JPH07122082B2 - Hot press mold - Google Patents

Hot press mold

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JPH07122082B2
JPH07122082B2 JP3218013A JP21801391A JPH07122082B2 JP H07122082 B2 JPH07122082 B2 JP H07122082B2 JP 3218013 A JP3218013 A JP 3218013A JP 21801391 A JP21801391 A JP 21801391A JP H07122082 B2 JPH07122082 B2 JP H07122082B2
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hot pressing
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    • B30PRESSES
    • B30BPRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/02Dies; Inserts therefor; Mounting thereof; Moulds
    • B30B15/022Moulds for compacting material in powder, granular of pasta form

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Powder Metallurgy (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、金属粉末およびセラミ
ック粉末等の焼結に用いるホットプレス用鋳型に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hot pressing mold used for sintering metal powder and ceramic powder.

【0002】[0002]

【従来の技術】金属粉末またはセラミック粉末等の焼結
体を得るためには、従来は次のような方法がとられてい
る。即ち、まず、炭素結合炭素繊維複合材料(C/C複
合材)からなる外筒を用意し、その内面に設けるべき内
筒としては、黒鉛などの耐熱性材料からなるものを用意
する。そして、これらの外筒および内筒を所定のはめ合
い関係にしながら適当な誘導炉内にセットして、所要の
ホットプレス用鋳型を得る。そして、このホットプレス
用鋳型に対して、粉末状の被焼結物質または予備成形し
た被焼結物質を装荷して、ある所定の温度、時間、圧力
等の諸条件の下で加圧焼結することによって所望の焼結
体を得るようにされる。ところが従来のこの方法による
と、前述された加圧焼結の過程において、ピッチ類や炭
化工程 等で蓄積されたC/C複合材よりなる鋳型の外筒
からの有害な元素が焼結体中に熱拡散的に侵入して、当
該焼結体の諸特性を著しく低下させたり、または、その
純度の低下を生じさせたりして、満足すべき焼結体を得
ることができないのが現状である。
2. Description of the Related Art In order to obtain a sintered body such as a metal powder or a ceramic powder, the following method has been conventionally used. That is, first, an outer cylinder made of a carbon-bonded carbon fiber composite material (C / C composite material) is prepared, and an inner cylinder to be provided on the inner surface thereof is made of a heat resistant material such as graphite. Then, the outer cylinder and the inner cylinder are set in an appropriate induction furnace in a predetermined fitting relationship to obtain a required hot pressing mold. Then, a powdered material to be sintered or a preformed material to be sintered is loaded into the hot pressing mold, and pressure sintering is performed under various conditions such as a predetermined temperature, time and pressure. By doing so, a desired sintered body is obtained. However, according to this conventional method, pitches and charcoal are not added during the pressure sintering process described above.
The harmful elements from the outer cylinder of the mold made of the C / C composite material accumulated in the oxidization process and the like infiltrate into the sintered body in a thermal diffusion manner, and significantly deteriorate the various characteristics of the sintered body. Alternatively, it is the current situation that a satisfactory sintered body cannot be obtained due to a decrease in its purity.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、この
ような金属粉末またはセラミック粉末等の焼結に悪影響
をおよぼす原因を明らかにし、緻密で高純度の焼結体を
生産できるホットプレス用鋳型を提供することにある。
The object of the present invention is to clarify the cause of adverse effect on the sintering of such metal powder or ceramic powder, and to produce a dense and high-purity sintered body. To provide a mold.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】ホットプレスによって生
産される金属焼結体としては、タングステン、モリブデ
ン、チタン、レニウム、ハフニウム、クロム、およびコ
バルトなどの金属単体や上記金属の珪化物などの金属化
合物を挙げることができる。これらの金属単体や金属珪
化物などの中の高純度のものの具体的な一つの用途は、
スパッタリングターゲット材としてLSI用配線材料に
使用されることである。ところで、このような用途があ
ることから、前記高純度であるべき金属単体や金属珪化
物などについて、ホットプレス用鋳型内の次のような各
種の不純物含有率を、ある所定の値以下にすることが必
要とされる。即ち、半導体素子においてイオン化し、そ
のゲート絶縁膜中を容易に移動して、MOS界面特性を
劣化させるアルカリ金属;界面準位の発生または接合リ
ークの原因となる鉄、アルミニウム、クロム、ニッケル
などの各種金属;及び;還元剤として作用するバナジウ
ム;などの不純物含有率を、ある所定の値以下にするこ
とが必要とされる。
[Means for Solving the Problems] Examples of the metal sintered body produced by hot pressing include simple metals such as tungsten, molybdenum, titanium, rhenium, hafnium, chromium, and cobalt, and metal compounds such as silicides of the above metals. Can be mentioned. One of the specific uses of high-purity substances among these simple metals and metal silicides is
It is to be used as a wiring material for LSI as a sputtering target material. By the way, since there is such an application, the following various impurity contents in the hot pressing mold for the metal simple substance or metal silicide, which should be of high purity, are set to a predetermined value or less. Is needed. That is, an alkali metal which is ionized in a semiconductor element and easily moves in the gate insulating film to deteriorate MOS interface characteristics; iron, aluminum, chromium, nickel, etc. which cause interface states or junction leakage It is necessary to set the content of impurities such as various metals; and vanadium that acts as a reducing agent to a predetermined value or less.

