為於較構成濺鍍靶或背板之材料之熔點較低之溫度熔化之材料即可，尤其，較佳為使用In(銦)、銦合金、Sn(錫)、錫合金。然而，上述銦或錫之合金與銦或錫中添加有銅或銀等粉末者有明確區別。又，藉由於濺鍍靶或背板等塗佈釬焊材料之後，進行超音波焊接處理或蒸鍍處理，而可提高接著率。
本發明可應用之濺鍍靶之大小並無特別限制，於直徑為420mm以上之情形時，靶之翹曲之問題變顯著，增厚釬焊材料(焊料接合層)之必要性增加，故本發明尤其有效。
[實施例]
以下基於實施例及比較例進行說明。再者，本實施例終究為一例，並不受該例任何限制。即，本發明並不僅限定於申請專利範圍，亦包含除本發明所包 含之實施例以外之各種變形。
(實施例1：Cu粉20vol%)
於Si濺鍍靶(Φ444.7mm)、無氧銅背板上塗佈混合有20vol%之粒徑70μm之銅粉之In釬焊材料，使靶與背板接合。焊料接合層之厚度設為500μm。接合後之靶之翹曲較小至0.18mm凸，又，藉由超音波探傷研究了接著率，結果較高至99.7%，接著性良好。其次，作為加速地評價長時間之濺鍍之擬似手法，自濺鍍靶側利用鹵素燈加熱器加熱3分鐘，背板側於水溫20℃進行冷卻，針對有無釬焊材料之熔出進行評價。其結果為，未發現釬焊材料之熔出。
再者，上述濺鍍靶之翹曲之測定、接著率之測定、釬焊材料之熔出評價於以下實施例或比較例中亦同樣地應用。
(實施例2：Cu粉50vol%)
於Si濺鍍靶(Φ444.7mm)、無氧銅背板上塗佈混合有50vol%之粒徑70μm之銅粉之In釬焊材料，使靶與背板接合。焊料接合層之厚度設為500μm。接合後之靶之翹曲較小至0.15mm凸，又，接著率較高至99.4%，密接性良好。其次，實施上述釬焊材料之熔出評價試驗，結果未發現釬焊材料之熔出。
(實施例3：Cu粉50vol%、釬焊材料薄壁)
於Si濺鍍靶(Φ444.7mm)、無氧銅背板上塗佈混合有50vol%之粒徑70μm之銅粉之In釬焊材料，使靶與背板接合。焊料接合層之厚度設為300μm。接合後之靶之翹曲較小至0.24mm凸，又，接著率較高至98.1%，接著性良好。其次，實施上述釬焊材料之熔出評價試驗，結果未發現釬焊材料之熔出。
(實施例4：Ag粉20vol%)
於Si濺鍍靶(Φ444.7mm)、無氧銅背板上塗佈混合有20vol%之粒徑10μm之銀粉之In釬焊材料，使靶與背板接合。焊料接合層之厚度設為300μm。接合後之靶之翹曲較小至0.20mm凸，又，接著率較高至99.2%，接著性良好。其次，實施上述釬焊材料之熔出評價試驗，結果未發現釬焊材料之熔出。
(實施例5：微細粉)
於Si濺鍍靶(Φ444.7mm)、無氧銅背板上塗佈混合有20vol%之粒徑0.8μm之銅粉之In釬焊材料，使靶與背板接合。焊料接合層之厚度設為500μm。接合後之靶之翹曲較小至0.23mm凸，接著率降低為96.6%。其次，實施上述釬焊材料之熔出評價試驗，結果未發現釬焊材料之熔出。
(實施例6：大粒徑粉)
於Si濺鍍靶(Φ444.7mm)、無氧銅背板上塗佈混合有20vol%之粒徑200μm之銅粉之In釬焊材料，使靶與背板接合。焊料接合層之厚度設為500μm。接合後之靶之翹曲增加至0.38mm凸，接著率降低為91.3%。另一方面，實施上述釬焊材料之熔出評價試驗，結果未發現釬焊材料之熔出。再者，上述翹曲量及接著率為可容許之範圍。
(比較例1：僅釬焊材料)
於Si濺鍍靶(Φ444.7mm)、無氧銅背板上僅塗佈In釬焊材料，使靶與背板接合。此時焊料接合層之厚度設為500μm。接合後之靶之翹曲增加至0.48mm凸。其次，實施上述釬焊材料之熔出評價試驗，結果發現釬焊材料之熔出。
(比較例2：銅粉比率5vol%以下)
於Si濺鍍靶(Φ444.7mm)、無氧銅背板上塗佈混合有3vol%之粒徑70μm之銅粉之In釬焊材料，使靶與背板接合。焊料接合層之厚度設為500μm。接合後之靶之翹曲增加至0.40mm凸。其次，實施上述釬焊材料之熔出評價試驗，結果發現釬焊材料之熔出。
(比較例3：銅粉比率50vol%以上)
於Si濺鍍靶(Φ444.7mm)、無氧銅背板上塗佈混合有70vol%之粒徑70μm之銅粉之In釬焊材料，使靶與背板接合。焊料接合層之厚度設為500μm。接合後之靶之翹曲較小至0.25mm凸，但接著率降低為89.5%。其次，實施上述釬焊材料之熔出評價試驗，結果未發現釬焊材料之熔出。然而，上述接著率用作靶時靶與背板之接著不充分，濺鍍中之冷卻效率降低，故有In釬焊材料融出，引起靶之剝落之虞。
