JPH02141459A

JPH02141459A - インジウム‐スズ酸化物焼結体の製造法

Info

Publication number: JPH02141459A
Application number: JP63295434A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Sugihara; 杉原　忠; Kazuo Watanabe; 渡辺　和男
Original assignee: Mitsubishi Metal Corp
Current assignee: Mitsubishi Metal Corp
Priority date: 1988-11-22
Filing date: 1988-11-22
Publication date: 1990-05-30
Anticipated expiration: 2012-01-08
Also published as: JP2569774B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、通常の大気中で常圧焼結することにより高
密度を有するインジウム−スズ酸化物焼結体（以下、Ｉ
ｎ　−Ｓｎ　−０系焼結体という）を製造する方法に関
するものであり、このＩ　ｎＳｎ−０系焼結体は、例え
ば液晶表示基板上の配線材として用いられる透明導電膜
をスパッタリングにより形成する時のターゲットとして
使用される。

〔従来の技術〕一般に、Ｉｎ　−Ｓｎ　−０系焼結体は、つぎのような
方法により製造されている。

まず、Ｉｎ　　Ｏ粉末にＳ　ｎ　Ｏ２粉末を１〜３５重
量％混合し、焼成し、ついで解砕した後粉砕して、Ｉｎ
　　Ｏ−ＳｎＯ２焼成粉末を作製する。

ついで、（１）　　このＩｎ　　Ｏ−ＳｎＯ，、焼成粉末を一軸
プレス成形または静水圧プレス成形して成形体を作製し
、ついで、温度：　１０００〜１６００℃、大気中で焼
結し、焼結体を製造する方法、（２）　　このＩ　ｎ　　Ｏ−Ｓ　ｎ　Ｏ２焼成粉末を
真空雰囲気中でホットプレスすることによりＩｎＳｎ−
０系焼結体を製造する方法、により製造されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記焼成して得られたＩ　ｎ　　Ｏ−Ｓ　ｎ　０２焼酸
粉末は、成形性および焼結性が悪く、この粉末を静水圧
プレス成形により成形体を作製しても、その成形体の相
対密度は５０％を越えることはなく、この成形体を温度
：　＋ｅｏｏ℃て常圧焼結しても、その結果得られた焼
結体の相対密度は６５％を越えることはない。したがっ
て、この成形体を焼結して得られたＩｎ　−Ｓｎ　−０
系焼結体の相対密度は低く、そのため焼結体の強度は低
く、特に大形のＩｎ　−Ｓｎ　−０系焼結体を製造する
ことは困難であった。

一方、上記Ｉ　ｎ　　Ｏ−Ｓ　ｎ　Ｏ２焼成粉末を真空
中でホットプレスして得られたＩｎ　−Ｓｎ　−０系焼
結体の相対密度は９０％までいくが、真空中でグラファ
イトモールドと接している表層部分が還元され、焼結体
の表層部と内部で組成に差が生じ（すなわち、Ｉｎ　−
Ｓｎ　−０系焼結体の表層部と内部で酸素量に差が生じ
、焼結体の表層部と内部で色が異なる）、さらに、真空
ホットプレスは、常圧焼結に比べて大形の焼結体を大量
生産するにはコストがかかりすぎるという問題点があっ
た。

〔課題を解決するための手段〕

そこで、本発明者等は、コストのかからない大気中で常
圧焼結しても高密度をｆ−ｉするＩ　ｎＳｎ−０系焼結
体を製造することのできる製造法を開発すべく研究を行
った結果、Ｉｎ　−Ｓｎ　−０系焼結体を製造するための酸化物原
料粉末に対して低融点金属または合金粉末を混合し、こ
の混合粉末をプレス成形して得られた成形体は密度が向
上し、この高密度の成形体を通常の大気中で常圧焼結す
ると高密度のＩｎＳｎ−０系焼結体が得られるという知
見を得たのである。

