JP2006035777A - Mold, molded piece by using the same, manufacturing method for sputtering target and sputtering target - Google Patents
Mold, molded piece by using the same, manufacturing method for sputtering target and sputtering target Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006035777A JP2006035777A JP2004222485A JP2004222485A JP2006035777A JP 2006035777 A JP2006035777 A JP 2006035777A JP 2004222485 A JP2004222485 A JP 2004222485A JP 2004222485 A JP2004222485 A JP 2004222485A JP 2006035777 A JP2006035777 A JP 2006035777A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- molded body
- cold isostatic
- plate
- members
- raw material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Press-Shaping Or Shaping Using Conveyers (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
Description
本発明は、大型でかつ高密度を要求されるスパッタリングターゲットの製造法に関し、特に冷間静水圧プレスを用いて成形体を製造する際に用いられる成形型、それを用いた成形体及びスパッタリングターゲットの製造方法並びにスパッタリングターゲットに関する。 The present invention relates to a method for producing a sputtering target that is large and requires a high density, and in particular, a molding die used when producing a molded body using a cold isostatic press, a molded body using the same, and a sputtering target. The present invention relates to a manufacturing method and a sputtering target.
スパッタリング法は、大面積化が容易でかつ高性能の膜が得られる成膜法であることから、様々な分野の各デバイスの作製に広く用いられている。例えば、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイに代表されるフラットパネルディスプレイ分野では、近年、テレビ用途への展開が急速に進み、パネルサイズが大型化すると共に、低コスト化を目的として1枚のマザーガラスから複数のパネルを作製するために、ガラス基板のサイズが大型化している。その結果、成膜に使用されるスパッタリングターゲットも大型化している。 Since the sputtering method is a film forming method that can easily increase the area and obtain a high-performance film, it is widely used for manufacturing devices in various fields. For example, in the flat panel display field represented by a liquid crystal display and a plasma display, in recent years, the development for television applications has rapidly progressed, and the panel size has been increased, and a plurality of pieces from a single mother glass have been developed for the purpose of reducing costs. In order to produce the panel, the size of the glass substrate is increased. As a result, the sputtering target used for film formation is also enlarged.
これらのフラットパネルディスプレイ用表示電極としては、ITO(Indium Tin Oxide)薄膜が、高導電性、高透過率といった特徴を有し、更に微細加工も行なえることから幅広く使用されている。このITO薄膜をスパッタリング法により製造する際に用いるスパッタリングターゲットには、金属インジウムおよび金属スズからなる合金ターゲット(ITターゲット)、或いは酸化インジウムと酸化スズからなる複合酸化物ターゲット(ITOターゲット)がある。しかしITターゲットに比べ、ITOターゲットでは得られる膜の抵抗値および透過率の経時変化が少なく、成膜条件の制御が容易であるため、スパッタリング法によるITO薄膜の成膜ではITOターゲットを用いる方法が主流となっている。 As display electrodes for these flat panel displays, ITO (Indium Tin Oxide) thin films are widely used because they have characteristics such as high conductivity and high transmittance and can be finely processed. Sputtering targets used when manufacturing this ITO thin film by sputtering include an alloy target (IT target) made of metal indium and metal tin, or a composite oxide target (ITO target) made of indium oxide and tin oxide. However, the ITO target has less change over time in the resistance and transmittance of the film obtained than the IT target, and the film formation conditions can be easily controlled. It has become mainstream.
しかし、ITOターゲットをアルゴンガスと酸素ガスとの混合ガス雰囲気中で連続してスパッタリングした場合、積算スパッタリング時間の増加と共にターゲット表面にはノジュールと呼ばれる黒色の付着物が析出する。インジウムの低級酸化物と考えられているこの黒色の付着物は、ターゲットのエロージョン部の周囲に析出するため、スパッタリング時の異常放電の原因となりやすく、またそれ自身が異物(パーティクル)の発生源となることが知られており、パーティクルによる歩留まり低下が、特に近年、低価格化が進んだ液晶ディスプレイなどでは大きな問題となっている。このノジュール低減のためには、ITOターゲットの高密度化が有効であることが知られている。 However, when the ITO target is continuously sputtered in a mixed gas atmosphere of argon gas and oxygen gas, black deposits called nodules are deposited on the surface of the target as the integrated sputtering time increases. This black deposit, which is considered to be a lower oxide of indium, is deposited around the erosion part of the target, so it tends to cause abnormal discharge during sputtering, and itself is a source of foreign matter (particles). It is known that the decrease in yield due to particles has become a big problem particularly in liquid crystal displays and the like whose prices have been lowered in recent years. It is known that increasing the density of the ITO target is effective for reducing the nodules.
このような高密度な焼結体を得るための成形体の作製方法としては、1次成形として、金型を用いた乾式プレス成形法や鋳込み成形法により成形体を作製した後、冷間静水圧プレスによる高圧力での2次成形を行う2段階処理が必要であった(例えば、特許文献1、2参照)。さらに、1次成形に用いる成形方法によって、それに適した前処理工程(造粒、スラリー化など)も必要となり、製造工程が複雑となるため、コストが高くなる要因であった。
As a method of producing a molded body for obtaining such a high-density sintered body, as a primary molding, after forming a molded body by a dry press molding method using a mold or a casting molding method, A two-stage process for performing secondary forming at a high pressure by a hydraulic press is necessary (see, for example,
このような製造方法に対して、特許文献3には、1次成形なしにゴム型に粉末を充填して、冷間静水圧プレスにて直接高圧成形する方法も報告されている。しかし、このような方法で成形する場合、肉厚のゴム型で構成されているために、加圧時には、曲げ応力が発生して中央部が大きく変形する。このため、得られる成形体は面方向における中央部の厚みが端部よりも小さくなるため、成形体の断面形状が鼓状となり、形状精度の悪い成形体しか得られなかった。さらに、この方法では、高圧加圧後の減圧過程でゴム型は自身の弾性による復元力により、最終的に加圧前の状態にまで復元するが、成形体は収縮したままであるために、成形体とゴム型の固着などにより、成形体の一部が剥がれたり、あるいは成形体が割れたりする場合があった。
In contrast to such a manufacturing method,
特許文献4では、このゴム型の復元による成形体の割れに対して、反発弾性値の小さいゴムを用いて、成形体の割れを防止する方法が提案されている。しかし、この方法は成形体へ掛かる応力を小さくし、成形で割れる確立を小さくさせる方法であり、粉末の種類(成形体の強度)によって、あるいは成形体が大型化した場合には、割れが発生する可能性があった。したがって、大型で強度が低い成形体を製造する場合、必ずしも十分な対策ではなかった
また、ゴム型への固着による成形体の割れに対して、特許文献5には、減圧時にほとんど弾性回復しない物質を介在させることで割れの解消が出来ることが報告されている。しかしながら、この方法でも形状精度は依然悪いものであった。
このような形状精度の悪い成形体を用いてターゲットを製造した場合、ターゲットは最終的に所望の製品厚みに仕上げるため、焼結体をフラットな面に研削する必要があるが、その研削量が増加する。したがって、必要となる原料粉末量が増加し、製造コストが高くなる。さらに、研削量が増えることで、研削に必要な加工時間も長くなる。この影響は、サイズが大きくなるほど顕著であり、ターゲットの価格を引き上げる主要な要因である。特に、高価な希少金属であるインジウムから製造されるITOターゲットにおいては、より多くの原料を必要とすることが、直接ターゲットの価格に影響し、ターゲットが高価なものとなるため、形状精度の良い成形体を得ることが極めて重要であった。 When a target is manufactured using such a molded product with poor shape accuracy, the target must be ground to a flat surface in order to finally finish the target with a desired product thickness. To increase. Therefore, the amount of raw material powder required increases and the manufacturing cost increases. Furthermore, as the amount of grinding increases, the processing time required for grinding becomes longer. This effect becomes more pronounced as the size increases and is a major factor in raising the target price. In particular, in the ITO target manufactured from indium which is an expensive rare metal, the necessity of more raw materials directly affects the price of the target, and the target becomes expensive, so the shape accuracy is good. Obtaining a molded body was extremely important.
