JPH1161397A - バッキングプレート及びその製造方法 - Google Patents
バッキングプレート及びその製造方法Info
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- B23K35/001—Interlayers, transition pieces for metallurgical bonding of workpieces
- B23K35/005—Interlayers, transition pieces for metallurgical bonding of workpieces at least one of the workpieces being of a refractory metal
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- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 Ｔｉ系材料から成る複数の部品を高い接合強
度及び高い接合率で接合して成るバッキングプレートを
提供すること。 【解決手段】 基板１とカバー部材２と区画部材３とを
Ｔｉで形成し、基板１と区画部材３との間及びカバー部
材２と区画部材３との間にそれぞれＣｕ箔６、６・・・
を介設し、ＴｉとＣｕの金属間化合物の分解温度以上に
加熱して液相を発生させて、一定時間保持する。この保
持時間において、ＣｕがＴｉに拡散して液相拡散接合が
行われる。接合面に金属間化合物が生成されることはな
く、また界面も存在しないので、Ｔｉと同程度の接合強
度を得ることができ、かつ高い接合率を実現できる。
度及び高い接合率で接合して成るバッキングプレートを
提供すること。 【解決手段】 基板１とカバー部材２と区画部材３とを
Ｔｉで形成し、基板１と区画部材３との間及びカバー部
材２と区画部材３との間にそれぞれＣｕ箔６、６・・・
を介設し、ＴｉとＣｕの金属間化合物の分解温度以上に
加熱して液相を発生させて、一定時間保持する。この保
持時間において、ＣｕがＴｉに拡散して液相拡散接合が
行われる。接合面に金属間化合物が生成されることはな
く、また界面も存在しないので、Ｔｉと同程度の接合強
度を得ることができ、かつ高い接合率を実現できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、スパッタリング
法に用いられるスパッタリングターゲットを構成するバ
ッキングプレート及びその製造方法に関するものであ
る。またこの発明は、上記バッキングプレート等に好適
に用いられるチタン（以下、Ｔｉと略称する）系材料を
高い信頼性でかつ高い強度で接合することができるＴｉ
系材料の接合方法に関するものである。
法に用いられるスパッタリングターゲットを構成するバ
ッキングプレート及びその製造方法に関するものであ
る。またこの発明は、上記バッキングプレート等に好適
に用いられるチタン（以下、Ｔｉと略称する）系材料を
高い信頼性でかつ高い強度で接合することができるＴｉ
系材料の接合方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】集積回路等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。このス
パッタリング法には、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、いずれの方法でも、
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ある。具体的には、Ｔｉ系材料
製のバッキングプレートに、所定の金属系材料製のター
ゲット部材をボンディング（ろう付）したものが知られ
ている。例えば、バッキングプレートにＴｉ系材料を用
いる点については、特開平６−２９３９６３号公報に開
示されている。
方法としては、スパッタリング法が公知である。このス
パッタリング法には、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、いずれの方法でも、
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ある。具体的には、Ｔｉ系材料
製のバッキングプレートに、所定の金属系材料製のター
ゲット部材をボンディング（ろう付）したものが知られ
ている。例えば、バッキングプレートにＴｉ系材料を用
いる点については、特開平６−２９３９６３号公報に開
示されている。
【０００３】図１２は、従来例であるバッキングプレー
トの構造を示す分解断面図である。バッキングプレート
は、一方表面にターゲット部材が支持される基板２１
と、基板２１の他方表面に接合されるカバー部材２２と
から成る。カバー部材２２は、基板２１の他方表面に接
合される接合面側に、予め機械加工によって刻設した溝
部を有し、カバー部材２２と基板２１とを接合すること
によって溝部２３と基板２１の他方表面とで囲まれた空
間が冷却水が流れる水路となる。このような構造は、水
冷ジャケット構造と呼ばれる。水冷ジャケット構造のバ
ッキングプレートについては、例えば特開平７−１９７
２４８号公報に開示されており、水路を形成する溝部を
予め機械加工により刻設している点については、例えば
特開平５−１３２７７４号公報に開示されている。
トの構造を示す分解断面図である。バッキングプレート
は、一方表面にターゲット部材が支持される基板２１
と、基板２１の他方表面に接合されるカバー部材２２と
から成る。カバー部材２２は、基板２１の他方表面に接
合される接合面側に、予め機械加工によって刻設した溝
部を有し、カバー部材２２と基板２１とを接合すること
によって溝部２３と基板２１の他方表面とで囲まれた空
間が冷却水が流れる水路となる。このような構造は、水
冷ジャケット構造と呼ばれる。水冷ジャケット構造のバ
ッキングプレートについては、例えば特開平７−１９７
２４８号公報に開示されており、水路を形成する溝部を
予め機械加工により刻設している点については、例えば
特開平５−１３２７７４号公報に開示されている。
【０００４】カバー部材２２と基板２１との接合は、図
１３に示すような銀ろう２４を用いた銀ろう付け（特開
平５−１３２７７４号公報、特開平３−１４０４６４号
公報参照）、ボルト止め（特開平７−１９７２４８号公
報参照）、ＥＢＷ（電子ビーム溶接）やＬＢＷ（レーザ
ビーム溶接）のような高エネルギビーム溶接などによっ
