專利名稱：Cu－Ga合金的切斷方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及Cu - Ga合金塊的切斷方法及濺射靶的制造方法。
背景技術(shù)：
以往，濺射靶通過將熔化鑄造為例如300mmX400mmX 1000mm的大小的長方體形狀的合金(錠)使用車床或圓鋸切斷為幾部分、將切斷后的合金片(扁坯)軋制、切削來制造。并且，由( 的組成比較大的Cu - ( 合金構(gòu)成的濺射靶主要被用于構(gòu)成薄膜型太陽電池的光吸收層的薄膜形成。但是，( 的組成比較大的Cu - Ga合金一般缺乏延性及展性，硬度較高而容易破裂(較脆)。因此，如果對例如長方體形狀的Cu - ( 合金塊實施包括切斷加工的塑性加工等加工，則在加工后的該Cu — ( 合金中容易發(fā)生裂紋、或產(chǎn)生破裂或缺口。為了將發(fā)生了這樣的不良狀況的Cu - Ga合金作為濺射靶使用，必須將例如發(fā)生了裂紋的部分等切削除去。此外，由于在發(fā)生的切削屑中通過切削而混入雜質(zhì)，所以例如在將Cu - ( 合金作為濺射靶使用的情況下，難以將該切削屑作為Cu - ( 合金再利用。因此，發(fā)生不能再利用的大量的切削屑，Cu - Ga合金的產(chǎn)品的成品率變差。進而，一般被作為濺射靶使用的Cu - Ga合金中的、( 的組成比大到25摩爾％(約 26. 8重量％)以上的Cu - Ga合金(所謂的硬脆材)特別硬度較高而容易破裂(較脆)，所以實施塑性加工等加工是特別困難的。鑒于此，為了防止上述不良狀況，通常( 的組成比較大的Cu - ( 合金與陶瓷等的成形同樣，通過將Cu - Ga合金粉末燒結(jié)而成形(制造)為希望的形狀。但是，在通過將粉末燒結(jié)而制造希望的形狀的Cu - ( 合金的方法中，與實施塑性加工等的加工而制造的方法相比，雖然能夠改善Cu — ( 合金的產(chǎn)品的成品率，但該產(chǎn)品的生產(chǎn)率變低。此外，還提出了通過熔化鑄造進行的濺射靶用的Cu - Ga合金的制造方法(例如專利文獻1)，但在該方法中，每次變更希望的Cu - Ga合金的形狀，必須新準備匹配于該形狀的模，所以生產(chǎn)率很低。專利文獻1 特開2000 - 73163 (2000年3月7日公開)。

發(fā)明內(nèi)容
在該狀況下，本發(fā)明的主要目的是提供一種即使是( 的組成比較大的Cu — ( 合金塊、也能夠不發(fā)生裂紋、或產(chǎn)生破裂或缺口而將其切斷、切斷(加工)為希望的形狀的Cu — ( 合金的切斷方法。此外，本發(fā)明的另一目的在于提供一種生產(chǎn)率良好地制造由( 的組成比較大的Cu - Ga合金構(gòu)成的濺射靶的方法。有關(guān)本發(fā)明的Cu - ( 合金的切斷方法為了解決上述課題，包括通過片鋸加工將 Cu-Ga合金塊切斷。S卩，本發(fā)明包含以下的優(yōu)選的形態(tài)。[1] 一種Cu — ( 合金塊的切斷方法，其特征在于，通過片鋸加工將Cu - ( 合金塊切斷。[2]如[1]所述的切斷方法，切斷速度是0. Olmm/分以上、0. 8mm/分以下。[3]如[1]或[2]所述的切斷方法，切斷前的Cu - ( 合金塊的形狀是長方體，將該Cu - Ga合金塊切斷以使該長方體的最短的邊與切斷面交叉。[4]如[3]所述的切斷方法，上述長方體的最短的邊的長度是70mm以下。[5]如[1] [4]中任一項所述的切斷方法，Cu - ( 合金塊中的( 的組成比是 10摩爾％以上、50摩爾％以下。