特許文献3では、形状精度の改善のために、片面を金属板で構成された型を用いて、冷間静水圧プレスにて直接高圧成形する方法も提案している。しかし、この方法においても、ゴムで構成された面は依然形状精度が悪く、さらに、前記したように、ゴム型と成形体の弾性回復の違いにより、割れや剥離が発生する可能性があった。
冷間静水圧プレスを用いて、さらに形状精度の良い成形方法として、特許文献6には、粉末を2枚の金属板で挟み、真空パックした後、5〜50MPaの圧力で冷間静水圧プレスで予備成形した後、再度真空パックを施し冷間静水圧プレスで本成形を行なう方法が報告されている。しかし、この方法では予備成形と本成形と2回の成形が必要であり、従来の2段成形処理における1次成形を冷間静水圧プレスを用いて行っているだけで、1次成形を省略して工程を簡素化する効果はない。さらに、高価な静水圧プレス装置を2回使う必要があり生産性に劣っている。 As a forming method with better shape accuracy using a cold isostatic press, Patent Document 6 discloses that a powder is sandwiched between two metal plates, vacuum packed, and then cold isostatic pressed at a pressure of 5 to 50 MPa. It has been reported that after pre-molding, a vacuum pack is applied again and the main molding is performed by a cold isostatic press. However, this method requires pre-molding, main molding, and two moldings. The primary molding in the conventional two-stage molding process is simply performed using a cold isostatic press, and the primary molding is omitted. Thus, there is no effect of simplifying the process. Furthermore, it is necessary to use an expensive hydrostatic press twice, resulting in poor productivity.
一方、特許文献7では、金型を密閉封入して冷間静水圧プレスに挿入して高圧成形する方法が提案されている。この方法は、基本的に1軸プレスであり、形状精度の優れた成形体が得られるが、このような1軸プレスと同様の型を用いた場合、特に冷間静水圧プレスでは高い圧力で成形されるため、成形圧力が抜けた後の成形体のスプリングバックが大きくなる。したがって、スプリングバックによる成形体の膨張のため、成形体を型から取り出すのが難しくなる。特に、大型の成形や嵩高い粉末の成形の場合、スプリングバックがさらに大きくなるために、脱型の際に成形体が割れてしまう問題があった。さらに、金型の場合、型の自重が重いために、成形体が大型化するほど、その付帯設備も過大なものとなり、生産性を著しく低下させる問題があった。
On the other hand,
このような問題に対して、特許文献8では、樹脂製の組立式型枠及び成形パンチからなる型を用いて、冷間静水圧プレスで成形する方法が提案されている。型枠が分解できることから、型から成形体を取り出すことは容易になる。しかしながら、この方法でもスプリングバックの解消に至っておらず、減圧後、スプリングバックによる成形体の膨張のため、成形体と枠との間に応力がかかり、これによって成形体が割れる可能性があった。特に、ターゲットの大型化のように、厚みは変わらずに面積のみが大きくなる場合、大型化によるスプリングバックの絶対量(膨張量)が大きくなり、成形体と枠との間に大きな応力が発生するが、厚みは薄いためにこの応力に成形体が耐えられずに、割れてしまうという問題があった。
In order to deal with such a problem,
本発明は、高密度焼結体を得るための成形体の製造方法において、予備成形を必要とせずに冷間静水圧プレスを用いて、割れ・クラックが発生することがなく、形状精度の優れた大型の成形体を得ることが出きる成形型を提供することにより、高品質で低コストなスパッタリングターゲットを提供するものである。 The present invention is a method for producing a molded body for obtaining a high-density sintered body, using a cold isostatic press without the need for preforming, and having excellent shape accuracy without cracks and cracks. A high-quality and low-cost sputtering target is provided by providing a mold capable of obtaining a large-sized molded body.
本発明者らは、冷間静水圧プレスを用いて原料粉末から直接板状成形体を製造する際に使用する成形型の構造及び材質について、鋭意検討を重ねた結果、成形体の形状精度を向上させるために、2枚の板材で挟んで成形する際に発生するスプリングバック等の応力を解消する方法を見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies on the structure and material of the mold used when manufacturing a plate-shaped molded body directly from raw powder using a cold isostatic press, the present inventors have improved the shape accuracy of the molded body. In order to improve, the present inventors have found a method of eliminating stress such as springback that occurs when molding is performed by sandwiching two plate materials, and the present invention has been completed.
すなわち、本発明は、冷間静水圧プレスでの加圧においても変形を起こさない板材と、加圧時に容易に収縮または変形するが、減圧時に復元力を発生させない構造を有する部材またはそのような材料で構成された部材とで構成されていることを特徴とする冷間静水圧プレス用の成形型、それを用いた成形体及びスパッタリングターゲットの製造方法並びにその方法で得られたスパッタリングターゲットに関する。 That is, the present invention relates to a plate material that does not deform even in pressurization in a cold isostatic press, a member having a structure that easily contracts or deforms during pressurization but does not generate a restoring force during decompression, or such a member The present invention relates to a mold for cold isostatic pressing, a molded body using the same, a method for producing a sputtering target, and a sputtering target obtained by the method.
本発明の成形型は、成形型内に充填した原料粉末を、冷間静水圧プレスにより成形して板状の成形体を製造するための成形型であって、前記板状の成形体の一方の板面に当接する第一の部材と、前記成形体の他方の板面に当接する第二の部材と、これらの第一及び第二の部材とともに、原料粉末充填用の空隙を形成する側部部材とを有し、前記第一及び第二の部材が、冷間静水圧プレスでの加圧においても実質的に変形を起こさない部材からなるとともに、前記側部部材が、冷間静水圧プレスでの加圧時には容易に収縮又は変形するが、減圧時には実質的に復元力を発生しない構造を有するか、又は、前記側部部材が、冷間静水圧プレスでの加圧時には容易に収縮若しくは変形するが、減圧時には実質的に復元力を発生しない材料により構成されていることを特徴とする冷間静水圧プレス用の成形型である。 The molding die of the present invention is a molding die for producing a plate-shaped molded body by molding the raw material powder filled in the mold by cold isostatic pressing, and one of the plate-shaped molded bodies A first member that comes into contact with the plate surface, a second member that comes into contact with the other plate surface of the molded body, and a side that forms a gap for filling raw material powder together with these first and second members And the first member and the second member are members that do not substantially deform even in pressurization by cold isostatic pressing, and the side member is cold isostatic pressure. It has a structure that is easily shrunk or deformed when pressed with a press, but does not substantially generate a restoring force when depressurized, or the side member is easily shrunk when pressed with a cold isostatic press. Alternatively, it is made of a material that deforms but does not generate a substantial restoring force during decompression. It is cold-forming die for isostatic pressing, characterized in that.
また、本発明の成形型は、成形型内に充填した原料粉末を、冷間静水圧プレスにより成形して板状の成形体を製造するための成形型であって、前記板状の成形体の一方の板面に当接する第一の部材と、前記成形体の他方の板面に当接する第二の部材と、これらの第一及び第二の部材とともに、原料粉末充填用の空隙を形成する側部部材とを有し、前記第一及び第二の部材が、冷間静水圧プレスでの加圧においても実質的に変形を起こさない部材からなるとともに、前記側部部材が、前記第一及び第二の部材の周囲を囲むシート状の部材であり、冷間静水圧プレスでの加圧時には容易に変形するが、減圧時には実質的に復元力を発生しないことを特徴とする冷間静水圧プレス用の成形型である。 The molding die of the present invention is a molding die for producing a plate-shaped molded body by molding the raw material powder filled in the mold by cold isostatic pressing, and the plate-shaped molded body A first member that abuts on one plate surface, a second member that abuts on the other plate surface of the molded body, and a gap for filling raw material powder together with these first and second members The first member and the second member are members that do not substantially deform even in pressurization by cold isostatic pressing, and the side member is the first member. A sheet-like member that surrounds the periphery of the first and second members, and is easily deformed when pressurized by a cold isostatic press, but does not substantially generate a restoring force when decompressed. This is a mold for isostatic pressing.
さらに、本発明の成形型は、成形型内に充填した原料粉末を、冷間静水圧プレスにより成形して板状の成形体を製造するための成形型であって、前記板状の成形体の一方の板面に当接する第一の部材と、前記成形体の他方の板面に当接する第二の部材と、これらの第一及び第二の部材とともに、原料粉末充填用の空隙を形成する側部部材とを有し、前記第一及び第二の部材が、冷間静水圧プレスでの加圧においても実質的に変形を起こさない部材からなるとともに、前記側部部材は、冷間静水圧プレスでの加圧時には容易に収縮又は変形し、減圧時に発生する側部部材の復元力を打消す方向に、型の外部からその復元力以上の力を加えることができる構造を有することを特徴とする冷間静水圧プレス用の成形型であり、具体的には、型の外部からスプリングやゴムバンドを用いてその復元力以上の力を加えることができる構造としたことを特徴とする冷間静水圧プレス用の成形型である。 Further, the molding die of the present invention is a molding die for producing a plate-shaped molded body by molding the raw material powder filled in the mold by a cold isostatic press, and the plate-shaped molded body A first member that abuts on one plate surface, a second member that abuts on the other plate surface of the molded body, and a gap for filling raw material powder together with these first and second members And the first and second members are members that do not substantially deform even in pressurization with a cold isostatic press, and the side members are cold It has a structure that can be easily contracted or deformed during pressurization with an isostatic press, and that a force greater than the restoring force can be applied from the outside of the mold in a direction that cancels the restoring force of the side member that occurs during decompression. This is a mold for cold isostatic pressing characterized by With Luo spring or rubber band which is mold for cold isostatic pressing, characterized in that it has a structure capable of applying the restoring force or a force.