て行われている。
１３に示すような銀ろう２４を用いた銀ろう付け（特開
平５−１３２７７４号公報、特開平３−１４０４６４号
公報参照）、ボルト止め（特開平７−１９７２４８号公
報参照）、ＥＢＷ（電子ビーム溶接）やＬＢＷ（レーザ
ビーム溶接）のような高エネルギビーム溶接などによっ
て行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】銀ろう付けによってバ
ッキングプレートを製造した場合は、その接合強度が母
材より低いため、接合面積を大きくとらなければなら
ず、これによってバッキングプレートが大型化するとい
う問題が生じる。
ッキングプレートを製造した場合は、その接合強度が母
材より低いため、接合面積を大きくとらなければなら
ず、これによってバッキングプレートが大型化するとい
う問題が生じる。
【０００６】また、ボルト止めによってバッキングプレ
ートを製造した場合は、所定の接合強度を得るためには
ある程度の長さのねじ部が必要であり、その分だけバッ
キングプレートの厚みが大きくなるという問題が生じ
る。
ートを製造した場合は、所定の接合強度を得るためには
ある程度の長さのねじ部が必要であり、その分だけバッ
キングプレートの厚みが大きくなるという問題が生じ
る。
【０００７】さらに、高エネルギビーム溶接によってバ
ッキングプレートを製造した場合は、溶接部の強度は母
材とほぼ同等ではあるものの、面接合ではないため、所
定の接合強度を得るための構造にする必要があり、従っ
てバッキングプレートの構造や水路形状が制限されてし
まう。
ッキングプレートを製造した場合は、溶接部の強度は母
材とほぼ同等ではあるものの、面接合ではないため、所
定の接合強度を得るための構造にする必要があり、従っ
てバッキングプレートの構造や水路形状が制限されてし
まう。
【０００８】また、カバー部材２２に水路を形成する溝
部２３を機械加工によって形成しているため、高価であ
る。
部２３を機械加工によって形成しているため、高価であ
る。
【０００９】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、Ｔｉ系材料から
成る複数の部品を高い信頼性で、かつ高い強度で接合す
ることができると共に、薄型化及び構造の自由度の増大
を図ることができるバッキングプレート及びその製造方
法を提供することにある。また、この発明の他の目的
は、上記バッキングプレートの製造などに好適に用いる
ことができ、Ｔｉ系材料を高い信頼性で、かつ高い強度
で接合することができるＴｉ系材料の接合方法を提供す
ることにある。
になされたものであって、その目的は、Ｔｉ系材料から
成る複数の部品を高い信頼性で、かつ高い強度で接合す
ることができると共に、薄型化及び構造の自由度の増大
を図ることができるバッキングプレート及びその製造方
法を提供することにある。また、この発明の他の目的
は、上記バッキングプレートの製造などに好適に用いる
ことができ、Ｔｉ系材料を高い信頼性で、かつ高い強度
で接合することができるＴｉ系材料の接合方法を提供す
ることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段及び効果】そこで請求項１
のバッキングプレートの製造方法は、Ｔｉ系材料から成
る複数個の部品を互いに接合して成るバッキングプレー
トの製造方法において、上記部品の接合面に銅（以下、
Ｃｕと略称する）系材料を介設し、両者によって形成さ
れる金属間化合物の分解温度以上、もしくは共晶反応温
度に選ばれた接合温度まで加熱してＣｕ系材料の液相を
発生させ、Ｃｕ系材料がＴｉ系材料に充分に拡散するま
での間、接合温度を維持することを特徴としている。
のバッキングプレートの製造方法は、Ｔｉ系材料から成
る複数個の部品を互いに接合して成るバッキングプレー
トの製造方法において、上記部品の接合面に銅（以下、
Ｃｕと略称する）系材料を介設し、両者によって形成さ
れる金属間化合物の分解温度以上、もしくは共晶反応温
度に選ばれた接合温度まで加熱してＣｕ系材料の液相を
発生させ、Ｃｕ系材料がＴｉ系材料に充分に拡散するま
での間、接合温度を維持することを特徴としている。
【００１１】上記請求項１のバッキングプレートの製造
方法では、接合面にＣｕ系材料を介設した状態で加熱
し、Ｃｕ系材料を溶融させて液相を発生させ、Ｃｕ系材
料がＴｉ系材料に拡散することを利用して接合を行うい
わゆる液相拡散接合を用いてバッキングプレートが製造
される。このときの接合温度は、Ｔｉ系材料とＣｕ系材
料によって形成される金属間化合物の分解温度以上、も
しくは共晶反応温度に選ばれており、液相を生成せし
め、かつＣｕ系材料が充分にＴｉ系材料に拡散するまで
の間、接合温度を維持する。従って、Ｔｉ系材料よりも
脆い金属間化合物が面状に接合面に残留することはな
く、またＣｕ系材料は拡散してほぼ消失するため界面が
存在せず、再加熱しても接合部が溶融することはないた
め、接合面の強度はＴｉ系材料とほぼ同等になる。これ
によって、銀ろう付けと比べて接合強度を向上すること
ができ、また高エネルギビーム溶接に比べて接合率を向
上することができ、ボルト止めと比べてバッキングプレ
ートの接合部の薄肉化が可能となる。
方法では、接合面にＣｕ系材料を介設した状態で加熱
し、Ｃｕ系材料を溶融させて液相を発生させ、Ｃｕ系材
料がＴｉ系材料に拡散することを利用して接合を行うい
わゆる液相拡散接合を用いてバッキングプレートが製造
される。このときの接合温度は、Ｔｉ系材料とＣｕ系材
料によって形成される金属間化合物の分解温度以上、も
しくは共晶反応温度に選ばれており、液相を生成せし
め、かつＣｕ系材料が充分にＴｉ系材料に拡散するまで
の間、接合温度を維持する。従って、Ｔｉ系材料よりも
脆い金属間化合物が面状に接合面に残留することはな
く、またＣｕ系材料は拡散してほぼ消失するため界面が
存在せず、再加熱しても接合部が溶融することはないた
め、接合面の強度はＴｉ系材料とほぼ同等になる。これ
によって、銀ろう付けと比べて接合強度を向上すること
ができ、また高エネルギビーム溶接に比べて接合率を向
上することができ、ボルト止めと比べてバッキングプレ
ートの接合部の薄肉化が可能となる。
【００１２】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。またＣｕ系材料とは、工業用純Ｃ
ｕ、工業用Ｃｕ合金を含むものである。
