專利名稱：Ito燒結(jié)體制造方法以及ito濺射靶制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種例如用作濺射靶的ITO燒結(jié)體制造方法以及ITO濺射靶制造方法。
背景技術：
在平板顯示器以及太陽能發(fā)電組件的制造領域，廣泛使用以氧化銦和氧化錫為主成分的ITOandium Tin Oxinde，銦錫氧化物)膜作為透明導電膜。ITO膜是通過真空蒸鍍法、濺射法等制成的。在濺射法中，使用由ITO構(gòu)成的濺射靶。在ITO靶中廣泛使用由氧化銦和氧化錫的混合粉末制成的燒結(jié)體。尤其近年來，為了實現(xiàn)制造成本的削減，開展了對使用過的ITO靶的再循環(huán)利用的研究(例如參照專利文獻1 3)。在專利文獻1中記載了一種ITO燒結(jié)體制造方法，即，在除去應用于濺射成膜后的 ITO靶的表面附著物之后，用自磨粉碎方法使該ITO靶變成粉末，接著使該粉末燒結(jié)起來。在專利文獻2中公開了一種ITO燒結(jié)體的再生方法，即，將變成碎片的ITO燒結(jié)體粉碎為0. 5mm以下的顆粒后，將該ITO顆粒與實質(zhì)上由銦、錫和氧形成的粉末混合起來，其后進行成形以及燒結(jié)。在專利文獻3中記載了一種ITO燒結(jié)體制造方法，即，對ITO再循環(huán)利用粉進行熱處理，將比表面積調(diào)整至2. 5 7. 0m2/g的范圍內(nèi)的粉末利用漿料澆鑄成形法來成形，將所獲得的成形體干燥后，在氧氣環(huán)境中進行燒制而成。專利文獻1 日本特開平7-316798號公報(第0015段)專利文獻2 日本特開平11-100253號公報(第0009段)專利文獻3 日本特開平11-228219號公報(第0005段)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所需解決的問題為了實現(xiàn)穩(wěn)定的濺射成膜和形成高質(zhì)量的薄膜，要求使濺射靶中的組織致密化和均勻化。因此，必須使原料粉末微細化以提高燒結(jié)密度。但是，存在如下的問題在制造以使用過的靶作為原料的燒結(jié)體時，在作為原料的燒結(jié)體的微細化方面增加了成本，而難以低成本地制造出高密度且均質(zhì)性高的ITO燒結(jié)體。鑒于如上所述那樣的問題，本發(fā)明的目的在于提供能夠低成本地制造出高品質(zhì)的燒結(jié)體的ITO燒結(jié)體制造方法以及ITO濺射靶制造方法。用于解決問題的手段為了達到上述目的，本發(fā)明的一技術方案的ITO燒結(jié)體制造方法包括通過在容器內(nèi)一邊對以氧化銦和氧化錫作為主成分的燒結(jié)片堆進行攪拌一邊將其破碎，而制作出具有第一平均粒徑的第一 ITO粉末的工序。利用介質(zhì)攪拌磨機或噴射式磨機(Jet mill)對所述第一 ITO粉末進行破碎，由此制作出具有小于所述第一平均粒徑的第二平均粒徑的第二 ITO粉末。將氧化銦粉末以及氧化錫粉末與所述第二 ITO粉末混合起來，并將其混合粉末粉碎，由此出制作具有小于所述第二平均粒徑的第三平均粒徑的第三ITO粉末。在將包含所述第三ITO粉末的漿料(slurry)澆鑄于模具中而制作出成形體后，再對所述成形體進行燒結(jié)。另外，為了達到所述目的，本發(fā)明的一技術方案的ITO濺射靶制造方法包括通過在容器內(nèi)對以氧化銦和氧化錫為主成分的燒結(jié)片堆一邊進行攪拌一邊進行破碎，而制作出具有第一平均粒徑的第一 ITO粉末的工序。