【0005】一方、ホットプレスによって生産されるセ
ラミック撓結体において高純度を必要とするものとして
は、金属と同様にスパッタリングのために使用されるセ
ラミックターゲット材がある。このようなセラミックタ
ーゲット材は、サーマルヘッド、透明導電膜、保護膜な
どとして使用されており、又、各種金属の防錆、表面強
化、太陽熱コレクター、アモルファス太陽電池用窓枠材
などにも有利に使用されるものである。ところで、ここ
での薄膜の機能を発揮させる上では、その材料はある一
定の純度を保持することが必要である。そして、このた
めには、ホットプレス用鋳型に含まれる不純物毎に、そ
れぞれに特定の臨界的な不純物含有率が存在することが
見出された。
On the other hand, in the flexible ceramic body produced by hot pressing, there is a ceramic target material used for sputtering as well as metal, which requires high purity. Such a ceramic target material is used as a thermal head, a transparent conductive film, a protective film, etc., and is also advantageous for rust prevention of various metals, surface strengthening, solar heat collectors, window frame materials for amorphous solar cells, etc. Is what is used. By the way, in order to exert the function of the thin film here, the material needs to maintain a certain degree of purity. Then, for this purpose, it was found that each impurity contained in the hot pressing mold has a specific critical impurity content rate.

【0006】このようなことから、緻密かつ高純度の焼
結体を得るためには、最終製品にとっては有害な焼結助
剤を添加することなく、超微粉末原料に対するホットプ
レス処理をせねばならず、これとともに、ホットプレス
用鋳型からの不純物の熱拡散が生じないように焼結処理
を施さねばならない。
Therefore, in order to obtain a dense and high-purity sintered body, it is necessary to hot-press the ultrafine powder raw material without adding a sintering aid harmful to the final product. At the same time, the sintering treatment must be performed so that the thermal diffusion of impurities from the hot pressing mold does not occur.

【0007】そこで、本発明によってとったことは、ホ
ットプレス用鋳型の基材であるC/C複合材の不純物含
有率を900ppm以下にすること、及び、ホットプレ
ス用鋳型から熱拡散する特定の有害な元素をある一定量
以下にすることである。
Therefore, what has been taken in accordance with the present invention is that the impurity content of the C / C composite material, which is the base material of the hot pressing mold, is 900 ppm or less, and that the heat diffusion from the hot pressing mold is specified. To reduce harmful elements to a certain level or less.