將以上使用金屬粉之情形之結果彙集示於表1。
Figure 108142466-A0305-02-0013-1
其中，設為濺鍍靶材：Si、釬焊材料：In、背板材：OFC、靶形狀：Φ444.7mm。
(實施例7：2層箔)
準備Si濺鍍靶(Φ444.7mm)、無氧銅背板、銅箔之後，配置目標厚度之間隔件，設置第1片銅箔(Φ400mm)。進而於其上設置間隔件，設置第2片銅箔，其後，使熔融釬焊材料流入，使靶與背板接合。釬焊材料厚(1層)設為120μm，箔材厚(1層)設為70μm，焊料接合層之厚度設為500μm。接合後之靶之翹曲較小至0.15mm凸，又，接著率較高至99.5%，接著性良好。其次，實施上述釬焊材料之熔出評價試驗，結果未發現釬焊材料之熔出。
(實施例8：3層箔)
準備Si濺鍍靶(Φ444.7mm)、無氧銅背板、銅箔之後，配置目標厚度之間 隔件，設置第1片銅箔(Φ400mm)。進而於其上設置間隔件，設置第2片銅箔，進而於其上設置間隔件，設置第3片銅箔，其後，使熔融釬焊材料流入，使靶與背板接合。釬焊材料厚(1層)設為80μm，箔材厚(1層)設為70μm，焊料接合層之厚度設為530μm。接合後之靶之翹曲較小至0.09mm凸，又，接著率較高至99.3%，接著性良好。其次，實施上述釬焊材料之熔出評價試驗，結果未發現釬焊材料之熔出。
(實施例9：大徑2層箔)
準備Si濺鍍靶(Φ444.7mm)、無氧銅背板、銅箔之後，配置目標厚度之間隔件，設置第1片銅箔(Φ440mm)。進而於其上設置間隔件，設置第2片銅箔，其後，使熔融釬焊材料流入，使靶與背板接合。釬焊材料厚(1層)設為120μm，箔材厚(1層)設為70μm，焊料接合層之厚度設為500μm。接合後之靶之翹曲較小至0.13mm凸，又，接著率較高至98.1%，接著性良好。其次，實施上述釬焊材料之熔出評價試驗，結果未發現釬焊材料之熔出。
(實施例10：4層箔)
準備Si濺鍍靶(Φ444.7mm)、無氧銅背板、銅箔之後，配置目標厚度之間隔件，設置第1片銅箔(Φ400mm)。進而於其上設置間隔件，設置第2片銅箔，進而於其上設置間隔件，設置第3片銅箔，進而於其上設置間隔件，設置第4片銅箔，其後，使熔融釬焊材料流入，使靶與背板接合。釬焊材料厚(1層)設為60μm，箔材厚(1層)設為35μm，焊料接合層之厚度設為440μm。接合後之靶之翹曲較小至0.09mm凸，又，接著率較高至98.3%，接著性良好。其次，實施上述釬焊材料之熔出評價試驗，結果未發現釬焊材料之熔出。
(實施例11：厚箔)
準備Si濺鍍靶(Φ444.7mm)、無氧銅背板、銅箔之後，配置目標厚度之間隔件，設置第1片銅箔(Φ400mm)。進而於其上設置間隔件，設置第2片銅箔，其後，使熔融釬焊材料流入，使靶與背板接合。釬焊材料厚(1層)設為90μm，箔材厚(1層)設為105μm，焊料接合層之厚度設為480μm。接合後之靶之翹曲較小至0.17mm凸，又，接著率降低為94.5%。另一方面，實施上述釬焊材料之熔出評價試驗，結果未發現釬焊材料之熔出。再者，上述接著率為可容許之範圍。
(比較例4：箔面積比率未達50%)
準備Si濺鍍靶(Φ444.7mm)、無氧銅背板、銅箔之後，配置目標厚度之間隔件，設置第1片銅箔(Φ400mm)，其後，使熔融釬焊材料流入，使靶與背板接合。釬焊材料厚(1層)設為210μm、箔材厚(1層)設為70μm，焊料接合層之厚度設為590μm。接合後之靶之翹曲較大至0.45mm凸。又，實施上述釬焊材料之熔出評價試驗，結果發現釬焊材料之熔出。
(比較例5：薄箔)
準備Si濺鍍靶(Φ444.7mm)、無氧銅背板、銅箔之後，配置目標厚度之間隔件，設置第1片銅箔(Φ400mm)。進而於其上設置間隔件，設置第2片銅箔，其後，使熔融釬焊材料流入，使靶與背板接合。釬焊材料厚(1層)設為160μm，箔材厚(1層)設為9μm，焊料接合層之厚度設為498μm。接合後之靶之翹曲較大至0.46mm凸。又，實施上述釬焊材料之熔出評價試驗，結果發現釬焊材料之熔出。
(比較例6：焊料接合層稍厚)
準備Si濺鍍靶(Φ444.7mm)、無氧銅背板、銅箔之後，配置目標厚度之間隔件，設置第1片銅箔(Φ400mm)。進而於其上設置間隔件，設置第2片銅箔，進而於其上設置間隔件，設置第3片銅箔，其後，使熔融釬焊材料流入，使靶與背板接合。釬焊材料厚(1層)設為120μm，箔材厚(1層)設為105μm，焊料接合層之厚度設為795μm。接合後之靶之翹曲較小至0.25mm凸。另一方面，實施上述釬焊材料之熔出評價試驗，結果發現釬焊材料之熔出。