この発明は、かかる知見にもとづいてなされたものであ
って、（１）　　Ｉｎ　　Ｏ−ＳｎＯ２焼成粉末、および、Ｉｎ粉末、からなる混合粉末、（２）　　Ｉｎ　　Ｏ−Ｓｎ０２焼成粉末、および、Ｉｎ−Ｓｎ合金粉末、からなる混合粉末、（３）　　Ｉ
　ｎ　　Ｏ−Ｓ　ｎ　Ｏ２焼成粉末、Ｉｎ粉末、および、Ｉｎ−Ｓｎ合金粉末、からなる混合粉末、（４）　Ｉｎ
２Ｏ３粉末、Ｓ　ｎ　０２粉末、および、Ｉｎ粉末、からなる混合粉末、（５）　工ｎ２０３粉末、Ｓ　ｎ　０２粉末、および、Ｉｎ−Ｓｎ合金粉末、からなる混合粉末、（６）　Ｉｎ
２Ｏ３粉末、Ｓ　ｎ　Ｏ２粉末、１口粉末、および、Ｉｎ−Ｓｎ合金粉末、からなる混合粉末、（７）　Ｉｎ
２Ｏ３粉末、ＳｎＯ３粉末、Ｉ　ｎ２０３−　ＳｎＯ２焼成粉末、および、Ｉｎ粉末、からなる混合粉末、（８）　Ｉｎ２Ｏ３粉末、Ｓ　ｎ　０２粉末、Ｉｎ２Ｏ３−Ｓｎ０２焼成粉末、および、Ｉｎ−Ｓｎ合金粉末、からなる混合粉末、（９）　１ｎ
２０３粉末、Ｓ　ｎ　０２粉末、Ｉｎ　　Ｏ−ＳｎＯ２焼成粉末、Ｉｎ粉末、および、Ｉｎ−Ｓｎ合金粉末、からなる混合粉末、（１０）Ｉｎ
２Ｏ３粉末、および、Ｉｎ−Ｓｎ合金粉末、からなる混合粉末、上記（１）〜
（１０）の混合粉末をそれぞれ用意し、これら混合粉末
をプレス成形して成形体を作製し、これら成形体を大気
中、常圧焼結するＩｎＳｎ−０系焼結体の製造法に特徴
を有するものである。

上記混合粉末の原料粉末であるＩｎ２Ｏ３粉末、ＳｎＯ
粉末、およびＩｎ２Ｏ３−ＳｎＯ２焼成粉末の平均粒径
は、それぞれ１〜１００　ｕｒｎの範囲内のものを使用
し、Ｉｎ粉末およびＩｎ−Ｓｎ合金粉末の平均粒径は５
〜１００μｓの範囲内のものを使用する。