【0008】本発明の具体例の1つとして、半導体電極
の接合リーク等の原因について調査研究の結果、ホット
プレス法で製造したスパッタリングターゲット材の場合
には、次のことが見出された。即ち、鋳型の外筒である
C/C複合材の鉄の含有量が80ppm以下;アルミニ
ウムの含有量が90ppm以下;ニッケルの含有量が1
5prm以下;クロムの含有量が10ppm以下;そし
て、バナジウムの含有量が30ppm以下;であったと
きには、そのトラブルが発生しないということが見出さ
れた。又、これと同時に、MOSの界面特性が劣化する
原因となるアルカリ金属の影響についても調査研究を行
い、その結果として、外筒であるC/C複合材のナトリ
ウムの含有量が25ppm以下であり、カリウムの含有
量が25ppm以下であるときには問題を生じないこと
も判明した。
As one of the specific examples of the present invention, as a result of investigation and research on the cause of junction leakage of semiconductor electrodes, the following was found in the case of a sputtering target material manufactured by the hot pressing method. That is, the iron content of the C / C composite material, which is the outer cylinder of the mold, is 80 ppm or less; the aluminum content is 90 ppm or less; the nickel content is 1
It has been found that the trouble does not occur when the content of chromium is 5 ppm or less; the content of chromium is 10 ppm or less; and the content of vanadium is 30 ppm or less. At the same time, research and study were also conducted on the effect of alkali metals that cause deterioration of the interface characteristics of the MOS, and as a result, the sodium content of the C / C composite material, which is the outer cylinder, was 25 ppm or less. It was also found that no problem occurs when the potassium content is 25 ppm or less.

【0009】しかしながら、ホットプレスに用いる鋳型
の外筒であるC/C複合材中に含まれる不純物の総含有
量が900ppmを超えたときには、この不純物のガス
化によって、上記された特定の不純物の含有量がある規
定量以下であったとしても、その拡散速度が増大して、
結果的にトラブルを引き起こすことになる。このため
に、前記不純物の総含有量は900ppm以下にしなけ
ればならない。
However, when the total content of impurities contained in the C / C composite material, which is the outer cylinder of the mold used for hot pressing, exceeds 900 ppm, gasification of the impurities causes the formation of the above-mentioned specific impurities. Even if the content is below a certain amount, its diffusion rate increases,
As a result, it causes trouble. Therefore, the total content of the impurities should be 900 ppm or less.

【0010】又、サーマルヘッド、透明導電膜、保護膜
などのセラミックターゲット材についても、その製造の
際に用いられたホットプレス用鋳型の外筒であるC/C
複合材において、その鉄の含有量が80ppm以下;ア
ルミニウムの含有量が90ppm以下;ニッケルの含有
量が15ppm以下;クロムの含有量が10ppm以
下;バナジウムの含有量が30ppm以下;そして、不
純物総含有量が900ppm以下;であるときには、不
純物による汚染のトラブルが激減することが認められ
た。同様に、ターゲット材の他に電子材料分野で使用さ
れるセラミック基板用材料や金属基板用材料について
も、純度の点で同じような効果が認められた。
Also, regarding the ceramic target material such as the thermal head, the transparent conductive film and the protective film, the C / C which is the outer cylinder of the hot press mold used in the production thereof.
In the composite material, the iron content is 80 ppm or less; the aluminum content is 90 ppm or less; the nickel content is 15 ppm or less; the chromium content is 10 ppm or less; the vanadium content is 30 ppm or less; and the total impurity content. When the amount was 900 ppm or less; it was confirmed that the trouble of contamination by impurities was drastically reduced. Similarly, in addition to target materials, it is used in the field of electronic materials.
Materials for ceramic and metal substrates
However, a similar effect was recognized in terms of purity.

【0011】ここで、本発明におけるホットプレス用鋳
型の形状については、最終的に得られるべき焼結体の形
状に応じて、円筒形、角筒形、各種曲線形状をなす自由
形状のものにも適用できる。
Here, the shape of the hot pressing mold according to the present invention may be a cylindrical shape, a rectangular tube shape, or a free-form shape having various curved shapes, depending on the shape of the sintered body to be finally obtained. Can also be applied.