將以上使用金屬箔之情形之結果彙集示於表2。
Figure 108142466-A0305-02-0016-2
其中，設為濺鍍靶材：Si、釬焊材料：In、背板材：OFC、靶形狀：Φ444.7mm。
[產業上之可利用性]
本發明之濺鍍靶-背板接合體作為焊料接合層整體，導熱度較大，冷卻效率得以改善，故可減少釬焊材料之熔融，藉此，具有可防止來自濺鍍靶與背板之接合界面之釬焊材料之流出之優異之效果。本發明尤其是於使由矽(Si)、鍺(Ge)等半導體材料、PZT(Pb(Zr、Ti)O3)、HfO2、La2O3、MgO等氧化物材料所構成之濺鍍靶接合時較為有效。

Claims (17)

  1. 一種濺鍍靶-背板接合體，其係使用釬焊材料使濺鍍靶與背板接合者，其特徵在於：於使上述濺鍍靶與上述背板接合之焊料接合層中，包含5vol%以上且50vol%以下之熱導率較上述釬焊材料高之材料，上述焊料接合層之厚度為100μm以上且700μm以下。
  2. 如請求項1所述之濺鍍靶-背板接合體，其中，上述熱導率較高之材料由平均粒徑(D50)1.0μm以上且100μm以下之金屬粉所構成。
  3. 如請求項1所述之濺鍍靶-背板接合體，其中，上述熱導率較高之材料由厚20μm以上且100μm以下之金屬箔所構成。
  4. 如請求項3所述之濺鍍靶-背板接合體，其中，上述金屬箔以單層插入至釬焊材料間，或與釬焊材料交替地積層。
  5. 如請求項3所述之濺鍍靶-背板接合體，其中，上述金屬箔以島嶼分佈狀或環狀插入至釬焊材料內。
  6. 如請求項4所述之濺鍍靶-背板接合體，其中，上述金屬箔以島嶼分佈狀或環狀插入至釬焊材料內。
  7. 如請求項4所述之濺鍍靶-背板接合體，其中，於上述金屬箔以單層插入至釬焊材料間之情形時，上述金屬箔之單面之面積相對於上述濺鍍靶之接合面之面積之面積比率為50%以上且100%以下。
  8. 如請求項5所述之濺鍍靶-背板接合體，其中，於上述金屬箔以單層插入至釬焊材料間之情形時，上述金屬箔之單面之面積相對於上述濺鍍靶之接合面之面積之面積比率為50%以上且100%以下。
  9. 如請求項6所述之濺鍍靶-背板接合體，其中，於上述金屬箔以單層插入至釬焊材料間之情形時，上述金屬箔之單面之面積相對於上述濺鍍靶之接合面之面積之面積比率為50%以上且100%以下。
  10. 如請求項4所述之濺鍍靶-背板接合體，其中，於上述金屬箔與釬焊材料交替地積層之情形時，上述金屬箔之單面之總面積相對於上述濺鍍靶之接合面之面積之面積比率為50%以上且400%以下。
  11. 如請求項5所述之濺鍍靶-背板接合體，其中，於上述金屬箔與釬焊材料交替地積層之情形時，上述金屬箔之單面之總面積相對於上述濺鍍靶之接合面之面積之面積比率為50%以上且400%以下。
  12. 如請求項6所述之濺鍍靶-背板接合體，其中，於上述金屬箔與釬焊材料交替地積層之情形時，上述金屬箔之單面之總面積相對於上述濺鍍靶之接合面之面積之面積比率為50%以上且400%以下。
  13. 如請求項1至12中任一項所述之濺鍍靶-背板接合體，其中，上述濺鍍靶之直徑為420mm以上。
  14. 如請求項1至12中任一項所述之濺鍍靶-背板接合體，其中，上述濺鍍靶由熱膨脹係數為1.0×10-6/K以上、15×10-6/K以下之材料所構成。
  15. 如請求項1至12中任一項所述之濺鍍靶-背板接合體，其中，上述熱導率較高之材料由銅、銀、金或該等之合金所構成。
  16. 如請求項1至12中任一項所述之濺鍍靶-背板接合體，其中，上述釬焊材料由銦或銦合金所構成。
  17. 如請求項3至12中任一項所述之濺鍍靶-背板接合體，其中，於上述金屬箔之表面實施壓紋加工。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112355461A (zh) * 2020-11-18 2021-02-12 河南东微电子材料有限公司 一种镁靶材与铜背板焊接的方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103264231A (zh) * 2013-04-28 2013-08-28 利达光电股份有限公司 一种适于高温溅射靶材的焊接方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2923174A1 (de) * 1979-06-08 1980-12-11 Demetron Sputtertarget auf traegerplatte
