KR101446614B1 - ITO granular power and cylindrical molded-object of ITO target having the same - Google Patents
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Abstract
고품질의 ITO 박막을 제공할 수 있는 ITO 과립 분말 및 이를 포함하는 원통형 ITO 타겟 성형체가 제공된다. ITO 과립 분말은 ITO 미세 분말 및 유기물 바인더를 포함하며, ITO 과립 분말의 평균 입경은 약 2 내지 100 ㎛ 이고, 흐름성은 약 50 내지 80 g/sec 인 것이 바람직하다.An ITO granulated powder capable of providing a high quality ITO thin film and a cylindrical ITO target shaped body including the same are provided. It is preferable that the ITO granulated powder includes an ITO fine powder and an organic binder, the average particle diameter of the ITO granulated powder is about 2 to 100 mu m, and the flowability is about 50 to 80 g / sec.
과립 분말, 흐름성, 충전율, 성형 밀도 Granule powder, flowability, filling rate, forming density
Description
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 ITO 분말의 제조 방법에 대한 흐름도이다.1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an ITO powder according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 ITO 슬러리 건조 장치의 개략적인 단면도이다.2 is a schematic cross-sectional view of an ITO slurry drying apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 ITO 타겟 성형체의 제조 방법에 대한 흐름도이다.3 is a flowchart of a method of manufacturing an ITO target molded article according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 ITO 타겟 성형체 제조용 몰드의 개략적인 단면도이다.4 is a schematic cross-sectional view of a mold for manufacturing an ITO target molded article according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 ITO 타겟 성형체 제조용 냉간 정수압 장치의 개략적인 단면도이다.5 is a schematic cross-sectional view of a cold isostatic apparatus for manufacturing an ITO target shaped body according to an embodiment of the present invention.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)DESCRIPTION OF THE REFERENCE NUMERALS (S)
100 : ITO 슬러리 건조 장치100: ITO slurry dryer
200 : ITO 타겟 성형체 제조용 몰드200: mold for manufacturing ITO target molded article
300 : ITO 타겟 성형체 제조용 냉간 정수압 장치300: Cold isostatic device for manufacturing ITO target shaped body
본 발명은 ITO 과립 분말 및 이를 포함하는 원통형 ITO 타겟 성형체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고품질의 ITO 박막을 제공할 수 있는 ITO 과립 분말 및 이를 포함하는 원통형 ITO 타겟 성형체에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to an ITO granular powder and a cylindrical ITO target molded article comprising the same, and more particularly, to an ITO granule powder and a cylindrical ITO target molded article which can provide a high quality ITO thin film.
ITO(Indium Tin Oxide)는 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), OLED(Organic Light Emitting Diode) display, FED(Field Emission Display) 등에 구비되는 ITO 전극의 원료로 사용되는 물질이다. ITO 전극은 전도율과, 가시광선 영역의 파장에 대한 투과도가 우수하여 디스플레이용 투명 전극으로 사용되기에 적합한 성질을 가지고 있다. Indium Tin Oxide (ITO) is a material used as a raw material for an ITO electrode included in a liquid crystal display (LCD), a plasma display panel (PDP), an organic light emitting diode (OLED) display, a field emission display (FED) The ITO electrode is suitable for use as a transparent electrode for a display because of its excellent conductivity and transparency to a wavelength in a visible light region.
ITO 전극은 유리 기판과 같은 절연 기판 표면에 ITO 박막을 형성함으로써 제조할 수 있다. 이러한 ITO 박막을 형성하는 방법은 스프레이 열 분해법, 화학 기상 층착법(Chemical Vapor Deposition, CVD) 등의 화학적인 방법과 전자 빔 증착법, 스퍼터링 증착법 등의 물리적인 방법이 있다. The ITO electrode can be manufactured by forming an ITO thin film on the surface of an insulating substrate such as a glass substrate. The ITO thin film may be formed by a chemical method such as spray pyrolysis, chemical vapor deposition (CVD), or a physical method such as an electron beam deposition method or a sputtering deposition method.
ITO 박막을 형성하는 방법 중 하나인 스퍼터링 증착법은 상압보다 낮은 압력하에서, ITO 박막의 원료 물질인 ITO 타겟에 플라즈마 가스를 충돌시켜 발생되는 분자나 원자가 절연 기판에 증착되도록 하는 방법이다. Sputtering deposition, which is one of the methods of forming ITO thin films, is a method in which molecules or atoms generated by impinging a plasma gas on an ITO target, which is a raw material of ITO thin film, are deposited on an insulating substrate under a pressure lower than normal pressure.