[6]如[1] [5]中任一項所述的Cu - ( 合金塊的切斷方法，其特征在于，得到的Cu - Ga合金的用途是濺射靶。[7]如[1] [6]中任一項所述的切斷方法，Cu - ( 合金塊是通過熔化鑄造制造的。[8] 一種制造濺射靶的方法，包括通過熔化鑄造制造Cu - ( 合金塊的工序；及通過片鋸加工將該Cu - Ga合金塊切斷的工序。[9]如[8]所述的方法，切斷速度是0. Olmm/分以上、0. 8mm/分以下。[10]如[8]或[9]所述的方法，切斷前的Cu — ( 合金塊的形狀是長方體，將該 Cu - Ga合金塊切斷以使該長方體的最短的邊與切斷面交叉。[11]如[10]所述的方法，上述長方體的最短的邊的長度是70mm以下。[12]如[8] [11]中任一項所述的方法，Cu 一 Ga合金塊中的( 的組成比是10 摩爾％以上、50摩爾％以下。根據(jù)本發(fā)明者的研究，可知有下述問題在放電加工法中除了不能進行用一臺設(shè)備的多個部位的同時切斷，而且加工速度遲緩，在水力噴射加工法中除了放電加工法的問題以外，而且厚的對象物的切斷困難，在激光切斷法中切斷面本質(zhì)上不平滑，后續(xù)工序煩雜，在超聲波機械加工法中Cu - ( 合金塊的超聲波吸收系數(shù)較大，切斷長的量的超聲波的透過是困難的，在線鋸加工法中設(shè)備昂貴。由于片鋸加工是對直線的鋼制刀片附加張力、一邊添加磨?；旌系募庸ひ阂贿厡⒓庸ο笪锴袛嗟募庸し椒?，所以與線放電加工機相比在設(shè)備上較便宜、并且也能夠一次將多個產(chǎn)品切斷。根據(jù)片鋸加工，即使是( 的組成比較大的Cu - ( 合金塊，也能夠不發(fā)生裂紋、或產(chǎn)生破裂或缺口而切斷、切斷(加工)為希望的形狀。此外，由于在切斷得到的Cu - ( 合金中不易發(fā)生裂紋、或產(chǎn)生破裂或缺口，所以切削工序不再需要。因而，不易發(fā)生不能再利用的大量的切削屑，所以由Cu - Ga合金構(gòu)成的濺射靶產(chǎn)品的成品率變好。進而，片鋸加工通過與NC控制并用，能夠進行微細的加工，加工精度也較高。因此，也能夠不再需要以往需要的軋制工序。因而，能夠提高由Cu — ( 合金構(gòu)成的濺射靶產(chǎn)品的生產(chǎn)率。有關(guān)本發(fā)明的濺射靶的制造方法，是包括通過熔化鑄造制造Cu - ( 合金塊的工序、及該實施有關(guān)本發(fā)明的Cu - Ga合金塊的切斷方法的工序的方法。
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通過本發(fā)明，能夠提供即使是( 的組成比較大的Cu - ( 合金塊、也能夠不發(fā)生裂紋、或產(chǎn)生破裂或缺口而切斷、切斷(加工)為希望的形狀的Cu - ( 合金的切斷方法，能夠提供生產(chǎn)率良好地制造由( 的組成比較大的Cu - Ga合金構(gòu)成的濺射靶的方法。


圖1是表示適合于實施有關(guān)本發(fā)明的切斷方法的片鋸裝置的一例的圖。圖2是表示有關(guān)本發(fā)明的切斷方法的一實施例的圖。附圖標記說明 11刀片
12加工槽
13加工對象物(Cu — ( 合金)。
具體實施例方式以下對有關(guān)本發(fā)明的Cu - ( 合金塊的切斷方法的優(yōu)選的實施方式的一例進行說明。首先，對作為有關(guān)本發(fā)明的Cu - ( 合金塊的切斷方法的切斷對象物的Cu - ( 合金進行說明?！碈u - Ga 合金塊 >