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。またＣｕ系材料とは、工業用純Ｃ
ｕ、工業用Ｃｕ合金を含むものである。
【００１３】また、部品全体を加熱して接合するため、
接合面近傍に応力が残留するのが防止でき、かつ、Ｔｉ
系材料が軟化して最下面にならうので、バッキングプレ
ートに否みが生じることはほとんどない。
接合面近傍に応力が残留するのが防止でき、かつ、Ｔｉ
系材料が軟化して最下面にならうので、バッキングプレ
ートに否みが生じることはほとんどない。
【００１４】上記製造方法は大気中で行うことも可能で
あるが、請求項２のように、真空、不活性ガス又は還元
性ガス雰囲気中で行うことによって、バッキングプレー
トのクリーン度が向上する。特に真空中で行った場合に
は、スパッタリング法を実現するにあたってバッキング
プレートを超高真空中で使用した場合に、バッキングプ
レートからのガス放出速度が低減し、良好なスパッタリ
ングを実現することができる。具体的には、真空度１０
-3Ｔｏｒｒ以下の雰囲気で行うのが好ましい。
あるが、請求項２のように、真空、不活性ガス又は還元
性ガス雰囲気中で行うことによって、バッキングプレー
トのクリーン度が向上する。特に真空中で行った場合に
は、スパッタリング法を実現するにあたってバッキング
プレートを超高真空中で使用した場合に、バッキングプ
レートからのガス放出速度が低減し、良好なスパッタリ
ングを実現することができる。具体的には、真空度１０
-3Ｔｏｒｒ以下の雰囲気で行うのが好ましい。
【００１５】上記製造方法に用いられるＣｕ系材料は、
いかなる形態であってもよいが、請求項３のように、箔
又は粉末のＣｕ系材料を用いるのが好ましく、これによ
って取扱い及び接合面への介設作業が容易になる。例え
ばＣｕ箔を用いる場合は、厚さが１０μｍ〜１００μｍ
の範囲内であれば良く、１８μｍ〜６０μｍの範囲内で
は接合強度に差がないことが確認された。尚、一般的に
は厚さが１８μｍ〜３０μｍのＣｕ箔の入手が容易であ
る。また、Ｃｕ箔に代えてＣｕの粉末を用いる場合は、
粒径が２５μｍ〜３０μｍのＣｕ粉を、１００μｍ程度
の厚さにして用いるのが好ましい。尚、厚さを薄くする
ことも可能であるが介設作業に時間がかかる。逆に、厚
さを厚くすることは比較的容易であり、最大１ｍｍまで
許容できる。なおＣｕ系材料を接合面間に個別に介設す
ることでＣｕ系材料の使用量を必要最小限とすることが
できるが、特定の部品が一平面上に複数の接合面を有す
るときは、上記一平面全体にＣｕ系材料を配設すること
によって、作業が容易になる。
いかなる形態であってもよいが、請求項３のように、箔
又は粉末のＣｕ系材料を用いるのが好ましく、これによ
って取扱い及び接合面への介設作業が容易になる。例え
ばＣｕ箔を用いる場合は、厚さが１０μｍ〜１００μｍ
の範囲内であれば良く、１８μｍ〜６０μｍの範囲内で
は接合強度に差がないことが確認された。尚、一般的に
は厚さが１８μｍ〜３０μｍのＣｕ箔の入手が容易であ
る。また、Ｃｕ箔に代えてＣｕの粉末を用いる場合は、
粒径が２５μｍ〜３０μｍのＣｕ粉を、１００μｍ程度
の厚さにして用いるのが好ましい。尚、厚さを薄くする
ことも可能であるが介設作業に時間がかかる。逆に、厚
さを厚くすることは比較的容易であり、最大１ｍｍまで
許容できる。なおＣｕ系材料を接合面間に個別に介設す
ることでＣｕ系材料の使用量を必要最小限とすることが
できるが、特定の部品が一平面上に複数の接合面を有す
るときは、上記一平面全体にＣｕ系材料を配設すること
によって、作業が容易になる。
【００１６】また、箔を用いる場合、Ｔｉ材料の接合面
及び箔の表面は、アルコールやアセトンのような有機溶
剤によって脱脂・洗浄することが望ましく、また表面粗
さは「▽」加工（３５ｓ〜１００ｓ）程度であれば良
く、あるいはもう少し粗くても良い。このように高い表
面精度を必要としないのは、箔が溶融して液相となり、
Ｔｉ材料に拡散していくので、Ｔｉ材料の接合面と箔表
面との密着度はあまり問題とならないからである。ま
た、接合面どおしが近接する方向に圧力を加えた状態で
接合するようにしてもよいが、接合装置の簡素化の観点
からは加圧しない方が好ましい。但し、Ｔｉ材料に反り
がある場合は、平面度が１．０ｍｍ以下程度になるよう
に加圧するのが望ましい。
及び箔の表面は、アルコールやアセトンのような有機溶
剤によって脱脂・洗浄することが望ましく、また表面粗
さは「▽」加工（３５ｓ〜１００ｓ）程度であれば良
く、あるいはもう少し粗くても良い。このように高い表
面精度を必要としないのは、箔が溶融して液相となり、
Ｔｉ材料に拡散していくので、Ｔｉ材料の接合面と箔表
面との密着度はあまり問題とならないからである。ま
た、接合面どおしが近接する方向に圧力を加えた状態で
接合するようにしてもよいが、接合装置の簡素化の観点
からは加圧しない方が好ましい。但し、Ｔｉ材料に反り
がある場合は、平面度が１．０ｍｍ以下程度になるよう
に加圧するのが望ましい。
【００１７】また、接合温度は、金属間化合物の分解温
度以上、もしくは共晶反応温度であって、かつ、Ｔｉ系
材料の融点以下であることが必要であり、請求項４のよ
うに約８８７℃〜１６７０℃の範囲内、特に約９９０℃
〜１６７０℃の範囲内に選ぶのが好ましい。共晶反応温
度（約８８７℃）においても、拡散時間を充分に確保す
れば、良好な接合を行うことが可能であるが、実用上は
約９９０℃以上の接合温度を採用するのが好ましい。そ
の理由は、まず第１には、充分な拡散速度を確保するこ
とにより、実用上好ましい接合時間とするためには、純
Ｔｉがβ相へと変態しているのが望ましいためである。
純Ｔｉのα相からβ相への変態点は約８８５℃である
が、多少の不純物の含有が許容される工業用Ｔｉでは、
変態点は約９３０℃〜９４０℃と推定される。また第２
の理由は、金属間化合物の面状の残留を防止するため、
金属間化合物の分解温度以上とするのが好ましいためで
ある。金属間化合物であるＴｉＣｕの分解温度は約９７
５℃、Ｔｉ2 Ｃｕの分解温度は約９９０℃である。これ
らのことから、接合温度を約９９０℃以上とするのが好
ましい。なお上限を約１６７０℃としたのはＴｉの融点
が約１６６８℃だからである。従って、上記温度範囲で
あれば、金属間化合物が生成しない状態でＣｕの液相を
発生させて、Ｔｉ材料に拡散させることができる。この
ような液相拡散接合を用いることによって、接合部には
界面がほとんど存在しないためＴｉ材料とほぼ同等の接