스퍼터링 증착법으로 고품질의 ITO 박막을 형성하기 위해서는 ITO 타겟의 밀도가 매우 높아야 하며, 이러한 고밀도의 ITO 타겟을 제조하기 위한 방법들에는 슬립캐스팅(slip casting)법, 압출 성형법, 프레스법, CIP(cold isostatic pressure) 를 이용한 압축 성형 방법 등이 있다. In order to form a high quality ITO thin film by the sputtering deposition method, the density of the ITO target must be very high. Examples of methods for manufacturing such a high density ITO target include a slip casting method, an extrusion forming method, a pressing method, a cold isostatic pressure compression molding method.
고밀도의 ITO 타겟의 제조를 위한 이러한 방법들은 일반적으로 일정한 크기 및 조성을 갖는 ITO 분말을 이용하여 ITO 성형체를 제조하는 단계와 이러한 ITO 성형체를 소결하는 단계를 포함하게 된다.These methods for the production of high density ITO targets generally include the steps of making an ITO molded body using ITO powder having a certain size and composition and sintering the ITO molded body.
한편, ITO 성형체 성형 밀도가 낮거나 성형 밀도가 균일하지 않은 경우에는 ITO 성형체를 소결하는 과정에서 크랙(crack)이 발생할 수 있다. 또한 성형 밀도가 낮은 ITO 성형체를 소결하여 ITO 타겟으로 사용하는 경우에는, 스퍼터링 증착법을 이용하여 증착하는 과정에서 노듈(nodule)이 발생하는 등 고품질의 ITO 박막을 형성하기 어려운 문제가 있다.On the other hand, when the molding density of the ITO molded body is low or the molding density is not uniform, a crack may be generated in the process of sintering the ITO molded body. Also, when the ITO formed body having a low molding density is sintered and used as an ITO target, there is a problem that it is difficult to form a high quality ITO thin film such as a nodule during deposition using a sputtering deposition method.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 고품질의 ITO 박막을 제공할 수 있는 ITO 과립 분말을 제공하는 것이다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] The present invention provides an ITO granule powder capable of providing a high quality ITO thin film.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 이러한 ITO 과립 분말로 이루어진 원통형 ITO 타겟 성형체를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a cylindrical ITO target molded article made of such ITO granular powder.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. The technical objects of the present invention are not limited to the technical matters mentioned above, and other technical subjects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 ITO 과립 분말은 ITO 미세 분말 및 유기물 바인더를 포함한다. 여기서 ITO 과립 분말의 평균 입경은 약 2 내지 100 ㎛ 이고, 흐름성은 약 50 내지 80 g/sec 인 것이 바람직하다.According to an aspect of the present invention, there is provided an ITO granule powder comprising ITO fine powder and an organic binder. Here, the average particle size of the ITO granule powder is about 2 to 100 mu m, and the flow property is preferably about 50 to 80 g / sec.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 ITO 타겟 성형체는 이러한 ITO 과립 분말로 이루어진다.According to another aspect of the present invention, there is provided a cylindrical ITO target molded article comprising the ITO granule powder.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Other specific details of the invention are included in the detailed description and drawings.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and the manner of achieving them, will be apparent from and elucidated with reference to the embodiments described hereinafter in conjunction with the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 ITO 과립 분말의 제조 방법 및 ITO 타겟 성형체의 제조 방법에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing an ITO granule powder and a method of manufacturing an ITO target molded article according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 ITO 과립 분말의 제조 방법을 나타낸 흐름도이다.FIG. 1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an ITO granule powder according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 ITO 과립 분말의 제조 방법은 ITO 미세 분말 및 유기물 바인더를 포함하는 ITO 슬러리를 제조하는 단계(S100)와 ITO 슬러리를 건조(S110)하여 ITO 과립 분말을 형성하는 단계(S120)를 포함한다.Referring to FIG. 1, an ITO granule powder according to an exemplary embodiment of the present invention includes an ITO slurry including an ITO fine powder and an organic binder (S100) and an ITO slurry (S110) And forming a powder (S120).
우선, ITO 미세 분말 및 유기물 바인더를 포함하는 ITO 슬러리를 제조(S100) 한다.First, an ITO slurry containing an ITO fine powder and an organic binder is prepared (S100).
ITO 미세 분말은 인듐 산화물(Indium oxide) 및 주석 산화물(Tin Oxide)이 일정한 중량비로 구성되고, 일정한 평균 입경을 가지는 미세 분말일 수 있다. 예를 들면, ITO 미세 분말은 인듐 산화물 및 주석 산화물의 중량비가 약 9 대 1이고, 평균 입경이 약 10nm 내지 500nm인 것을 사용할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.The ITO fine powder may be a fine powder having indium oxide and tin oxide at a constant weight ratio and having a constant average particle size. For example, ITO fine powder having a weight ratio of indium oxide and tin oxide of about 9 to 1 and an average particle diameter of about 10 nm to 500 nm can be used. However, the present invention is not limited thereto.