【0012】本発明で用いられるC/C複合材は、次の
ような代表的な方法によって製造される。即ち、まず、
ポリアクリロニトリル、レーヨン、フェノール樹脂等の
合成高分子材料を出発原料とする炭素繊維か、又は石油
ピッチ、石炭ピッチ等を出発原料とする炭素繊維を用い
て、筒状の構造体に組み立てられる。これに次いで、こ
のような構造体にフェノール樹脂やフラン樹脂等の炭化
性樹脂やピッチ類を含浸して硬化させた後に、700℃
以上の加熱温度をもって焼成炭化することにより最終製
品としてのC/C複合材が得られる。より緻密かつ高強
度のC/C複合材を得るためには、前記の樹脂含浸−硬
化−炭化のプロセスを所要の回数繰り返すのが適当であ
る。
The C / C composite material used in the present invention is manufactured by the following typical method. That is, first
A tubular structure is assembled using carbon fibers starting from synthetic polymer materials such as polyacrylonitrile, rayon, and phenol resin, or carbon fibers starting from petroleum pitch, coal pitch, or the like. Next, after impregnating such a structure with a carbonic resin such as a phenol resin or a furan resin or pitches and curing the structure, 700 ° C
By firing and carbonizing at the above heating temperature, a C / C composite material as a final product can be obtained. In order to obtain a more dense and high-strength C / C composite material, it is appropriate to repeat the above resin impregnation-curing-carbonization process a required number of times.

【0013】なお、このようなC/C複合材を得るため
の別の方法としては、前記のような樹脂含浸による方法
に換えて、CVD処理によって熱分解炭素を炭素繊維構
造体内に均一に沈着させる方法もある。
As another method for obtaining such a C / C composite material, instead of the method of resin impregnation as described above, pyrolytic carbon is uniformly deposited in the carbon fiber structure by a CVD process. There is also a way to do it.

【0014】[0014]

【作用】本発明によれば、ホットプレス用鋳型の外筒で
あるC/C複合材に含まれる鉄、アルミニウム、ニッケ
ル、クロム、バナジウムのそれぞれの含有量をある一定
値以下にすることによって、半導体のための電極用スパ
ッタリングターゲットの焼結時における汚染が防止され
る。そして、このことによって、得られたスパッタリン
グターゲットに基づく薄膜の界面準位の発生が抑制さ
れ、この結果として、接合リーク等の原因がなくなるよ
うに作用する。また、同様にして、ホットプレス用鋳型
の外筒であるC/C複合材に含まれるアルカリ金属の含
有量をある一定値以下にすることにより、得られたスパ
ッタリングターゲットに基づく薄膜のMOS界面特性の
劣化が防止されるように作用する。なお、セラミックタ
ーゲット材についても、その作用は同様であると考えら
れる。
According to the present invention, the content of each of iron, aluminum, nickel, chromium and vanadium contained in the C / C composite material, which is the outer cylinder of the hot pressing mold, is set to a certain value or less. Contamination during sintering of the electrode sputtering target for semiconductors is prevented. Then, this suppresses the generation of the interface state of the thin film based on the obtained sputtering target, and as a result, acts to eliminate the cause of junction leakage and the like. Similarly, by setting the content of the alkali metal contained in the C / C composite material, which is the outer cylinder of the hot pressing mold, to a certain value or less, the MOS interface characteristics of the thin film based on the obtained sputtering target. It acts to prevent the deterioration of. It is considered that the same effect can be obtained for the ceramic target material.

【0015】又、本発明によれば、ホットプレス用鋳型
の外筒であるC/C複合材の不純物の総量をある一定値
以下にすることで、ホットプレス用鋳型からガス化され
る元素に基づく影響を最小にすることができる。
Further, according to the present invention, the total amount of impurities in the C / C composite material, which is the outer cylinder of the hot pressing mold, is set to a certain value or less, so that the elements gasified from the hot pressing mold can be changed. Based effects can be minimized.