また、本発明の成形型は、成形型内に充填した原料粉末を、冷間静水圧プレスにより成形して板状の成形体を製造するための成形型であって、前記板状の成形体の一方の板面に当接する第一の部材と、前記成形体の他方の板面に当接する第二の部材と、これらの第一及び第二の部材とともに、原料粉末充填用の空隙を形成する側部部材とを有し、前記第一及び第二の部材が、冷間静水圧プレスでの加圧においても実質的に変形を起こさない部材からなるとともに、前記側部部材は、冷間静水圧プレスでの加圧時には、容易に収縮又は変形する材料により構成されているか、又は、容易に収縮又は変形する構造を有し、かつ、減圧時に発生する該側部部材の復元力を打消して、前記板状の成形体の板面と前記第一及び第二の部材とが各々接触した状態を維持する復元力を打消し手段又は構造を有することを特徴とする冷間静水圧プレス用の成形型である。この復元力打消し手段としては、例えば、前記第一及び第二の部材を束ねるゴムバンドや、前記第一の部材と前記第二の部材との間の間隔を狭める方向に力を作用させる弾性体を有するもの、例えば、前記第一の部材と前記第二の部材を挟持するクリップ、前記第一の部材と前記第二の部材を互いに引き寄せるように、これらの部材の間に配設された弦巻バネ、あるいは、第一又は第二の部材の外側に配設されて、第一及び第二の部材を成形体側に押し付けるスプリング等を例示することができる。 The molding die of the present invention is a molding die for producing a plate-shaped molded body by molding the raw material powder filled in the mold by cold isostatic pressing, and the plate-shaped molded body A first member that abuts on one plate surface, a second member that abuts on the other plate surface of the molded body, and a gap for filling raw material powder together with these first and second members And the first and second members are members that do not substantially deform even in pressurization with a cold isostatic press, and the side members are cold When pressurizing with an isostatic press, it is made of a material that easily contracts or deforms, or has a structure that easily contracts or deforms, and cancels the restoring force of the side member that occurs during decompression. Then, the plate surface of the plate-shaped molded body and the first and second members are in contact with each other. A cold-forming die for isostatic pressing, characterized in that it comprises a means or structure cancel a restoring force to maintain the state. As the restoring force canceling means, for example, a rubber band that bundles the first and second members, or an elastic force that applies a force in a direction that narrows the interval between the first member and the second member. A body having a body, for example, a clip that sandwiches the first member and the second member, and the first member and the second member are disposed between these members so as to draw each other. Examples thereof include a helical spring, or a spring that is disposed outside the first or second member and presses the first and second members against the molded body side.
なお、本発明において、減圧時には実質的に復元力を発生しないとは、加圧時に生じた収縮・変形状態からの復元力が、成形体や第一又は第二の部材による重力や、成形体の強度に比べて無視し得る程度に十分に小さなものであることであり、減圧開始から終了後まで、第一及び第二の部材と成形体の板面とが各々接した状態を維持していることである。また、第一及び第二の部材が加圧時においても実質的に変形を起こさないとは、加圧状態において、成形体の板面に要求される平面性を確保できる程度に、第一及び第二の部材に収縮や反りの発生が無いことを意味し、例えば、その成形圧力において第一及び第二の部材の収縮率が2%以下、反り量が2mm以下であることが好ましい。なお、この第一及び第二の部材の変形は成形体に転写されるために、成形体の長さ方向の収縮率と反り量で確認することができる。また、本発明における板状の成形体の板面とは、板状の成形体の表面を構成する6つの面のうち、最も広い2つの面を意味する。 Note that in the present invention, substantially no restoring force is generated at the time of decompression, the restoring force from the contracted / deformed state generated at the time of pressurization is the gravity of the molded body or the first or second member, or the molded body. It is sufficiently small to be negligible compared to the strength of the first and second members and the plate surface of the molded body are kept in contact with each other from the start to the end of the decompression. It is that you are. Further, the fact that the first and second members are not substantially deformed even during pressurization means that the flatness required for the plate surface of the molded body can be ensured in the pressurized state. This means that the second member does not shrink or warp. For example, it is preferable that the shrinkage rate of the first and second members at the molding pressure is 2% or less and the warp amount is 2 mm or less. In addition, since the deformation of the first and second members is transferred to the molded body, it can be confirmed by the contraction rate and the warpage amount in the length direction of the molded body. In addition, the plate surface of the plate-shaped molded body in the present invention means the widest two surfaces among the six surfaces constituting the surface of the plate-shaped molded body.
本発明の成形体の製造方法は、成形型内に充填した原料粉末を、冷間静水圧プレスにより成形する成形体の製造方法において、上記の成形型を用いて、冷間静水圧プレスにより成形することを特徴とする成形体の製造方法である。 The method for producing a molded body of the present invention is a method for producing a molded body in which a raw material powder filled in a mold is molded by cold isostatic pressing, and is molded by cold isostatic pressing using the above mold. It is the manufacturing method of the molded object characterized by doing.
また、本発明の成形体の製造方法は、成形型内に充填した原料粉末を、冷間静水圧プレスにより成形して板状の成形体を製造する方法であって、前記板状の成形体の一方の板面に当接する第一の部材と、前記成形体の他方の板面に当接する第二の部材と、これらの第一及び第二の部材とともに、原料粉末充填用の空隙を形成する側部部材とを有し、前記第一及び第二の部材が、冷間静水圧プレスでの加圧においても実質的に変形を起こさない部材からなるとともに、前記側部部材は、冷間静水圧プレスでの加圧時には容易に収縮又は変形する材料により構成されているか、又は、容易に収縮又は変形する構造を有する冷間静水圧プレス用の成形型を用い、かつ、減圧時に発生する前記側部部材の復元力を打消す復元力打消し手段を設けて、前記板状の成形体の板面と前記第一及び第二の部材とが各々接触した状態を維持しつつ減圧を行うことを特徴とする成形体の製造方法である。 Further, the method for producing a molded body of the present invention is a method for producing a plate-shaped molded body by molding raw material powder filled in a mold by cold isostatic pressing, and the plate-shaped molded body A first member that abuts on one plate surface, a second member that abuts on the other plate surface of the molded body, and a gap for filling raw material powder together with these first and second members And the first and second members are members that do not substantially deform even in pressurization with a cold isostatic press, and the side members are cold It is made of a material that easily shrinks or deforms when pressurized by an isostatic press, or uses a cold isostatic press mold having a structure that easily shrinks or deforms, and is generated when the pressure is reduced. Providing a restoring force canceling means for canceling the restoring force of the side member, A process for producing a molded article which is characterized in that a reduced pressure while maintaining the state in which the plate-shaped body of the plate surface and the first and second members are in contact, respectively.
本発明のスパッタリングターゲットの製造方法は、原料粉末を成形して得た成形体を焼成して焼結体を作製し、得られた焼結体を整形してターゲット材とするスパッタリングターゲットの製造方法において、前記成形体を、上記の成形型を用いて、冷間静水圧プレスにより成形して得ることを特徴とするスパッタリングターゲットの製造方法である。なお、本発明のスパッタリングターゲットの製造方法は、例えば、原料粉末が、インジウム、スズ、酸素を含む粉末からなる場合やインジウム、亜鉛、酸素を含む粉末からなる場合等に好適に用いることができる。 The method for producing a sputtering target of the present invention is a method for producing a sputtering target in which a molded body obtained by molding a raw material powder is fired to produce a sintered body, and the obtained sintered body is shaped into a target material. In the method for producing a sputtering target, the molded body is obtained by molding by cold isostatic pressing using the molding die described above. In addition, the manufacturing method of the sputtering target of this invention can be used suitably, for example, when raw material powder consists of a powder containing indium, tin, and oxygen, or a powder containing indium, zinc, and oxygen.