利用介質(zhì)攪拌磨機或噴射式磨機對所述第一 ITO粉末進行破碎，由此制作出具有小于所述第一平均粒徑的第二平均粒徑的第二 ITO粉末。將氧化銦粉末以及氧化錫粉末與所述第二 ITO粉末混合起來，并將其混合粉末粉碎，由此制作出具有小于所述第二平均粒徑的第三平均粒徑的第三ITO粉末。在將包含所述第三 ITO粉末的漿料澆鑄于模具中而制作出成形體后，再對所述成形體進行燒結(jié)。


圖1是表示本發(fā)明的實施方式的ITO燒結(jié)體制造方法的工序流程圖。圖2是用于說明本發(fā)明的實施方式中的使用過的靶的分離工序的模式圖。圖3是用于說明本發(fā)明的實施方式中的燒結(jié)片的準備工序的模式圖。圖4是用于說明本發(fā)明的實施方式中的第一 ITO粉末的制作工序的模式圖。圖5是用于說明本發(fā)明的實施方式中的第三ITO粉末以及包含該第三ITO粉末的漿料的制作工序的模式圖。圖6是本發(fā)明的實施方式中的成形工序中所使用的成形模的模式圖，其中，(A)是側(cè)剖視圖，(B)是模具主體的俯視圖。圖7是在本發(fā)明的實施方式中制作成的燒結(jié)體的模式圖。
具體實施例方式本發(fā)明的一實施方式的ITO燒結(jié)體制造方法包括制作第一 ITO粉末的工序，該工序?qū)⒁匝趸熀脱趸a為主成分燒結(jié)片堆置于容器內(nèi)對進行攪拌使其破碎，而制作出具有第一平均粒徑的第一 ITO粉末。第一 ITO粉末是多個燒結(jié)片在互相間的沖撞作用下，被破碎為具有第一平均粒徑(例如2μπι)的大小。所述燒結(jié)片堆可以是具有一定形狀或無一定形狀的現(xiàn)有ITO燒結(jié)材料的小片，或者成為將其燒結(jié)材料分割為適當形狀的分割片。作為燒結(jié)材料，可列舉在制造ITO燒結(jié)產(chǎn)品時不可避地產(chǎn)生的廢材或使用過的燒結(jié)產(chǎn)品等，作為燒結(jié)產(chǎn)品，典型的有ITO濺射靶。在此，在本說明書中，“平均粒徑”的含義是指以激光衍射/散射法測定的累計粒度分布百分數(shù)％數(shù)達到50%時所對應的粒徑。另外，平均粒徑值采用了由日機裝公司(股份)制的激光衍射/散射式粒度分析計(ΜΤ3000ΙΙ)所測出的測定值。所述第一 ITO粉末是通過在樹脂容器內(nèi)將所述燒結(jié)片堆破碎而制作出的。由此， 與例如在金屬制容器內(nèi)制作該ITO粉末的情況相比，能夠抑制雜質(zhì)物混入粉末中。當然，在使用了樹脂制容器的情況下，其樹脂成分也可能混入粉末中，但在脫脂工序或燒結(jié)工序中能夠使該樹脂成分消失。接著，利用介質(zhì)攪拌磨機或噴射式磨機將所述第一 ITO粉末粉碎，由此制作出具有第二平均粒徑(例如0.6 μ m)的第二 ITO粉末。由此，從所述燒結(jié)片能夠制成更微細的ITO粉末。作為介質(zhì)攪拌磨機，可列舉振動球磨機或棒磨機等。介質(zhì)攪拌磨機或噴射式磨機可以濕式是也可以是干式。另外，在使用了介質(zhì)攪拌磨機的情況下，通過采取在作為攪拌介質(zhì)的球或棒的表面施加樹脂涂層的處理，能夠有效地抑制雜質(zhì)物混入粉體中。在本實施方式中，作為介質(zhì)攪拌磨機，適用振動球磨機。作為噴射式磨機，適用濕式噴射式磨機。