【0016】[0016]

【実施例】次に、本発明の実施例を説明する。図1は、
本発明に係るホットプレス用鋳型が使用されるホットプ
レス装置の概略断面図である。この図1において、1は
C/C複合材よりなるホットプレス用鋳型外筒であり、
2はホットプレス用鋳型内筒であって、両者ははめ合い
状態にされている。3は適当な材質・形状の断熱材であ
り、前記のホットプレス用鋳型外筒1やホットプレス用
鋳型内筒2を包囲するような構成にされている。4は所
要の被焼結物質であって、前記のホットプレス用鋳型内
筒2内に装入されるものである。被焼結物質4が装入さ
れているホットプレス用鋳型内筒2の上下には、パンチ
5、押棒6および押台7がセットにされたものが一ずつ
設けられており、前記の被焼結物質4に対して所要の圧
力を加えるようにされている。また、断熱材3の外周に
は誘導加熱用コイル8が設けられていて、被焼結物質4
の加熱のために用いられる。なお、本発明に係る実施例
の場合との対比のために、本発明の実施例によらない場
合について比較例として挙げてある。
EXAMPLES Next, examples of the present invention will be described. Figure 1
It is a schematic sectional drawing of the hot press apparatus in which the mold for hot pressing which concerns on this invention is used. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a hot press mold outer cylinder made of a C / C composite material,
Reference numeral 2 denotes an inner cylinder of the hot pressing mold, both of which are in a fitted state. Reference numeral 3 denotes a heat insulating material having an appropriate material and shape, which is configured to surround the hot press mold outer cylinder 1 and the hot press mold inner cylinder 2. Reference numeral 4 denotes a required substance to be sintered, which is loaded in the hot press mold inner cylinder 2. A set of a punch 5, a push rod 6 and a press base 7 is provided one above and one below the inner cylinder 2 for hot pressing in which the substance to be sintered 4 is charged. The required pressure is applied to the binder 4. Further, an induction heating coil 8 is provided on the outer periphery of the heat insulating material 3, and the material to be sintered 4 is
Used for heating. For comparison with the case of the embodiment of the present invention, the case not according to the embodiment of the present invention is given as a comparative example.

【0017】[0017]

【実施例1】:塩素ガス雰囲気中で加熱して脱灰処理し
たC/C複合材を対象として、発光分光法による灰分分
析をしたところ、次のような結果が得られた。即ち、不
純物の総含有量は50ppm;鉄の含有量は3.1pp
m;アルミニウムの含有量は4.1ppm;ニッケルの
含有量は2.5ppm;クロムの含有量は1.1pp
m;パナジウムの含有量は0.9ppm;ナトリウムの
含有量は1.0ppm;そして、カリウムの含有量は
0.7ppmであった。
[Example 1]: The following results were obtained when ash analysis by emission spectroscopy was performed on a C / C composite material that had been deashed by heating in a chlorine gas atmosphere. That is, the total content of impurities is 50 ppm; the content of iron is 3.1 pp
m; aluminum content 4.1 ppm; nickel content 2.5 ppm; chromium content 1.1 pp
m; Panadium content was 0.9 ppm; Sodium content was 1.0 ppm; and Potassium content was 0.7 ppm.

