真空・半導体装置向けバッキングプレート設計

　

真空装置向けバッキングプレートにおける材質選定と加工精度の重要性

 
真空装置や半導体製造装置の設計では、使用される部品一つひとつが装置全体の性能に影響を与えます。バッキングプレートもその一つであり、設計や加工の考え方次第で、装置の安定性や再現性に差が生じる部品です。
本コラムでは、真空・半導体用途におけるバッキングプレートについて、設計および加工時に押さえておきたいポイントを整理してご紹介します。
 

真空装置におけるバッキングプレートの役割とは？

 
真空装置においてバッキングプレートは、ターゲット材や各種部品を安定して保持すると同時に、運転中に発生する熱を拡散・放熱する役割を担っています。
特に成膜装置では、温度分布のわずかな違いが膜質に影響を与えるため、バッキングプレートの性能が装置品質に直結するケースも少なくありません。
 

真空・低温環境特有の設計上の注意点

 
真空環境では、材料からのガス放出や材質の安定性が問題となることがあります。そのため、材質選定の段階から真空適性を考慮しておくことが求められます。
また、装置の立ち上げや停止に伴う温度変化により、部材には熱膨張や収縮が発生します。こうした挙動を考慮せずに設計を行うと、使用中に平面度が崩れ、結果として装置性能に影響を及ぼす可能性があります。
 

加工工程とそれを見据えた設計

 
バッキングプレートは、加工精度が装置性能に直結する部品です。加工工程では、次のような点が重要になります。
• 平面度を確保するための加工工程設計
• 加工後に発生しやすい反りや残留応力への配慮
• 接合工程を見据えた寸法公差の設定
 
材料特性を踏まえたうえで加工条件を最適化することで、安定した品質の確保につながります。
また、バッキングプレートは、ろう付けや拡散接合、EB溶接によって他部材と一体化されるケースが多く見られます。そのため、接合時の温度条件や材料の挙動を想定した設計が欠かせません。
あらかじめ接合工程を考慮しておくことで、加工後のトラブルや品質低下のリスクを抑えることが可能となります。ろう付けによる銅素材の軟化は、特に注意です。
 

アイジェクトにおける加工事例

 
真空成膜装置向けバッキングプレート
無酸素銅（C1020）を使用し、接合工程を前提とした寸法設計を実施。状況によっては、接合後矯正加工を実施するなど平面度を考慮し、加工順序を調整することで、安定した品質を確保した事例があります。
 

設計・加工を一体で考えるという視点

 
真空・半導体用途のバッキングプレートでは、設計、材質選定、加工を切り離して考えることはできません。いずれか一つでも不十分な場合、装置性能に影響を及ぼす可能性があります。
そのため、使用環境を踏まえたうえで、全体を見据えた検討が重要となります。
アイジェクトでは、真空・半導体装置向け部品の製作実績をもとに、バッキングプレートの設計段階から加工までを一貫してサポートしています。材質選定に関するご相談や、加工性・精度を考慮した設計提案にも対応可能です。
真空・半導体装置向けバッキングプレートの製作をご検討の際は、ぜひアイジェクトまでご相談ください。
 

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