接著，將氧化銦粉末和氧化錫粉末與所述第二 ITO粉末混合起來，并將其混合粉末再粉碎，由此制作出具有小于所述第二平均粒徑的第三平均粒徑(例如0.20μπι 0. 30 μ m)的第三ITO粉末。作為與第二 ITO粉末相互混合的氧化銦粉末和氧化錫粉末，分別使用了未用過的粉末，但并不受限于此。所述氧化銦粉末和氧化錫粉末的平均粒徑未作特別限定，能夠采用適當?shù)牧?。所述第三ITO粉末能夠使用介質(zhì)攪拌磨機來制作。由此，能夠容易制作成平均粒徑較微細的ITO粉體。作為介質(zhì)攪拌磨機，能夠適用球磨機以及棒磨機等，而且適用振動球磨機。通過使所述第三ITO粉末的平均粒徑(第三平均粒徑)達到0.20μπι以上且 0. 30 μ m以下，能夠制造出相對密度為99. 8%以上，且組成均勻性優(yōu)異的高品質(zhì)的ITO燒結(jié)體。所述第三ITO粉末中的所述第二 ITO粉末的混合比率能夠達到10重量％以上且 40重量％以下。由此，能夠有效地降低ITO燒結(jié)體的材料成本。此外，當?shù)诙?ITO粉末的混合比率超過40重量％時，則有可能無法獲得第三ITO粉末的作為目標的平均粒徑、ITO燒結(jié)體的作為目標的相對密度和組成。另外，在第二 ITO粉末的混合比率小于10重量％的情況下，則會降低ITO燒結(jié)體的材料成本下降效果。接著，將包含所述第三ITO粉末的漿料澆鑄于模具中來制作成形體，并對該成形體進行燒結(jié)，由此制作出作為目標的ITO燒結(jié)體。漿料澆鑄成形法是，使低粘度的漿料(泥漿)流入石膏模等具吸水性的鑄模中，使其鑄模的成形室內(nèi)壁上形成粉體堆積層，經(jīng)干燥后，從鑄模中取出從而獲得成形體的方法。通過采用漿料澆鑄成形法，能夠較低成本地制作出成形體。由所述ITO燒結(jié)體制造方法可知，由于燒結(jié)體的一部分原料使用原有的燒結(jié)片的破碎粉，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)原料成本的降低。另外，由于使所述燒結(jié)片的破碎粉分階段地微細化，因而不大幅度增加工序數(shù)或?qū)嵤┨厥獾奶幚硪材軌蜻_到燒結(jié)粒子的微細化，能夠以較低成本制作出高品質(zhì)的燒結(jié)體。因此，經(jīng)過以上的處理，能夠制造出高品質(zhì)的ITO濺射靶。以下，參照附圖，對本發(fā)明的實施方式進行說明。圖1是對用于說明本發(fā)明的實施方式的ITO燒結(jié)體制造方法的工序圖。圖2 圖 7是用于說明各工序的模式圖。在本實施方式中，具有燒結(jié)片的準備工序(步驟1)、粗粉碎工序(步驟2、、微粉碎工序(步驟幻、混合和微粉碎工序(步驟4)、漿料調(diào)整工序(步驟 5)、成形工序(步驟6)以及燒結(jié)工序(步驟7)。[燒結(jié)片準備工序]在該工序中，準備作為一部分原料的燒結(jié)片。在此，如圖2以及圖3所示，將使用過的ITO濺射靶2分割為適當?shù)男螤钜约按笮。谱鞒鏊枰臒Y(jié)片加。濺射靶2從用于支承濺射靶2的襯板(backing plate) 1分離出來使用。使用酸清洗所分離出來的濺射靶2，以除去焊接h (銦)等的焊料以及附著于其表面上的雜質(zhì)物，其后進行燒結(jié)片加的制作。所使用的濺射靶2采用具有與作為原料來制作該濺射靶的新ITO燒結(jié)體同樣的組成的基材。[粗粉碎工序]該工序是，將所制成的適當量的燒結(jié)片加收容于樹脂制容器3中(圖4 (A))，使該容器3a旋轉(zhuǎn)，通過撞擊使這些燒結(jié)片堆破碎(圖4(B))。