また、本発明のスパッタリングターゲットは、原料粉末を成形して得た成形体を焼成して焼結体を作製し、得られた焼結体を整形してターゲット材とするスパッタリングターゲットにおいて、前記成形体が、前記の成形体の製造方法により得られた成形体であることを特徴とするスパッタリングターゲットであり、例えば、前記焼結体が、インジウム、スズ、酸素を含む焼結体やインジウム、亜鉛、酸素を含む焼結体であるスパッタリングターゲットである。 In addition, the sputtering target of the present invention is a sputtering target in which a sintered body is produced by firing a molded body obtained by molding a raw material powder, and the obtained sintered body is shaped as a target material. A sputtering target characterized in that the body is a molded body obtained by the method for producing the molded body, for example, the sintered body is a sintered body containing indium, tin, oxygen, indium, zinc A sputtering target which is a sintered body containing oxygen.
以下、本発明を具体例を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail using specific examples.
本発明に用いられる材料は、特に限定されるものではないが、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)、AZO(Aluminum Zinc Oxide)、GZO(Gallium Zinc Oxide)、BST(Barium Strontium Titanate)、STO(Strontium Titanate)等を挙げることができる。 Although the material used for this invention is not specifically limited, For example, ITO (Indium Tin Oxide), IZO (Indium Zinc Oxide), AZO (Aluminum Zinc Oxide), GZO (Gallium Zinc Oxide), BST (Barium) (Strontium Titanate), STO (Strontium Titanate), and the like.
本発明のスパッタリングターゲットを構成する焼結体の製造は、原料粉末を必要に応じて混合し、成形、焼成して得られるが、このような原料粉末の混合、成形体の焼成は通常用いられている方法により行うことができる。 Production of the sintered body constituting the sputtering target of the present invention is obtained by mixing raw material powder as necessary, forming and firing, and such mixing of raw material powder and firing of the molded body are usually used. It can be done by the method.
原料粉末の混合は、例えば、ボールミル、ジェットミル、クロスミキサー等で行なう。原料粉末を混合する前に、原料粉末の粉砕及び/又は分級処理を施しておくことが好ましい。こうした粉砕・分級処理を施すことにより原料粉末粒径が微細化し、均一に混合しやすくなるため、焼結体内組成の不均一性によって引き起こされる焼結体の変形・割れや密度むらを防止することが可能となる。また、原料粉末として炭酸塩を用いた場合には、粉末を混合した後に、仮焼して脱炭酸処理を施しても良い。なお、原料粉末として1種類の化合物のみを用いる場合には上記のような混合操作が必要でないことは言うまでもない。 The mixing of the raw material powder is performed by, for example, a ball mill, a jet mill, a cross mixer, or the like. Before mixing the raw material powder, it is preferable to pulverize and / or classify the raw material powder. By carrying out such pulverization / classification treatment, the raw material powder particle size becomes finer and it becomes easier to mix uniformly. Therefore, deformation / cracking and uneven density of the sintered body caused by non-uniformity of the composition within the sintered body are prevented. Is possible. Moreover, when carbonate is used as the raw material powder, after the powder is mixed, it may be calcined and subjected to decarbonation treatment. Needless to say, when only one kind of compound is used as the raw material powder, the above mixing operation is not necessary.
本発明では、冷間静水圧プレスを用いて高い圧力で成形され、かつスプリングバックの解消により割れの発生がないことから、通常、乾式プレス成形方法で行なわれている造粒などといった粉末処理は必ずしも必要としないが、造粒して得られた顆粒あるいは平均粒径が1〜10μmの粒状のものを原料として用いることができることはいうまでもない。本発明では、このような粉末処理を必ずしも必要としないことから、成形前の粉末処理工程を簡素化することができる。 In the present invention, since it is molded at a high pressure using a cold isostatic press and there is no generation of cracks due to the elimination of springback, powder processing such as granulation usually performed by a dry press molding method is performed. Needless to say, although it is not always necessary, granules obtained by granulation or granules having an average particle diameter of 1 to 10 μm can be used as a raw material. In the present invention, such powder processing is not necessarily required, and therefore the powder processing step before molding can be simplified.
得られた原料粉末を次に、冷間静水圧プレスを用いて板状の成形体とするが、この際、前記板状の成形体の一方の板面に当接する第一の部材と、前記成形体の他方の板面に当接する第二の部材と、これらの第一及び第二の部材とともに、原料粉末充填用の空隙を形成する側部部材とを有し、前記第一及び第二の部材が、冷間静水圧プレスでの加圧においても実質的に変形を起こさない部材からなるとともに、前記側部部材が、冷間静水圧プレスでの加圧時には容易に収縮又は変形するが、減圧時には実質的に復元力を発生しない構造を有するか、又は、冷間静水圧プレスでの加圧時には容易に収縮又は変形するが、減圧時には実質的に復元力を発生しない材料により構成されている冷間静水圧プレス用の成形型を用いて成形を行う。より具体的には、例えば、冷間静水圧プレスでの加圧においても変形を起こさない上下2枚の板材と、これらの2枚の板材の周囲を囲むシート状の部材とで構成され、冷間静水圧プレスでの加圧時には、前記上下2枚の板材の周囲を囲むシート状の部材が容易に変形するが、減圧時には実質的に復元力を発生しない冷間静水圧プレス用の成形型を用いて成形を行なう。 Next, the obtained raw material powder is formed into a plate-shaped molded body using a cold isostatic press, and at this time, the first member that comes into contact with one plate surface of the plate-shaped molded body, A second member that contacts the other plate surface of the molded body, and a side member that forms a gap for filling the raw material powder together with the first and second members, and the first and second members These members are members that do not substantially deform even when pressed by a cold isostatic press, and the side members easily contract or deform when pressed by a cold isostatic press. It has a structure that does not substantially generate a restoring force at the time of decompression, or is made of a material that easily contracts or deforms when pressurized by a cold isostatic press, but does not substantially generate a restoring force at the time of decompression. Molding is performed using a cold isostatic pressing mold. More specifically, for example, it is composed of two upper and lower plate members that do not deform even in pressurization by a cold isostatic press, and a sheet-like member surrounding the periphery of these two plate members. A mold for cold isostatic pressing that does not substantially generate a restoring force during decompression, although the sheet-like member surrounding the upper and lower two plate members is easily deformed during pressurization in the isostatic press. Molding is performed using
あるいは、前記板状の成形体の一方の板面に当接する第一の部材と、前記成形体の他方の板面に当接する第二の部材と、これらの第一及び第二の部材とともに、原料粉末充填用の空隙を形成する側部部材とを有し、前記第一及び第二の部材が、冷間静水圧プレスでの加圧においても実質的に変形を起こさない部材からなるとともに、前記側部部材は、冷間静水圧プレスでの加圧時には、容易に収縮又は変形する材料により構成されているか、又は、容易に収縮又は変形する構造を有し、かつ、減圧時に発生する該側部部材の復元力を打消して、前記板状の成形体の板面と前記第一及び第二の部材とが各々接触した状態を維持する復元力打消し手段又は構造を有する冷間静水圧プレス用の成形型を用いて成形を行う。この減圧時に発生する側部部材の復元力を打消して、前記板状の成形体の板面と前記第一及び第二の部材とが各々接触した状態を維持する復元力打消し手段としては、例えば、前記第一及び第二の部材を束ねるゴムバンドや、前記第一の部材と前記第二の部材との間の間隔を狭める方向に力を作用させる弾性体を有するもの、例えば、前記第一の部材と前記第二の部材を挟持するクリップ、前記第一の部材と前記第二の部材の各々の外側に配設された板状体を互いに引き寄せるように、これらの板状体の間に装着された弦巻バネ、あるいは、板状体の外側に配設されて、板状体を成形体側に押し付けるスプリング等を例示することができる。なお、冷間静水圧プレス時に上側に配置される第一の部材の上に置かれた重りも復元力打消し手段として使用できる。また、復元力打消し構造としては、例えば、冷間静水圧プレス時に上側に配置される第一の部材による重力が、減圧時に発生する側部部材の復元力より大きくなるようにした構造等を例示することができる。具体的な一例としては、冷間静水圧プレスでの加圧においても変形を起こさない上下2枚の板材と、これらの2枚の板材に挟まれた収縮性のある側部部材とで構成され、冷間静水圧プレスでの加圧時には、前記上下2枚の板材に挟まれた収縮性のある部材からなる側部部材が容易に変形し、かつ、減圧時に発生する側部部材の復元力を、前記上下2枚の板材を束ねるゴムバンドにより、この復元力以上の力を加えることにより打消すように構成した冷間静水圧プレス用の成形型を用いて成形を行う。 Alternatively, together with the first member that contacts one plate surface of the plate-shaped molded body, the second member that contacts the other plate surface of the molded body, and these first and second members, A side member that forms a gap for filling raw material powder, and the first and second members are made of a member that does not substantially deform even in pressurization in a cold isostatic press, The side member is made of a material that easily contracts or deforms when pressed by a cold isostatic press, or has a structure that easily contracts or deforms, and is generated when the pressure is reduced. Cold static having a restoring force canceling means or structure that cancels the restoring force of the side member and maintains the state in which the plate surface of the plate-shaped molded body and the first and second members are in contact with each other Molding is performed using a mold for a hydraulic press. As a restoring force canceling means for canceling the restoring force of the side member generated at the time of decompression and maintaining the state where the plate surface of the plate-shaped molded body and the first and second members are in contact with each other, For example, a rubber band that bundles the first member and the second member, or an elastic body that applies a force in a direction that narrows the interval between the first member and the second member, Clips sandwiching the first member and the second member, and the plate-like bodies arranged on the outside of each of the first member and the second member are drawn to each other. Examples thereof include a string spring mounted between them, or a spring disposed outside the plate-like body and pressing the plate-like body against the molded body side. A weight placed on the first member disposed on the upper side during the cold isostatic pressing can also be used as the restoring force canceling means. Further, as the restoring force canceling structure, for example, a structure in which the gravity due to the first member arranged on the upper side during cold isostatic pressing is larger than the restoring force of the side member generated at the time of decompression, etc. It can be illustrated. As a specific example, it is composed of two upper and lower plate members that are not deformed even in pressurization by a cold isostatic press, and a shrinkable side member sandwiched between these two plate members. The side member made of a contractible member sandwiched between the two upper and lower plate members is easily deformed during the pressurization by the cold isostatic press, and the restoring force of the side member generated at the time of pressure reduction Is molded by using a cold isostatic pressing mold configured so as to be canceled out by applying a force greater than the restoring force by means of a rubber band that bundles the two upper and lower plates.