【0018】このようなC/Cの複合材を鋳型の外筒と
し、高純度黒鉛素材から加工したものを内筒として、外
径Φ350mm×内径Φ200×高さ200mmのホッ
トプレス用鋳型を作製した。そして、このホットプレス
用鋳型に対して、次のような珪化モリプデン(MoSi
2)粉末を14.0Kgだけ装人した。即ち、金属不純
物としての鉄、アルミニウム、ニッケル、クロム、バナ
ジウム、ナトリウム、および、カリウムの含有量が、い
ずれも0.03ppm以下の珪化モリブデン(MoSi
2)粉末を14.0Kgだけ装入した。これをホットプ
レス炉に入れて、アルゴンガス雰囲気下で300Kg/
cm2に加圧しながら、2時間にわたって1320℃の
温度状態に保持した。しかる後に、適当なベースで除冷
することによって、最終製品としてのターゲット用円板
を得た。このようにして得たターゲット用円板の一部を
試料片として取り出し、これについて不純物含有量の測
定をしたところ、鉄、アルミニウム、ニッケル、クロ
ム、バナジウム、ナトリウム、および、カリウムの含有
量は、いずれも0.03ppm以下であった。
Using such a C / C composite material as the outer cylinder of the mold, and using the one processed from high-purity graphite material as the inner cylinder, a mold for hot press having an outer diameter of Φ350 mm × inner diameter of Φ200 × height of 200 mm was prepared. . Then, the following molybdenum silicide (MoSi
2) 14.0 Kg of powder was loaded. That is, the content of iron, aluminum, nickel, chromium, vanadium, sodium, and potassium as metal impurities is 0.03 ppm or less, and molybdenum silicide (MoSi) is used.
2) 14.0 kg of powder was charged. This is put in a hot press furnace and 300 kg / g under an argon gas atmosphere.
While pressurizing to cm2, the temperature was kept at 1320 ° C for 2 hours. Then, by cooling with an appropriate base, a target disk was obtained as a final product. A part of the target disk thus obtained was taken out as a sample piece, and when the impurity content was measured for this, the contents of iron, aluminum, nickel, chromium, vanadium, sodium, and potassium were: All were 0.03 ppm or less.

【0019】[0019]

【実施例2】:減圧加熱炉で所定の加熱脱灰処理を施し
たしたC/C複合材について、所要の灰分分析をした結
果は次の通りであった。即ち、不純物総含有量は470
ppm;個別不純物としての鉄の含有量は50.5pp
m;アルミニウムの含有量は61.2ppm;クロムの
含有量は2.7ppm;ニッケルの含有量は8.1pp
m;バナジウムの含有量は3.8ppm;ナトリウムの
含有量は10.0ppm;そして、カリウムの含有量は
4.5ppmであった。このようなC/C複合材を外筒
としたホットプレス用鋳型を用いて、前記実施例1の場
合と同様に、金属不純物としての鉄、ニッケル、クロ
ム、バナジウム、ナトリウムおよびカリウムの含有量が
いずれも0.07ppm以下の炭化けい素(SiC)粉
末を、このホットブレス用鋳型に対して6.5Kgだけ
装入した。これをホットプレス炉に入れ、アルゴンガス
雰囲気下で350Kg/cm2に加圧 しながら、1時
間にわたって2000℃の温度状態に保持した。しかる
後に、適当なペースで除冷することによって、最終製品
としてのターゲット用円板を得た。このようにして得た
ターゲット用円板の一部を試料片として取り出し、これ
について不純物含有量の測定をしたところ、鉄、ニッケ
ル、クロム、バナジウム、ナトリウム、および、カリウ
ムの含有量は、いずれも0.09ppm以下であった。
[Example 2]: The results of the required ash analysis of the C / C composite material which had been subjected to a predetermined thermal deashing treatment in a vacuum heating furnace were as follows. That is, the total content of impurities is 470.
ppm; iron content as an individual impurity is 50.5 pp
m; aluminum content 61.2 ppm; chromium content 2.7 ppm; nickel content 8.1 pp
m; vanadium content was 3.8 ppm; sodium content was 10.0 ppm; and potassium content was 4.5 ppm. Using a mold for hot pressing having such a C / C composite material as an outer cylinder, the contents of iron, nickel, chromium, vanadium, sodium and potassium as metal impurities are the same as in the case of the first embodiment. In each case, silicon carbide (SiC) powder of 0.07 ppm or less was charged to the hot-breathing mold in an amount of 6.5 Kg. This was placed in a hot press furnace and kept at a temperature of 2000 ° C. for 1 hour while pressurizing to 350 Kg / cm 2 under an argon gas atmosphere. Thereafter, the target disc was obtained as a final product by cooling at an appropriate pace. A part of the target disk thus obtained was taken out as a sample piece, and the content of impurities was measured for it. The contents of iron, nickel, chromium, vanadium, sodium, and potassium were all It was 0.09 ppm or less.