作為所述樹脂制容器3a，能夠使用球磨機或棒磨機等用的粉碎用容器。該破碎工序以適當?shù)牧繉⒓兯砑拥剿鋈萜?a 內(nèi)來實施。利用該工序，制作出具有第一平均粒徑的第一 ITO粉末P1。第一平均粒徑未作特別限定，例如可以為2μπι。此外，在圖示的例子中略為放大地示出ITO粉末Ρ1。在樹脂制容器3a內(nèi)制作第一 ITO粉末P1，與例如在金屬制容器內(nèi)制作該ITO粉末的情況相比，能夠減少粉末中混入雜質(zhì)物。當然，在使用了樹脂制容器的情況下，其樹脂成分有可能混入粉末中，但在脫脂工序或燒結(jié)工序中能夠使該樹脂成分消失。[微粉碎工序]該工序是，使用振動球磨機或濕式噴射式磨機將所述第一 ITO粉末Pl粉碎，由此制作具有第二平均粒徑的第二 ITO粉末(P》。由此，能夠使第一 ITO粉末更微細化。第二平均粒徑的大小未作特別限定，例如可以為0.6 μ m。在該微粉碎工序中，也將第二 ITO粉末放置于樹脂制容器內(nèi)進行粉碎。另外，在使用振動球磨機的情況下，使用表面上實施樹脂涂層的球作為攪拌介質(zhì)。由此，能夠抑制異種金屬混入第二 ITO粉末中。該微粉碎工序?qū)嵤r能夠向所述容器內(nèi)添加純水或適當?shù)姆稚?。根?jù)需要對所獲得的第二 ITO粉末進行干燥。[混合和微粉碎工序]如圖5的㈧和⑶所示，該工序是，在第二 ITO粉末P2中，將氧化銦(In2O3)粉末 Ph與氧化錫(SnO2)粉末P2b混合起來，并將其混合粉末粉碎，由此制作出具有第三平均粒徑的第三ITO粉末P3。通過使第三ITO粉末P3的平均粒徑達到0. 20 μ m以上且0. 30 μ m 以下，能夠制造出相對密度為99. 8%以上，且組分均勻性優(yōu)異的高品質(zhì)的ITO燒結(jié)體。與第二 ITO粉末P2進行混合的氧化銦粉末Ph和氧化錫粉末P2b均使用未用過的粉末。通過使由已有的燒結(jié)片制作的原料粉末與未用過的原料粉末組合起來，能夠?qū)崿F(xiàn)原料成本的降低。另外，能夠使濺射靶等使用過的材料高效地再循環(huán)利用。在本實施方式中，使用了平均粒徑0. 9 μ m的氧化銦粉末P2a、和平均粒徑1. 3 μ m 的氧化錫粉末P2b。但是，氧化銦粉末Ma和氧化錫粉末P2b的平均粒徑并不局限于所述例子，例如也能夠使用與第二 ITO粉末P2的平均粒徑同等或其平均粒徑以下的大小的氧化銦粉末Ph和氧化錫粉末P2b。氧化銦粉末Ph和氧化錫粉末P2b的添加量能夠根據(jù)第二 ITO粉末P2的成分組成以及作為目標的ITO燒結(jié)體的成分組成進行適當調(diào)整。在本實施方式中，將氧化銦粉末 Ph與氧化錫粉末P2b以9 1的重量比與第二 ITO粉末P2混合起來。另外，能夠使第三 ITO粉末P3中的第二 ITO粉末P2的混合比率達到10重量％以上且40重量％以下。由此， 能夠有效地降低ITO燒結(jié)體的材料成本。在該混合工序中，第三ITO粉末P3也在樹脂制容器北內(nèi)進行粉碎。另外，在使用球磨機的情況下，攪拌介質(zhì)作為表面樹脂涂層施球使用。由此，能夠抑制異種金屬混入到第三ITO粉末P3中。該混合工序?qū)嵤r能夠向容器北內(nèi)添加純水或適當?shù)姆稚?。[漿料調(diào)整工序]該工序?qū)Π谌齀TO粉末P3的漿料S進行調(diào)整(圖5(B))。