このような成形型を用いて成形を行なうことにより、形状精度に優れ、かつ割れやクラックの無い大型の成形体を得ることが可能となる。 By performing molding using such a mold, it is possible to obtain a large molded body that is excellent in shape accuracy and free from cracks and cracks.
さらに、成形型内に充填した原料粉末を、冷間静水圧プレスにより成形して板状の成形体を製造する方法であって、前記板状の成形体の一方の板面に当接する第一の部材と、前記成形体の他方の板面に当接する第二の部材と、これらの第一及び第二の部材とともに、原料粉末充填用の空隙を形成する側部部材とを有し、前記第一及び第二の部材が、冷間静水圧プレスでの加圧においても実質的に変形を起こさない部材からなるとともに、前記側部部材は、冷間静水圧プレスでの加圧時には容易に収縮又は変形する材料により構成されているか、又は、容易に収縮又は変形する構造を有する冷間静水圧プレス用の成形型を用い、かつ、復元力打消し手段により、前記側部部材の減圧時の復元力を打消して、前記板状の成形体の板面と前記第一及び第二の部材とが各々接触した状態を維持しつつ減圧を行うことによっても、形状精度に優れ、かつ割れやクラックの無い大型の成形体を得ることが可能となる。すなわち、冷間静水圧プレスでの加圧においても変形を起こさない上下2枚の板材と、これらの2枚の板材に挟まれた収縮性のある側部部材とで構成され、冷間静水圧プレスでの加圧時には、前記上下2枚の板材に挟まれた収縮性のある部材からなる側部部材が容易に変形し、かつ、復元力打消し手段を設けて、減圧時に発生する側部部材の復元力を打消す方向に、型の外部からその復元力以上の力を加えることにより、前記板状の成形体の板面と前記第一及び第二の部材とが各々接触した状態を維持しつつ減圧を行うことによっても、形状精度に優れ、かつ割れやクラックの無い大型の成形体を得ることが可能となる。この復元力打消し手段としては、例えば、前記第一及び第二の部材を束ねるゴムバンドや、前記第一の部材と前記第二の部材との間の間隔を狭める方向に力を作用させる弾性体を有するもの、例えば、前記第一の部材と前記第二の部材を挟持するクリップ、前記第一の部材と前記第二の部材の各々の外側に配設された板状体を互いに引き寄せるように、これらの板状体の間に装着された弦巻バネ、あるいは、板状体の外側に配設されて、板状体を成形体側に押し付けるスプリング等を例示することができる。 Further, the raw material powder filled in the mold is molded by a cold isostatic press to produce a plate-shaped molded body, which is in contact with one plate surface of the plate-shaped molded body. A second member that contacts the other plate surface of the molded body, and a side member that forms a gap for filling raw material powder together with the first and second members, The first and second members are members that do not substantially deform even in pressurization with a cold isostatic press, and the side members are easily formed during pressurization with a cold isostatic press. When the side member is decompressed by a cold isostatic pressing mold that is made of a material that shrinks or deforms, or that has a structure that easily shrinks or deforms, and the restoring force canceling means And canceling the restoring force of the plate-like molded body and the first and second plates. By performing the reduced pressure while maintaining the state in which the second member is in contact respectively, excellent shape accuracy, and it is possible to obtain a large-sized molded product having no cracks or crack. That is, it is composed of two upper and lower plate members that are not deformed even in pressurization by a cold isostatic press, and a shrinkable side member sandwiched between these two plate members. When pressurizing with a press, the side member made of a contractible member sandwiched between the two upper and lower plate members is easily deformed, and a restoring force canceling means is provided to generate a side portion generated during decompression. By applying a force equal to or greater than the restoring force from the outside of the mold in a direction to cancel the restoring force of the member, the plate surface of the plate-shaped molded body and the first and second members are in contact with each other. By reducing the pressure while maintaining it, it is possible to obtain a large molded article having excellent shape accuracy and free from cracks and cracks. As the restoring force canceling means, for example, a rubber band that bundles the first and second members, or an elastic force that applies a force in a direction that narrows the interval between the first member and the second member. A body having a body, for example, a clip sandwiching the first member and the second member, and a plate-like body disposed on the outside of each of the first member and the second member are drawn together. In addition, a coiled spring mounted between these plate-like bodies, or a spring that is disposed outside the plate-like body and presses the plate-like body against the molded body side can be exemplified.
本発明の冷間静水圧プレス用の成形型の一例を図1に示す。また、その断面図を図2(a)に示す。図中1は冷間静水圧プレスでの加圧においても実質的に変形を起こさない板材からなる第一の部材、2は同じく冷間静水圧プレスでの加圧においても実質的に変形を起こさない板材からなる第二の部材であり、3はこれらの第一及び第二の部材の周囲を囲むシート状の部材からなる側部部材である。そして、これらの第一の部材1、第二の部材2及びシート状部材3で形成される空隙4に原料粉末を充填して冷間静水圧プレスを行い、板状の成形体を得る。なお、シート状部材3の下端は第二の部材2の側面6に固定されていることが、原料粉末の充填を容易にする上で好ましいが、第二の部材2の底面側に折り込んで固定されていても良いし、折り込むだけで特に固定されていなくても良い。また、原料粉末が充填された状態で、シート状部材3は第一の部材1の側面5に固定されていても良いが、図4に断面図で示すように、シート状部材23(図1の3)3の上端部26を長くして、第一の部材21(図1の1)の側面(図1の5)には固定せず、その上面に折り込むようにしても良い。なお、シート状部材23(図1の3)は第一の部材21(図1の1)及び第二の部材22(図1の2)の側面を全て覆う必要はなく、シート状部材23(図1の3)を固定又は保持できる範囲で、第一の部材21(図1の1)又は第二の部材22(図1の2)の側面の厚さ方向の少なくとも一部が覆われていれば良い。
An example of a mold for cold isostatic pressing according to the present invention is shown in FIG. A cross-sectional view thereof is shown in FIG. In the figure, 1 is a first member made of a plate material that does not substantially deform even when pressed by a cold isostatic press, and 2 is substantially deformed even when pressed by a cold isostatic press.