【0020】[0020]

【比較例1】:不純物総含有量が960ppm;個別不
純物としての鉄の含有量が93.3ppm;アルミニウ
ムの含有量が95.2ppm;ニッケルの含有量が2.
5rpm;クロムの含有量が8.8ppm;パナジウム
の含有量が17.1ppm;ナトリウムの含有量が4
1.0ppm;そして、カリウムの含有量が10.9p
pmのC/C複合材を外筒として用いて、外径Φ350
mm×内径Φ200mm×高さ200mmのホットプレ
ス用鋳型を作製した。これに次いで、金属不純物として
の鉄、アルミニウム、ニッケル、クロム、バナジウム、
ナトリウムおよびカリウムの含有量がいずれも0.03
ppm以下の珪化モリブデン(MoSi2)粉末を、こ
のホットプレス用鋳型に対して14.0Kg だけ装入
した。そして、前述した実施例1と同様な条件の下でホ
ットプレスの処理を施して、最終製品としてのターゲッ
ト用円板を作製した。このようにして作製したターゲッ
ト用円板から取り出した試料片について不純物含有量の
測定をした結果は次の通りであった。即ち、個別不純物
としての鉄の含有量は9.0ppm;アルミニウムの含
有量は4.4ppm;ニッケルの含有量は2.2pp
m;クロムの含有量は3.0ppm;バナジウムの含有
量は1.9ppm;ナトリウムの含有量は7.0pr
m;そして、カリウムの含有量は1.1ppmであっ
た。
[Comparative Example 1]: Total content of impurities is 960 ppm; Content of iron as individual impurities is 93.3 ppm; Content of aluminum is 95.2 ppm; Content of nickel is 2.
5 rpm; chromium content 8.8 ppm; vanadium content 17.1 ppm; sodium content 4
1.0 ppm; and the content of potassium is 10.9 p
Using pm C / C composite material as an outer cylinder, outer diameter Φ350
A hot pressing mold of mm × inner diameter Φ200 mm × height 200 mm was prepared. Following this, iron, aluminum, nickel, chromium, vanadium as metal impurities,
Both sodium and potassium content 0.03
14.0 Kg of molybdenum silicide (MoSi2) powder of less than ppm was charged to the hot pressing mold. Then, hot pressing was performed under the same conditions as in Example 1 described above to produce a target disk as a final product. The result of measuring the impurity content of the sample piece taken out from the target disk thus produced was as follows. That is, the content of iron as an individual impurity is 9.0 ppm; the content of aluminum is 4.4 ppm; the content of nickel is 2.2 pp.
m; chromium content 3.0 ppm; vanadium content 1.9 ppm; sodium content 7.0 pr
m; and the content of potassium was 1.1 ppm.

【0021】[0021]

【比較例2】:前述された比較例1の場合と同じホット
プレス用鋳型を用いて、金属不純物としての鉄、アルミ
ニウム、ニッケル、クロム、バナジウム、カトリウムお
よびカリウムの含有量がいずれも0.07ppm以下の
炭化珪素(SiC)粉末を6.5Kgだけ装入した。こ
れに対して、前記実施例2の場合と同様の条件下でホッ
トプレスの処理を施し、最終製品としてのターゲット用
円板を作製した。そして、このようにして得られたター
ゲット用円板から取り出した試料片について、所定の不
純物含有量の測定をした結果は次の通りであった。即
ち、個別不純物としての鉄の含有量は7.9ppm;ア
ルミニウムの含有量は4.0ppm;ニッケルの含有量
は2.1ppm;クロムの含有量は3.2ppm;バナ
ジウムの含有量は2.5ppm;ナトリウムの含有量は
8.0ppm;そして、カリウムの含有量は2.1pp
mであった。
[Comparative Example 2]: Using the same hot-pressing mold as in Comparative Example 1 described above, the content of iron, aluminum, nickel, chromium, vanadium, potassium and potassium as metal impurities is 0.07 ppm. The following silicon carbide (SiC) powder was charged in an amount of 6.5 Kg. On the other hand, hot pressing was performed under the same conditions as in Example 2 to produce a target disk as a final product. Then, the sample pieces taken out from the target disk thus obtained were measured for a predetermined impurity content, and the results were as follows. That is, the content of iron as an individual impurity is 7.9 ppm; the content of aluminum is 4.0 ppm; the content of nickel is 2.1 ppm; the content of chromium is 3.2 ppm; the content of vanadium is 2.5 ppm. The sodium content is 8.0 ppm; and the potassium content is 2.1 pp
It was m.