作為有關(guān)本發(fā)明的Cu - ( 合金塊的切斷方法的切斷對象物的Cu - ( 合金塊優(yōu)選的是通過熔化鑄造制造。通過由熔化鑄造制造，在Cu中( 不會偏析，所以能夠維持在將Cu -( 合金用作濺射靶進行濺射而得到的薄膜的性能。另外，熔化鑄造的具體的方法可以采用一般的方法，沒有特別限定。此外，Cu - ( 合金的用途并不限定于濺射靶。Cu - Ga合金塊中的( 的組成比可以取任意的值，但優(yōu)選的是10摩爾％以上、50 摩爾％以下，更優(yōu)選的是15摩爾％以上、40摩爾％以下。特別是，對于超過25摩爾％的、難以塑性加工者本發(fā)明發(fā)揮效果。另外，在本發(fā)明中，將“摩爾％”作為與“at0miC%”同義語處理。此外，為了使得( 盡可能不在Cu中偏析，優(yōu)選的是在利用熔化鑄造進行Cu - Ga 合金塊的制造時，將Cu - Ga合金塊整體更均勻地冷卻。因而，由熔化鑄造得到的Cu - Ga 合金塊優(yōu)選地做成扁平的長方體形狀，具體而言，雖然也取決于熔化鑄造的具體的條件，但例如做成250mmX500mmX50mm左右的大小是優(yōu)選的。即，將在本發(fā)明中使用的Cu — ( 合金塊鑄造成比以往鑄造的Cu - Ga合金塊(例如MOmmX 300mmX 1000mm的大小)小且扁平的長方體形狀是優(yōu)選的。<切斷方法>
參照圖1說明有關(guān)本發(fā)明的切斷方法的優(yōu)選的實施方式的一例。有關(guān)本發(fā)明的切斷方法是通過片鋸加工將上述Cu - Ga合金塊切斷的方法。所謂片鋸加工，是通過在刀片與加工對象物(是切斷對象物，在本發(fā)明中是Cu -( 合金塊)之間使用游離磨粒切斷、將該加工對象物機械地切斷的方法。片鋸加工通過控制刀片的材質(zhì)及直徑等能夠進行微細的加工，通過與NC控制的并用，加工精度也較高。在有關(guān)本發(fā)明的切斷方法中，可以使用一般的片鋸加工裝置。具體而言，例如如圖 1所示，一般的片鋸加工裝置主要由刀片11及加工槽12構(gòu)成。刀片11在保持一定的張力的狀態(tài)下沿與想要將加工對象物13切斷的方向平行的方向往復(fù)運動。在以下的說明中，舉切斷前的Cu — ( 合金塊的形狀是長方體、使長方體的最短的邊與切斷面垂直交叉而將該Cu - Ga合金切斷的情況為例。首先，將作為加工對象物13的長方體形狀的Cu - ( 合金塊以能夠進行上述切斷的朝向載置到加工槽12中。接著，以該Cu - ( 合金塊長方體的一頂點為原點，使從原點延伸的三邊與坐標軸X、Y、Z —致。例如，將Cu - ( 合金的長度方向設(shè)為X軸方向，將厚度方向(長方體的最短的邊的方向)設(shè)為Y軸方向。因而，在此情況下，張設(shè)刀片11，以使其供給方向為Z軸方向。接著，將刀片11設(shè)置在從原點向Z軸方向移動了比距離a還稍小的位置(考慮到之后通過磨削而變薄的情況的位置)上，以使切斷后的Cu - Ga合金的厚度成為希望的厚度、例如厚度a。然后，使刀片11沿與Cu - Ga合金塊相互交叉的方向相對移動，對Cu — ( 合金塊遍及其全長進行片鋸加工。即，一邊使刀片11沿X軸方向往復(fù)運動、并且使Cu — Ga合金塊向Z軸方向移動，一邊進行該Cu - Ga合金塊的切斷。在將長方體形狀的Cu - ( 合金塊切分為3個以上的情況下，只要重復(fù)進行與上述操作同樣的操作就可以。此外，也可以使用多個刀片11 一舉切斷。由此，能夠從長方體形狀的Cu - Ga合金切分希望的厚度的Cu - Ga合金。另外，片鋸的行進速度、即Cu — ( 合金塊的切斷速度(加工速度)優(yōu)選的是 0. Olmm/分以上，更優(yōu)選的是0. 