유기물 바인더는 -OH, -NH2, -NHR 등의 작용기를 포함하는 유기 고분자일 수 있으며 일 예로, PVB(Poly Vinyl Butyl)를 사용할 수 있다. 이러한 유기물 바인더는 ITO 미세 분말들을 서로 결합시켜 보다 큰 입경을 갖는 과립 분말의 형상을 유지할 수 있도록 한다. 과립 분말에 대해서는 후술하기로 한다.The organic binder may be an organic polymer including functional groups such as -OH, -NH 2 , and -NHR. For example, PVB (Poly Vinyl Butyl) may be used. The organic binder binds the ITO fine powders together to maintain the shape of the granular powder having a larger particle size. The granular powder will be described later.
한편, ITO 슬러리는 예를 들어, 증류수, ITO 미세 분말, 및 유기물 바인더 등이 일정한 중량비로 첨가된 ITO 슬러리를 일정한 크기의 용기에 넣고 일정 시간 동안 교반하여 제조될 수 있다. Meanwhile, the ITO slurry can be prepared, for example, by adding ITO slurry in which distilled water, ITO fine powder, and organic binder are added at a predetermined weight ratio into a container of a certain size and stirring for a predetermined time.
상기 ITO 슬러리의 농도는 ITO 미세 분말, 유기물 바인더 등의 시용량을 조절하여 다양하게 변화시킬 수 있으며, 이에 따라 ITO 과립 분말의 평균 입경을 다양하게 조절할 수 있다.The concentration of the ITO slurry can be variously changed by adjusting the application amount of ITO fine powder, organic binder, etc., so that the average particle size of the ITO granule powder can be variously adjusted.
이어서, ITO 슬러리를 건조(S110)하여 ITO 과립 분말을 형성(S130)한다.Then, the ITO slurry is dried (S110) to form an ITO granule powder (S130).
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 ITO 슬러리 건조 장치의 개략적인 단면도이다. 2 is a schematic cross-sectional view of an ITO slurry drying apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, ITO 슬러리는 슬러리 공급관(110)의 화살표 방향을 따라 일정한 공급 압력으로 건조 오븐(120) 내부로 주입된다.Referring to FIG. 2, the ITO slurry is injected into the drying
이후, ITO 슬러리는 슬러리 공급관(110)의 말단부에서 분사될 수 있으며, 일정한 온도(예를 들어, 약 120-200℃)를 유지할 수 있는 건조 오븐(120) 내에서 건조된다. 즉, 분사되는 ITO 슬러리(111)는 건조 오븐(120) 내에서 건조되는데, 이때 ITO 슬러리 제조시 사용된 증류수가 증발되며, 유기물 바인더 등 기타 물질들을 포함하는 ITO 미세 분말은 ㎛ 스케일의 입경을 갖는 분말의 형태를 갖는다. 이러한 유기물 바인더는 ITO 미세 분말들이 일정한 크기 및 형상을 갖는 ITO 과립 분말의 형태(예를 들어, 직육면체와 유사한 형상)를 유지할 수 있도록 작용한다.The ITO slurry can then be sprayed at the distal end of the
이후, 건조 오븐(120) 내에서 건조되어 형성된 ITO 과립 분말(131)은 중력에 의해 분말 수집 용기(130)에 수집된다.Thereafter, the ITO
이와 같은 방법으로 nm 스케일의 입경을 갖는 ITO 미세 분말을 ㎛ 스케일의 평균 입경을 갖는 ITO 과립 분말(131)의 형태로 제조할 수 있다. In this manner, the ITO fine powder having a particle size of nm scale can be produced in the form of an
한편, ITO 슬러리의 농도, 슬러리 공급관(110)에서의 ITO 슬러리 공급 압력 및 건조 오븐(120)에서의 건조 온도를 조절하여 ITO 과립 분말(131)의 평균 입경을 다양하게 조절할 수 있다. Meanwhile, the average particle diameter of the
본 발명에서는 ITO 과립 분말의 평균 입경이 약 2㎛ 내지 100 ㎛의 범위 내에서 일정한 값을 갖도록 제조된다. ITO 과립 분말의 평균 입경이 약 2 ㎛ 미만인 경우는 흐름성이 불량하여 ITO 성형체의 성형 밀도가 불균일하게 될 수 있으며, ITO 과립 분말의 평균 입경이 약 100 ㎛를 초과하는 경우에는 흐름성의 변화에 큰 차이가 나타나지 아니한다. In the present invention, the ITO granule powder is produced so that the average particle size thereof is a constant value within a range of about 2 탆 to 100 탆. When the average particle diameter of the ITO granule powder is less than about 2 탆, the flowability is poor and the molding density of the ITO molded article may become uneven. When the average particle diameter of the ITO granule powder exceeds about 100 탆, No difference will appear.
이러한 ITO 과립 분말은 ITO 미세 분말에 비해 흐름성이 우수하여, ITO 성형체 제조용 몰드의 충전(充塡)부 전체에 균일하게 충전될 수 있으며 보다 균일한 성형 밀도를 갖는 ITO 성형체를 제조할 수 있다. 여기서 흐름성(단위: g/sec)이란, ASTM 표준에 의해 측정되는 규격 사항이며, ITO 분말이 일정한 규격을 갖는 용기의 관을 따라 중력에 의해 흐르는 정도를 나타낸다. ITO 성형체 제조용 몰드에 대해서는 후술하기로 한다.The ITO granulated powder has excellent flowability as compared with the ITO fine powder, and can be uniformly filled in the filling part of the mold for manufacturing the ITO molded body, and the ITO molded body having a more uniform molding density can be manufactured. Here, the flowability (unit: g / sec) is a standard value measured by the ASTM standard, and indicates the degree of gravity flow of ITO powder along a tube of a container having a certain standard. The mold for manufacturing the ITO molded body will be described later.
본 발명에서는 ITO 과립 분말이 약 50g/sec 내지 80g/sec의 흐름성을 갖도록 제조된다. 더욱 바람직하게는 ITO 과립 분말이 약 60 내지 70 g/sec의 흐름성을 갖도록 제조된다. ITO 과립 분말의 흐름성이 약 50g/sec 미만인 경우는 분말이 ITO 성형체 제조용 몰드의 충전부 전체에 고르게 충전되지 아니하여, 최종적인 ITO 성형체의 성형 밀도가 불균일하게 될 수 있다. 또한 흐름성이 약 80g/sec를 초과하는 경우에는 분말이 몰드의 충전부 전체에 고르게 충전되는 정도에 큰 차이가 발생하지 아니한다.In the present invention, the ITO granulated powder is prepared so as to have flowability of about 50 g / sec to 80 g / sec. More preferably, the ITO granulated powder is prepared to have a flowability of about 60 to 70 g / sec. If the flowability of the ITO granulated powder is less than about 50 g / sec, the powder may not be uniformly filled in the entirety of the filled part of the mold for manufacturing the ITO formed body, resulting in nonuniform molding density of the final ITO formed body. In addition, when the flowability exceeds about 80 g / sec, there is no great difference in the degree to which the powder is evenly filled in the whole charged portion of the mold.
본 발명의 일 실시예에서는 서로 다른 크기의 평균 입경을 갖는 과립 분말 그룹을 형성하는 ITO 분말을 제조할 수 있다. 즉, 이러한 ITO 분말은 앞서 설명한 ITO 슬러리 제조 단계(S100) 및 ITO 슬러리 건조 단계(S110)를 반복 수행하여 서로 다른 크기의 평균 입경을 갖는 각 과립 분말을 제조하고, 각 과립 분말이 일정한 중량비를 갖도록 균일하게 섞음으로써 제조할 수 있다. 이때, 서로 다른 크기의 평균 입경을 갖도록 ITO 슬러리의 농도, ITO 슬러리의 공급 압력 및 건조 온도를 변 화시킬 수 있다.In one embodiment of the present invention, ITO powder forming a granular powder group having an average particle size of different sizes can be produced. That is, the ITO powder is prepared by repeating the above-described ITO slurry preparation step (S100) and the ITO slurry drying step (S110) so as to produce granular powders having different average particle diameters, and each granular powder has a constant weight ratio And can be produced by uniform mixing. At this time, it is possible to change the concentration of the ITO slurry, the supply pressure of the ITO slurry, and the drying temperature so as to have an average particle size of different sizes.
예를 들어, 3가지의 평균 입경을 갖는 과립 분말을 포함하는 ITO 과립 분말을 제조하는 경우, 제1 과립 분말은 약 50 - 70㎛, 제2 과립 분말은 약 15 - 30㎛, 제3 과립 분말은 약 5 - 10㎛의 평균 입경을 갖도록 ITO 슬러리 제조 단계(S100) 및 ITO 슬러리 건조 단계(S110)를 개별적으로 반복 수행할 수 있다. For example, when preparing an ITO granular powder containing granular powder having three average particle sizes, the first granular powder is about 50-70 μm, the second granular powder is about 15-30 μm, the third granular powder The ITO slurry preparation step (S100) and the ITO slurry drying step (S110) may be repeatedly performed individually so as to have an average particle size of about 5 - 10 mu m.
이후 제1 과립 분말, 제2 과립 분말 및 제3 과립 분말을 일정한 중량비 (예를 들어, 각각 약 10 - 25wt%, 25 - 40wt%, 40 - 55wt%)가 되도록 하여 약 1시간 동안 혼합함으로써 ITO 과립 분말을 제조할 수 있다.Thereafter, the first granular powder, the second granular powder and the third granular powder were mixed for about 1 hour in a predetermined weight ratio (for example, about 10 - 25 wt%, 25 - 40 wt%, and 40 - 55 wt% A granular powder can be produced.
이와 같이 서로 다른 크기의 평균 입경을 갖는 과립 분말을 포함하는 ITO 과립 분말을 ITO 성형체 제조용 몰드의 충전부에 충전하는 경우, 단일한 평균 입경을 갖는 ITO 과립 분말을 사용하는 경우보다 충전율을 높일 수 있고, ITO 성형체의 성형 밀도를 높일 수 있다. 여기서 충전율이란 충전부의 단위 부피당 분말이 차지하는 부피를 % 비율로 나타낸 것을 의미한다.When the ITO granulated powder containing the granular powder having the average particle size of different sizes is filled in the filling part of the mold for manufacturing the ITO molded body, the charging rate can be increased as compared with the case of using ITO granulated powder having a single average particle size, The forming density of the ITO molded body can be increased. Here, the filling rate means that the volume occupied by the powder per unit volume of the packed portion is expressed as a percentage.
계속해서, 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 ITO 타겟 성형체 제조용 몰드 및 냉간 정수압 장치에 대해 설명한다4 and 5, a mold for manufacturing an ITO target molded article and a cold isostatic pressing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 ITO 타겟 성형체 제조용 몰드의 개략적인 단면도이다.4 is a schematic cross-sectional view of a mold for manufacturing an ITO target molded article according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 ITO 타겟 성형체 제조용 몰드(200)는 하단 지지부(210), 내심부(220), 외벽부(230), 충전부(240) 및 상단 지지부(250)를 포함한다.4, a
중공 원통형 ITO 성형체의 제조를 위해 내심부(220)는 원통형 구조를 가진다. 그리고 내심부(220)의 직경은 원하고자 하는 ITO 성형체의 규격에 따라 다르게 디자인 될 수 있다. 내심부(220)는 냉간 정수압(cold isostatic pressure)에 견딜 수 있도록 고강도 재질로 구성되는 것이 바람직하다.For manufacturing the hollow cylindrical ITO formed body, the
외벽부(230)는 내심부(220)의 외주연으로부터 소정 간격을 두고 배치된 중공 원통형 구조를 가진다. 외벽부(230)와 내심부(220) 사이의 이격 공간이 충전부(240)를 구성한다. 충전부(240) 내에 ITO 과립 분말이 삽입되어 충전된다. ITO 타겟 성형체 제조용 몰드(200)에 냉간 정수압이 인가될 때 냉간 정수가 ITO 과립 분말에 침투되지 않으면서 냉간 정수압이 ITO 과립 분말에 균일하게 가해지고 또한 반복적으로 냉간 정수압이 인가되더라도 잘 견딜 수 있도록 외벽부(230)는 내구성이 좋은 소수성(hydrophobic) 고무 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.The
하단 지지부(210)는 전체적으로 원반 형태를 가지며, 하단 지지부(220)에는 내심부(220)와 외벽부(230) 사이의 충전부(240)에 삽입되어 고정될 수 있도록 결합부(212)가 형성될 수 있다. The
이러한 하단 지지부(210)는 냉간 정수압에 견딜 수 있도록 고강도 재질로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 내심부(220)와 실질적으로 동일한 재질로 이루어질 수 있다. The
상단 지지부(250)는 하단 지지부(210)와 실질적으로 동일한 형상을 가질 수 있다. 즉 상단 지지부(250)는 전체적으로 원반 형태를 가지며, 상단 지지부(250)에는 내심부(220)와 외벽부(230) 사이의 충전부(240)에 삽입되어 고정될 수 있도록 결합부(252)가 형성될 수 있다. 이러한 상단 지지부(210)는 냉간 정수압에 견딜 수 있도록 고강도 재질로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 내심부(220)와 실질적으로 동일한 재질로 이루어질 수 있다. 하단 지지부(210)를 내심부(220)와 외벽부(230) 사이에 삽입하여 결합한 후에 충전부(240) 내에 ITO 과립 분말을 충전시키고 이어서 상단 지지부(250)를 내심부(220)와 외벽부(230) 사이에 삽입하여 고정시킨다.The
이상 살펴본 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 몰드(200)는 중공 원통형 ITO 타겟 성형체의 제조를 위하여 사용될 수 있으며, 몰드(200)의 충전부(240)에 ITO 과립 분말을 충전하는 방법에 대해서는 후술하기로 한다.As described above, the
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 ITO 타겟 성형체 제조용 냉간 정수압 장치의 개략적인 단면도이다.5 is a schematic cross-sectional view of a cold isostatic apparatus for manufacturing an ITO target shaped body according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 ITO 타겟 성형체 제조용 냉간 정수압 장치(300)는 냉간 정수압에 견딜수 있는 외벽(301), 상단 덮개(302), 냉간 정수가 공급되는 정수 공급부(303) 및 몰드(200)를 위치시키는 랙(310)을 포함한다.Referring to FIG. 5, the cold
랙(rack)(310)은 몰드(200)를 지지할 수 있는 받침대(311) 및 이러한 받침대(311)를 고정부(312)에 연결할 수 있는 연결부(313, 314)를 포함한다.The
랙(310)의 받침대(311) 상에는 ITO 과립 분말(241)이 충전된 몰드(200)가 다수개 위치할 수 있다.A plurality of
냉간 정수압 장치(300)의 상단 덮개(302)와 연결된 고정부(312)(예를 들면, 금속 재질의 체인)는 랙(310)을 냉간 정수압 장치(300) 내에 고정시킬 수 있다. The fixed portion 312 (e.g., a metal chain) connected to the
상술한 냉간 정수압 장치(300)의 동작에 대해 간략히 설명한다.The operation of the cold
우선, 랙(310) 상에 본 발명의 일 실시예에 따른 몰드(200)를 하나 또는 다수개 위치시킨 후 냉간 정수압 장치(300) 내에 위치시킨다. 이때 상단 덮개(302)와 랙(310)은 고정부(312)에 의해 고정되어 일체로서 냉간 정수압 장치(300) 내로 이동될 수 있다. 또한 몰드(200)의 상단 및 하단에 냉간 정수압이 균일하게 작용할 수 있도록 랙(310)은 냉간 정수압 장치(300)의 하단 표면으로부터 일정 높이 위에 위치시킬 수 있다.First, one or
그런 다음, 상단 덮개(302)를 밀봉(sealing)하고, 냉간 정수 공급부(303)를 통해 냉간 정수를 공급한다. 냉간 정수압이 일정 압력에 도달하면 냉간 정수의 공급을 중지하고 밸브(304)를 잠근다. 이후 일정 시간 동안 몰드(200)의 외벽부(230)에 냉간 정수압이 인가됨으로써 몰드(200) 내에 충전된 ITO 과립 분말은 일정한 밀도를 갖는 원통형 ITO 타겟 성형체가 된다. Then, the
이하에서는, 도 3을 참조하면서, 상기 설명한 몰드(200)와 냉간 정수압 장치(300)를 이용하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 ITO 타겟 성형체를 제조하는 방법에 대해 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing an ITO target molded article according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3, using the
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 ITO 타겟 성형체의 제조 방법에 대한 흐름도이다.3 is a flowchart of a method of manufacturing an ITO target molded article according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 ITO 타겟 성형체의 제조 방법은 ITO 과립 분말을 형성하는 단계(S300), 이러한 ITO 과립 분말을 ITO 타겟 성형 체 제조용 몰드에 충전하는 단계(S310) 및 상기 몰드에 충전된 ITO 과립 분말을 가압 처리하는 단계(S320)를 포함한다.Referring to FIG. 3, a method of manufacturing an ITO target molded body according to an embodiment of the present invention includes the steps of forming an ITO granule powder (S300), filling the ITO target powder molding mold (S310) And pressing the ITO granule powder filled in the mold (S320).
우선, ITO 과립 분말을 형성(S300)한다.First, an ITO granulated powder is formed (S300).
본 단계의 과립 분말은 일정 농도의 ITO 미세 분말 및 유기물 바인더를 포함하는 ITO 슬러리를 제조하고, 이러한 슬러리를 일정 조건하에서 건조함으로써 제조할 수 있다. 이에 대해서는 앞서 설명한 바와 실질적으로 동일하므로 여기서는 언급을 생략하기로 한다.The granular powder in this step can be prepared by preparing an ITO slurry containing a certain concentration of ITO fine powder and organic binder and drying the slurry under a predetermined condition. This is substantially the same as that described above, so the description is omitted here.
본 발명의 일 실시예에서는 단일한 평균 입경을 갖는 ITO 과립 분말을 형성할 수 있다. 그리고 이러한 ITO 과립 분말의 평균 입경은 약 2㎛ 내지 100㎛의 범위 내에서 일정한 크기를 갖도록 할 수 있다.In one embodiment of the present invention, an ITO granule powder having a single average particle diameter can be formed. The average particle diameter of the ITO granulated powder can be set to a certain size within a range of about 2 탆 to 100 탆.
이와 같이 형성된 ITO 과립 분말을 사용하는 경우, nm 스케일의 평균 입경을 갖는 ITO 미세 분말을 그대로 사용하는 것과 비교하여, 분말의 흐름성이 우수하다. 따라서 분말이 몰드의 충전부에 균일하게 충전될 수 있어서 보다 균일한 성형 밀도를 갖는 ITO 성형체를 제조할 수 있다.When the ITO granulated powder thus formed is used, the flowability of the powder is excellent as compared with the case where the ITO fine powder having an average particle size of nm scale is used as it is. Accordingly, the powder can be uniformly filled in the filled portion of the mold, and thus an ITO formed body having a more uniform molding density can be manufactured.
본 발명에서는 ITO 과립 분말이 약 50g/sec 내지 80g/sec의 흐름성을 갖도록 제조된다. ITO 과립 분말의 흐름성이 약 50g/sec 미만인 경우는 분말이 ITO 성형체 제조용 몰드의 충전부 전체에 고르게 충전되지 아니하여, 최종적인 ITO 성형체의 성형 밀도가 불균일하게 될 수 있다. 또한 흐름성이 약 80g/sec를 초과하는 경우에는 분말이 몰드의 충전부 전체에 고르게 충전되는 정도에 큰 차이가 발생하지 아니한다.In the present invention, the ITO granulated powder is prepared so as to have flowability of about 50 g / sec to 80 g / sec. If the flowability of the ITO granulated powder is less than about 50 g / sec, the powder may not be uniformly filled in the entirety of the filled part of the mold for manufacturing the ITO formed body, resulting in nonuniform molding density of the final ITO formed body. In addition, when the flowability exceeds about 80 g / sec, there is no great difference in the degree to which the powder is evenly filled in the whole charged portion of the mold.
본 발명의 다른 실시예에서는 서로 다른 크기의 평균 입경을 갖는 ITO 과립 분말 그룹을 형성할 수 있다. In another embodiment of the present invention, an ITO granule powder group having an average particle size of different sizes can be formed.
이와 같이 형성된 서로 다른 평균 입경을 갖는 ITO 과립 분말 그룹을 사용하는 경우, 단일한 평균 입경을 갖는 ITO 분말만을 사용하는 경우보다 몰드의 충전부에 충전되는 분말의 충전율이 향상된다. 즉, 보다 큰 입경을 갖는 과립 분말 사이의 공극에 보다 작은 입경을 갖는 과립 분말이 위치할 수 있으므로 충전율이 향상된다. When the ITO granular powder group having different average particle sizes thus formed is used, the filling rate of the powder filled in the filling part of the mold is improved as compared with the case where only ITO powder having a single average particle diameter is used. That is, since the granular powder having a smaller particle diameter can be located in the gap between the granular powders having larger particle diameters, the filling rate is improved.
충전율이 향상되는 경우에는 냉간 정수압 처리 후에 얻어지는 ITO 타겟 성형체의 성형 밀도가 높아진다. When the filling rate is improved, the molding density of the ITO target molded article obtained after cold isostatic pressing becomes high.
본 발명의 또 다른 실시예에서 ITO 과립 분말 그룹은 약 50 - 70㎛의 평균 입경을 갖는 제1 과립 분말, 약 15 - 30㎛의 평균 입경을 갖는 제2 과립 분말 및 약 5 - 10㎛의 평균 입경을 갖는 제3 과립 분말을 포함할 수 있다. 이와 같이 함으로써 앞서 설명한 충전율을 향상시킬 수 있다.In another embodiment of the present invention, the ITO granulated powder group comprises a first granular powder having an average particle size of about 50-70 microns, a second granular powder having an average particle size of about 15-30 microns and an average of about 5-10 microns And a third granular powder having a particle diameter. In this way, the charging rate described above can be improved.
다음으로, 상기 얻어진 ITO 과립 분말 또는 ITO 과립 분말 그룹을 몰드(200)의 충전부(240)에 충전(S310)한다.Next, the obtained ITO granular powder or ITO granulated powder group is charged (S310) to the charging
본 발명의 일 실시예에서는 몰드(200)에 상단 지지부(250)를 결합하기 전에 충전부(240)의 내부로 ITO 과립 분말을 투입할 수 있다. 이때 일정한 속도로 ITO 분말이 충전될 수 있도록 몰드(200)의 상부에 분말 투입기(미도시)를 별도로 설치할 수 있다. 이후 상단 지지부(250)를 몰드(200)와 결합하여 몰드(200)를 밀봉할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the ITO granule powder may be injected into the filling
이어서, 몰드에 충전된 ITO 과립 분말을 가압 처리(S320)한다.Subsequently, the ITO granular powder filled in the mold is subjected to pressure treatment (S320).
가압 처리는 예를 들어, 수압, 유압 또는 공기압 등을 이용하여 수행할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다The pressurizing treatment can be performed by using, for example, water pressure, hydraulic pressure or air pressure. However, the present invention is not limited thereto
본 발명의 일 실시예에서는 수압을 이용하는 냉간 정수압 처리 방법을 사용할 수 있다. 즉, ITO 분말이 충전된 몰드(200)와 몰드(200)를 거치시킨 랙(310) 및 상단 덮개(302) 일체를 냉간 정수압 장치(300)로 위치시킨 후 냉간 정수압 장치(300)의 상단 덮개(302)를 밀봉한다. 그리고 냉간 정수 공급부(303)를 통해 냉간 정수를 공급한다. In an embodiment of the present invention, a cold hydrostatic pressure treatment method using water pressure may be used. That is, the
냉간 정수가 공급되면서, 냉간 정수압 장치(300) 내의 압력이 점차로 상승하게 된다. 이때 몰드(200)의 외벽부(230)에 가해지는 냉간 정수 압력이 예를 들어, 약 294Mpa에 도달할 때까지 냉간 정수를 공급할 수 있다. As the cold water is supplied, the pressure in the
일정한 냉간 정수압에 도달한 후에는 냉간 정수압 장치(300)의 밸브(304)를 잠근 후, 몰드(200) 내에 충전된 ITO 과립 분말이 냉간 정수압에 의해 압축될 수 있도록 일정 시간 예를 들면, 약 1 내지 2시간 유지시킬 수 있다.After the cold isostatic pressure is reached, the
냉간 정수압 처리를 완료한 후에는 냉간 정수압 장치(300)에서 몰드(200)를 꺼낸 후, 몰드(200)를 분해하여 ITO 타겟 성형체를 분리(S330)해 낼 수 있다.After the cold isostatic pressing is completed, the
이와 같은 ITO 타겟 성형체는 흐름성이 우수한 ITO 과립 분말을 사용하여 형성되므로, ITO 타겟 성형체 전체에 걸친 성형 밀도가 균일하다. 또한 서로 다른 크기의 평균 입경을 갖는 ITO 과립 분말들을 포함하는 ITO 과립 분말 그룹을 사용하여 몰드의 충전부를 충전하는 경우 충전율을 높일 수 있으므로 ITO 타겟 성형체의 성형 밀도를 높일 수 있다.Such an ITO target molded body is formed by using an ITO granulated powder having excellent flowability, so that the molding density over the entire ITO target molded body is uniform. In addition, when the filled portion of the mold is filled with the ITO granular powder group containing the ITO granulated powders having different average particle diameters, the filling rate can be increased and the molding density of the ITO target molded body can be increased.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, You will understand. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.
상기한 바와 같은 ITO 과립 분말 및 이를 포함하는 원통형 ITO 타겟 성형체에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.The above-described ITO granular powder and the cylindrical ITO target molded article containing the same have the following effects.
첫째, ITO 미세 분말을 과립 형상으로 제조함으로써 ITO 분말을 몰드의 충전부에 보다 고르게 충전할 수 있다. 따라서 ITO 타겟 성형체의 성형 밀도를 보다 균일하게 할 수 있다.First, the ITO powder can be more uniformly filled in the filling portion of the mold by preparing the ITO fine powder in a granular form. Therefore, the molding density of the ITO target molded body can be made more uniform.
둘째, 서로 다른 평균 입경을 갖는 ITO 과립 분말을 혼합하여 몰드의 충전부에 충전함으로써 충전율을 향상시킬 수 있다. 따라서 ITO 타겟 성형체의 성형 밀도를 향상시킬 수 있다.Second, ITO granular powder having different average particle diameters may be mixed and filled in a filled portion of the mold to improve the filling rate. Therefore, the molding density of the ITO target molded article can be improved.
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