【0022】[0022]

【発明の効果】以上、説明したように、本発明のホット
プレス用鋳型を用いて高純度金属粉末またはセラミック
粉末をホットプレス処理することにより、熱拡散による
汚染を防ぎ、高純度かつ均質の焼結体を良好な歩留まり
で製造することができる。特に、本発明に係るホットプ
レス用鋳型を用いることは、金属又はセラミックスから
なるスパッタリングターゲット材を作製する際に、ある
特定の不純物による汚染の影響を除去することが可能に
されて、各種の電気的特性や電子的物性の優れた薄膜類
を得る上で極めて有用なものである。
As described above, by hot-pressing high-purity metal powder or ceramic powder using the hot-pressing mold of the present invention, contamination due to thermal diffusion is prevented, and high-purity and homogeneous baking is performed. The bonded body can be manufactured with a good yield. In particular, the use of the hot-pressing mold according to the present invention makes it possible to remove the influence of contamination by a specific impurity when producing a sputtering target material made of metal or ceramics, so It is extremely useful for obtaining thin films having excellent physical properties and electronic properties.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係るホットプレス用鋳型が使用される
ホットプレス装置の概略断面図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a hot press machine in which a hot press mold according to the present invention is used.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 −−C/C複合材よりなるホットプレス用鋳型外
筒,2−− ホットプレス用鋳型内筒,3 −−断熱
材,4 −−被焼結物質,5 −−パンチ,6−− 押
棒,7 −−押台,8 −−誘導加熱用コイル。
1 --- C / C composite material hot press mold outer cylinder, 2 --- hot press mold inner cylinder, 3--heat insulating material, 4--sintered material, 5--punch, 6-push rod , 7 --- Stand, 8 --- Induction heating coil.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B30B 11/02 F C04B 35/645 F27B 17/00 F ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical display location B30B 11/02 F C04B 35/645 F27B 17/00 F

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】金属粉末またはセラミック粉末をホットプ
レスする装置の炉芯部を構成する筒形状のホットプレス
用鋳型であって、この鋳型の外筒が炭素結合炭素繊維複
合材料からなっており、該炭素結合炭素繊維複合材料の
主成分としての炭素以外の不純物の総含有量が900p
pm以下;上記不純物のうちナトリウムの含有量が25
ppm以下;カリウムの含有量が25ppm以下;鉄の
含有量が80ppm以下;アルミニウムの含有量が90
ppm以下;ニッケルの含有量が15ppm以下;クロ
ムの含有量が10ppm以下;バナジウムの含有量が3
0ppm以下;であることを特徴とするホットプレス用
鋳型。
1. A cylindrical hot pressing mold which constitutes a furnace core of a device for hot pressing metal powder or ceramic powder, wherein the outer cylinder of the mold is made of carbon-bonded carbon fiber composite material. The total content of impurities other than carbon as the main component of the carbon-bonded carbon fiber composite material is 900 p.
pm or less; the content of sodium among the impurities 25
ppm or less; potassium content is 25 ppm or less; iron content is 80 ppm or less; aluminum content is 90
ppm or less; nickel content is 15 ppm or less; chromium content is 10 ppm or less; vanadium content is 3
0 ppm or less; A mold for hot pressing.
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