上記Ｉｎ−Ｓｎ合金粉末は、Ｓｎ：１〜５０重量％含有
のＩｎ合金粉末であり、その融点は１２０〜１６０℃の
範囲内にあるＩｎ合金粉末を使用する。

さらに、Ｉｎ粉末の融点は、１５６．４℃であるから上
記Ｉｎ−Ｓｎ合金粉末の融点の範囲内に含まれる。

上記（１）〜（１０）の混合粉末の配合組成範囲は、次
の範囲にあることが望ましい。

重量％で（以下、％は重量％を示す）（１）　Ｉｎ２Ｏ３−ＳｎＯ２焼成粉末＝６５〜９２％
、Ｉｎ粉末：８〜３５％、（２）　　Ｉｎ２Ｏ３−ＳｎＯ２焼成粉末：０５−９２
％、Ｉｎ−Ｓｎ合金粉末：８〜３５％、（３）　Ｉｎ２Ｏ３−ＳｎＯ２焼成粉末：６５〜９２％
、Ｉｎ−Ｓｎ合金粉末：１〜２８％、Ｉｎ粉末ニア〜３４％、（但し、Ｉｎ−Ｓｎ合金粉末とＩｎ粉末の合計：８〜３
５％）、（４）　Ｉｎ２Ｏ３粉末：３０〜９１％、Ｓ　ｎ　Ｏ２
粉末＝１〜３５％、Ｉｎ粉末：８〜３５％、（５）　　Ｉｎ２Ｏ３粉末二３０〜９１％、Ｓ　ｎ　Ｏ
２粉末＝１〜３５％、Ｉｎ−Ｓｎ合金粉末：８〜３５％、（６）　　Ｉ　ｎ　２０　ａ粉末＝３０〜９０％、Ｓ　
ｎ　Ｏ２粉末：１〜３５％、Ｉｎ−Ｓｎ合金粉末：１−２８％、Ｉｎ粉末ニア〜３４％、（但し、Ｉｎ−Ｓｎ合金粉末とＩｎ粉末の合計＝８〜３
５％）、（７）　１ｎ２０３粉末：１〜９０％、Ｓ　ｎ　０２粉
末＝１〜３５％、Ｉｎ２Ｏ３−ＳｎＯ２焼成粉末：１〜９０％、Ｉｎ粉末
：８〜３５％、（８）　Ｉｎ２Ｏ３粉末：１〜９０％、Ｓ　ｎ　０２粉
末：　１〜３５９６、Ｉｎ２Ｏ３−Ｓｎ０２焼成粉末＝１〜９０％、Ｉｎ−Ｓ
ｎ合金粉末＝８〜３５％、（９）　Ｉｎ２Ｏ３粉末：１〜９０％、Ｓ　ｎ　０２粉
末：１〜３５％、Ｉ　ｎ２０３−　ＳｎＯ２焼成粉末：１〜９０％、Ｉｎ
−Ｓｎ合金粉末＝１〜２８％、Ｉｎ粉末８７〜３４％、（但し、Ｉｎ−Ｓｎ合金粉末とＩｎ粉末の合計：８〜３
５％）（１０）■ｎ２０３粉末二６５〜９２％、Ｉｎ−Ｓｎ合
金粉末＝８〜３５％、上記（＋）〜（１０）の混合粉末において、酸化物粉末
に対するＩｎ粉末およびＩｎ−Ｓｎ粉末の合計添加量は
、８〜３５重量％の範囲内にある必要がある。上記酸化
物粉末の隙間を十分に埋めて、かつプレス成形された成
形体外に漏れ出ない量の限界は３５重量％であり、一方
、酸化物粉末の隙間で塑性変形あるいは流動することで
密度向上効果を示す最小限必要な金属粉末の添加量は、
８重量％である。

上記（１）〜（１０）の配合組成を有する混合粉末は、
Ｉｎ−Ｓｎ合金粉末またはＩｎ粉末の融点をｍ、ｐ。

とすると、プレス温度：　ｍ、ｐ、　−３０９Ｃ−ｍ、ｐ、＋３０
°Ｃ１プレス圧：　　１００ｋｇ／ｃＪ〜３０００ｋｇ
／ｃＪ、の条件でプレス成形され、成形体が作製される
。

上記プレス温度がｍ、ｐ、より３０℃を越えて低くなる
とＩｎ−Ｓｎ合金粉末およびＩｎ粉末の塑性変形に大き
な力を要し、酸化物粉末の隙間を埋めるために要する圧
力が大きくなりすぎて経済的ではなく、さらに、Ｉｌｌ
、ｐ、より３０℃を越えて高いと溶融金属の流動性が十
分になりすぎて、プレス中に成形体から溶融金属がしみ
出てしまう。また上記（１）〜（ｌＯ）の混合粉末に含
有されるＩｎ−Ｓｎ合金粉末およびＩｎ粉末を、塑性変
形して酸化物粉末の隙間を埋めるに要する圧力は１トン
／　ｃＪ〜３トン／　ａｔが必要であり、上記Ｉｎ−Ｓ
ｎ合金粉末およびＩｎ粉末が溶融している状態では、プ
レス圧は１００ｋｇ／ｃ４〜１トン／Ｃ−の圧力で酸化
物粉末の隙間を埋めることができるため、プレス圧は１
００ｋｇ／ｃ♂−３０００ｋｇ／　ｃＪと定めた。上記
プレス温度は、上記Ｉｎ−Ｓｎ合金粉末およびＩｎ粉末
の融点が１２０〜１６０℃であるから、具体的には９０
℃〜１９０℃が好ましい。