JPS61115667A (ja) * 1984-11-07 1986-06-03 Mitsubishi Metal Corp スパツタリング用タ−ゲツトを冷却板に接合する方法
JPH0525620A (ja) 1991-07-18 1993-02-02 Hitachi Ltd スパツタリングターゲツト
JPH0780634A (ja) * 1993-09-08 1995-03-28 Sanyo Special Steel Co Ltd ろう付け方法
JP3517067B2 (ja) 1996-11-29 2004-04-05 アルプス電気株式会社 磁気ヘッド
JPH10241111A (ja) * 1997-02-25 1998-09-11 Sony Corp 磁気ヘッド
JP3983862B2 (ja) * 1997-10-24 2007-09-26 Ｄｏｗａホールディングス株式会社 スパッタリングターゲットとその接合方法及び接合装置
JP4367677B2 (ja) * 2000-02-09 2009-11-18 Ｔｄｋ株式会社 スパッタリング用ターゲット及びその製造方法
US9472383B2 (en) 2003-12-25 2016-10-18 Jx Nippon Mining & Metals Corporation Copper or copper alloy target/copper alloy backing plate assembly
DE102005029221A1 (de) * 2005-06-22 2006-12-28 W.C. Heraeus Gmbh Kleber sowie Verbund
JP4953873B2 (ja) 2007-03-26 2012-06-13 日本碍子株式会社 コンポジット接合材及び接合体
JP2008095204A (ja) * 2007-12-19 2008-04-24 Canon Anelva Corp 熱伝導性金属シート
KR20140129250A (ko) 2009-11-20 2014-11-06 제이엑스 닛코 닛세키 킨조쿠 가부시키가이샤 스퍼터링 타깃-백킹 플레이트 접합체 및 그 제조 방법
US10006117B2 (en) 2010-10-27 2018-06-26 Jx Nippon Mining & Metals Corporation Sputtering target-backing plate assembly and method for producing same
TWI605142B (zh) * 2013-01-04 2017-11-11 塔沙Ｓｍｄ公司 具有增進的表面輪廓和改善的性能的矽濺射靶及製造其之方法
JP5897767B2 (ja) 2013-11-06 2016-03-30 Ｊｘ金属株式会社 スパッタリングターゲット／バッキングプレート組立体
WO2016017432A1 (ja) 2014-07-31 2016-02-04 Jx日鉱日石金属株式会社 防食性の金属とＭｏ又はＭｏ合金を拡散接合したバッキングプレート、及び該バッキングプレートを備えたスパッタリングターゲット－バッキングプレート組立体
JP6546953B2 (ja) 2017-03-31 2019-07-17 Ｊｘ金属株式会社 スパッタリングターゲット−バッキングプレート接合体及びその製造方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103264231A (zh) * 2013-04-28 2013-08-28 利达光电股份有限公司 一种适于高温溅射靶材的焊接方法

Also Published As

Publication number Publication date
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