本発明の成形型では、形状精度の良い成形体を得るために、第一の部材及び第二の部材として、例えば、上記のように2枚の板材1、2を用いる。これらの板材としては、冷間静水圧プレスでの加圧時に実質的に変形を生じないものであれば、特に限定はされないが、大型化のためには比重が小さく強度のあるものが好ましく、金属ではアルミニウム、ジュラルミンなど、樹脂ではMCナイロン、ABS、ベークライトなどの板材が使用可能である。また、これらの2枚の板材1、2の間に、板材1、2と側部部材(シート状部材3)とで囲まれた原料粉末を充填するためのキャビティーを形成するが、この側部部材の材料としては、冷間静水圧プレスでの加圧時に容易に収縮または変形し、減圧時には復元力を実質的に発生することなく、静水圧プレスの圧力を成形体に直接作用させることのできる材料であれば良く、特に限定されないが、例えば、厚さが薄く、柔軟性に富むシート状部材は、厚みが薄いことにより、減圧時に復元力が実質的に発生せず、かつ柔軟性に富むために、冷間静水圧プレスでの加圧時に容易に変形し、本発明の側部部材として好適に使用することができる。
In the molding die of the present invention, in order to obtain a molded body with good shape accuracy, for example, the two
なお、図1に示す成形型では、成形体の形状は上下の板材1、2の形状と原料粉末の充填量によりほぼ定まるため、シート状部材3には形状を保持するための機能は要求されず、後述のように冷間静水圧プレスでの加圧時には折り畳まれた状態で成形体に接するため、その剛性は小さい方が好ましい。また、冷間静水圧プレスでの加圧時には、シート状部材3にはその両側から同等の圧力が作用するので、結果的に大きな力が加わることはなく、シート状部材3の強度は、原料粉末の充填や搬送等のハンドリング時に破壊しない程度の強度があれば十分である。さらに、冷間静水圧プレスでの加圧時には、充填された原料粉末の厚さの減少量が、水平方向の長さや幅の減少量よりも大きいため、シート状部材3は折り畳まれた状態で成形体に接することになり、伸ばされることはないので大きな延性を有する必要はない。
In the molding die shown in FIG. 1, since the shape of the molded body is substantially determined by the shapes of the upper and
シート状部材は減圧時に復元力が実質的に発生しないが、特に成形体が大型になった場合、スプリングやゴムバンドなどを用いて型の板材1、2と成形体4が離れないように、若干の外力を加えることが好ましい。このようにすることで、冷間静水圧プレス成形後、型から成形体を取り出すまでのハンドリング時の何らかの衝撃により、板材1、2が一度成形体から離れて、再度成形体に当たることで発生する割れを防止することが出来る。
The sheet-like member does not substantially generate a restoring force at the time of decompression, but in particular, when the molded body becomes large, using a spring, a rubber band, or the like, the
このシート状部材3としては、樹脂、繊維、金属箔などいろいろな材質のものが使用でき、具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、塩化ビニールなどが使用可能である。特に、空気のみ透過できる繊維質のようなものを用いた場合、粉末充填後に行われる真空パックにおいて、粉末の間に存在する空気を脱気することが出来るために好ましい。このシート状部材3の厚みは、強度や耐久性を考慮すると0.05〜2mmが好ましい。
The sheet-
次に、図2(a)のように構成された成形型の空隙に原料粉末7を充填し、真空パックを行ない冷間静水圧プレスに投入し高圧成形するが、この時の粉末充填はタッピングや振動等の外力を加えて、最密充填になるように行なうことが好ましい。こうすることで成形時の収縮量が少なくなり、形状精度および成形体密度が高くなる。また、真空パック材であるビニールやアルミ蒸着フィルム製の袋の保護のために、成形型をゴムシートなどにより養生をして真空パックすることが好ましい。
Next, the
また、本発明の冷間静水圧プレス用の成形型の別の一例の断面図を図5(a)に示す。図中31は冷間静水圧プレスでの加圧においても実質的に変形を起こさない板材からなる第一の部材、32は同じく冷間静水圧プレスでの加圧においても実質的に変形を起こさない板材からなる第二の部材であり、33はこれらの第一及び第二の部材に挟まれた収縮性のある部材からなる側部部材である。そして、これらの板材(第一の部材)31、板材(第二の部材)32及び収縮性のある部材からなる側部部材33で形成される空隙34に原料粉末を充填して冷間静水圧プレスを行う。このとき、収縮性のある部材からなる側部部材33が減圧時に発生する復元力よりも大きく、外側から成形体側へ向かう力を板材31、32に加えながら冷間静水圧プレスを行う。なお、板材31、32に外力を加える方法としては、スプリングやゴムバンドなどの使用が上げられる。具体的には、スプリングを用いる場合、図5(b)に示すように、板状の部材であるバックアップ36で、真空パック材35を用いて真空パックした後の成形型を挟み込み、スプリング37でバックアップ36を成形型に押し付ける。また、成形型にゴムバンドを巻きつけることによっても板材31、32に上記の外力を加えることができるが、この場合は、構造が簡単であるために、真空パック前の成形型でも、真空パック後の成形型でも対応可能である。
Moreover, sectional drawing of another example of the shaping | molding die for cold isostatic pressing of this invention is shown to Fig.5 (a). In the figure, reference numeral 31 denotes a first member made of a plate material that does not substantially deform even in pressurization with a cold isostatic press, and 32 also substantially deforms even in pressurization with a cold isostatic press.
この収縮性のある部材からなる側部部材33としては、復元力が小さいものが好ましく、例えば、体積の大部分が空隙であるスポンジ状のものが利用可能であり、具体的には、シリコンゴムスポンジ、ウレタンフォームなどが上げられる。側部部材の幅は、部材の硬さや成形する成形体の厚みにより決まる部材の高さにより、適宜選択できるが、部材の高さの1/4以上が好ましく、成形型の組み上げや粉末充填の作業性を考慮すると、10〜30mm程度が好ましい。スポンジのように、部材の空隙がすべて連続的に繋がっていれば、真空パック時に部材の空隙の空気は脱気されるため、部材の幅は極めて薄くなり、シート状に近いものとなる。この方法は、シート状の側部部材に比べ、型の組み上げや粉末充填などの一連の成形作業の作業性が極めて良好であるという特徴を有する。しかし、スポンジ状の部材で、特に粉末に接する面に凹凸がある場合、粉末が咬み込み成形体と側部部材が離れなくなるため、粉末に接する面にゴムなどの収縮性のある材料でコーティング処理をする、あるいは、側部部材と粉末の間に、シートやテープなどの界面層を設けるなどの対策をすることが必要である。
As the
このようにして準備された成形型を冷間静水圧プレスに投入し、高圧で成形を行なう。このとき、高圧下では図2(b)に示すように、2枚の板材1、2が静水圧により原料粉末を加圧することで、粉末の内部の圧力が上がり、側面のシート状部材3において、外側から加圧される静水圧と原料粉末内部の圧力が均衡するため、シート状部材3が原料粉末の充填された空隙の内部に過度に入り込んだり、あるいは外側に過度にはみ出したりすることはなく、形状精度の高い成形体8を得ることが出来る。このときの成形圧力としては、高い密度の成形体を得るために、1ton/cm2以上が好ましく、より好ましくは2ton/cm2以上である。
The mold thus prepared is put into a cold isostatic press and molded at a high pressure. At this time, under high pressure, as shown in FIG. 2 (b), the two
冷間静水圧プレスにおいては、高圧下で然るべき時間保持された後減圧されるが、このとき図2(c)に示すようにスプリングバックにより成形体8は膨張する。この膨張を不用意に妨げたりすると、成形体に応力が掛かり成形体が割れてしまう原因となる。具体的には、成形体に等方的に圧力が掛かっているときは問題無いが、成形体に掛かる圧力が等方性を失ったとき、すなわち上下面や側面でバランスが崩れた時に、成形体の膨張により割れが発生してしまう。例えば、割れが発生してしまうモデルとしては、図3(a)に示すような2枚の板材11、12と発泡スチロール製の側部部材13で構成された成形型が上げられる。このモデルでは、高圧加圧時は図3(b)のように等方的に加圧されている。しかし、減圧時、特に発泡スチロールが弾性回復してしまう数百kg/cm2以下の圧力では、図3(c)のように、冷間静水圧プレスの圧力がまだ残っている段階で、発泡スチロール製の側部部材13が弾性回復し、これに伴って板材11、12と成形体15との間に隙間が発生する。これにより、成形体15の上下面を押さえる力は無くなってしまう。一方、成形体15の側面は発泡スチロールに接して、発泡スチロールの復元力、及び静水圧の残圧の影響を受ける。このようなアンバランスな外圧が成形体に掛かった場合、成形体自体もスプリングバックによる膨張方向へ力が加わっているため、図3(d)に示すように、厚みの横方向にラミネーションクラック16が発生してしまう。
In the cold isostatic press, the pressure is reduced after being held for a proper time under high pressure, but at this time, the molded
これに対して、本発明の一例である図2(a)に示した成形型は、2枚の板材1、2と復元力が無く柔軟性に富むシート状部材3で構成されているために、図2(c)に示すように、実質的にゼロ圧まで、常に成形型の上下の板材1、2及びシート状部材3が成形体8の全面に接することで等方的に減圧することができ、アンバランスな外圧が成形体に加わることが無い。同時に、スプリングバックによる成形体の膨張も等方的に緩和することができるため、バインダー等の添加物が入っていない強度の低い成形体や大型でスプリングバックが大きな成形体でも、割れやクラックを発生させることなく、形状精度に優れた成形体の成形が可能となる。このように、冷間静水圧プレスでの減圧時に、側部部材の加圧時の収縮・変形からの復元力が実質的に生じないようにすることにより、減圧時においても、成形体に加わる力を等方的に保つことが可能となり、成形体の割れやクラックの発生を防止することができる。
On the other hand, the molding die shown in FIG. 2A, which is an example of the present invention, is composed of the two
すなわち、本発明は、冷間静水圧プレスを用いて、2枚の板材により成形することで、1軸プレスのように形状精度の優れた成形体を得ることができ、さらに、減圧時に成形体に対して等方的に圧力を抜くことで、成形体に応力を発生させることなく、スプリングバックを吸収することで割れのない成形体を得ることが出来る成形型である。 That is, according to the present invention, a molded body having excellent shape accuracy can be obtained like a uniaxial press by molding with two plate materials using a cold isostatic press. By removing pressure isotropically, it is a mold that can obtain a molded body without cracks by absorbing the spring back without generating stress in the molded body.