02mm/分以上，優(yōu)選的是0. 8mm/分以下，更優(yōu)選的是0. 7mm/ 分以下，特別優(yōu)選的是0. 3mm/分以下。另外，切斷后的Cu - ( 合金有在其切斷面上通過片鋸切斷而附著磨粒的情況。但是，該磨粒僅通過磨削就能夠容易地除去。在有關(guān)本發(fā)明的切斷方法中，作為加工對象物的Cu - ( 合金塊更優(yōu)選的是扁平的長方體形狀。鑒于此，為了得到希望的大小的Cu - ( 合金(濺射靶)，在切斷前的Cu - Ga 合金塊的形狀是長方體的情況下，優(yōu)選的是將該Cu - Ga合金塊切斷以使長方體的最短的邊與切斷面交叉(進行所謂的“切片”)。此外，上述長方體的最短的邊的長度優(yōu)選的是IOOmm 以下，更優(yōu)選的是70mm以下。有關(guān)本發(fā)明的濺射靶的制造方法，是包括通過熔化鑄造制造Cu - ( 合金塊的工序、及通過片鋸加工將該Cu - ( 合金塊切斷的工序的方法。這里，通過熔化鑄造制造Cu -Ga合金塊的方法如已經(jīng)說明那樣。此外，通過片鋸加工將該Cu - Ga合金塊切斷的方法也如已經(jīng)說明那樣。[實施例] (實施例1)
將進行熔化鑄造、磨削、調(diào)節(jié)為250mmX400mmX 50mm的大小的( 的組成比是25摩爾％ 的長方體形狀的Cu — ( 合金1如圖2所示，使長度50mm的邊與切斷面垂直交叉，用片鋸加工切斷為3等份。作為磨粒的材質(zhì)而使用平均粒徑1 μ m的氧化鋁。并且，切斷速度控制為0. Imm/ 分 0. 7mm/分，將Cu — ( 合金1切斷。切斷速度的平均值是0. 2mm/分。通過將切斷而得到的合金片2……用平面磨床磨削，制造出250mmX400mmX 16mm 的大小的、3片濺射靶3……。在通過上述片鋸加工的切斷中，得到的合金片能夠沒有破裂或缺口，此外在切斷面上也沒有發(fā)生裂紋，切斷(加工)成希望的形狀。(實施例2)
使用( 的組成比是20摩爾％的Cu —( 合金塊，將切斷速度設(shè)為0. 02mm/ 分 0. Imm/分(切斷速度的平均值是0. 05mm/分)，除此以外與實施例1同樣，制造出 250mmX400mmX 16mm的大小的、3片濺射靶3……。在通過上述片鋸加工的切斷中，得到的合金片能夠沒有破裂或缺口，此外在切斷面上也沒有發(fā)生裂紋，切斷(加工)成希望的形狀。(實施例3)
使用( 的組成比是30摩爾％的Cu —( 合金塊，將切斷速度設(shè)為0. 02mm/ 分 0. 2mm/分(切斷速度的平均值是0. 05mm/分)，除此以外與實施例1同樣，制造出 250mmX350mmX 16mm的大小的、3片濺射靶3……。在通過上述片鋸加工的切斷中，得到的合金片能夠沒有破裂或缺口，此外在切斷面上也沒有發(fā)生裂紋，切斷(加工)成希望的形狀。(實施例4)
使用( 的組成比是40摩爾％的Cu - Ga合金塊，將切斷速度設(shè)為0. 02 0. 2mm/分 (切斷速度的平均值是0. 05mm/分)，除此以外與實施例1同樣，制造出250mmX400mmX 16mm 的大小的、3片濺射靶3……。在通過上述片鋸加工的切斷中，得到的合金片能夠沒有破裂或缺口，此外在切斷面上也沒有發(fā)生裂紋，切斷(加工)成希望的形狀。(比較例1)
除了將片鋸加工變更為水力噴射加工以外，與實施例1同樣，嘗試 250mmX400mmX 16mm的大小的、3片濺射靶的制造。但是，在水力噴射加工法中，用于切斷的水不會貫通成為目的的切斷寬度的250mm，不會達到切斷。根據(jù)以上的實施例1 4可知，通過采用有關(guān)本發(fā)明的切斷方法，即使是( 的組成比較大的Cu — ( 合金塊、也能夠沒有破裂或缺口，此外在切斷面上也沒有發(fā)生裂紋，切斷(加工)成希望的形狀。本發(fā)明并不限定于上述各實施方式，在權(quán)利要求書所示的范圍內(nèi)能夠進行各種變更，關(guān)于適當組合在不同的實施方式中分別公開的技術(shù)手段而得到的實施方式，也包含在本發(fā)明的技術(shù)范圍中。產(chǎn)業(yè)上的可利用性
根據(jù)本發(fā)明的切斷方法，能夠?qū)⒂捕容^高且容易破裂(較脆)的Cu - Ga合金塊切斷。 即使是例如( 的組成比較大的Cu - Ga合金塊，也能夠不發(fā)生裂紋、或產(chǎn)生破裂或缺口而切斷、切斷(加工)為希望的形狀，所以能夠在例如濺射靶的制造等、廣泛的產(chǎn)業(yè)上使用。根據(jù)本發(fā)明的濺射靶的制造方法，能夠生產(chǎn)率良好地制造由( 的組成比較大的Cu - Ga合金構(gòu)成的濺射靶。
權(quán)利要求
1.一種Cu - Ga合金塊的切斷方法，其特征在于，通過片鋸加工將Cu - Ga合金塊切斷。
2.如權(quán)利要求1所述的切斷方法，切斷速度是0.Olmm/分以上、0. 8mm/分以下。
3.如權(quán)利要求1或2所述的切斷方法，切斷前的Cu- Ga合金塊的形狀是長方體，將該Cu - Ga合金塊切斷以使該長方體的最短的邊與切斷面交叉。
4.如權(quán)利要求3所述的切斷方法，上述長方體的最短的邊的長度是70mm以下。
5.如權(quán)利要求1或2所述的切斷方法，Cu- Ga合金塊中的( 的組成比是10摩爾％ 以上、50摩爾％以下。
6.如權(quán)利要求1或2所述的切斷方法，Cu- Ga合金塊是通過熔化鑄造制造的。
7.—種制造濺射靶的方法，包括通過熔化鑄造制造Cu - Ga合金塊的工序；及通過片鋸加工將該Cu - Ga合金塊切斷的工序。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，切斷速度是0.Olmm/分以上、0. 8mm/分以下。
9.如權(quán)利要求7或8所述的方法，切斷前的Cu- Ga合金塊的形狀是長方體，將該 Cu - ( 合金塊切斷以使該長方體的最短的邊與切斷面交叉。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，上述長方體的最短的邊的長度是70mm以下。
11.如權(quán)利要求7或8所述的方法，Cu- Ga合金塊中的( 的組成比是10摩爾％以上、50摩爾％以下。
全文摘要
本發(fā)明的課題是提供一種即使是例如通過熔化鑄造制造出的Ga的組成比較大的Cu－Ga合金塊、也能夠不發(fā)生裂紋、或產(chǎn)生破裂或缺口而切斷、切斷(加工)為希望的形狀的Cu－Ga合金的切斷方法。在本發(fā)明的一實施方式中，使作為加工對象物(13)的Cu－Ga合金塊與刀片(11)沿相互交叉的方向相對移動，對Cu－Ga合金塊遍及其全長進行片鋸加工(參照圖1)。在切斷前的Cu－Ga合金塊的形狀是長方體的情況下，將該Cu－Ga合金塊切斷，以使長方體的最短的邊與切斷面交叉。
文檔編號B23H9/00GK102198546SQ201110073650
公開日2011年9月28日 申請日期2011年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月25日
發(fā)明者熊谷俊昭 申請人:住友化學(xué)株式會社