漿料S是純水中懸濁有第三ITO粉末P3的液狀物質(zhì)，且將漿料中的ITO粉末P3的濃度調(diào)整為例如70% 80%。該漿料S的調(diào)整工序也可以包含在所述混合工序中，在該情況下，在該混合工序的最終階段調(diào)整漿料S。[成形工序]在成形工序中，通過向圖6(A)和圖6⑶所示的成形模4中填充漿料S來獲得成形體。成形模4由例如石膏等具有吸水性的材料構(gòu)成，且具有主體如和蓋體4b。在主體如，具有內(nèi)部空間如和與該內(nèi)部空間相連通的澆鑄口 4d。圖示的結(jié)構(gòu)為一個例子，能夠適當?shù)卦O定內(nèi)部空間4c的形狀和澆鑄口 4d的位置等。漿料S利用預定壓力經(jīng)澆鑄口 4d填充到內(nèi)部空間如中，并且將其狀態(tài)保持預定時間。由此，將漿料S中的水分被成形模4吸收，由于ITO粉末P3在模具內(nèi)成型因此能高密度地成形。通過采用這樣的漿料澆鑄成形法來制作成形體，能夠比較低成本地成制作出形體。成形模4是以石膏漿料作為原料來成形后，再通過干燥而形成的。作為石膏漿料溶劑的水的比例可為50重量％以上且65重量％以下。當石膏漿料中的溶劑過多時(例如超過65重量％時)，則成形模的吸液量較大，但成形模的平均氣孔直徑也大，因而減小了由毛細管現(xiàn)象產(chǎn)生的吸水力。其結(jié)果是，在制造成形體進行成形時，使?jié){料中作為溶劑的水的排水效率變差，成形需要長時間。另外，當石膏漿料中的溶劑很少時(例如小于50重量％ 時)，成形模的吸液量很小，因此，在制造成形體進行成形時，無法充分地排出漿料中作為溶劑的水，難以制作出令人滿意的成形體。所制成的成形體經(jīng)干燥工序進行干燥。干燥工序能夠在維持為預定溫度的干燥室中進行。也可以根據(jù)需要，在干燥后實施成形體的脫脂工序。由此除去成形體中所包含的樹脂成分，從而能夠提高成形體的純度。[燒結(jié)工序]燒結(jié)工序通過對所獲得的成形體進行燒結(jié)，制作出作為目標的ITO燒結(jié)體&。燒結(jié)可在例如大氣中進行，燒結(jié)溫度能夠達到例如1500°C 1650°C。如上述那樣制成的ITO燒結(jié)體&具有99. 8%以上的相對密度和5 μ m以下的平均結(jié)晶粒徑。在制成燒結(jié)體&后，將該燒結(jié)體&切削或磨削成預定形狀，由此制作出ITO濺射靶。燒結(jié)體&的相對密度和結(jié)晶粒徑主要取決于漿料中的ITO粉末P3的平均粒徑， 通過使ITO粉末P3的平均粒徑達到0. 2 μ m 0. 3 μ m，能夠穩(wěn)定地獲得具有上述多種特性的燒結(jié)體。另外，由于將燒結(jié)片加的破碎粉(Pl)分階段地微細化，因此不需要大幅度地增加工序數(shù)以及特殊的處理，便能夠達到燒結(jié)粒子的微細化。因此，根據(jù)本實施方式，能夠以低成本制作出結(jié)晶粒微細且組織均勻的高密度的燒結(jié)體。如上述那樣制成的濺射靶能夠抑制結(jié)瘤的產(chǎn)生，實現(xiàn)穩(wěn)定的濺射成膜。[實施例](實施例1)將使用過的ITO靶加熱至200°C而將其從襯板上剝離出，且將其以M小時浸漬于50%稀硫酸，由此除去了附著表面于上的粘接(bonding)用焊料。將ITO靶分割成適當?shù)拇笮?，制成燒結(jié)片形式的靶片。將這些靶片200kg和純水20升一起投入到容量300升的樹脂制容器中，以35rpm的轉(zhuǎn)速將該容器攪拌M小時，由此使各靶片破碎。其后，將破碎粉分級，回收100 μ m以下的粉末，并將所回收的粉末以200°C干燥M小時，再將其作為將其作為第一 ITO粉末。所獲得的第一 ITO粉末的平均粒徑為2 μ m(最大值80 μ m)。接著，使用振動球磨機來粉碎第一 ITO粉末，而制作出第二 ITO粉末。更具體而言， 在容量50升的樹脂制容器中，放入第一 ITO粉末9kg和表面涂有樹脂的直徑IOmm的球(攪拌介質(zhì))50kg，進而，添加10升的純水和180毫升的羧酸系分散劑，以5小時、振幅8mm的條件，將第一 ITO粉末粉碎。所獲得的第二 ITO粉末的平均粒徑為0. 6 μ m(最大值5 μ m)。在將第二 ITO粉末以200°C干燥M小時后，利用旋轉(zhuǎn)磨機(spin mill)進行了破碎。并且，在容量200升的樹脂制容器中，分別投入該第二 ITO粉末30重量％ (42kg)、未用過的原料粉末70重量％ (氧化銦粉末88. ^g、氧化錫粉末9. 8kg)和直徑IOmm的氧化鋯球 (攪拌介質(zhì))272kg,并添加純水37. 4升和羧酸系分散劑2. 31升，再將上述物質(zhì)混合84小時。由此，制作出包含平均粒徑0.25 μ m(最大值2 μ m)的第三ITO粉末的漿料。漿料的濃度為78%，粘度為200cps。在所制作的漿料中添加1重量％的羧酸系粘結(jié)劑，以轉(zhuǎn)速20rpm 旋轉(zhuǎn)30分鐘，將漿料進行了真空脫泡。準備縱長415mm、橫寬寬780mm且厚度10. 5mm的能夠制成成形體的兩面澆鑄結(jié)構(gòu)的石膏模。調(diào)整脫泡機的澆鑄閥，使?jié){料以成形壓力3kg/cm2流入該石膏模中，并進行了成形。成形時間為80分鐘。將所獲得的成形體置于30°C環(huán)境的干燥室內(nèi)自然干燥6日，由此獲得縱長380mm、橫寬780mm且厚度10. 5mm的成形體。其后，以600°C，3小時的加熱條件在大氣中對成形體進行了脫脂處理。脫脂后，燒結(jié)出成形體。燒結(jié)溫度為1600°C，燒結(jié)時間8 小時。燒結(jié)環(huán)境為氧氣環(huán)境，氧氣導入量為每分鐘200升。所獲得的燒結(jié)體為縱長310mm，橫寬620mm，厚度8. 5mm。通過磨削該燒結(jié)體的兩面且切斷端面，而將其最后加工成縱長300mm、橫寬610mm、厚度7mm的大小。燒結(jié)體的平均結(jié)晶粒徑為4. 2 μ m，相對密度為99. 8%。將該燒結(jié)體再加工成縱長127mm、橫寬381mm、厚度 6mm的大小，通過將其粘接在銅制的襯板上，而制作成ITO濺射靶。將該靶安裝到濺射裝置中，進行IOOkWh的濺射后，確認在靶表面上幾乎不產(chǎn)生結(jié)瘤。進而，測定出使用該濺射靶而形成的ITO膜OOOnm)的電阻值為0. 2 X 10_3 Ω · cm?？纱_認其結(jié)果為，該ITO膜具有與使用僅僅以未用過的原料粉末燒結(jié)成的ITO靶而形成的ITO 膜同等的電阻值。(實施例2)將使用過的ITO靶加熱到200°C，并將其從襯板上剝離，再將其放入50%稀硫酸中浸漬M小時，由此除去了附著于表面上的粘接用焊料。將該ITO靶分割成適當?shù)拇笮。?制作成作為燒結(jié)片的靶片。將這些靶片200kg與純水20升一起投入容量300升的樹脂制容器中，以35rpm的轉(zhuǎn)速將該容器攪拌M小時，由此使各靶片破碎。