合強度を得ることができる。また、接合率９０％以上の
良好な接合を実現できる。尚、必ずしも一定温度で保持
しなければならない訳ではなく、上記温度範囲内であれ
ば多少の変動はかまわない。
度以上、もしくは共晶反応温度であって、かつ、Ｔｉ系
材料の融点以下であることが必要であり、請求項４のよ
うに約８８７℃〜１６７０℃の範囲内、特に約９９０℃
〜１６７０℃の範囲内に選ぶのが好ましい。共晶反応温
度（約８８７℃）においても、拡散時間を充分に確保す
れば、良好な接合を行うことが可能であるが、実用上は
約９９０℃以上の接合温度を採用するのが好ましい。そ
の理由は、まず第１には、充分な拡散速度を確保するこ
とにより、実用上好ましい接合時間とするためには、純
Ｔｉがβ相へと変態しているのが望ましいためである。
純Ｔｉのα相からβ相への変態点は約８８５℃である
が、多少の不純物の含有が許容される工業用Ｔｉでは、
変態点は約９３０℃〜９４０℃と推定される。また第２
の理由は、金属間化合物の面状の残留を防止するため、
金属間化合物の分解温度以上とするのが好ましいためで
ある。金属間化合物であるＴｉＣｕの分解温度は約９７
５℃、Ｔｉ2 Ｃｕの分解温度は約９９０℃である。これ
らのことから、接合温度を約９９０℃以上とするのが好
ましい。なお上限を約１６７０℃としたのはＴｉの融点
が約１６６８℃だからである。従って、上記温度範囲で
あれば、金属間化合物が生成しない状態でＣｕの液相を
発生させて、Ｔｉ材料に拡散させることができる。この
ような液相拡散接合を用いることによって、接合部には
界面がほとんど存在しないためＴｉ材料とほぼ同等の接
合強度を得ることができる。また、接合率９０％以上の
良好な接合を実現できる。尚、必ずしも一定温度で保持
しなければならない訳ではなく、上記温度範囲内であれ
ば多少の変動はかまわない。
【００１８】また接合時間は、Ｃｕ系材料がＴｉ系材料
に拡散して液相が消滅するまでに要する時間を確保する
必要があり、介設するＣｕ系材料の厚さに応じて適宜選
択されるが、請求項５のように６００秒以上とするのが
好ましい。これは、１０μｍのＣｕ箔を用いた場合の接
合時間が６００秒程度であることに基づくものである。
に拡散して液相が消滅するまでに要する時間を確保する
必要があり、介設するＣｕ系材料の厚さに応じて適宜選
択されるが、請求項５のように６００秒以上とするのが
好ましい。これは、１０μｍのＣｕ箔を用いた場合の接
合時間が６００秒程度であることに基づくものである。
【００１９】また請求項６のバッキングプレートの製造
方法は、Ｔｉ系材料から成る複数個の部品を互いに接合
して成るバッキングプレートの製造方法において、上記
部品の接合面にジルコニア（以下、Ｚｒと略称する）系
材料を介設し、両者によって形成される金属間化合物の
分解温度以上に選ばれた接合温度まで加熱してＺｒ系材
料の液相を発生させ、Ｚｒ系材料がＴｉ系材料に充分に
拡散するまでの間、接合温度を維持することを特徴とし
ている。
方法は、Ｔｉ系材料から成る複数個の部品を互いに接合
して成るバッキングプレートの製造方法において、上記
部品の接合面にジルコニア（以下、Ｚｒと略称する）系
材料を介設し、両者によって形成される金属間化合物の
分解温度以上に選ばれた接合温度まで加熱してＺｒ系材
料の液相を発生させ、Ｚｒ系材料がＴｉ系材料に充分に
拡散するまでの間、接合温度を維持することを特徴とし
ている。
【００２０】上記請求項６のバッキングプレートの製造
方法では、接合面にＺｒ系材料を介設して接合してお
り、上記Ｃｕ系材料を用いる場合と同様の効果を得られ
る。
方法では、接合面にＺｒ系材料を介設して接合してお
り、上記Ｃｕ系材料を用いる場合と同様の効果を得られ
る。
【００２１】上記請求項１〜請求項６のいずれかの製造
方法によって製造されたバッキングプレートは、複数の
部品をいわゆる液相拡散接合を用いて接合しているの
で、部品間の接合強度及び接合率が従来よりも向上して
いる。また、請求項８のように、Ｔｉ系材料から成る複
数個の部品を、例えばＮｉ系材料を接合面に介設する等
して面接合して成るバッキングプレートにおいても、部
品間の接合強度及び接合率が従来よりも向上している。
方法によって製造されたバッキングプレートは、複数の
部品をいわゆる液相拡散接合を用いて接合しているの
で、部品間の接合強度及び接合率が従来よりも向上して
いる。また、請求項８のように、Ｔｉ系材料から成る複
数個の部品を、例えばＮｉ系材料を接合面に介設する等
して面接合して成るバッキングプレートにおいても、部
品間の接合強度及び接合率が従来よりも向上している。
【００２２】このように接合強度及び接合率が向上した
ことによって、接合部の面積を小さくしても従来と同程
度の強度を得ることができる。従って、請求項９のよう
な３層構造の水冷ジャケット構造のバッキングプレート
の場合、冷却水路を構成する区画部材の基板及びカバー
部材への接合面積を小さくすることができ、その分だけ
厚みを小さくすることによって、従来と同程度の冷却水
量を確保しながら、水路部分の厚みを薄くすることがで
き、上述した接合部の薄肉化と相まってバッキングプレ
ート全体の薄型化が可能となる。これに伴い、バッキン
グプレートの背部に配置される磁石からの磁場の高透過
性を達成することができ、良好なスパッタリングを実現
することができる。
ことによって、接合部の面積を小さくしても従来と同程
度の強度を得ることができる。従って、請求項９のよう
な３層構造の水冷ジャケット構造のバッキングプレート
の場合、冷却水路を構成する区画部材の基板及びカバー
部材への接合面積を小さくすることができ、その分だけ
厚みを小さくすることによって、従来と同程度の冷却水
量を確保しながら、水路部分の厚みを薄くすることがで
き、上述した接合部の薄肉化と相まってバッキングプレ
ート全体の薄型化が可能となる。これに伴い、バッキン
グプレートの背部に配置される磁石からの磁場の高透過
性を達成することができ、良好なスパッタリングを実現
することができる。
【００２３】また、３層構造にしたことによって、従来
のようにカバー部材に機械加工による彫り込み加工を行
う必要がなく、製造コストを低減できると共に、水路形
成が容易になり、また水路設計の自由度が増大する。即
ち、複雑な水路形状であっても、比較的単純な形状の部
材を組合せて区画部材を構成することによって容易に実
現することができる。また、複雑な水路形状にすること
によって冷却水が乱流となり、水路内での冷却水の温度
分布の差が小さくなり、冷却能力を向上させることがで