このようにして得られた成形体を焼成炉内で焼成して、焼結体を製造する。焼成温度、昇温速度、降温速度等の条件は、種々の材料によって異なるが、例えばITOの場合、焼成温度は、酸化スズの酸化インジウム中への固溶が促進される1400℃〜1600℃であることが好ましい。1400℃未満ではITOとしての焼結が完全でないため、焼結体強度が低く、また1600℃を超える温度ではITO焼結粒子からの酸化インジウムあるいは酸化スズの蒸発が顕著となり、組成ずれ等の問題を引き起こす要因となる。焼成温度までの昇温速度は、成形体の均一な焼結による収縮を考慮すると、20℃/hr〜100℃/hrが好ましい。焼成温度で保持した後の、室温までの降温速度は、100℃/hr以下とすることが、焼結体への熱衝撃を緩和し、反り・クラックを防止する点で好ましい。 The molded body thus obtained is fired in a firing furnace to produce a sintered body. Conditions such as the firing temperature, the temperature rise rate, and the temperature fall rate vary depending on various materials. For example, in the case of ITO, the firing temperature is 1400 ° C. to 1600 ° C. at which solid solution of tin oxide in indium oxide is promoted. Preferably there is. Below 1400 ° C, sintering as ITO is not complete, so the strength of the sintered body is low, and at temperatures above 1600 ° C, evaporation of indium oxide or tin oxide from the ITO sintered particles becomes significant, causing problems such as compositional deviations. It becomes a factor causing. The temperature increase rate up to the firing temperature is preferably 20 ° C./hr to 100 ° C./hr in consideration of shrinkage due to uniform sintering of the molded body. The temperature lowering rate to room temperature after being held at the firing temperature is preferably 100 ° C./hr or less from the viewpoint of relaxing thermal shock to the sintered body and preventing warpage and cracking.
以上の方法により製造された焼結体は、形状精度が良好であるので容易に所望の形状に研削加工することができ、容易にスパッタリングターゲットとすることができる。 Since the sintered compact manufactured by the above method has favorable shape accuracy, it can be easily ground into a desired shape and can be easily used as a sputtering target.
本発明によれば、冷間静水圧プレスでの加圧においても変形を起こさない板材と、加圧時に容易に収縮または変形するが、減圧時に復元力を発生させない構造を有する部材またはそのような材料で構成された部材とで構成されている冷間静水圧プレス用成形型を用いて成形を行なうことにより、形状精度に優れ、かつ割れやクラックの無い大型の成形体を得ることが可能となる。特に、本発明の成形型によれば、減圧時に成形体に対して等方的に圧力を抜くことができ、割れの原因となる外圧による応力を発生させることなく、さらにスプリングバックも吸収することが出来るため、成形性の悪い未造粒粉末やバインダー等の添加物が入っていない粉末でも、割れやクラックを発生させること無く成形することが出来る。したがって、成形の前工程である粉末調製工程を大幅に省略でき、製造プロセスの生産性が極めて高くなる。 According to the present invention, a plate member that does not cause deformation even in pressurization in a cold isostatic press, a member that has a structure that easily contracts or deforms during pressurization but does not generate a restoring force during decompression, or such a member By molding using a cold isostatic pressing mold composed of members composed of materials, it is possible to obtain a large compact with excellent shape accuracy and no cracks or cracks Become. In particular, according to the mold of the present invention, it is possible to release pressure isotropically against the molded body at the time of decompression, and further absorb the spring back without generating stress due to external pressure that causes cracking. Therefore, even non-granulated powder with poor moldability and powder containing no additives such as a binder can be molded without causing cracks or cracks. Therefore, the powder preparation step, which is a pre-molding step, can be largely omitted, and the productivity of the manufacturing process becomes extremely high.
以下、本発明を実施例をもって更に詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to this.
(実施例1)
酸化インジウム粉末および予めジェットミル粉砕処理した酸化スズ粉末を、組成が酸化インジウム:酸化スズ=90:10(wt%)となるように16時間乾式ボールミル混合しITO混合粉末を作製した。特に、造粒やバインダーの添加などの粉末処理は実施しなかった。
Example 1
The indium oxide powder and the tin oxide powder preliminarily jet milled were mixed by dry ball milling for 16 hours so that the composition was indium oxide: tin oxide = 90: 10 (wt%) to prepare an ITO mixed powder. In particular, powder processing such as granulation and addition of a binder was not performed.
続いて、幅380mm、長さ810mm、厚み15mmのベークライトの板材を2枚準備し、厚み0.1mmのビニールシートを上記ベークライトの板の周囲を囲む大きさの筒状に加工した。 Subsequently, two sheets of a bakelite plate having a width of 380 mm, a length of 810 mm, and a thickness of 15 mm were prepared, and a 0.1 mm-thick vinyl sheet was processed into a cylindrical shape having a size surrounding the bakelite plate.
図4にその断面図を示すように、ベークライトの板21、22と筒状のビニールシート23を図に示すように、組み上げ、下側の板22とビニールシート23を外側からゴムバンド25で固定した。次いで、上記混合粉末を11kg型内に入れ、振動テーブルを用いて粉末を充填した。この時の充填した粉末層24の厚みは約15mmであった。もう1枚のベークライト板21を充填した粉末層24の上にのせ、ビニールシート23の上端部26をベークライトの板21の上に折込み、さらにその上からゴムシートで包んで、ビニール袋に入れ袋内を減圧し真空パックを行なった。
As shown in the cross-sectional view of FIG. 4, the
このようにして準備した成形型を冷間静水圧プレスに投入して、3ton/cm2の圧力で成形を行なった。得られた成形体を型から取り出し、形状を確認した。側面にビニールシートの形状が転写されていたが、転写されている凹凸形状の深さは1mm以下であり、390mm×810mm×9mmtの成形体を得た。この時の厚みの分布は±0.2mmであった。 The mold thus prepared was put into a cold isostatic press and molded at a pressure of 3 ton / cm 2 . The obtained molded body was taken out of the mold and the shape was confirmed. The shape of the vinyl sheet was transferred to the side surface, but the depth of the transferred uneven shape was 1 mm or less, and a molded body of 390 mm × 810 mm × 9 mmt was obtained. The thickness distribution at this time was ± 0.2 mm.
上記成形体を酸素フロー雰囲気焼成炉内に設置し、以下の条件で焼成を実施し、焼結体を作製した。 The molded body was placed in an oxygen flow atmosphere firing furnace and fired under the following conditions to produce a sintered body.
(焼成条件)
焼成雰囲気:酸素雰囲気
昇温速度:100℃/hr、焼成温度:1600℃、焼成時間:5hr
降温速度:100℃/hr
得られた焼結体は、310mm×665mm×7.5mmtのサイズで、その厚み分布は±0.15mmであった。また、密度を測定したところ、密度99.76%の高密度な焼結体であった。密度の測定は、JIS−R1634−1998に準拠してアルキメデス法で行い、ITOの真密度として7.156g/cm3を用いた。
(Baking conditions)
Firing atmosphere: Oxygen atmosphere Temperature rising rate: 100 ° C./hr, Firing temperature: 1600 ° C., Firing time: 5 hr
Temperature drop rate: 100 ° C / hr
The obtained sintered body had a size of 310 mm × 665 mm × 7.5 mmt and a thickness distribution of ± 0.15 mm. Moreover, when the density was measured, it was a high-density sintered body with a density of 99.76%. Density measurements were performed in Archimedes' method in compliance with JIS-R1634-1998, using 7.156g / cm 3 as the true density of the ITO.