〔実　施　例〕

つぎに、この発明を実施例にもとづいて具体的に説明す
る。

平均粒径：５μｓのＩｎ２Ｏ３粉末（純度：９９．９９
％）、平均粒径：６節のＳ　ｎ　Ｏ２粉末（純度：９９．９９
％）、平均粒径：３０℃１ｍのＩｎ−Ｓｎ合金粉末（Ｓ
　ｎ：４０重量％、融点＝１２０℃）、および平均粒径：２５虜のＩｎ粉末（１５Ｂ、４℃）、を用意
し、さらに、上記Ｉｎ２Ｏ３粉末＝９０重量％、Ｓ　ｎ　０２粉末＝１０重量％、を配合し、混合し、大気中温度：　１３００℃で焼成の
のち、湿式ボールミルにより粉砕し、平均粒径：　ｌＯ虜のＩｎ２Ｏ３−ＳｎＯ２焼成粉末、
を作製し、用意した。

これら、Ｉｎ２Ｏ３粉末、Ｓ　ｎ　Ｏ２粉末、Ｉｎ２０
３Ｓ　ｎ　０２焼成粉末、１ｎ粉末、およびＩｎ−Ｓｎ
合金粉末を第１表に示される組成となるように配合し、
乾式ボールミルによりよく混合し、この混合粉末を第１
表に示されるプレス条件で一軸プレス法により、直径：８０ｍｍｘ厚さ＝５關の寸法を有する比較的大き
な成形体を作製し、この成形体の密度を測定してその結
果を第１表に示した。

このようにして得られた成形体を第１表の大気中常圧焼
結条件にて焼結し、Ｉｎ　−Ｓｎ　−０系焼結体の密度
を測定し、その結果を測定してその結果を第１表に示し
た。

第１表の結果から、この発明の製造法により得られたＩ
ｎ　−Ｓｎ−０系焼結体は、いずれも高密度を有してい
るに対し、この発明の条件から外れた条件（第１表にお
いて※を付した値）で製造したＩｎ　−Ｓｎ　−０系焼
結体は十分な密度を有しないことがわかる。

〔発明の効果〕

通常のインジウム−スズ酸化物焼結体製造用酸化物原料
粉末にＩｎ粉末および／またはＩｎ−Ｓｎ合金粉末を添
加した混合粉末をプレス成形して成形体を作製すると、
得られた成形体は高密度を有し、したがって従来よりも
大形の成形体を作製することができ、この大形の成形体
を最も低コストな大気中常圧焼結法により焼結して高密
度のインジウム−スズ酸化物焼結体を得ることができる
。

また、上記高密度なインジウム−スズ酸化物焼結体をタ
ーゲットとしてスパッタリングを行った場合、高密度な
ターゲットは均一に消耗され、形成されたスパッタリン
グ膜も均一で優れた特性を有するという効果がある。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）混合粉末をプレス成形して成形体を作製し、つい
で上記成形体を通常の大気中で常圧焼結するインジウム
−スズ酸化物焼結体の製造法において、上記混合粉末と
して、酸化インジウム粉末と酸化スズ粉末からなる混合粉末を
焼成して得られた酸化インジウム−酸化スズ焼成粉末（
以下、この粉末を酸化インジウム−酸化スズ焼成粉末と
いう）、並びに、Ｉｎ粉末およびＩｎ−Ｓｎ合金粉末のうち１種または２
種、を配合し混合して得られた混合粉末を用いることを特徴
とするインジウム−スズ酸化物焼結体の製造法。
（２）上記混合粉末として、酸化インジウム粉末、酸化スズ粉末、並びに、Ｉｎ粉末およびＩｎ−Ｓｎ合金粉末のうち１種または２
種、を配合し混合して得られた混合粉末を用いることを特徴
とする請求項１記載のインジウム−スズ酸化物焼結体の
製造法。
（３）上記混合粉末として、酸化インジウム粉末、酸化スズ粉末、酸化インジウム−酸化スズ焼成粉末、並びに、Ｉｎ粉末およびＩｎ−Ｓｎ合金粉末のうち１種または２
種、を配合し混合して得られた混合粉末を用いることを特徴
とする請求項１記載のインジウム−スズ酸化物焼結体の
製造法。
（４）上記混合粉末として、酸化インジウム粉末、および、Ｉｎ−Ｓｎ合金粉末、を配合し混合して得られた混合粉末を用いることを特徴
とする請求項１記載のインジウム−スズ酸化物焼結体の
製造法。