きる。さらに、より多くの部品に分割することによっ
て、部品の歩留まりを向上できる。尚、請求項７及び請
求項８は従来のような２層構造のバッキングプレート
（カバー部材と区画部材とが一体的に形成されたもの）
を包含していることはもちろんである。
のようにカバー部材に機械加工による彫り込み加工を行
う必要がなく、製造コストを低減できると共に、水路形
成が容易になり、また水路設計の自由度が増大する。即
ち、複雑な水路形状であっても、比較的単純な形状の部
材を組合せて区画部材を構成することによって容易に実
現することができる。また、複雑な水路形状にすること
によって冷却水が乱流となり、水路内での冷却水の温度
分布の差が小さくなり、冷却能力を向上させることがで
きる。さらに、より多くの部品に分割することによっ
て、部品の歩留まりを向上できる。尚、請求項７及び請
求項８は従来のような２層構造のバッキングプレート
（カバー部材と区画部材とが一体的に形成されたもの）
を包含していることはもちろんである。
【００２４】さらに請求項１０ように、１本の板状体を
プレス加工することによってカバー部材と区画部材とを
一体的に形成することによって、水路の形状の自由度が
増し、比較的複雑な形状であっても容易にかつ安価に実
現することができる。また、カバー部材と区画部材との
一体成形品の肉厚を薄くすることができ、軽量化及び磁
場の高透過性を図ることができる。
プレス加工することによってカバー部材と区画部材とを
一体的に形成することによって、水路の形状の自由度が
増し、比較的複雑な形状であっても容易にかつ安価に実
現することができる。また、カバー部材と区画部材との
一体成形品の肉厚を薄くすることができ、軽量化及び磁
場の高透過性を図ることができる。
【００２５】また請求項１１のＴｉ系材料の接合方法
は、Ｔｉ系材料の接合面にＣｕ系材料を介設し、両者に
よって形成される金属間化合物の分解温度以上、もしく
は共晶反応温度に選ばれた接合温度まで加熱してＣｕ系
材料の液相を発生させ、Ｃｕ系材料がＴｉ系材料に充分
に拡散するまでの間、接合温度を維持することを特徴と
している。
は、Ｔｉ系材料の接合面にＣｕ系材料を介設し、両者に
よって形成される金属間化合物の分解温度以上、もしく
は共晶反応温度に選ばれた接合温度まで加熱してＣｕ系
材料の液相を発生させ、Ｃｕ系材料がＴｉ系材料に充分
に拡散するまでの間、接合温度を維持することを特徴と
している。
【００２６】上記請求項１１のＴｉ系材料の接合方法で
は、接合面にＣｕ系材料を介設した状態で加熱し、Ｃｕ
系材料に溶融させて液相を発生させ、Ｃｕ系材料がＴｉ
系材料に拡散することを利用して接合を行ういわゆる液
相拡散接合を用いてＴｉ系材料を接合する。このときの
接合温度は、Ｔｉ系材料とＣｕ系材料によって形成され
る金属間化合物の分解温度以上、もしくは共晶反応温度
に選ばれており、かつ、Ｃｕ系材料が充分にＴｉ系材料
に拡散するまでの間、接合温度を維持する。従って、Ｔ
ｉ系材料よりももろい金属間化合物が接合部に残留する
ことはなく、またＣｕ系材料は拡散してほぼ消失するた
め界面が存在せず、再加熱しても接合部が溶融すること
はないため、接合部の強度はＴｉ系材料とほぼ同等にな
る。これによって、銀ろう付けと比べて接合強度を向上
することができ、また高エネルギビーム溶接に比べて接
合率を向上することができ、さらにボルト止めと比べて
接合部の薄肉化が可能となる。
は、接合面にＣｕ系材料を介設した状態で加熱し、Ｃｕ
系材料に溶融させて液相を発生させ、Ｃｕ系材料がＴｉ
系材料に拡散することを利用して接合を行ういわゆる液
相拡散接合を用いてＴｉ系材料を接合する。このときの
接合温度は、Ｔｉ系材料とＣｕ系材料によって形成され
る金属間化合物の分解温度以上、もしくは共晶反応温度
に選ばれており、かつ、Ｃｕ系材料が充分にＴｉ系材料
に拡散するまでの間、接合温度を維持する。従って、Ｔ
ｉ系材料よりももろい金属間化合物が接合部に残留する
ことはなく、またＣｕ系材料は拡散してほぼ消失するた
め界面が存在せず、再加熱しても接合部が溶融すること
はないため、接合部の強度はＴｉ系材料とほぼ同等にな
る。これによって、銀ろう付けと比べて接合強度を向上
することができ、また高エネルギビーム溶接に比べて接
合率を向上することができ、さらにボルト止めと比べて
接合部の薄肉化が可能となる。
【００２７】また、接合するＴｉ系材料全体を加熱して
接合するため、接合面近傍に応力が残留することはな
く、かつ、Ｔｉ系材料が軟化して最下面にならうので、
接合後のＴｉ系材料に否みが生じることはほとんどな
い。
接合するため、接合面近傍に応力が残留することはな
く、かつ、Ｔｉ系材料が軟化して最下面にならうので、
接合後のＴｉ系材料に否みが生じることはほとんどな
い。
【００２８】上記接合方法は大気中に行うことも可能で
あるが、請求項１２のように、真空、不活性ガス又は還
元性ガス雰囲気中で行うことによって、接合後のＴｉ系
材料のクリーン度が向上する。従って、例えばスパッタ
リング法に用いるバッキングプレートを本接合方法によ
って製造した場合、超高真空中で使用したときのバッキ
ングプレートからのガス放出速度が低減し、良好なスパ
ッタリングを実現することができる。
あるが、請求項１２のように、真空、不活性ガス又は還
元性ガス雰囲気中で行うことによって、接合後のＴｉ系
材料のクリーン度が向上する。従って、例えばスパッタ
リング法に用いるバッキングプレートを本接合方法によ
って製造した場合、超高真空中で使用したときのバッキ
ングプレートからのガス放出速度が低減し、良好なスパ
ッタリングを実現することができる。
【００２９】上記接合方法に用いられるＣｕ系材料は、
いかなる形態であってもよいが、請求項１３のように箔
又は粉末のＣｕ系材料を用いるのが好ましく、これによ
って取扱い及び接合面への介設作業が容易になる。ま
た、接合温度は、金属間化合物の分解温度以上であっ
て、かつ、Ｔｉ系材料の融点以下であることが必要であ
り、請求項１４のように約８８７℃〜１６７０℃の範囲
内に選ぶことが好ましく、また接合時間も請求項１５の
ように６００秒以上とするのが好ましい。なおＴｉ系材
料、Ｃｕ系材料、接合温度、接合時間、表面状態、加圧
力等についての請求項１〜請求項５についての説明は、
請求項１１〜請求項１５についてもそのまま妥当する。
いかなる形態であってもよいが、請求項１３のように箔
又は粉末のＣｕ系材料を用いるのが好ましく、これによ
って取扱い及び接合面への介設作業が容易になる。ま
た、接合温度は、金属間化合物の分解温度以上であっ
て、かつ、Ｔｉ系材料の融点以下であることが必要であ
り、請求項１４のように約８８７℃〜１６７０℃の範囲
内に選ぶことが好ましく、また接合時間も請求項１５の
ように６００秒以上とするのが好ましい。なおＴｉ系材
料、Ｃｕ系材料、接合温度、接合時間、表面状態、加圧
力等についての請求項１〜請求項５についての説明は、
請求項１１〜請求項１５についてもそのまま妥当する。
【００３０】
【実施例】図１に示すように、３００ｍｍ×３００ｍｍ
×６ｍｍのＴｉ板（工業用純Ｔｉ）Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を
３枚準備し、Ｔｉ板Ｐ１とＰ２の間には厚さ１８μｍの
Ｃｕ箔（工業用純Ｃｕ）を介設し、Ｔｉ板Ｐ２とＰ３と
の間には厚さ３５μｍのＣｕ箔を介設して重ねたテスト
ピース３１を用いて拡散接合テストを行った。Ｔｉ板Ｐ
１〜Ｐ３は、イソプロピルアルコールで洗浄しており、
単に自重で重ね合わせただけで、治具などを用いて押さ
え付けたりはしていない。テストピース３１は、セラミ
ック板３２を介在してカーボントレイ３３上に載置し
た。
×６ｍｍのＴｉ板（工業用純Ｔｉ）Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を
３枚準備し、Ｔｉ板Ｐ１とＰ２の間には厚さ１８μｍの
Ｃｕ箔（工業用純Ｃｕ）を介設し、Ｔｉ板Ｐ２とＰ３と
の間には厚さ３５μｍのＣｕ箔を介設して重ねたテスト
ピース３１を用いて拡散接合テストを行った。Ｔｉ板Ｐ
１〜Ｐ３は、イソプロピルアルコールで洗浄しており、
単に自重で重ね合わせただけで、治具などを用いて押さ
え付けたりはしていない。テストピース３１は、セラミ
ック板３２を介在してカーボントレイ３３上に載置し
た。
【００３１】熱処理は、図２に示す横型三室式真空炉を
用いて行った。テストピース３１は、コンベア３４によ
って搬送して、加熱室３５、処理室３６、冷却室３７の
順番で移動させた。熱処理条件は、加熱速度１５℃／分
で約７０分間加熱して１０２０℃にした後、１時間保持
してから、５００℃までは炉冷し、５００℃からはＮ2
冷却を行った。尚、三室式真空炉を用いた関係で、５０
０℃でテストピース３１を移動させた。つまり、加熱時
においては加熱室３５での温度が５００℃に達した時点
でテストピース３１を処理室３６に移動させ、冷却時に
おいては処理室３６での温度が５００℃に達した時点で
テストピース３１を冷却室３７に移動させた。真空度
は、加熱室３５及び冷却室３７は１０-2〜１０-3Ｔｏｒ
ｒ程度、処理室３６は１０-3〜１０-4Ｔｏｒｒ程度とし
た。
用いて行った。テストピース３１は、コンベア３４によ
って搬送して、加熱室３５、処理室３６、冷却室３７の
順番で移動させた。熱処理条件は、加熱速度１５℃／分
で約７０分間加熱して１０２０℃にした後、１時間保持
してから、５００℃までは炉冷し、５００℃からはＮ2
冷却を行った。尚、三室式真空炉を用いた関係で、５０
０℃でテストピース３１を移動させた。つまり、加熱時
においては加熱室３５での温度が５００℃に達した時点
でテストピース３１を処理室３６に移動させ、冷却時に
おいては処理室３６での温度が５００℃に達した時点で
テストピース３１を冷却室３７に移動させた。真空度
は、加熱室３５及び冷却室３７は１０-2〜１０-3Ｔｏｒ
ｒ程度、処理室３６は１０-3〜１０-4Ｔｏｒｒ程度とし
た。
【００３２】図３は、接合温度１０２０℃まで加熱する
拡散接合テストを行った際の接合面付近の金属組織を示
す顕微鏡写真である。各部位における金属組成の定性分
析（ＥＤＡＸ）の結果を表１に示す。
拡散接合テストを行った際の接合面付近の金属組織を示
す顕微鏡写真である。各部位における金属組成の定性分
析（ＥＤＡＸ）の結果を表１に示す。
【００３３】
【表１】
【００３４】ＴｉとＣｕの重量％の割合が６０：４０程
度である場合は、金属間化合物Ｔｉ2 Ｃｕが存在してい
るものと考えられるが、表１に示すように、Ｃｕの割合
が比較的高い部位１−１、１−３においてもＴｉ：Ｃｕ
≒７５：２５程度であり、ＣｕはＴｉに充分に拡散して
おり、強度を低下させる大きなＴｉ2 Ｃｕは存在してい
ないことが確認された。尚、分析を行っていない部位に
Ｔｉ2 Ｃｕが存在する可能性はあるが、この場合であっ
ても、金属間化合物が接合面全面にわたって例えば層状
に存在しているとは認められず、点在しているものと考
えられるため、接合状態にはほとんど影響はない。
度である場合は、金属間化合物Ｔｉ2 Ｃｕが存在してい
るものと考えられるが、表１に示すように、Ｃｕの割合
が比較的高い部位１−１、１−３においてもＴｉ：Ｃｕ
≒７５：２５程度であり、ＣｕはＴｉに充分に拡散して
おり、強度を低下させる大きなＴｉ2 Ｃｕは存在してい
ないことが確認された。尚、分析を行っていない部位に
Ｔｉ2 Ｃｕが存在する可能性はあるが、この場合であっ
ても、金属間化合物が接合面全面にわたって例えば層状
に存在しているとは認められず、点在しているものと考
えられるため、接合状態にはほとんど影響はない。
【００３５】また、処理後のテストピースは、室温下
で、剪断強度２５０Ｎ／ｍｍ2 、引張強度３５０Ｎ／ｍ
ｍ2 の接合強度を有していることが確認された。この接
合強度は、母材であるＴｉ材料とほぼ同等である。ちな
みに、銀ろう付けの場合の接合強度は、剪断強度１５９
Ｎ／ｍｍ2 、引張強度２３０Ｎ／ｍｍ2 であり、明らか
に本発明の接合方法の方が接合強度が向上している。さ
らに、Ｔｉ板Ｐ１とＰ２の接合率は約９０％、Ｔｉ板Ｐ
２とＰ３の接合率は９９％以上であることが確認され
た。さらにまた、平面度は、接合前が約１．５ｍｍであ
ったのが、接合後は約０．５ｍｍと向上していることが
確認された。
で、剪断強度２５０Ｎ／ｍｍ2 、引張強度３５０Ｎ／ｍ
ｍ2 の接合強度を有していることが確認された。この接
合強度は、母材であるＴｉ材料とほぼ同等である。ちな
みに、銀ろう付けの場合の接合強度は、剪断強度１５９
Ｎ／ｍｍ2 、引張強度２３０Ｎ／ｍｍ2 であり、明らか
に本発明の接合方法の方が接合強度が向上している。さ
らに、Ｔｉ板Ｐ１とＰ２の接合率は約９０％、Ｔｉ板Ｐ
２とＰ３の接合率は９９％以上であることが確認され
た。さらにまた、平面度は、接合前が約１．５ｍｍであ
ったのが、接合後は約０．５ｍｍと向上していることが
確認された。
【００３６】（比較例）上述したテストピース３１を用
いて、接合温度９５０℃まで加熱することを除けば上記
拡散接合テストと同じ条件で、拡散接合テストを行っ
た。図４は、９５０℃まで加熱する拡散接合テストを行
った際の接合面付近の金属組織を示す顕微鏡写真であ
る。各部位における金属組成の定性分析の結果を表２に
示す。
いて、接合温度９５０℃まで加熱することを除けば上記
拡散接合テストと同じ条件で、拡散接合テストを行っ
た。図４は、９５０℃まで加熱する拡散接合テストを行
った際の接合面付近の金属組織を示す顕微鏡写真であ
る。各部位における金属組成の定性分析の結果を表２に
示す。
【００３７】
【表２】
【００３８】部位２−２は拡散層であるが、部位２−１
はＴｉ2 Ｃｕ層であると考えられる。従って、Ｔｉ2 Ｃ
ｕ層が接合面全面にわたって層状に存在しており、接合
部は非常に脆いことが確認された。なお接合温度９００
℃では上記実施例と同様に良好な接合状態を得るために
は、１６６時間の保持が必要であることを確認したし、
また接合温度９５０℃では良好な接合状態が得られる場
合と得られない場合の混在することを確認した。
はＴｉ2 Ｃｕ層であると考えられる。従って、Ｔｉ2 Ｃ
ｕ層が接合面全面にわたって層状に存在しており、接合
部は非常に脆いことが確認された。なお接合温度９００
℃では上記実施例と同様に良好な接合状態を得るために
は、１６６時間の保持が必要であることを確認したし、
また接合温度９５０℃では良好な接合状態が得られる場
合と得られない場合の混在することを確認した。
【００３９】次に上記接合方法を用いたバッキングプレ
ートの製造方法を説明する。バッキングプレートは、図
５に示すように、３段ジャケット構造であり、大略的
に、基板１と、カバー部材２と、区画部材３とを接合し
て構成される。基板１は、その一方表面１ａにターゲッ
ト部材が接合され、他方表面１ｂ側にはカバー部材２と
区画部材３とが接合されて、冷却水路が形成される。区
画部材３は、図６に示すように、外枠部材４と仕切部材
５、５、５とから成る。
ートの製造方法を説明する。バッキングプレートは、図
５に示すように、３段ジャケット構造であり、大略的
に、基板１と、カバー部材２と、区画部材３とを接合し
て構成される。基板１は、その一方表面１ａにターゲッ
ト部材が接合され、他方表面１ｂ側にはカバー部材２と
区画部材３とが接合されて、冷却水路が形成される。区
画部材３は、図６に示すように、外枠部材４と仕切部材
５、５、５とから成る。
【００４０】これらの部材を、図５に示すように、基板
１の他方表面１ｂと区画部材３との間及びカバー部材２
の一方表面２ａと区画部材３との間に個別にＣｕ箔６、
６・・・を介設して、上述した接合方法で接合した。こ
れによって、接合強度及び接合率が向上した良好な接合
が得られた。
１の他方表面１ｂと区画部材３との間及びカバー部材２
の一方表面２ａと区画部材３との間に個別にＣｕ箔６、
６・・・を介設して、上述した接合方法で接合した。こ
れによって、接合強度及び接合率が向上した良好な接合
が得られた。
【００４１】このように接合強度及び接合率が向上した
ことによって、接合面の面積を小さくしても従来と同程
度の強度を得ることができる。従って、区画部材３の基
板１及びカバー部材２への接合面積を小さくすることが
でき、その分だけ厚みを小さくすることによって従来と
同程度の冷却水量を確保しながら水路部分の厚みを薄く
することができる。また、ボルト止めの場合のように接
合部の厚みを厚くする必要がなく、接合部も薄くするこ
とができる。これによって、バッキングプレート全体の
薄型化が可能となる。これに伴い、バッキングプレート
の背部に配置される磁石からの磁力の高透過性を達成す
ることができ、良好なスパッタリングを実現できる。
ことによって、接合面の面積を小さくしても従来と同程
度の強度を得ることができる。従って、区画部材３の基
板１及びカバー部材２への接合面積を小さくすることが
でき、その分だけ厚みを小さくすることによって従来と
同程度の冷却水量を確保しながら水路部分の厚みを薄く
することができる。また、ボルト止めの場合のように接
合部の厚みを厚くする必要がなく、接合部も薄くするこ
とができる。これによって、バッキングプレート全体の
薄型化が可能となる。これに伴い、バッキングプレート
の背部に配置される磁石からの磁力の高透過性を達成す
ることができ、良好なスパッタリングを実現できる。
【００４２】ところで、図５に示すように、基板１の他
方表面１ｂ及びカバー部材２の一方表面２ａのように、
一平面上に複数個の接合面が存在しているときは、図７
に示すように、基板１の他方表面１ｂ全面を覆う大きさ
のＣｕ箔７及びカバー部材２の一方表面２ａの全体を覆
う大きさのＣｕ箔８を配設すればよい。これは、接合に
直接寄与しないＣｕはＴｉに拡散し、表面にＣｕ層とし
て残留しないからである。これによって、図５に示すよ
うに個別に配設していく場合に比べて作業が簡単にな
る。
方表面１ｂ及びカバー部材２の一方表面２ａのように、
一平面上に複数個の接合面が存在しているときは、図７
に示すように、基板１の他方表面１ｂ全面を覆う大きさ
のＣｕ箔７及びカバー部材２の一方表面２ａの全体を覆
う大きさのＣｕ箔８を配設すればよい。これは、接合に
直接寄与しないＣｕはＴｉに拡散し、表面にＣｕ層とし
て残留しないからである。これによって、図５に示すよ
うに個別に配設していく場合に比べて作業が簡単にな
る。
【００４３】また、接合面を含む平面全体にＣｕ箔７、
８を配設するようにしたことで、水路の形状の自由度が
増し、より複雑なものを形成することができる。例え
ば、図８に示すように、冷却水入口９から冷却水出口１
０までの間の４つの水路に、それぞれ複数の円柱状の突
起１１、１１・・・を配置することができる。これによ
って、冷却水の流れが乱流になると共に、表面積を大き
くすることができ、冷却効率を向上することができる。
８を配設するようにしたことで、水路の形状の自由度が
増し、より複雑なものを形成することができる。例え
ば、図８に示すように、冷却水入口９から冷却水出口１
０までの間の４つの水路に、それぞれ複数の円柱状の突
起１１、１１・・・を配置することができる。これによ
って、冷却水の流れが乱流になると共に、表面積を大き
くすることができ、冷却効率を向上することができる。
【００４４】さらに、図９に示すように、従来の構造で
ある基板２１及びカバー部材２２から成るバッキングプ
レートの接合においても、Ｃｕ箔７を用いて接合するこ
とができる。
ある基板２１及びカバー部材２２から成るバッキングプ
レートの接合においても、Ｃｕ箔７を用いて接合するこ
とができる。
【００４５】また、本発明のように液相拡散接合を用い
たことで、バッキングプレートの構成部品をさらに分割
して製造することも可能となる。例えば、図１０に示す
ように外枠部材４を、４つの分割された棒状部材１２、
１３、１４、１５を４つの接合面１７ａ〜１７ｄで接合
して製造することができる。これによって、部品の歩留
りが向上する。
たことで、バッキングプレートの構成部品をさらに分割
して製造することも可能となる。例えば、図１０に示す
ように外枠部材４を、４つの分割された棒状部材１２、
１３、１４、１５を４つの接合面１７ａ〜１７ｄで接合
して製造することができる。これによって、部品の歩留
りが向上する。
【００４６】さらに他の実施例として、図１１に示すよ
うに、カバー部材と区画部材とをプレス加工によって一
体的に形成したカバー・区画部材１６を基板１に接合し
ても良い。このような一体形成された部材１６を用いる
ことで、複雑な形状の水路を安価にかつ容易に実現する
ことができると共に、さらに薄型化を図ることができ
る。
うに、カバー部材と区画部材とをプレス加工によって一
体的に形成したカバー・区画部材１６を基板１に接合し
ても良い。このような一体形成された部材１６を用いる
ことで、複雑な形状の水路を安価にかつ容易に実現する
ことができると共に、さらに薄型化を図ることができ
る。
【図１】拡散接合テストに用いたテストピースの構成を
示す側面図である。
示す側面図である。
【図２】拡散接合テストに用いた模型三室式真空炉の概
略図である。
略図である。
【図３】テストピースを１０２０℃に加熱して保持した
際の接合面付近の金属組織を示す顕微鏡写真である。
際の接合面付近の金属組織を示す顕微鏡写真である。
【図４】テストピースを９５０℃に加熱して１時間保持
した際の接合面付近の金属組織を示す顕微鏡写真であ
る。
した際の接合面付近の金属組織を示す顕微鏡写真であ
る。
【図５】本発明の一実施例であるバッキングプレートを
示す断面図である。
示す断面図である。
【図６】上記バッキングプレートの平面図である。
【図７】他の実施例を示す断面図である。
【図８】他の実施例を示す平面図である。
【図９】他の実施例を示す断面図である。
【図１０】他の実施例を示す平面図である。
【図１１】他の実施例を示す断面図である。
【図１２】従来例を示す断面図である。
【図１３】従来例を示す断面図である。
１ 基板 １ａ 一方表面 １ｂ 他方表面 ２ カバー部材 ２ａ 一方表面 ３ 区画部材 ４ 外枠部材 ５ 仕切部材 ６ Ｃｕ箔 ７ Ｃｕ箔 ８ Ｃｕ箔 ９ 冷却水入口 １０ 冷却水出口 １１ 突起 １２ 棒状部材 １３ 棒状部材 １４ 棒状部材 １５ 棒状部材 １６ カバー・区画部材 １７ａ 接合面 １７ｂ 接合面 １７ｃ 接合面 １７ｄ 接合面 ２１ 基板 ２２ カバー部材 ２３ 溝部 ２４ 銀ろう ３１ テストピース ３２ セラミック板 ３３ カーボントレイ ３４ コンベア ３５ 加熱室 ３６ 処理室 ３７ 冷却室 Ｐ１ Ｔｉ板 Ｐ２ Ｔｉ板 Ｐ３ Ｔｉ板
Claims (15)
- 【請求項１】 Ｔｉ系材料から成る複数個の部品を互い
に接合して成るバッキングプレートの製造方法におい
て、上記部品の接合面にＣｕ系材料を介設し、両者によ
って形成される金属間化合物の分解温度以上、もしくは
共晶反応温度に選ばれた接合温度まで加熱してＣｕ系材
料の液相を発生させ、Ｃｕ系材料がＴｉ系材料に充分に
拡散するまでの間、接合温度を維持することを特徴とす
るバッキングプレートの製造方法。 - 【請求項２】 上記接合は、真空、不活性ガス又は還元
性ガス雰囲気中で行うことを特徴とする請求項１のバッ
キングプレートの製造方法。 - 【請求項３】 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２のバッキングプレートの製造方
法。 - 【請求項４】 上記接合温度は、約８８７℃〜１６７０
℃であることを特徴とする請求項２のバッキングプレー
トの製造方法。 - 【請求項５】 上記接合温度での維持を、６００秒以上
の時間にわたって行うことを特徴とする請求項４のバッ
キングプレートの製造方法。 - 【請求項６】 Ｔｉ系材料から成る複数個の部品を互い
に接合して成るバッキングプレートの製造方法におい
て、上記部品の接合面にＺｒ系材料を介設し、両者によ
って形成される金属間化合物の分解温度以上に選ばれた
接合温度まで加熱してＺｒ系材料の液相を発生させ、Ｚ
ｒ系材料がＴｉ系材料に充分に拡散するまでの間、接合
温度を維持することを特徴とするバッキングプレートの
製造方法。 - 【請求項７】 上記請求項１〜請求項６のいずれかの製
造方法によって製造されたバッキングプレート。 - 【請求項８】 Ｔｉ系材料から成る複数個の部品を面接
合して成ることを特徴とするバッキングプレート。 - 【請求項９】 一方表面にターゲット部材が接合される
基板と、当該基板の他方表面側に配置されるカバー部材
と、上記基板とカバー部材との間に介在されて冷却水路
を構成する区画部材とを接合して成ることを特徴とする
請求項７又は請求項８のバッキングプレート。 - 【請求項１０】 １枚の板状体をプレス加工することに
よって上記カバー部材と区画部材とが一体的に形成され
ていることを特徴とする請求項９のバッキングプレー
ト。 - 【請求項１１】 Ｔｉ系材料の接合面にＣｕ系材料を介
設し、両者によって形成される金属間化合物の分解温度
以上、もしくは共晶反応温度に選ばれた接合温度まで加
熱してＣｕ系材料の液相を発生させ、Ｃｕ系材料がＴｉ
系材料に充分に拡散するまでの間、接合温度を維持する
ことを特徴とするＴｉ系材料の接合方法。 - 【請求項１２】 上記接合は、真空、不活性ガス又は還
元性ガス雰囲気中で行うことを特徴とする請求項１１の
Ｔｉ系材料の接合方法。 - 【請求項１３】 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１２のＴｉ系材料の接合方法。 - 【請求項１４】 上記接合温度は、約８８７℃〜１６７
０℃であることを特徴とする請求項１２のＴｉ系材料の
接合方法。 - 【請求項１５】 上記接合温度での維持を、６００秒以
上の時間にわたって行うことを特徴とする請求項１４の
Ｔｉ系材料の接合方法。
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