得られた焼結体を研削加工して101.6mm×177.8mm×6mmtのターゲット材を作製し、無酸素銅製のバッキングプレートにインジウム半田により接合してスパッタリングターゲットを作製した。こうして作製されたスパッタリングターゲットを以下のスパッタリング条件で20kWhスパッタリングを行った結果、ノジュールの発生やターゲットの割れは認められなかった。
DC電力 :600W
スパッタガス:Ar+O2
ガス圧 :5mTorr
O2/Ar :0.1%
比較例1
成形型の側面をビニールシートではなく発泡スチロールで構成した以外は実施例1と同様の方法で、成形体を作製した。この時の成形型の構造を図3(a)に示す。発泡スチロールのサイズは、高さ45mm、厚さ15mm(図3(a)中の側部部材13の高さと幅)である。
The obtained sintered body was ground to produce a target material of 101.6 mm × 177.8 mm × 6 mmt, and joined to an oxygen-free copper backing plate with indium solder to produce a sputtering target. As a result of performing 20 kWh sputtering on the sputtering target thus produced under the following sputtering conditions, no nodules were generated and no target cracking was observed.
DC power: 600W
Sputtering gas: Ar + O 2
Gas pressure: 5 mTorr
O 2 / Ar: 0.1%
Comparative Example 1
A molded body was produced in the same manner as in Example 1 except that the side surface of the mold was made of expanded polystyrene instead of a vinyl sheet. The structure of the mold at this time is shown in FIG. The polystyrene foam has a height of 45 mm and a thickness of 15 mm (the height and width of the
冷間静水圧プレス終了後に、成形体を取り出そうとしたが、型内で成形体に割れが発生していた。 After the cold isostatic pressing, an attempt was made to take out the molded product, but cracks were generated in the molded product in the mold.
(a)未加圧時、(b)加圧時、(c)減圧時
(a)未加圧時、(b)加圧時、(c)減圧時、(d)割れの発生した成形体
(a)成形型、(b)復元力打消し手段を併設した使用例 (A) Mold, (b) Usage example with restoring force canceling means
1、11、21、31 第一の部材(板材)
2、12、22、32 第二の部材(板材)
3、23 側部部材(シート状部材)
13 側部部材(発泡スチロール製)
33 収縮性のある部材からなる側部部材
4、34 原料粉末が充填される空隙
5 第一の部材(板材)の側面
6 第二の部材(板材)の側面
7、14、24 充填された原料粉末
8、15 成形体
16 成形体に生じた割れ
25 ゴムバンド
26 シート状部材の上端部
35 真空パック材
36 バックアップ
37 スプリング
1, 11, 21, 31 First member (plate material)
2, 12, 22, 32 Second member (plate material)
3, 23 Side member (sheet-like member)
13 Side member (made of Styrofoam)
33 Side members made of a
Claims (14)
The sputtering target according to claim 12, wherein the sintered body is a sintered body containing indium, zinc, and oxygen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004222485A JP4830276B2 (en) | 2004-07-29 | 2004-07-29 | Mold, molded body using the same, method for producing sputtering target, and sputtering target |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004222485A JP4830276B2 (en) | 2004-07-29 | 2004-07-29 | Mold, molded body using the same, method for producing sputtering target, and sputtering target |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006035777A true JP2006035777A (en) | 2006-02-09 |
JP4830276B2 JP4830276B2 (en) | 2011-12-07 |
Family
ID=35901261
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004222485A Expired - Fee Related JP4830276B2 (en) | 2004-07-29 | 2004-07-29 | Mold, molded body using the same, method for producing sputtering target, and sputtering target |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4830276B2 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014125648A (en) * | 2012-12-25 | 2014-07-07 | Tosoh Corp | Igzo sintered body and sputtering target |
JP2015030858A (en) * | 2013-07-31 | 2015-02-16 | 株式会社アルバック | Production method of sputtering target |
CN115106526A (en) * | 2022-06-27 | 2022-09-27 | 金堆城钼业股份有限公司 | Cold isostatic pressing precision forming device and method for molybdenum material plate blank |
CN116023142A (en) * | 2022-12-29 | 2023-04-28 | 苏州六九新材料科技有限公司 | Tungsten carbide target material, preparation method thereof and special die |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH093636A (en) * | 1995-06-26 | 1997-01-07 | Kobe Steel Ltd | Manufacture of large sputtering target |
JP2002356767A (en) * | 2001-05-30 | 2002-12-13 | Nikko Materials Co Ltd | Method for manufacturing izo sputtering target |
JP2004359984A (en) * | 2003-06-03 | 2004-12-24 | Nikko Materials Co Ltd | Method of producing powder molding for sintering, and method of producing sputtering target using the molding |
-
2004
- 2004-07-29 JP JP2004222485A patent/JP4830276B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH093636A (en) * | 1995-06-26 | 1997-01-07 | Kobe Steel Ltd | Manufacture of large sputtering target |
JP2002356767A (en) * | 2001-05-30 | 2002-12-13 | Nikko Materials Co Ltd | Method for manufacturing izo sputtering target |
JP2004359984A (en) * | 2003-06-03 | 2004-12-24 | Nikko Materials Co Ltd | Method of producing powder molding for sintering, and method of producing sputtering target using the molding |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014125648A (en) * | 2012-12-25 | 2014-07-07 | Tosoh Corp | Igzo sintered body and sputtering target |
JP2015030858A (en) * | 2013-07-31 | 2015-02-16 | 株式会社アルバック | Production method of sputtering target |
CN115106526A (en) * | 2022-06-27 | 2022-09-27 | 金堆城钼业股份有限公司 | Cold isostatic pressing precision forming device and method for molybdenum material plate blank |
CN115106526B (en) * | 2022-06-27 | 2024-06-04 | 金堆城钼业股份有限公司 | Cold isostatic pressing accurate forming device and method for molybdenum material plate blank |
CN116023142A (en) * | 2022-12-29 | 2023-04-28 | 苏州六九新材料科技有限公司 | Tungsten carbide target material, preparation method thereof and special die |
CN116023142B (en) * | 2022-12-29 | 2024-01-19 | 苏州六九新材料科技有限公司 | Tungsten carbide target material, preparation method thereof and special die |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4830276B2 (en) | 2011-12-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5804109B2 (en) | Sintered body and sputtering target | |
JP5778372B2 (en) | Sintered body, sputtering target, mold and method for producing sintered body | |
JP4435386B2 (en) | Manufacturing method of high-density sputtering target | |
JP4830276B2 (en) | Mold, molded body using the same, method for producing sputtering target, and sputtering target | |
JP2017047553A (en) | Cylindrical molding die, cylindrical ceramic molded body and method for producing the same | |
JP2013204051A (en) | Method for manufacturing cylindrical sputtering target material | |
JP4562318B2 (en) | Mold and method of manufacturing sputtering target using the mold | |
KR20210008140A (en) | Sputtering target and packaging method thereof | |
JP2015175035A (en) | Method of manufacturing cylinder type sputtering target material | |
JP2006193797A (en) | Mold for producing compact for sputtering target and method for producing sputtering target | |
JP3409345B2 (en) | Method for producing ceramic target | |
JP2015175034A (en) | Method for producing sputtering target material | |
JP3710021B2 (en) | Tin oxide-antimony oxide sintered compact target and method for producing the same | |
JP6439383B2 (en) | Cylindrical mold and method for producing cylindrical ceramic molded body using the same | |
JP2004359984A (en) | Method of producing powder molding for sintering, and method of producing sputtering target using the molding | |
JP2000233299A (en) | Structure for press molding, and molding method | |
JP3993066B2 (en) | Method for producing sputtering target | |
JP4591749B2 (en) | Manufacturing method of Mo target material | |
JP6331125B2 (en) | Target material manufacturing method | |
JP2023069670A (en) | Molded body production method, molded body and sputtering target | |
JP2023077507A (en) | Sintered compact production method, pre-sintering molded body and sintered compact | |
JP2009013471A (en) | Ru TARGET MATERIAL, AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME | |
KR101626077B1 (en) | CIP complex mold for manufacturing alumina plate | |
KR101673976B1 (en) | Method for manufacturing alumina plate using CIP complex mold | |
JPH1140457A (en) | Manufacture of laminate ceramic electronic component |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070620 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100615 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100622 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100809 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110628 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110803 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110823 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110905 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 4830276 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140930 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |