烧结体、溅射靶和成型模及使用该成型模的烧结体的制造方法

专利名称：烧结体、溅射靶和成型模及使用该成型模的烧结体的制造方法
技术领域：
本发明涉及对将陶瓷粉末、金属粉末及它们的混*末采用冷静水压 压力机成型而得到的成型体进行烧成而得到的烧结体、使用该烧结体的溅 射乾和制造上述成型体时使用的成型模、及使用了该成型模的烧结体的制 造方法。
背景技术：
将陶资粉末、金属粉末及它们的混^#末成型为板状的成型体，在成 型后实施烧成、加工，能够作为溅射靶材和耐磨材料使用。濺射靶材利用
溅射法制成制作薄膜的材料被使用，在LCD (液晶显示器)、EL (电致 发光)和半导体的制造等中被使用。最近，伴随这些LCD和半导体制品 的大型化，对靶材的大型化的要求变得强烈。而且，ITO(铟锡氧化物； Indium Tin Oxide)乾随着累积溅射时间的增加，在乾材表面析出被称为 瘤状物(nodule)的黑色附着物，成为异常放电的原因，人们已知道当发 生该异常放电时产品的合格率降低，为了减少异常放电，强烈要求把材的 高性能化。因此，迫切需求大型且高密度的烧结体.
对于抑制异常放电的发生和瘤状物的生成， 一直以来进行着M的高 密度化、'减射面的平滑化等的各种研讨.专利文献1曾公开了在ITO靶中， 将靶中所含有的Al、 Si等的属于元素周期表IIIb族和IVb族的元素规定 在50ppm以下的方案，但关于碳的影响却丝毫没有具体地提到。另外，关 于乾中的碳的影响，在专利文献2中记栽了在ITO靶中，通过添加碳、 氮、硼之中的任一种，所得到的透明导电膜腐蚀速度提高和可以获得稳定
化；优选碳含量为0.005 ~ 3%、氮含量为0.1 ~ 5%、硼含量为0.001 ~ 10%。 另一方面， 一直以来作为将陶瓷粉末、金属粉末及它们的混#末成 型为板状的方法，使用着干式压制成型法、浇铸成型法或者冷静7jc压压制 法。
干式压制成型法，是在原^#末中加入粘合剂，用金属模成型制造成 型体的方法。浇铸成型法是在原^H^末中加入粘合剂，进行浆液化，流入 浇铸用成型模中而制造成型体的方法。这些成型体(一次成型体)为了谋 求高密度化，也有时进一步实施冷静水压压制而制造高密度的二次成型体。 作为例子，可以列举由金属铟和金属锡形成的^r耙(IT靶)、或者由氧 化铟和氧化锡形成的复合氧化物靶(ITO靶)的制造(例如参照专利文献 3和4)。这些成型方法，虽然可得到高密度的靶，但是存在制造工艺变得 复杂的缺点。并且，需要高价的干式成型用的模具、浇铸用铸模，在制造 大型成型体的场合，存在成型模成本变高的缺点.而且，由于需要原## 末的造粒、浆液化，因此存在制造成本增高的缺点。
与这样的制造方法相对，专利文献5曾经^S开了不用l次成型而将粉 末填充到橡胶模中，用冷静水压压力机直接高压成型的方法。另外，在专 利文献6中提出，关于由橡胶模复原所引起的成型体的裂紋，使用回弹性 值小的橡胶来防止成型体裂紋的方法。此外，关于成型体固着在橡J^模中 而引起的成型体的裂紋，在专利文献7中曾经报道了通过夹有减压时几乎 没有弹性回复的物质能够消除裂紋的内容。
另外，在上述的专利文献5中提出了为了改善形状精度，使用由金属 板构成一面的模具，采用冷静水压压力机直接高压成型的方法.作为使用 冷静水压压力机，获得形状精度更好的成型体的方法，在专利文献8中曾 报道了用两片金属板夹住粉末，进行真空包"，以5 50MPa的压力用 冷静水压压力机进行预成型后，再次实施真空包装，用冷静水压压力机进 行成型的方法。此外，在专利文献9中提出了将填充了原料粉末的金属模 密封并放入到冷静7JC压压力机中进行高压成型的方法。在专利文献10中提 出了使用由树脂制的装配式型箱(即装配式模型板)和成型冲头形成的模
具，由冷静水压压力机成型的方法。这种方法，由于型箱能够分解，所以 将成型体从型箱取出变得容易。专利文献11中提出了由分割式的型箱和弹
性材料的盖子形成的成型模。专利文献12中提出了用软质材料覆盖由分割 式的型箱和成型冲头形成的成型模，进行CIP成型的方案。
另一方面，成型体的大小增大时，为了保持成型体，必须提高其强度。 但是，在制造具有例如3000cn^的面的大成型体的场合，采用压制成型时 如不实施大的压力就不能提高成型体的强度。因此，为了提高强度，必须 添加粘合剂等的成型助剂。于是，烧成时以去除成型体中的有机物为目的 的烧成工序(脱脂工序)成为必需。在粘合剂等的成型助剂燃烧、分解时， 成型体容易产生裂紋，为了不产生裂紋，需要以极低的速度升温，需要很 长的时间。例如，专利文献13公开了为了即使制作大小为1000 112以上的
板状的烧结体的场合也能以高的合格率制作，需要以2x:/小时以下的极低 的速度进行升温。
另夕卜，为了提高靶的使用效率，专利文献14中公开了使乾的烧蚀区比 其它部分厚的方案。
专利文献l:特开平08-246139号公报 专利文献2:特开平07-187769号'>报 专利文献3:特开2000-144393号公报 专利文献4:特开平05-311428号公报 专利文献5:特开2003-003257号公报 专利文献6:特开平09-057495号>^报 专利文献7:特开平06-100卯3号>^才艮 专利文献8:特开平09-003636号〃>报 专利文献9:特开平05-287315号公报 专利文献10:特>^平08-009120号>^报 专利文献ll:特开昭61-266204号公报 专利文献12:特开2003-266198号>^报 专利文献13:特开平10-330169号公报
专利文献14:特开平01-290764号公报

发明内容
如上所述，关于用于溅射靶的烧结体中的杂质，在专利文献l中公开 了通过使属于元素周期表的IIIb族和IVb族的元素的含量为50ppm以下， 来抑制异常放电的发生和瘤状物的生成的方案，M于属于IVb族的元素 碳的影响，却丝毫没有具体的公开。在该专利文献l中，使用含有有机物 的粘合剂等的成型助剂来制作成型体，^这种场合，通常在用于烧结的 烧成之前为了去除添加的有机物而在300 ~ 600"C左右的温度进行脱脂处 理。但是，在这样的脱脂处理中，完全去除烧结体中的有机物是极其困难 的，有机物分解而产生的碳残留在成型体中。实际上，在添加1重量％以 上的粘合剂的场合，将所得到的烧结体中的碳含量控制在50ppm以下是困 难的。而且，成型体的厚度越厚，脱脂越容易不完全，烧结体中残留的碳 也越多。
另夕卜，如专利文献2所公开的那样，在ITO靶的场合，当碳含量多时， 所得到的薄膜的腐蚀iiJL加快，因此为了使把的品质保持恒定、维持适宜 的腐蚀速度，需要控制烧结体中的碳含量。
另一方面，关于采用冷静水压压力机的成型法，如前面所述，专利文 献5中公开了不用1次成型、将粉末填充到廉价的橡胶模中采用冷静水压 压力机直接高压成型的方法，但是，用这样的方法成型的场合，由于由壁 厚厚的橡胶模构成，因此加压时发生弯曲应力，中心区变形很大。所以， 所得到的成型体在面方向的中心区的厚度比端部薄，只能得到形状精度差 的成型体。此外，用该方法时，在加压成型后的减压过程中，由于橡胶模 自身的弹性所引起的复原力，最终复原到加压前的状态，但成型体仍然为 收缩的状态，因此存在由于成型体与橡胶模的固着等，从而使成型体的一 部分剥落、或成型体开裂的缺点。
专利文献6中提出了对于该橡胶模复原所引起的成型体的裂紋，使用 回弹性值小的橡胶模来防止成型体裂紋的方法。但是，该方法根据粉末的 种类(成型体强度)、或者在成型体已大型化的场合，当粉末与橡胶模即
使稍微固着时，存在由于成型体的反弹(spring back)从而成型体开裂的 缺点。因此，在制造大型、且强度4氐的成型体的场合，不一定是充分的对 策。另外，与橡胶模接触的部分依然形状精度差。
关于成型体在橡胶模中固着而引起的成型体的裂紋，在专利文献7中 曾经报道了通过夹有在减压时几乎没有弹性回复的物质，能够消除裂紋的 内容。但是，即使采用该方法，形状精度仍然差，为了精加工成所要求的 制品形状，磨削量增加，其结果，存在需要的原料粉末量增加、制造成本 增高的缺点。此外，通过磨削量增加，存在磨削所需的加工时间延长、加 工费用也增加的缺点。在需要较多的高价的原材料的制品的场合，得到形 状精度良好的成型体在成本上是非常重要的。
为了改善形状精度，专利文献5提出了使用由金属板构成一面的模， 采用冷静水压压力机直接高压成型的方法。但在该方法中，由橡胶构成的 面依然形状精度差，而且如上述那样，存在由于橡胶模与成型体的弹性回 复不同，而发生裂紋、剥离的缺点。
作为使用冷静7jc压压力机，而且形状精度更好的成型方法，专利文献 8曾报道了，用两片金属板夹住粉末，进行真空包^，以5~50MPa的 压力用冷静水压压力机进行预成型后，再次实施真空包装，用冷静水压压 力机进行成型的方法。但是，在该方法中，需要预成型和成型这2次成型， 不具有省略以往的2段成型处理中的1次成型、将工序简化的效果。而且， 需JH吏用2次高价的静水压压制装置，生产率也差。
在专利文献9中提出了将填充了原^末的金属模密闭封入并插入到 冷静7JC压压力机中进行高压成型的方法。该方法基本上是单轴压制，可以 得到形状精度优异的成型体，但使用了与这样的单轴压制同样的模的场合， 在冷静水压压力机那样的高的压力下成型的场合，成型压力释放后的成型
体的反弹增大。因此，存在由于反弹引起的成型体的膨胀，因此成型似艮 难M中取出的缺点。特别是大型的成型、体积大的粉末的成型的场合， 反弹更加增大，因此存在脱模时成型体开裂的问题。
对于这样的问题，在专利文献10中提出了采用由树脂制的装配式型箱
和成型沖头形成的模具，用冷静水压压力机进行成型的方法。由于型箱能 够分解，因此从模中取出成型体变得容易。但是，即使采用该方法，也不 能达到完全消除反弹，由于减压后反弹引起的成型体的膨胀，因此成型体 与型箱之间产生应力，由此存在成型体开裂的缺点。特别是在靶那样的大 型的成型体的场合，反弹增大，成型体与型箱之间发生很大的应力，存在 成型体承受不了该应力而开裂的问题。
此夕卜，专利文献11曾经提出了由分割式的型箱和弹性材料的盖子形成 的成型模。在该方法中，虽然构成为利用分割式模^l收与压力传递方向垂 直的方向的反弹引起的成型体的膨胀的结构，但是利用静水压对成型体的 加压通过作为弹性材料的盖而进行。因此，在加压成型后的减压过程中， 作为弹性材料的盖由于自身的弹性引起的复原力而复原到加压前的状态， 由此在压力传递的方向和其垂直的方向对成型体施加的压力不同。特别是 成型体已大型化的场合，存在由此大的不均匀的力作用于成型体，成型体 开裂的缺点。而且，在作为弹性材料的盖的加压中，加压时施加于成型体 的力容易变得不均匀，不仅容易开裂，而且与弹性M触的面变成不均匀 的形状，存在形状精度差的缺点。
专利文献12曾经提出了用软质材料覆盖由分割式的型箱和成型冲头 形成的成型模，进行CIP成型的方案。在该方法中，型箱至少被分割成2 部分以上、且不被固定，因此可^反弹引起的成型体的开裂。但是，由 于型箱构件之间不被固定，因此缺^整体的稳定性，为了保持模的形状， 需要用橡胶介质覆盖成型模。该场合，在高压加压成型后的减压过程中， 橡胶介质由于自身弹性引起的复原力而复原到加压前的状态，但成型模的 上冲头停留在收缩了的成型体的位置。另外，被分割的侧壁移动到由于反 弹而膨胀了的位置。所以，上冲头与橡胶介质之间产生很大的空间，在侧 壁与橡胶介质之间由于成型体膨胀，因此没有空间，其结果，上下方向和 侧面方向的施加于成型体的压力不同。所以，特别是成型体已大型化的场 合，存在大的不均匀力作用于成型体，成型体发生裂紋的缺点。另外，由 于构成为侧壁对上下冲头加压的结构，因此存在上下冲头的滑动性差，不 能均匀地加压，成型体开裂的缺点。而且，从模的间隙发生填充粉末的泄 漏，填充粉末量局部地减少，因此成型体出现密度不匀。这些现象，成型 体的尺寸越大越显著。
另一方面，专利文献14通过对靶的烧蚀区加厚来提高靶的使用效率，
但是以这样的形状采用冷静7JC压压力机形成大型的烧结体的场合，存在在 加压结束后的减压时，烧结体的凸部由于反弹作用而膨胀，因此产生裂紋 的问题。
如上述那样，作为溅射靶的乾材，正需求大型、且高密度、并且杂质 含量少的烧结体。而且，烧结体的形状，不只是平板形状的烧结体，为了 提高耙的使用效率，也可制成将烧蚀区的厚度加厚的烧结体，正需求大型、 且高密度、杂质含量少的烧结体。
在用于制造大型烧结体的大型成型体的制作中，为了得到高的压缩压 力，优选利用^#水压压力机进行加压成型，但如上述那样，存在成型结 束后的减压时，由于成型体中产生的反弹，从而成型体开裂的问题。成型 体越是大型，该反弹越大，另外在成型体不是均质的场合，会更强烈地受 到其影响。因此，为了^^、tt^末的流动性提高、均匀地填充，向原fl"^ 末中加入有机质的添加物来进行造粒，或者为了弥补成型体的相对强度的 降低而向原##末中添加粘合剂等的成型助剂.但是，使用这样的原^ 末制作的成型体，需要通过加热来去除粘合剂等成型助剂的有机质添加物 的脱脂工序，存在不仅烧结体的制造花费时间，而且所得到的烧结体的密 度降低、其不均匀性增大、进而未完全去除的碳在烧结体中作为杂质残留 的问题。
本发明提供不在原料粉末中添加粘合剂等成型助剂，或者即使添加 也可限于极少量，因此在烧结体的制造中，不需要以去除成型体中的有机 物为目的的烧成工序，且能够以简〗更的方法、不发生开裂、裂紋，而且以 优异的形状精度制作厚度10mm以上的厚的烧结体、板面的面积为600cm2 以上或1000cn^以上进而为3000ci^以上的大型、高密度的烧结体、及大
型、高密度的将烧蚀区的厚度加厚的烧结体等的、烧结体的制造方法，以 及其所使用的成型模，同时提供大型、高密度的烧结体和使用了该烧结体 的大型、高性能的溅射靶。本发明者们对于溅射靶所使用的烧结体和溅射 特性反复潜心研讨的结果，发现对于作为构成元素不含碳的烧结体，在烧
结体中作为杂质而含有的碳的含量不足0.005重量％时，溅射中的放电特 性、所得到的薄膜特性变得良好，从而完成了本发明。
而且，作为通过烧成而成为烧结体的成型体的制造方法，对于向成型 模内填充原料粉末，进行压缩成型而制造成型体时使用的成型模，反复潜 心研讨的结果发现，通过对构成成型模的构件的结构和材质进行研究，形 成为加压压缩时对于填充的原*末实质上只从单轴方向加压，在加压结 束后的减压时对于成型体实质上可各向同性地释放压力的结构，由此可使 成型体的形状精度提高，同时消除进行成型时发生的反弹所引起的应力， 防止成型体的裂紋的方法，从而完成了本发明。
即，本发明的烧结体的第l形态，是作为构成元素不含碳的烧结体， 其特征在于，烧结体中作为杂质而含有的碳的含量为0.005重量％以下。 再者，本发明的烧结体，其厚度可为10mm以上，另外，构成烧结体的表 面的至少一个平面的面积可为6000112以上或1000 112以上进而3000cm2 以上。该烧结体例如象单纯的平板状的烧结体那样，可以是烧结体的上面 和下面分别由一个平面构成的烧结体。另外，例如象通it^板面设置凸部 从而将特定部分的厚度加厚的板状的烧结体那样，可以是在烧结体的上面 和下面的至少一方的表面上具有至少一个凸部的烧结体.此外，该烧结体 优选是烧结体整体的烧结密度为90%以上的烧结体，进一步优选烧结体内 的烧结密度的波动为0.2%以下，即烧结密度最大的部分与最小的部分的烧 结密度之差为0.2%以下。
本发明的烧结体的第2形态，其特征在于，构成烧结体的表面的面的 最宽大的面的面积为1000cn^以上、优选为3000 112以上，且烧结体^H^ 的烧结密度为90%以上。该烧结体，优选烧结体内的烧结密度的波动为 0.2%以下，即烧结密度最大的部分与最小的部分的烧结密度之差为0.2%
以下。另外，该烧结体可以是形状大致为长方体的烧结体，并且最长棱与
最短棱的长度之比为40以上，也可以;l在烧结体的上面和下面的至少一方 的面上具有至少一个凸部的烧结体。
另外，本发明的溅射靶，其特征在于，使用上述的烧结体作为把材。 本发明的成型模为压缩成型用成型模，是用于向成型模内填充原* 末并进行压缩而制造成型体的成型模，其特征在于，具有在加压压缩时对 于填充的原##末实质上只从单轴方向加压，在加压结束后的减压时对于 成型体实质上可各向同性地释放压力的结构。再者，在使成型体的表面为
水平的状态下进行成型的场合，尽管由成型体的自重、上冲头的重量带来 的力作用在成型体上，但本发明的成型体，由于成型体的板面的面积大， 因此这些力造成的压力可以忽略，
实现本发明的成型模的第l形态是冷静水压压制用成型模，是用于将 填充到成型模内的原料粉末由冷静水压压力机成型而制造成型体的成型 模，其特征在于，具备由多个型箱构件形成的装配式型箱、沿着该装配式 型箱的内面可移动地设置的上冲头和与上述装配式型箱接触地设置的底 板，同时具有构成上述装配式型箱的型箱构件可与在加压结束后的减压时 产生的成型体的膨J!M目应地移动的结构.再者，上述底板优选被构成为不 能沿着上i^配式型箱的内面移动。另外，上述底板优选由压缩变形比上 述冲头的小的材料构成，特别是进一步优选底板为金属制、上冲头为树脂 制。
此外，在本发明的上述成型模中，优选构成装配式型箱的型箱构件的 至少一部分在其端部具有，与邻接的型箱构件的端部系合，在成型时的加 压下进行限制以使得装配式型箱形成的原^末填充室的开口形状不变为 所规定的大小以下的结构。再者，在本发明中，原,末填充室意指由装 配式型箱的内面、上沖头的底面和底板(或下冲头)的上面构成的空间， 但将该原^末填充室的与上冲头的底面平行的面的断面形状称为原* 末填充室的开口形状或装配式型箱的开口形状。
另外，底板和上冲头的与原^末接触的面，可以分别由一个平面构
成，另外，可以M板由相互可移动的多个底板构成构件形成、且在上述 底板的与原料粉末接触的面上具有至少一个凹部的成型模。同样，也可以 是上冲头由相互可移动的多个上冲头构成构件形成、且在上述上冲头的与 原料粉末接触的面上具有至少一个凹部的成型模。
实现本发明的成型模的第2形态是冷静水压压制用成型模，是用于将 填充到成型模内的原料粉末由冷静水压压力机成型而制造成型体的成型 模，其特征在于，该成型模具有由多个型箱构件形成的装配式型箱、和可 插入到该装配式型箱的内部的上冲头及下冲头，具备上述型箱构件可与在 加压结束后的减压时产生的成型体的膨胀相应地移动的结构，同时，具有 将上述型箱构件彼此固定、保持上述装配式型箱的开口形状的固定机构。 再者，作为将型箱构件彼此连结的连结构件，优选4吏用销状的构件。作为 连结构件使用销状的构件的场合，优选至少一部分的型箱构件在其端部具 有可插入上述连结构件的连结构件插入部，且该连结构件插入部具有上述 连结构件的可动区域，以使得型箱构件可与在加压结束后的减压时产生的
成型体的膨JIM目应地移动。
另外，在该成型模中，优选下冲头由插入到装配式型箱内的底板和具 有比装配式型箱的开口形状大的形状的台座构成。此外，优选底板由压缩 变形比上冲头的小的材料构成，特别是进一步优选底板为金属制、上冲头 为树脂制。
在该成型模中，上冲头和下冲头(或底板)的与原^末接触的面可 以分别由一个平面构成，另外，可以是下冲头(或底板)由可移动的多个 下沖头构成构件(或底板构成部件)形成、且在该下冲头(或底板)的与 原*末接触的面上具有至少一个凹部的成型模.同样，可以是上沖头由 可移动的多个上冲头构成部件形成、且在上述上冲头的与原fr^末接触的 面上具有至少一个凹部的成型模。
此外，本发明的成型体的制造方法，是将填充到成型模内的原,末 加压成型而制成成型体的成型体的制造方法，其特征在于，使用压缩成型 用成型模，所述压缩成型用成型模具有在加压压缩时对于填充的原^末
实质上只从单轴方向加压、在加压结束后的减压时对于成型体实质上可各 向同性地释放压力的结构。
即，实现本发明的成型体的制造方法的第l形态，是将填充到成型模 内的原料粉末用冷静水压压力机成型的成型体的制造方法，其特征在于， 使用成型模，所述成型模具备由多个型箱构件形成的装配式型箱、沿着该 装配式型箱的内面可移动地设置的上冲头及与上述装配式型箱接触地设置 的底板，同时具有构成该装配式型箱的型箱构件可与在加压结束后的减压 时产生的成型体的膨ilW目应地移动的结构。
此外，实现本发明的成型体的制造方法的第2形态，是将填充到成型 模内的原fl^末用冷静水压压力机成型的成型体的制造方法，其特征在于， 使用成型模，所述成型模具有由多个型箱构件形成的装配式型箱、插入到 该装配式型箱的内部的上冲头和下冲头，^上述型箱构件可与在加压结 束后的减压时产生的成型体的膨J^目应地移动的结构，同时，具有将上述 型箱构件彼此固定、保持上述装配式型箱的开口形状的固定机构。
再者，在本发明的成型体的制造方法中，优选上述底板或下冲头被构 成为不能沿着上a配式型箱的内面移动。另外，优选上述底板或下冲头 由压缩变形比上述上冲头的小的材料构成，特别是优选上述底板或下冲头 为金属制，上述上冲头为树脂制。此外，在本发明的成型体的制造方法中， 优选在原tt^末中的有机物的添加量为0.6重量％以下，特别是进一步优 选在原*末中不添加含有有机物的成型助剂。
本发明的烧结体的制造方法的第l形态，是将原*末加压成型制成 成型体后，对该成型体进行烧成从而形成为烧结体的烧结体的制造方法， 其特征在于，原^^末不包含含有有机物的成型助剂。再者，在该制造方 法中，优选将原^末采用冷静水压压力机直接成型而获得成型体。为此， 优选使用上述的成型模进行原fl"^末的成型，优选使用根据上述的成型体 的制造方法制造的成型体。
此外，本发明的烧结体的制造方法的第2形态，是将原*末加压成 型制成成型体后，对该成型体进行烧成从而形成为烧结体的烧结体的制造
方法，其特征在于，不具有以去除成型体中的有机物为目的的烧成工序。
再者，所谓以去除成型体中的有机物为目的的烧成工序，是通过在60ox: 以下左右的低温区以低速升温来去除成型体中的可燃成分的工序，例如意 指4吏从ioox:到达到40ot:的时间为30小时以上的烧成工序。由于不需要 以去除成型体中的有机物为目的的烧成工序，所以优选使用有机物含量为
0.6重量％以下、进一步优选为0.3重量％以下的原##末制作成型体。为
此，优选使用上述的成型模进行原##末的成型，优选使用根据上述的成 型体的制造方法制造的成型体。
再者，本发明能够适用于陶瓷、金属或者它们的混合物的烧结体。可 以适用于作为陶瓷的、氧化物、氮化物、硫化物或氧氮化物等的复化合物
等，作为金属的、铬、钼等的单质金属或TiW等的^r等。特别是能够适
合地适用于将成为与金属粉; M目比，成型体密度低、强度弱的成型体的陶 乾粉末作为原^#末的烧结体。另外，本发明的成型模，可以大体完全地
吸收成型时的反弹，所以，可特别适合地适用于将反弹的大小为0.1%以上 的陶瓷粉末、特别是ITO和AZO (铝锌氧化物；Aluminum Zinc Oxide) 等象化物粉末作为原##末的烧结体。再者，反弹的大小可以严密地定义 为释放成型压力后的成型体与施加成型压力时的成型体的大小之差除以施 加成型压力时的成型体的大小所得到的值，可以更简l更地按以下进行计算 例如从成型压力釋r放后的成型体的一边的长度(A)减去成型压力^^;^ 的成型模的原料粉末填充室对应的边的长度(B)所得到的长度除以该原 料粉末填充室对应的边的长度(B)所得到的值((A-B) /B)。
另外，规定了碳含量的烧结体以外的本发明的烧结体，可以是含有碳 化物等的烧结体，而且，本发明的烧结体的制造方法、在该制造方法中使 用的成型模也可以适用于含有碳化物等的烧结体的制造。
发明的效果
根据本发明，能够容易地得到高密度、且均质的大型烧结体、薄il^L 面的面积大的烧结体、厚度厚的烧结体等的高密度且均质的烧结体。另外，
根据本发明，即使是板厚局部不同的形状的烧结体，也可容易地得到高密 度、均质、且大型的烧结体。此外，能够容易地得到作为这样的烧结体的、 烧结体中的碳含量非常少的烧结体。
另外，通过使用这些烧结体，能够提供没有异常放电的发生和瘤状物 的生成的、并且可以获得例如低电阻的薄膜等的性能优异的大型賊射靶。
此外，根据本发明的成型体的制造方法，对于大型的成型体也可利用 高的压力进行成型，因此不在原^末中添加粘合剂等成型助剂，或者将 其添加量限于极少量，通过对原##末直接进行冷静水压压制，就可容易 地得到形状精度优异、且没有开裂和裂紋的大型的高密度且均质的成型体。 另外，不需要高价的干式压制用的模具和浇铸成型用的铸模，仅用廉价的 树脂、金属的板材即能够将原料粉末直接成型，因此能够提供可简化制造 工艺、且经济的制造方法。
此外，根据本发明的烧结体的制造方法，通过使用根据上述的成型体 的制造方法而得到的成型体，即，将不添加粘合剂等成型助剂、或者其添 加量为极少量的原,末，采用静水压压力机直接成型，获得成型体，对 所得到的成型体进行烧成，制成烧结体，可以不需要以去除成型体中的有 机物为目的的烧成工序。因此，能够以非常短的时间进行烧成工序，能够 达成制造效率的大幅度的提高。
另外，根据本发明，能够容易地制作厚度局部地不同之类的板面不是 平面的、且大型、高密度的烧结体，因此能够以高的合格率制造将烧蚀区 的厚度增厚的大型且高密度的賊射靶，，能够大幅度提高靶的使用效率。


图l是示意性地分解表示本发明的成型模的一例的立体图。
图2是分解表示本发明的成型模的一例的剖面图(侧视图)。
图3是表示本发明的成型模的一例的剖面图(侧视图)。
图4是示意性地分解表示本发明的成型模的另一例的立体图。
图5是表示在比较例4中使用的成型模的剖面图。(a)为平面图、(b)
为侧视图。
图6是示意性地分解表示本发明的成型模的另一例的立体图。
图7是分解表示本发明的成型模的底板的例子的立体图。
图8是表示本发明的成型模的底板的另一例的立体图。
图9是表示本发明的成型模的底板的又一例的立体图。
图IO是示意性地分解表示本发明的成型模的另一例的立体图。
图11是表示本发明的成型模的另一例的平面图。(a) M示装配式
型箱的平面图、(b)是表示装配式型箱的角部的螺栓导入孔的形状的放大图。
图12是本发明的成型模的另一例的侧视图。 图13是本发明的成型模的又一例的侧视图。
符号说明
1、 11、 21、 31、 41、 51、 61 上冲头
2、 12、 22、 32、 42、 52、 62装配式型箱
2a、 12a、 22a、 32a、 42a、 52a、 62a型箱构件 2b、 12b、 22b、 32b、 42b、 52b、 62b型箱构件
3、 13、 33、 43、 63 底板
33a、 33b、 33c、 33d、 33e、 33f底板构成构件
4、 14、 34、 44、 64 台座 5原料粉末
6緩冲材料 7、 8 台阶部 25聚氨酯橡胶模 28、 58 下沖头
55、 65螺栓
56、 66 螺母 57螺栓导入孔 57a连结构件初始位置 57b连结构件可动区域
具体实施例方式
以下，用具体例进一步详细地说明本发明。
本发明的压缩成型用的成型模和4吏用该成型模的成型体的制造方法， 可在制造成型体时使用，所述成型体是在用于溅射乾等的烧结体的制造中 使用的成型体。
例如，溅射靶的制造，将原^末根据需要进行混合、成型、烧成， 使用这样所得到烧结体进行制造，但这样的原*末的混合、成型体的烧 成可以采用通常所使用的方法进行。
本发明所使用的原料粉末没有特别限制，可以列举例如氧化铝、ITO (铟锡氧化物；Indium Tin Oxide) 、 IZO (铟锌氧化物；Indium Zinc Oxide) 、 AZO (铝锌氧化物；Aluminum Zinc Oxide) 、 GZO (镓锌氧化 物；Gallium Zinc Oxide) 、 BST (钬酸链钡;Barium Strontium Titanate)、 STO(钛酸锶；Strontium Titanate)等的金属氧化物粉末、Cr、 Mo等的 金属粉末。
需要混合原料粉末的场合，例如用球磨机、喷磨机、交叉混合机 (crossmixer)等进行，优选在混合原fl^末之前，实施原*末的粉碎和 /或分级处理。通过实施这样的粉碎 分级处理，原^末粒径微细化， 容易均匀混合，因此可防止由于烧结体内组成的不均匀性而引起的烧结 体的变形.开裂、密度不匀。另外，作为原,末使用碳酸盐的场合、 粉末中碳多的场合，优选在混*末后以粉末的状态进行假烧来实施脱 碳酸处理。再者，作为原料粉末只使用一种化合物的场合，不用说不需 要上述那样的混合操作。
在本发明中，使用冷静水压压力机的场合，由于以高的压力成型，且 通过消除反弹，不会发生裂紋，因此不一定需要采用干式压制成型方法进 行的造粒等的粉末处理。但是，可以根据需要将进行造粒而得到的颗粒或
平均粒径为l~10um粒状粉末作为原料^^吏用。在本发明中，由于不一定 需要这样的粉末处理，因此可简化成型前的粉末处理工序，同时能够防止 碳向烧结体中混入。
接着，将通过上述而得到的原^末填充到成型模内，进行压缩成型。 此时，使用具有在加压压缩时对于填充的原fr^末实质上只从单轴方向加 压，在加压结束后的减压时对于成型体实质上可各向同性地释放压力的结 构的成型模。再者，该成型模可以由刚性大的材料构成，因此这样得到的 成型体的形状精度极其良好。而且，作用于成型体的压力，对于成型体各 向同性地释放，所以能够消除成型时发生的反弹所引起的应力，可得到没 有裂紋的成型体。另外，为了提高所得到的成型体的强度和形状精度、不 使其发生裂紋，优选担负对成型体的压力传递的成型模的滑动构件其滑动 阻力小、可顺利地滑动，以使得能够对成型体均匀地加压。此外，为了不 使成型体发生裂紋，减压时各向同性地释放压力极其重要。即，压力的释 放速度、释放程度对于成型体失去各向同性的场合，会成为引起裂紋的原 因。特别是成型制it^弹大的大型成型体的场合、将不添加粘合剂和润滑 剂等成型助剂或其添加量少的粉末进行成型的场合，各向同性地减压是极 其重要的。不使用粘合剂和润滑剂等成型助剂或其添加量少的场合，成型 体的强度降低，因此成型变得^，但是当采用本发明的成型模时，由于 上述的理由，即4更不使用成型助剂，也能够进行大型成型体的成型。另夕卜， 不使用成型助剂的场合或其添加量少的场合，能够省略成型助剂的去除工 序即脱脂工序，不仅可消除与主要为有机物的成型助剂的分解相伴的脱脂 工序中的裂紋问题，而且不存在残留碳，因此所得到的烧结体变为高纯度。 特别是对于溅射靶而言，由于可得到高纯度的烧结体，因此可以抑制賊射 中的异常放电的发生，所得到的薄膜特性优异。
更具体地讲，例如将通过上述而得到的原##末填充到成型模中，采 用冷静水压压力机制成成型体。成型模例如象图1所示那样，是具备由多 个型箱构件2a、 2b构成的装配式型箱2、可沿着装配式型箱2的内面自由 移动的上冲头1、和与上述装配式型箱2接触地设置的底板3，在上述型箱
内的上冲头1和底板3之间将原^#末压制成型的结构体。在构成装配式 型箱2的至少一部分型箱构件2b的两端，形成用于使型箱构件彼此抓接， 并保持成装配式型箱的开口形状不小于所规定的形状的台阶部7。这样， 当使用冷静水压压力机时，可比较容易地各向同性地控制在加压轴向和与 其垂直的方向不同的成型体的反弹所引起的膨胀。但是，由于所施加的静 7jC压通过成型模作用于成型体，因此在使用使成型模自发地发生压力(例
如弹性力等)的构件、结构的场合，即使对成型模施加的压力是各向同性 的，对成型模内的成型体施加的压力也不各向同性地作用，因此不能消除 由反弹引起的应力。所以，优选静水压压制用的成型模由实质上没有弹性 变形等的刚性体构成。再者，为了保持成装配式型箱2的开口形状不小于 所规定的形状，在型箱构件上形成的台阶部等的结构，如果是能够保持成 开口形状不小于所规定的形状的结构，则任何结构都可以，例如，如图1 所示那样，既可以形成于型箱构件2a或2b的任一方的两端，又可以分别 形成于型箱构件2a和2b的一方端部。另外，其结构，既可以为图l所示 的单纯台阶部7，又可以为例如图13所示那样的在型箱构件的高度(原料 粉末填充室的深度)方向交替地形成凸出部和缺口部以使其相互啮合的结 构。
另外，优选上述底板3被构成为不能沿着上述装配式型箱2的内面移 动。即，优选如图2所示那样在构成装配式型箱的型箱构件2a、 2b的底部 的底板3抵接的部分形成台阶部8，或者如后述那样，设置比装配式型箱 的开口形状大的台座4。由此，上述底板3，沿着装配式型箱2的内面的向 上的方向的移动被限制。再者，型箱构件2a、 2b的底部的台阶部8担负下 述功能在填充原*末时防止原^^末从模中泄漏，同时稳定地保持装 配式型箱的开口形状。
构成装配式型箱的型箱构件的上述台阶部的制作方法，没有特别限制， 可以对板材进行切削加工而制作，也可以将2片长度不同的板用粘合剂等 粘合而制作。无论哪一种方法，与压制法的模具、洗铸法的铸模的加工相 比，加工方法都简单，成本也^f更宜、经济。
上述成型模可以保持在台座4上。台座4被设置在装配式型箱2和底 板3之下，底板3和台座4可以用两面胶带或粘合剂等粘合。台座4不仅 使成型模的移动和输送等的操作作业容易进行，而且在由于反弹从而成型 体膨胀时，可以担负作为用于构成装配式型箱2的型箱构件2a、 2b顺利地 平行移动的导板的功能。当然，可以一体地制作台座4和底板3。
为了保持所装配的装配式型箱2的开口形状，构成装配式型箱2的型 箱构件2a、 2b的抵接部位可以用胶带等进行预固定。通过预固定，在填充 原^末时装配式型箱2的开口形状被稳定地保持，填充作业变得容易。 预固定所使用的材料，如果是在填充原料粉末时可保持形状，且在成型体 发生反弹时容易地延伸、开裂、剥离，从而不妨碍构成装配式型箱2的型 箱构件2a、 2b的移动的材料，就没有特别限制，但优选胶带等。另外，通 过将适度的紧固力的橡胶环缠绕在装配式型箱2的周围，也可以进行预固 定。
由装配式型箱2和底板3规定的具有所规定的大小的开口形状的状态 下的装配式型箱2的内面和上冲头1的侧面之间的间隙，i殳计成大于0mm。 为了使上冲头l顺利地可动，优选上述间隙为0.1mm以上2mm以下。进 一步优选为O.lmm以上lmm以下。在使上述间隙大于2mm的场合，对 应于装配式型箱2的内面与上冲头1的间隙的部分的部分的成型体强度降 低，有时引M型体的开裂、剥离。另夕卜，在为0.1mm以下的场合，装配 式型箱由于静水压而变形的场合，上冲头与装配式型箱的间隙减少，存在 妨碍上冲头滑动的可能性。
为了改善上冲头1的滑动性，可以在装配式型箱2的内面和/或上冲头 1的侧面涂布或^A^擦系数小的材料。另外，也可以粘贴涂布或 _了 那样的材料的带。涂布或被覆的材料，如果其摩擦系数比装配式型箱2或 上冲头1的摩擦系数小则没有特别限制，但优选特氟隆(注册商标)或DLC (类金刚石碳；Diamond Like Carbon)。
装配式型箱2、上冲头1、底板3的材质，如果是在采用冷静水压压力 机加压时，实质上变形小的材料，则没有特别限制，^E金属中优选铝、
硬铝、超硬铝、不锈钢、工具钢等。在树脂中可使用MC尼龙、ABS、电 木(bakelite)等的板材。本发明的成型模，为由装配式型箱2和底板3规 定装配式型箱2的开口形状的结构，因此为了上冲头l更顺利地移动，更 优选底板3由压缩率比上沖头1的小的材料形成。进一步优选底板3为压 缩率小的金属，上沖头优选为压缩率比金属的大的树脂。由此，在静水压 加压中可充分确保上冲头1与装配式型箱2的间隙，上沖头可更顺利地移 动。
一般地当加压压力为200kg/cm2以上时，粉末被压固，成为成型体。 在静水压压制中，为了使成型体密度进一步增加，使压力进一步增加到0.5 叱/ 112以上。装配式型箱的型箱构件，由于其两端在台阶部板接，因此通 过静水压的作用，中央部比起装配式型箱构件的端部，中央部更易被挤压、 发生变形。静水压越高，变形量越大，当达到某一压力时，变形成上沖头 与装配式型箱的间隙以上，上冲头与型箱构件接触，产生摩擦，妨碍移动。 其结果，比起上冲头与型箱构件接触的端部，挤压面中央部更强烈地^JL挤 压而变形，给一次形成的成型体带来不均匀的力，成为产生裂紋的原因。 如果从最初就扩大型箱构件与上冲头的上述间隙(余隙)，则该问题解决， 但当使该间隙为2mm以上时，实质上，上冲头与型箱构件的间隙的部分 的成型体不被上冲头压制，成型体强度减弱。
另一方面，底板的压缩率小于上冲头的压缩率的场合，底板与型箱构 件接触，规定装配式型箱的开口形状，因此开口形状保持得较宽，且上冲 头收缩成底板的收缩量以上，因此上冲头与型箱构件的余隙^L保持。其结 果，在高压的静水压压制成型时，可进行没有裂^JL生的成型。
装配式型箱的高度，如果是由目标的成型体厚度和成型体密度及原料 粉末的密度计算得到的值以上，则没有特别限制，但在由型箱内面和底板 包围的空间中填充原##末后，在原,末之上放置上冲头时，优选装配 式型箱的高度为上述的计算值以上，以使得能够确认上沖头已确实地i^ 型箱内装配式。
另外，构成装配式型箱的型箱构件的厚度没有特别限制，但为了减小
静水压引起的变形，越厚越好。但是，型箱构件越厚，则成型模的重量越 重，所以变得难以操作。因此，虽然也依赖于装配式型箱的大小，但其厚
度为lcm以上10cm以下。
底板的厚度没有特别限制，越厚则从装配式型箱受到的压力所引起的 变形越小，越厚越重，所以变得难以操作。因此，虽然也依赖于装配式型 箱的大小，但其厚度为0.5cm以上10cm以下。
上沖头的厚度，只要沖头没有变形就可以，没有特别限制，但为了沿 着装配式型箱的内面平行移动，^越好，虽然也依赖于装配式型箱的大 小，但其厚度优选为lcm以上。
台座的厚度，只要是操作变得容易的厚度就可以，没有特别限制。
填充原*末之后，将已填充原#^末的成型模放入乙烯树脂袋等中 进行真空包装。在静水压加压时，为了避免乙烯树脂袋被吸入成型模的缝 隙间而开裂，可以在成型模的周围或一部分上设置緩冲材料。緩冲材料的 材质没有特别限制，但优选橡胶片、橡胶板、树脂片、树脂板、纸等。作 为针对漏水的安全对策，可以进行多次的采用乙烯树脂袋的真空包装。
将这样准备的成型 ^入到^#水压压力机中，在高压下进行成型， 但作为此时的成型压力，只要是能够获得成型体的压力就没有特别限制。 压力越升高，成型体的强;1^增加，因此优选为0.5 ^/ 112以上，更优选
为1叱/0112以上。
在本发明的成型模中，装配式型箱的型箱构件不被相互固定，在静水 压加压结束后的降压时，成型体可以不受装配式型箱拘束而膨胀，能够防 止成型体开裂.本发明的成型模，可完全緩和由成型体的反弹而引起的应 力，因此即^A使用了不添加粘合剂等成型助剂、或者其添加量为0.6重 量％以下的原*末的成型体、和大型的反弹大的成型体，也不会使其发 生开破和裂紋，可成型制造形状精度优异的成型体。
即，本发明的成型模，是没有因成型体反弹而导致的开裂的、象单轴 加压那样能够得到形状精度优异的高密度的成型体的压缩成型用的成型 模。
另一方面，在厚度厚的成型体的场合，通常，难以均匀加压到成型体 的内部，因此难以得到均匀的烧结体。另外，在添加了粘合剂等烧结助剂 的场合，成型体的厚度越厚，脱脂工序中的有机物的去除越困难，因此为 了降低烧结体中的残留碳，优选烧结助剂的添加限于少量、或完全不添加。 在本发明中，通过使用静水压压力机，对于大型的成型体也能够施加大的 压力，因此对于厚度厚的成型体，也可充分均匀地成型。而且，为了得到 均勻的成型体，在l次成型中以大的压力进行加压是重要的，特别是为了 破碎发生聚集的粉末、已造粒的颗粒等，获得致密且均匀的成型体，不进
行各向同性加压而进行单轴加压是有效的，例如，如实施例9那样，以l 喊/ 112的压力进行单轴加压1次成型的场合，成为致密而均匀的成型体， 其烧结体的密度分布(烧结密度的波动)为0.06%，与此相对，即使为相 同的烧结密度，如比较例2那样，以300kg/cn^的低压力进行单轴加压1 次成型后，作为2次成型以1 ^t/ci^的压力进行各向同性加压的场合，成 型体中残留由粉M裂引起的孔隙，成为不均匀的成型体，因此其密度分 布(烧结密度的波动)变大，为0.18%。因此，在本发明中，通过使用可 进行单轴加压的静水压压力机，与使用油压压力机等的单轴压制相比，即 使大面积成型体，也能够在l次成型中以大的压力进行单轴加压，可得到 致密、且均匀的成型体。另外，以这样大的压力进行成型的场合，压力释 放时产生的反弹也非常大，但根据本发明，能够有效地消除由这样的反弹 引起的应力，所以对于完全的脱脂变得困难的厚度为10mm以上、进而厚 度为12mm以上的烧结体的制作，也能进行充分均匀的成型，能够得到烧 结密度为90%以上、或为95%以上、进而为99%以上、烧结密度的波动 (烧结密度最大的部位与最小的部位之差)为0.2%以下的均匀的烧结体。 另外，在本发明中，由于能以高的压力成型，能够得到充分的强度的成型 体，因此通过使粘合剂等的烧结助剂的添加量限于少量、或者完全不添加， 能够使烧结体中的残留碳的含量不足0.005重量％、或者为0.003重量％以 下、进而为0.002重量％以下。再者，在添加粘合剂等的烧结助剂的场合， 其添加量优选为原fl^末的0.6重量％以下，进一步优选为0.3重量％以下。
再者，已经知道使用的'减射靶的烧结密度影响到溅射中的异常放电的
发生、瘤状物的生成，但通过使'减射靶的烧结密度的波动为0.2%以下，就 能够维持稳定的放电，能够稳定地进行溅射成膜。
出于与上i^目同的理由，根据本发明，能够得到构成烧结体表面的至 少1个平面的面积为600cm2以上或1000cm2以上、进而为3000cm2以上的 大型的、且烧结体整体的烧结密度为90%以上、或95%以上、进而为99% 以上的、烧结密度的波动(烧结密度最大的部位与最小的部位之差)为0.2% 以下的均匀的烧结体。另外，能够得到构成烧结体表面的至少1个平面的 面积为6000112以上或10000112以上、进而为3000cm2以上的大型、高密度 的、且烧结体中的残留碳的含量不足0.005重量％、或者为0.003重量％以 下、进而为0.002重量％以下的均匀的、残留碳少的烧结体。
此外，根据本发明，基于与上i^目同的理由，对于形状大致为长方体 的、构成其表面的面的最大面的面积为1000 112以上的、最长的棱与最短 的棱的长度之比为40以上的烧结体，也与上述一样，能够得到烧结体B 的烧结密度为90%以上、或95%以上、进而为99%以上的、烧结体内的 烧结密度的波动为0.2%以下的烧结体。
另外，根据本发明，对于将烧蚀区的烧结体厚度加厚，从而使溅射中 的材料的使用效率提高的高效率靶，通过研究冲头和底板的形状，由于与 上i^目同的理由，也能够得到大型、且高密度的烧结体。
例如，如图6所示那样，通过使用具有由底板构件33a、 33b构成的底 板33的成型模，能够得到在'减射面上具有凸部的大型的成型体。此时，根 据本发明，通过除了使用装配式型箱以外，还使用分割成多个底板构件的 底板，也能够有效地消除由于在成型后的减压时产生的反弹而作用于成型 体的凸部的应力，因此能够以高的压力成型，能够制造大型且高密度的、 均匀的、残留碳少的烧结体。
再者，用于形成、减射面的凸部的底板，具有在成型后的减压时能够与 成型体凸部的膨糾目应地移动的结构即可，例如，如图7所示那样，除了 可以分割成2个部分以外，还可以分割成图8所示那样的33c、 33d、 33e
这3个底板构成构件。
本发明的成型模的第2形态，是例如图11及图12所示那样的成型模， 是具有在构成装配式型箱52的型箱构件52a、 52b的两端插入销状的连结 构件(螺栓55)而固定的结构的成型模，由此可保持装配式型箱的形状。 在此，由称为销状的连结构件的、结合装配式型箱的连结构件、和该连结 构件所插入的连结构件插入部形成的结构，是限制装配式型箱构件52a、 52b从所规定的位置向内侧移动、且可向外侧进行某种程度的移动的结构， 是具有连结构件55能够移动的可动区域57b的结构。例如，可以列举出 具有在装配式型箱的连结部插入销的结构的成型模、具有装配式型箱的连 结部结合成积木状的结构、且具有利用在积木的每一个上设置的凹凸，型 箱构件能够向外侧移动的结构的成型模。但是，关于该构件的形状和结构， 并不限于此。另外，优选采取在导/v销的装配式型箱端部^L置有比销的直 径大的孔(螺栓导入孔57)，从而销可动的结构，通过采用这样的结构， 在制造大型的板状成型体的场合，能够有效地消除在以往的方法中成为成 型体开裂的原因的、在加压结束后的减压时产生的反弹所引起的应力。连 结构件所插入的连结构件插入部(螺栓导入孔57)，为了緩和成型体的反 弹所引起的膨胀，优选具有比销的直径大2mm 10mm左右的直径。孔的 形状，优选具有接近于椭圆形的形状，在固定销的区域57a为与销的直径 大致同等的直径。但是，只要能够确保可允许成型体膨胀时的反弹的间隙 即可，因此关于孔的形状和大小，并不限于此。另外，销优选是螺栓式的 销，是具有能够保持装配式型箱的强度的材质的销，直径优选为lmm以 上100mm以下，进一步优选为3mm以上30mm以下，但是，销的形状和 材质并不限于此。该装配式型箱，可形成为下述的结构在填充原^末 时，利用该带销螺栓固定装配式型箱、促进作业性的改善，填充作业后通 过将适度的紧固力的环形橡胶等缠绕在装配式型箱的周围，固定装配式型 箱之后通过放松带销螺栓，在由于成型时的反弹从而成型体膨胀时，型箱 构件顺利地移动。通过采用具有该可动式销的装配式型箱，可以附加下述 功能在填充粉末时通过紧固螺栓、固定装配式型箱，防止原##末>^*
泄漏，另外可具有下述功能填充粉末后放松螺栓，促进型箱构件顺利地 移动，緩和成型体的反弹，防止成型体开裂。
作为上述成型模的具体例，可以列举例如图11和图12所示的成型模。 该成型模，其装配式型箱52由多个型箱构件52a、 52b形成，具备上述型 箱构件52a、52b可与加压结束后的减压时产生的成型体膨糾目应地移动的 结构，同时，例如具有下述固定机构上述型箱构件52a、 52b在其两端具 有连结构件导入孔(螺栓导入孔)57，通过将螺栓55插入到该螺栓导入孔 57中，并由螺母56紧固，来保持装配式型箱52的开口形状。该螺栓导入 孔，如图ll(b)所示那样，比所插入的螺栓55的直径大地形成，如^t 木>螺母56的紧固，则型箱构件52a、 52b可与在加压结束后的减压时产生
的成型体的膨糾目应地移动。
作为具体的作业顺序，装配了装配式型箱52之后，将螺栓55插入到 螺栓导入孔57中，由螺母56紧固而固定，由此可容易地进行原^H^末的 填充等的作业。填充原料粉末后，使上冲头51放到该原^末之上，将适 度的紧固力的环形橡胶等缠绕在装配式型箱52的周围，放松固定着装配式 型箱52的螺松55的螺母56，型箱构件52a和52b可相对地移动。然后， 将橡胶片作为緩沖材料放在上冲头之上以使^A盖上冲头51和装配式型 箱52的间隙，然后，装入乙烯树脂袋中，将袋内减压、进行真空包装，投 入到冷静水压压力机中，制作成型体。
在此，螺栓导入孔57，比螺栓55的直径充分大地形成，以使得型箱 构件52a、52b可与在加压结束后的减压时产生的成型体的膨J^目应地自由 移动。特别^:优选^吏之形成为如图11 (b)所示那样的、在装配式型箱52 的开口形状的对角线方向伸展的形状。
再者，优选该螺栓导孔57之中，通过在装配式型箱的开口形状最小 的状态时，在存在连结构件(螺栓)55的区域57a (连结构件初始位置) 的周壁设置橡胶等弹性体，从而在填充原##末后的真空包装时等，装配 式型箱52以适度的强度保持其形状，在加压结束后的减压时，相应于成型 体的膨胀，连结构件(螺栓)55向连结构件可动区域57b移动。此时，优
选如图11 (b)所示那样，在螺栓导入孔57的连结构件初始位置57a与连 结构件可动区域57b的边界形成蜂腰。通过调整该蜂腰的大小和弹性体的 强度、其厚度等，在加压结束后的减压时，可使螺栓55能够顺利地向连结 构件可动区域57b移动，可4吏型箱构件52a、 52b的移动更顺利，并进一 步抑制裂紋和翘曲的发生。
上述的例子，从图12可知，下冲头58可在装配式型箱内上下移动， 但如图13所示那样，通过设置比装配式型箱的开口形状大的形状的台座 64，可限制底板63在装配式型箱62内的上下移动，同时使型箱构件62a、 62b的移动顺利，使动作更稳定，而且，能够抑制裂紋和翘曲的发生。此 外，通过设置该台座64，可^f、料粉末的填充和成型模的输送等的作业性 飞跃地提高。
再者，关于构成该成型模的材料、用于赋予附加的功能的结构等，对 于图1中示出其一例的本发明的成型模的第1形态已在上述中叙述的内容， 对于该成型模的第2形态也能够同样地适用。
将象上述那样得到的成型体在烧成炉内烧成，制造烧结体。烧成温度、 升温速度、降温速度等4H^根据各种材料而不同，例如在ITO的场合，烧 成温度优选为可促进氧化锡在氧化铟中固溶的1400"C 1600t:.在不足 1400X:时，作为ITO的烧结不完全，因此烧结体强度低,另外当为超过1600 1C的温度时，氧化铟或氧化锡从ITO烧结颗粒的蒸发变得显著，成为引起 组成偏差等问题的原因.直到烧成温度为止的升温速度，考虑烧结体均匀 烧结引起的收缩，优选为20lC/小时 200t:/小时。在烧成温度保持后的、 直到室温为止的降温iiA确定为200"C/小时以下，il^緩和对烧结体的热 冲击、防止裂紋和翘曲的发生的观点考虑是优选的.
如上述那样，在本发明中，由于在原^末中添加的粘合剂等的烧结 助剂并不需要、或者可将其添加量限于极少量，因此在用于进行烧结的烧 成时，不需要设置以去除成型助剂为目的的烧成工序(脱脂工序)。 一般
容易导致加热炉的加热器的劣化，缩短其寿命，不仅使生产成本增加，而
且为了避免因有机成分燃烧或分解而使烧结体发生裂紋，从室温到400
x: 6oox:必须以ior/小时以下的低速升温，从而使烧结体的制造时间大 幅度增加。因此，根据不设置以去除成型体中的有机物为目的的烧成工序 的本发明，能够使烧结体的制造效率飞跃性地提高。再者，为了不需要以 去除成型体中的有机物为目的的烧成工序，不用说，在原##末中不添加 含有粘合剂等有机物的成型助剂为好，但也可使原##末中的有机物含量
为0.6重量％以下，进一步优选为0.3重量％。
由以上的方法制造的烧结体，其形状精度良好，可以容易地磨削加工 成所要求的形状，能够容易地制作成溅射靶。
另一方面，本发明的烧结体的第l形态，是作为构成元素不含碳的烧 结体，其特征在于，烧结体中作为杂质含有的碳量少。在使用碳含量多的 烧结体的场合，例如对于ITO靶，不仅成为异常放电发生的原因，而且所 得到的薄膜的腐蚀速率也变化。另外，对于AZO靶，所得到的透明导电 膜的电阻增加。因此，烧结体中的碳含量，优选为看不到对这些特性产生 影响的不足0.005重量％，更优选为0.003重量％以下，进一步优选为0.002 重量％以下。
关于烧结体中存在的碳，在制造烧结体的过程中使用的用于浆液化的 ^t剂、消泡剂、在粉末成型中的粘合剂、润滑剂等有机物在脱脂工序中 未被完全去除而残留是主要因素。因此，成型体的尺寸大的场合、厚M 的场合，脱脂特别容易变得不完全，烧结体中的残留碳容易增多。关于碳 的影响，作为烧结体的大小为600 112以上时变得显著，为1000 112以上时 变得更加显著。作为厚度，为10mm以上时变得显著，进而为12mm以上 时变得特别显著。另外，在成型体的尺寸大的场合、厚度厚的场合，成型 特别困难，由于进行使用了浆液的粉末造粒、4吏用成型助剂，因此成为残
留碳增多的原因，但通过使用本发明的成型模，将原tt^末直接用冷静水 压压力机成型而得到成型体，不使用采用了浆液的粉末造粒、成型助剂，
或者，使用含有有机物的成型助剂等的添加量少的原fl^末，能够制it;f 度为10mm以上、或者大小为600cm2以上或1000cn^以上、进而为3000cm2
以上的大型、且高密度的烧结体。
特别是在本发明中，如上述那样，通过使用冷静7JC压压力机，即使对 于大型的烧结体，也能够以大的压力成型，且能够有效地释放在加压成型 结束后的减压时发生的成型体的反弹所引起的应力，因此即使完全不使用 在原朴盼末中添加的含有有机物的粘合剂等的成型助剂，或者即使相对于
原*末添加0.6重量％以下或0.3重量％以下的很少量，也能制造具有充 分强度的成型体，能够得到大型、高密度、且残留碳少的均匀的烧结体。 而且，将得到的烧结体整形为所希望的形状，根据需要磨削或研磨烧结体 表面后，根据需要与背垫板(backing plate)接合，制作'溅射把，由此能 够以高速形成低电阻的透明导电膜，且能够提供溅射中的异常放电和瘤状 物的发生少的溅射靶。
再者，专利文献l记栽了在ITO靶中，通过将靶中所含有的属于元素 周期表nib族和IVb族的元素规定为50ppm以下，能够降低濺射时的异 常放电和瘤状物的发生，但关于碳的影响却丝毫没有具体地提到。事实上， 该专利文献1，由于对将添加粘合剂并成型的ITO成型体在ITO烧结板上 烧成的实施例、和将同样的成型体在低纯度氧化铝板(含7%的Si02)上 烧成的比较例进行了比较，因此实质上是以降低烧成时从固定板扩散、混 入的Al和Si杂质为目的的。即，在该专利文献l中，完全没有记栽表示 碳的存在与'减射时的异常放电和瘤状物的发生有关的具体数据，而且也完 全没有记栽由于怎样的作用导致碳的存在与溅射时的异常放电和瘤状物 的发生相关。此外，在专利文献l的实施例中，成型时将1重量。/。的PVA 作为粘合剂添加到原fl^末中，可以认为所得到的烧结体含有50ppm左右 的碳。再者，根据本发明者们的研讨结果可确认如该专利文献l那样使 用含有有机物的粘合剂等成型助剂的场合，在加热到300 600X:左右的温
度的通常的脱脂处理中，烧结体中残留的碳不一定能够完全去除，但对于 这一问题，该专利文献l根本没有考虑。
本发明的烧结体的第2形态为一种烧结体，其特征在于，构成烧结体 表面的面的最大的面的面积为1000 112以上、且烧结体整体的烧结密度为
卯％以上、或95%以上、进而为99%以上，优选是烧结体内的烧结密度的 波动为0.2%以下的烧结体。该烧结体，通过4吏用本发明的成型模采用冷静 水压压力机进行成型也可以制造。即，即使完全不使用在原^末中添加 的含有有机物的粘合剂和润滑剂等的成型助剂、或者只添加原料粉末中的 有机物含量为0.6重量％以下、进而为0.3重量％以下的很少的量，也能够 制造具有充分的强度的成型体，由此能够制造上述那样的大型、高密度的、 且烧结体内的密度波动小、残留碳少的烧结体。由此，可能提供显示装置 等的大型化所要求的大型、高性能的賊射靶。
本发明的烧结体的第3形态，是通过在烧结体的賊射面形成凸部从而 将烧蚀区的厚度增厚、使把材的使用效率提高的烧结体。这样的形状的溅 射靶，通过由多个底板构成构件构成具有凹部的底板，同时使用本发明的 成型模，能够制造大型、高密度的、且烧结体内的密度波动小、残留碳少 的烧结体。由此，对于ITO靶等而言，可以提供能够使高价的把材料的使 用效率飞跃性地提高，同时可以得到低电阻的薄膜、异常放电和瘤状物的 发生也少的优异的大型靶。
实施例
以下，示出实施例详细地说明本发明，但本发明并不限于这些实施例。 (实施例1)
如图1~3所示那样，在本实施例中使用的成型模，由由上冲头l、型 箱构件2a和型箱构件2b形成的装配式型箱2、底板3及台座4构成。上 冲头1为MC尼龙制的，装配式型箱2和底板3为不锈钢(SUS)制的， 台座4为MC尼龙制的。装配式型箱2由型箱构件2a和型箱构件2b形成， 在型箱构件2b的两端，形成有用于使其与型箱构件2aM从而进行组合 的台阶部7。在型箱构件2a和型箱构件2b的底部，形成有底板3进行抵 接的台阶部8，由此，底板3被构成为不能沿着装配式型箱2的侧面移动。
装配式型箱2与上冲头1的间隙为0.5mm (上冲头1的宽度和长度分 别比开口形状的宽度和长度小l.Omm)，而且为了降^;f擦，在装配式型
箱2的内侧面和上冲头1的侧面粘合了特氟隆(注册商标)。
将装配式型箱2和底板3安放在台座4之上，台座4和底板3由两面 胶带牢固抵粘合。装配式型箱2的型箱构件2a和型箱构件2b的抵接部分， 通过粘贴宽度为lcm的胶带(又〕、》于亍一^"(注册商标)来固定，装配了 装配式型箱2。
将Ah03粉末2重量％和ZnO粉末98重量％进行干式球磨机混合， 将由此制作的9.6kg的原tt^末5填充到由底板3和装配式型箱2包围的 空间(开口形状3卯mm x 770mm的矩形)中，将上沖头l放在该原tt^ 末5之上。没有特别地实施造粒和添加粘合剂等的粉末处理。为了覆盖上 冲头1与装配式型箱2的间隙，将橡胶片作为緩冲材料放在上冲头之上后， 装入乙烯树脂袋中，将袋内减压，进行了真空包装。
将这样准备的成型^入到冷静水压压力机中，以1勿《112的压力进 行了成型。从模中取出所得到的成型体，确认形状的结果，没有裂紋和翘 曲，得到了 391mm x 773mm x 9.5mm的成型体。
将上述成型体设置在烧成炉内，在以下的条件下实施烧成，制作了烧结体。
烧成a
烧成气氛大气气氛
升温速度100X:/小时、烧成温度1500"、烧成时间5小时 降温速度100X:/小时
所得到的烧结体，为约328mmx649mmx8mm的大小，烧结体中的 碳含量为0.003重量％。另外，烧结密度，就整体而言为99.45%,烧结密 度最大的部分与最小的部分之差为0.09%。再者，烧结体的真密度定为 5.632g/cm3。 (实施例2 )
上冲头l、装配式型箱2、和底板3为MC尼龙制的，除此以外，使 用与实施例1同样的成型模，与实施例1同样地^A到冷静水压压力机中， 以1叱/0112的压力进行成型。^中取出所得到的成型体，确认形状的结
果，没有裂紋和翘曲，得到了 391mm x 773mm x 9.5mm的成型体。但是， 距成型体的边角2mm以下的部分的强度，比在实施例1中得到的成型体 的强度低，当强力低握住时就剥离了。
将所得到的成型体采用与实施例1同样的方法进行烧成，得到了约 328mm x 649mm x 8mm的大小的烧结体。烧结体中的碳含量为0.004重量 %。另外，关于烧结密度，就整体而言为99.14%，烧结密度最大的部分与 最小的部分之差为0.18%。 (实施例3 )
上沖头l为电木制的，装配式型箱2和底板3为超硬铝制的，填充的 粉末量为14.5kg,除此以外，4吏用与实施例1同样的成型模，与实施例1 同样地^到冷静水压压力机中，以1叱/ 112的压力进行成型。M中取 出所得到的成型体，确认形状的结果，没有裂紋和翘曲，得到了 391mm x 773mm x 14mm的成型体。
将所得到的成型体采用与实施例1同样的方法进行烧成，得到了约 328mm x 649mm x 12mm的大小的烧结体。烧结体中的碳含量为0.003重 量％。另外，关于烧结密度，就整体而言为99.38%,烧结密度最大的部分 与最小的部分之差为0.10%。 (实施例4)
原##末为10重量％的SnO2粉末和90重量。A的111203粉末的混合 粉末，将17kg该原*末填充到成型模中，除此以外，使用与实施例1 同样的成型模，在与实施例1同样的^Hf下^到^水压压力机中，没 有特别地实施造粒和添加粘合剂等的粉末处理。从模中取出所得到的成型 体，确i人形状的结果，没有裂紋和翘曲，得到了 391mmx773mmxl6mm 的成型体。
将上述成型体i殳置在烧成炉内，在以下的条件下实施烧成，制作了烧 结体。
烧成条件
烧成气氛氧$充动气氛
升温速度100t:/小时、烧成温度1600X:、烧成时间5小时 降温速度100X:/小时
所得到的烧结体，为约307mmx607mmxl3mm的大小，烧结体中的 碳含量为0.002重量％。另外，烧结密度，就整体而言为99.79%，烧结密 度最大的部分与最小的部分之差为0.04%。再者，烧结体的真密度定为 7.156g/cm3。 (实施例5)
原^末为将10重量％的Sn02粉末和卯重量％的111203粉末的混合 粉末进行烧成 粉碎而得到的ITO粉末，将17kg的该原料粉末填充到成 型模中，除此以外，使用与实施例1同样的成型模，在与实施例1同样的 条件下^V到冷静水压压力机中。没有特别地实施造粒和添加粘合剂等的 粉末处理。从模中取出所得到的成型体，确认形状的结果，没有裂紋和翘 曲，得到了 391mm x 773mm x 15mm的成型体。 (实施例6)
上冲头l为电木制的，装配式型箱2和底板3为超硬铝制的，原* 末为将10重量％的Sn02粉末和90重量％的111203粉末的混>^末进行烧 成 粉碎而得到的ITO粉末，在成型模中填充了 14.5kg的该原##末， 除此以外，使用与实施例1同样的成型模，在与实施例1同样的^Ht下投 入到^水压压力机中。M中取出所得到的成型体，确认形状的结果， 没有裂紋和翘曲，得到了 391mm x 773mm x 13mm的成型体。
将所得到的成型体采用与实施例4同样的方法进行烧成，得到了约 320mm x 630mm x 10mm的大小的烧结体。烧结体中的碳含量为0.001重 量％。另外，烧结密度，就整体而言为99.80%，烧结密度最大的部分与最 小的部分之差为0.05%。 (实施例7)
原料粉末为10重量％的Sn02粉末和卯重量％的111203粉末的混* 末，在成型模中填充了 17kg的该原^H^末，并且，通过采用环形橡胶捆束 型箱构件，以代替在型箱构件的M部位粘贴胶带(又Zhy于亍一- (注册
商标)，从而装配了装配式型箱，除此以外，与实施例l同样地制作了成 型体。确认所得到的成型体的形状的结果，没有裂紋和翘曲，其大小为
391mm x 773mm x 16mnu (实施例8 )
原料粉末为10重量°/。的Sn02粉末和90重量％的111203粉末的混^# 末，在成型模中填充llkg的该原^H^末，上冲头l由电木制成，装配式型 箱2和底板3由超硬铝制成，并且，通过采用环形橡胶捆束型箱构件来代 替在型箱构件的抵接部位粘贴胶带(又3、乂于亍一:^ (注册商标)，从而装 配了装配式型箱，除此以外，与实施例1同样地制作了成型体。特别是造 粒和添加粘合剂等的粉末处理没有实施。确认所得到的成型体的形状的结 果，没有裂紋和翘曲，其大小为391mmx773mmxl0mm。
将得到的成型体采用与实施例4同样的方法进行烧成，得到了约 307mm x 607mm x 8mm的大小的烧结体.烧结体中的碳含量为0.001重量 %。另外，烧结密度，就务体而言为99.82%，烧结密度最大的部分与最小 的部分之差为0.04%。 (实施例9)
原fl^末为10重量％的Sn02粉末和卯重量％的111203粉末的混^# 末，使用虽然大小不同但是具有与实施例1的成型模类似的结构的成型模
(开口形状265mmx390mm的矩形)，填充了原fl^末7.4kg，除此以 外，与实施例1同样地制作了成型体。从模中取出所得到的成型体，确认 形状的结果，没有裂紋和翘曲，得到了 265mm x 391mm x 20mm的成型体。 将所得到的烧结体在与实施例4同样的条件下烧成而得到的烧结体为 约208mm x 307mm x 16mm的大小，烧结体中的碳含量为0.003重量％。 另夕卜，烧结密度，就整体而言为99.74%,烧结密度最大的部分与最小的部 分之差为0.06%。
(实施例10)
原*末为10 ff%Sn02的粉末和卯重量％的111203粉末的混合粉
末，4吏用虽然大小不同但是具有与实施例1的成型模类似的结构的成型模
(开口形状330mmx5200mm的矩形)，填充了原^N^末9.2kg，除此以 外，与实施例1同样地制作了成型体。M中取出所得到的成型体，确认 形状的结果，没有裂紋和翘曲，得到了 331mm x 522mm x 15mm的成型体。
将所得到的成型体在与实施例4同样的条件下烧成而得到的烧结体， 为约260mm x 410mm x 12mm的大小，烧结体中的碳含量为0.002重量％。 另外，烧结密度，就整体而言为99.77%，烧结密度最大的部分与最小的部 分之差为0.05%。
(实施例ll)
如图4所示那样，在型箱构件12b的端部不形成台阶部，除此以外， 使用与实施例1同样的成型模，填充了 17kg的作为原fl^末的、10重量 %的81102粉末和90重量％的111203粉末的混^#末，除此以外，在与实 施例1同样的条件下投入到冷静水压压力机中。>^漠中取出所得到的成型 体，确认形状的结果，没有裂紋和翘曲，得到了 391mmx773mmxl6mm 的成型体。 (比较例1)
在将2重量％的Ah03粉末和98重量％的ZnO粉末经干式球磨机混 合而形成的混*末中，添加2.0重量％的石蜡粘合剂，制作了原^末。 将7.2kg的该原料粉末填充到260mmx 850mm的金属模中，采用 300kg/cn^的成型压力进行压制成型，得到成型体。进而以1叱/ 112的压 力进行了CIP处理。然后，为了去除在成型体中残存的粘合剂，将上述成 型体i殳置在烧成炉内，在以下的条件下实施脱脂。再者，经C1P处理后的 成型体的大小为250mm x 815mm x 10mm.
脱脂M
脱脂气氛大气流动气氛
脱脂温度450X:、升温速度3X:/小时、保持时间2小时 将所得到的成型体采用与实施例1同样的方法进行烧成，得到了约 220mm x 309mm x 8mm尺寸的烧结体。烧结体中的碳含量为0.010重量 %。另外，烧结体的密度(烧结密度)，就烧结体整体而言为99.33%，烧
结体各部分的烧结密度的最大值与最小值之差为0.24%。再者，烧结体的 真密度定为5.632g/cm3。 (比较例2 )
在10重量％的Sn02粉末与卯重量％的111203粉末的混^#末中，混 合聚乙烯醇粘合剂1.0重量％、和离子交换水，用湿式球磨机进行混合， 制作浆液，通过喷雾干燥得到造粒粉。将4.2kg的该造粒粉末填充到 185mmx415mm的金属模中，采用300kg/cm2的成型压力进行压制成型， 得到成型体。进而以l-^/ci^的压力进行CIP处理。然后，为了去除在成 型体中残存的粘合剂，将上述成型体设置在烧成炉内，采用与比较例l同 样的方法实施了脱脂。再者，经CIP处理后的成型体的大小为168mmx 377mm x 17mm。
将所得到的成型体采用与实施例4同样的方法实施烧成，得到了约 137mm x 309mm x 13mm的大小的烧结体。烧结体中的碳含量为0.008重 量％。另外，烧结体的密度(烧结密度)，就烧结体务本而言为99.74%, 烧结体各部分的烧结密度的最大值与最小值之差为0.18%。再者，烧结体
的真密度定为7.156g/cm3。 (比较例3 )
在10重量％的Sn02粉末与90重量％的111203粉末的混^#末中，混
合聚乙烯醇粘合剂1.0重量％、和离子交换水，用湿式球磨^ui行混合，
制作了浆液。在所得到的浆液中添加聚亚烷基二醇系消泡剂0.1重量％， 在真空中实施了脱泡处理。将其注入420mm x 960mm x llmm的浇铸成型 用铸模内，采用20kg/cii^的成型压力进行浇铸成型，得到成型体。将该成 型体干燥后以1 ^ 112的压力进行了 CIP处理。然后，为了去除成型体中 残存的^t剂和粘合剂，将上述成型体设置在烧成炉内，采用与比较例1
同样的方法实施了脱脂。再者，经CIP处理后的成型体的大小为380mm
x 870mm x 10mm。
将所得到的成型体采用与实施例4同样的方法烧成，得到了约310mm
x710mmx8mm的大小的烧结体。烧结体中的碳含量为0.007重量％。另
外，烧结体的密度(烧结密度)，就烧结体整体而言为99.76%,烧结体各 部分的烧结密度的最大值与最小值之差为0.21%。 (比较例4 )
如图5所示那样，在聚氨酯橡胶模(M 70° )25内配置由分割成4 部分的SUS制的型箱构件22a、 22b形成的装配式型箱22、和SUS制的上 冲头21、下冲头28,在其空间(开口形状3卯mmx770mm的矩形)中 填充了 10重量％的Sn02粉末与卯重量％的111203粉末的混^#末。将该 成型模ii^乙烯树脂袋中，将袋内减压，进行真空包装后，与实施例l同 样地进行了静水压压制成型。压制后，在聚氨酯模25与上冲头21之间产 生空间，成型体在纵向发生了大的裂紋。 (成膜确认)
将在实施例1和比较例1中得到的烧结体进行磨削加工，制作4英寸 <D x 6mm (厚度)的把材，利用铟4fSfr将其与由无氧铜制作的背垫板掩^， 制作了濺射靶。使用这样制作的溅射把在以下的条件下进行了成膜。用4 端子法测定所得到的薄膜的电阻率的结果，采用实施例1的乾得到的薄膜 的电阻率为9.6x10—4Ocm,采用比较例l的把时，所得到的薄膜的电阻率 为1.3xl(T3Qcm。
溅射条件
DC电功率300W 溅射气体Ar 气体压力0.5Pa 基板温度200匸 膜厚lOOnm
玻璃I4l: ]一二>^#1737 (放电确认)
将在实施例8和比较例2中得到的烧结体进行磨削加工，制作 101.6mmxl77.8mmx6mm的靶材，利用铟4W将其与由无氧铜制作的背垫 板接合，制作了溅射靶。使用这样制作的溅射靶在以下的条件下进行20kWh的濺射，测定异常放电发生的次数。异常放电发生次数的测定，用微电弧监视器(^:/K7—々亍夕乂口、:;公司制)在以下的测定条件下进行。发生电弧的次数，采用实施例8的靶时为283次，采用比较例2的靶时为 364次。賊射条件DC电功率300W 溅射气体Ar+02 气体压力0.5Pa 电弧测定4Hf 检测电压200V 检测时间50微秒 (实施例12 )如图6所示那样，在本实施例中使用的成型模，由上冲头31、由型箱 构件32a、 32b形成的装配式型箱32、具有凹部的底板33和台座34构成。 在型箱构件32a的两端，形成了用于型箱构件32b的端部进:^"板接、并规 定装配式型箱的开口形状的台阶部。具有凹部的底板33象图7所示那样由 底板构成构件33a、 33b形成。上冲头31由电木制成，型箱构件32a、 32b 和底板33由超硬铝制成，台座34由电木制成。装配式型箱32与上冲头31的间隙定为0.5mm.即上冲头31的宽度 及长度分别比装配式型箱32的开口形状的宽度和长度小l.Omm地形成。通过将装配式型箱32和底板33放置在台座34之上，使成型模稳定化. 即，通过将装配式型箱放置在台座34之上，伴随着在加压结束后的减压时 产生的成型体的膨胀，型箱构件32a、 32b可在台座34上平滑地移动，同 时在成型时的加压下通过与装配式型箱的接触移动变得不均匀的底板33 不在上下方向移动，由此可进一步降低裂紋和翘曲的发生。此外，通过由 放置在台座34上的底板构成构件33a、 33b构成底板33，在加压结束后的 减压时伴随着成型体的凸部的膨胀，2个底板构成构件33a、 33b可在相互 分离的方向在台座34上平滑地移动。 在由具有凹部的底板33和装配式型箱32包围的空间(130mm x 250mmx30mm,底板的凹部的深度为5mm)中填充作为原##末的、10 重量％的SnO2粉末与90重量。/。的hi2O3粉末的混^^末，在该原*末 的上面放置上冲头31。在上冲头之上放置作为緩沖材料的橡胶片以使M 盖上冲头31与装配式型箱32的间隙，然后i^乙烯树脂袋中，将袋内减 压，进行了真空包装。将这样准备的成型^A到冷静水压压力机中，以1勿《112的压力进 行成型。从模中取出所得到的成型体，确认形状的结果，得到了没有裂紋 和翘曲的、在一个板面上具有凸部的板状的成型体。 (实施例13 )作为具有凹部的底板33，如图8所示那样使用由3个底板构成构件 33c、 33d、 33e形成的底板，除此以外，使用与实施例12同样的成型模， 并与实施例12同样地l、到冷静水压压力机中，以1喊/0112的压力进行成 型。从模中取出所得到的成型体，确认形状的结果，得到了没有裂紋和翘 曲的、在一个板面上具有凸部的板状的成型体。 (实施例14)使用由底板33和装配式型箱32包围的空间为250 x 600 x 30mm,设 置于底板上的凹部的深度为5mm，除此以外与实施例12同样的成型模， 与实施例12同样地礼、到冷静水压压力机中，以1 t/cm2的压力进行成型。 M中取出所得到的成型体，确认形状的结果，得到了没有裂紋和翘曲的、 在一个板面上具有凸部的板状的成型体。 (实施例15)使用作为具有凹部的底板33使用图9所示那样的一体型的底板33f、 除此以外与实施例12同样的成型模，与实施例12同样地^到^#水压 压力机中，以Kcii^的压力进行成型。^中取出所得到的成型体，确 认形状的结果，在板状的成型体的板面形成的凸部的前端的棱线部可发现 缺肉。 (实施例16)
如图IO所示那样，在本实施例中使用的成型模，由上沖头41、由型 箱构件42a、 42b形成的装配式型箱42、底板43和台座44构成。在型箱 构件42a的两端，形成了用于型箱构件42b的端部抵接、并规定装配式型 箱42的开口形状的台阶部。上冲头41由电木制成，型箱构件42a、 42b 和底板43由超硬铝制成，台座44由电木制成。另外，装配式型箱42与上 冲头51的间隙为0.5mm。即，上沖头41的宽度及长度分别比装配式型箱 42的开口形状的宽度和长度小l.Omm地形成。通过将装配式型箱42和底板43放置在台座44上，使成型模稳定化。 即，通过将装配式型箱42放置在台座44上，伴随着在加压结束后的减压 时产生的成型体的膨胀，型箱构件42a、 42b可在台座44上平滑地移动， 同时在成型时的加压下通过与装配式型箱的接触移动变得不均匀的底板 43不在上下方向移动，由此可进一步降低裂紋和翘曲的发生。在由底板43及装配式型箱42包围的空间(开口形状400mmx 1300mm的矩形)中填充作为原,末的、10重量％的Sn02粉末与卯 重量％的111203粉末的混^^末18.4kg，在该原^末之上放置上冲头41。 在上冲头之上放置作为緩冲材料的橡胶片以使^A盖上冲头41与装配式 型箱42的间隙，然后，；^乙烯树脂袋中，将袋内减压，进行了真空包装。将这样准备的成型#^入到^#水压压力机中，以1勿《112的压力进 行成型。从模中取出所得到的成型体，确认状态的结果，没有裂紋和翘曲， 得到了 401mm x 1305mm x 10mm的成型体。然后，将该成型体在氧气氛下按照以下的烧成模式进行烧结。从室温到80or以10ox:/小时升温，直到160ot:为止以5ox:/小时升温，在i600X:保持3小时，然后以100X:/小时降温到室温.取出烧结体，得到了 315mm x 1025mm x 8mm的烧结体，没有发现开裂、裂紋等。所得到的烧结体的烧结密度，就整体而言为99.80%,烧结密度最大的地方与最小的地方之差为0.05%。再者，烧结体的真密度定为7.156g/cm3。 (实施例17)在本实施例中使用的成型模，具有装配式型箱52、上冲头51、下冲头58，其平面图如图11 (a)所示、侧视图如图12所示。如图12所示那样， 装配式型箱52由型箱构件52a、 52b形成，它们相互组合，形成型箱。在 构成上，型箱构件52a、 52b通过在相互组合的部分贯穿螺栓(螺紋式的销) 55而被连结，通过由螺母56紧固而可固定。如图11 (a) 、 (b)所示那 样，在型箱构件52a、 52b的两端部，设置有插入作为连结构件的螺栓(螺 栓式的销)55的螺栓导入孔57。该螺栓导入孔57的大小比螺栓55的直径 大5mm左右，在构成上，如果使螺栓55 .螺母56的紧固放松，则型箱构 件52a、 52b可向装配式型箱的开口形状的宽度和长度增大的方向移动。具 体地，如图12所示那样，作为螺栓导入孔，形成了在装配式型箱的开口形 状的对角线方向伸长的形状的孔。如图12所示那样，上沖头51和下冲头58可插入到装配式型箱52的 内部。该上冲头51和型箱构件52a、 52b由电木制成，下冲头58由硬铝制 成。装配式型箱52与上冲头51的间隙为0.5111111,而且为了降〗縫擦，在 装配式型箱52的内侧面和上冲头51的侧面粘合了特氟隆(注册商标)带.装配该装配式型箱52，插入螺栓55并用螺母56紧固，进行固定以避 免原料粉末漏出。在由下冲头58和装配式型箱52包围的空间(开口形状3卯mmx 770mm的矩形)中填充作为原*末的、添加了 2重量％的A1203的ZnO 粉末9.6kg，将上冲头51放在该原料粉末之上，将适度的紧固力的环形橡 胶等缠绕在装配式型箱的周围，放松固定装配式型箱52的螺栓55的螺母 56。在上冲头之上和下冲头之下设置作为緩冲材料的橡胶片以使^A盖上 下的冲头51、 58与装配式型箱52的间隙，，然后放入乙烯树脂袋中，将 袋内减压，进行了真空包装。将这样准备的成型#&入到^#水压压力机中，以1 ^ 112的压力进 行成型。v^中取出所得到的成型体，确认形状的结果，没有裂紋和翘曲， 得到了 391mm x 773mm x 9.5mm的成型体。 (实施例18 )原料粉末为10重量％的Sn02粉末与90重量％的111203粉末的混合 末填充到成型模中，除此以外，在与实施例17 同样的条件下^A到冷静7K压压力机中。M中取出所得到的成型体，确 认形状的结果，没有裂紋和翘曲，得到了 391mm x 773mm x 13mm的成型 体。(实施例19)4吏用如图13所示那样，没有下冲头、具有底板63和台座64，除此以 外，与实施例17同样的成型模，并填充与实施例18同样的粉末17kg，在 与实施例17同样的条件下进行冷静水压压制。通过将装配式型箱62放置 在台座64之上，伴随着在加压成型后的减压时产生的成型体的膨胀，型箱 构件62a、 62b可在台座64上平滑地移动，同时在成型时的加压下通过与 装配式型箱的接触移动变得不均匀的底板63不在上下方向移动，由此可进 一步降低裂紋和翘曲的发生。;^漠中取出所得到的成型体，确认形状的结果，没有裂紋和翘曲，得 到了 391mm x 773mm x 13mm的成型体。 (比较例5)使用螺栓导入孔的形状是圆形，其直径与插入的螺栓的直径之差为 lmm以下，除此以外，与实施例17同样的成型模，填充粉末后，也在紧 固了螺栓和螺母的状态下直接加压，除此以外与实施例17同样地进行静水 压压制，制成了成型体。压制后从成型模中取出成型体，确认形状的结果， 在纵向发生了大的裂紋。 (实施例20)在10重量％的SnO2粉末与90重量。/。的111203粉末的混^*末中， 添加0.6重量。/。的石蜡粘合剂，制作了原*末。将17kg的该原^^末填 充到成型模中，除此以外使用与实施例1同样的成型模，并在与实施例1 同样的M下^到冷静水压压力机中。^中取出所得到的成型体，确 认形状的结果，没有裂紋和翘曲，得到了 391mm x 773mm x 16mm的成型 体。 (比较例6)
除了使石蜡粘合剂的添加量为0.8重量％以外，采用与实施例20同样 的方法得到了没有裂紋和翘曲的成型体。将得到的成型体采用与实施例20同样的方法进行了烧成，但烧结体的 表面发生多数的裂紋，而且在纵向发生开裂。产业上的可利用性本发明提供对将陶瓷粉末、金属粉末及它们的混合粉末用冷静水压压 力机成型而得到的成型体进行烧成而获得的烧结体，可制造使用了该烧结 体的賊射乾和在制造上述成型体时使用的成型模、及使用了该成型模的烧 结体。再者，在此引用了在2005年2月1日申请的日本专利申请2005-025655 号的说明书、权利要求书、附图和摘要的全部内容，作为本发明说明书的 内容而被采用。
权利要求
1.一种烧结体，是作为构成元素不含碳的烧结体，其特征在于，烧结体中作为杂质而含有的碳的含量不足0.005重量％。
2. 根据权利要求1所述的烧结体，其特征在于，烧结体的厚度为10mm 以上。
3. 根据权利要求1所述的烧结体，其特征在于，构成烧结体的表面的 至少1个平面的面积为600 112以上.
4. 根据权利要求1所述的烧结体，其特征在于，烧结体整体的烧结密 度为90%以上，且烧结体内的烧结密度的波动为0.2%以下。
5. 根据权利要求1所述的烧结体，其特征在于，在烧结体的上面和下面 的至少一方的面上具有至少1个凸部。
6. —种烧结体，其特征在于，构成烧结体表面的面的最大面的面积为 1000 112以上，烧结体整体的烧结密度为卯％以上，且烧结体内的烧结密 度的波动为0.2%以下。
7. 根据权利要求6所述的烧结体，其特征在于，是形状大致为长方体 的烧结体，最长的棱与最短的棱的长度之比为40以上。
8. 根据权利要求6所述的烧结体，其特征在于，在烧结体的上面和下 面的至少一方的面上具有至少1个凸部.
9. 一种溅射靶，其特征在于，使用了权利要求1~8中的任一项所述 的烧结体作为耙材。
10. —种压缩成型用成型模，是用于在成型模内填充原料粉末并进行 压缩而制造成型体的成型模，其特征在于，具有在加压压缩时对于填充的 原##末实质上只从单轴方向加压，在加压结束后的减压时对于成型体实 质上可各向同性地释放压力的结构，
11. 一种冷静水压压制用成型模，是用于将填充到成型模内的原## 末采用冷静水压压力机成型从而制造成型体的成型模，其特征在于，具备 由多个型箱构件形成的装配式型箱、沿着该装配式型箱的内面可移动地i殳 置的上沖头、和与上述装配式型箱接触地设置的底板，同时具有构成上述 装配式型箱的型箱构件可与在加压结束后的减压时产生的成型体的膨糾目 应地移动的结构。
12. 根据权利要求ll所述的冷静水压压制用成型模，其特征在于，被 构成为与装配式型箱接触地设置的底板不能沿着上述装配式型箱的内面移 动。
13. 根据权利要求ll所述的冷静水压压制用成型模，其特征在于，底 板是由压缩变形比上冲头的小的材料构成的。
14. 根据权利要求ll所述的冷静水压压制用成型模，其特征在于，底 板是金属制的，上冲头是树脂制的。
15. 根据权利要求11所述的^#水压压制用成型模，其特征在于，构 成装配式型箱的型箱构件的至少一部分在其端部具有，与邻接的型箱构件 的端部系合，在成型时的加压下进行限制以使得装配式型箱形成的原* 末填充室的开口形状不变成所规定的大小以下的结构。
16. 根据权利要求ll所述的冷静水压压制用成型模，其特征在于，底 板和上沖头的与原料粉末接触的面分别由1个平面构成。
17. 根据权利要求ll所述的冷静水压压制用成型模，其特征在于，底 板由可移动的多个底板构成构件形成，在该底板的与原*末接触的面上 具有至少1个凹部。
18. 根据权利要求11所述的^#水压压制用成型模，其特征在于，上 冲头由可移动的多个上冲头构成构件形成，在该上冲头的与原^末接触 的面上具有至少l个凹部.
19. 一种冷静水压压制用成型模，是用于将填充到成型模内的原* 末采用冷静水压压力机成型而制造成型体的成型模，其特征在于，该成型 模具有由多个型箱构件形成的装配式型箱、和可插入到该装配式型箱的内 部的上冲头及下冲头，具备上述型箱构件可与在加压结束后的减压时产生 的成型体的膨糾目应地移动的结构，同时具有将上述型箱构件彼此固定、 保持上述装配式型箱的开口形状的固定机构.
20. 根据权利要求19所述的冷静水压压制用成型模，其特征在于，作 为将型箱构件彼此连结的连结构件，使用销状的构件。
21. 根据权利要求20所述的冷静水压压制用成型模，其特征在于，至 少一部分的型箱构件在其端部具有可插入连结构件的连结构件插入部，且 该连结构件插入部具有上述连结构件的可动区域，以使得型箱构件可与在 加压结束后的减压时产生的成型体的膨JIM目应地移动。
22. 根据权利要求19所述的冷静水压压制用成型模，其特征在于，下 冲头由可插入到装配式型箱内的底板、和具有比装配式型箱的开口形状大 的形状的台座构成。
23. 根据权利要求19所述的^#水压压制用成型模，其特征在于，底 板是由压缩变形比上冲头的小的材料构成的。
24. 根据权利要求19所述的冷静水压压制用成型模，其特征在于，底 板是金属制的，上冲头是树脂制的。
25. 根据权利要求19所述的冷静水压压制用成型模，其特征在于，上沖头和下冲头的与原,末接触的面分别由1个平面构成。
26. 根据权利要求19所述的^水压压制用成型模，其特征在于，下 冲头由可移动的多个下冲头构成构件形成，在该下冲头的与原料粉末接触 的面上具有至少l个凹部。
27. 根据权利要求19所述的冷静水压压制用成型模，其特征在于，上 冲头由可移动的多个上冲头构成构件形成，在该上冲头的与原^W末接触 的面上具有至少l个凹部。
28. —种烧结体的制造方法，是将原料粉末加压成型制成成型体后， 对该成型体进行烧成而形成为烧结体的烧结体的制造方法，其特征在于， 原##末不包含含有有机物的成型助剂。
29. 根据权利要求28所述的烧结体的制造方法，其特征在于，将原料 粉末用冷静7K压压力机直接成型，得到成型体。
30. 根据权利要求29所述的烧结体的制造方法，其特征在于，使用权 利要求10 ~ 27中任一项所述的成型模。
31. —种烧结体的制造方法，是将原料粉末加压成型制成成型体后， 对该成型体进行烧成而形成为烧结体的烧结体的制造方法，其特征在于， 不具有以去除成型体中的有机物为目的的烧成工序。
32. 根据权利要求31所述的烧结体的制造方法，其特征在于，使用有 机物含量为0.6重量％以下的原料粉末。
33. 根据权利要求31所述的烧结体的制造方法，其特征在于，使用权 利要求10 ~ 27中的任一项所述的成型模。
全文摘要
本发明提供溅射时的放电特性和所得到的薄膜的特性良好的大型溅射靶。另外，使用冷静水压压力机，不进行预成型即可直接得到形状精度优异的大型成型体，提供能够廉价、且高效率地制造能够得到上述良好的溅射靶的烧结体的烧结体的制造方法。使用作为杂质而含有的碳的含量不足0.005重量％的烧结体制造溅射靶。另外，这样的烧结体，通过不添加含有有机物的粘合剂、成型助剂而将原料粉末直接用冷静水压压力机成型并进行烧成而获得。此外，通过使用具有在加压压缩时对于填充的原料粉末实质上只从单轴方向加压，在加压结束后的减压时对于成型体可各向同性地释放压力的结构的成型模，能够制造上述烧结体。另外，能够以高的合格率容易地制造将烧蚀区的厚度增厚的大型靶，能够使靶的使用效率提高。
文档编号B22F3/02GK101111627SQ20068000379
公开日2008年1月23日 申请日期2006年1月27日 优先权日2005年2月1日
发明者伊藤谦一, 八波俊祐, 召田雅实, 永山仁士, 涉田见哲夫 申请人:东曹株式会社