其后，對破碎粉進行分級，回收100 μ m以下的粉末，將其作為第一 ITO粉末。所獲得的第一 ITO粉末的平均粒徑為2μ (最大值80 μ m)。接著，使用振動球磨機來粉碎第一 ITO粉末，制作出第二 ITO粉末。更具體而言， 在容量50升的樹脂制容器中，分別放入第一 ITO粉末9kg和表面涂有樹脂的直徑IOmm的球(攪拌介質(zhì))50kg，進而，添加純水10升和羧酸系分散劑180毫升，以5小時、振幅8mm的條件，將第一 ITO粉末粉碎。所獲得的第二 ITO粉末的平均粒徑為0. 6 μ m(最大值5 μ m)。在第二 ITO粉末200°C M小時干燥后，以旋轉(zhuǎn)磨機將對其進行破碎。并且，在容量200升的樹脂制容器中，分別投入該第二 ITO粉末10重量％ (14kg)、未用過的原料粉末 90重量％ (其中氧化銦粉末113. 4kg，氧化錫粉末12. 6kg)以及直徑IOmm的氧化鋯球(攪拌介質(zhì))272kg,添加純水37. 4升和羧酸系分散劑2. 31升，并將上述物質(zhì)混合84小時。由此，制作成包含平均粒徑0.25 μ m(最大值2 μ m)的第三ITO粉末在內(nèi)的漿料。漿料的濃度為78%，粘度為200cps。向所制成的漿料添加羧酸系粘結(jié)劑1重量％，以轉(zhuǎn)速20rpm旋轉(zhuǎn) 30分鐘，將漿料進行了真空脫泡。準備了縱長415mm、橫寬780mm、厚度17mm的能夠制作成形體的兩面澆鑄結(jié)構(gòu)的石膏模。調(diào)整脫泡機的澆鑄閥，以3kg/cm2的成形壓力使?jié){料流入該石膏模中，并進行成形。 成形時間為80分鐘。所獲得的成形體放置于30°C環(huán)境的干燥室內(nèi)自然干燥6天，由此獲得縱長380mm，橫寬780mm、厚度17mm的成形體。其后，以600°C、3小時的加熱條件，在大氣中對成形體進行了脫脂處理。在脫脂后，對成形體進行了燒結(jié)成。燒結(jié)溫度為1600°C，燒結(jié)時間為8小時。燒結(jié)環(huán)境為氧氣環(huán)境，氧氣導入量為每分鐘200升。所獲得的燒結(jié)體為縱長310mm，橫寬610mm，厚度15mm。通過磨削該燒結(jié)體的兩面且切斷其端面，加工成縱長300mm、橫寬610mm、厚度7mm的大小。燒結(jié)體的平均結(jié)晶粒徑 4. 3 μ m，相對密度99. 9%。將該燒結(jié)體再加工成縱長127mm、橫寬381mm和厚度6mm的大小， 并將其粘接于銅制的襯板上，由此制作成ITO濺射靶。在將該靶安裝到濺射裝置中實施了 IOOkWh的濺射時，確認在靶表面上幾乎不產(chǎn)生結(jié)瘤。進而，測定出使用該濺射靶而形成的ITO膜OOOnm)的電阻值為0. 2X 10_3 Ω -Cm0 確認其結(jié)果為，該ITO膜具有與使用僅以未用過的原料粉末燒結(jié)成的ITO靶來形成的ITO 膜相等的電阻值。(實施例3)將使用過的ITO靶加熱到200°C，并將其從襯板上剝離，再放入50%稀硫酸中浸漬 M小時，由此除去了附著于表面上的粘接用焊料。將其ITO靶分割為適當?shù)拇笮。谱鞒鲎鳛闊Y(jié)片的靶片。將這些靶片200kg與純水20升一起投入容量300升的樹脂制容器中， 以35rpm的轉(zhuǎn)速將該容器攪拌M小時，由此將各靶片破碎。其后，對破碎粉進行分級，回收 100 μ m以下的粉末，將其作為第一 ITO粉末。所獲得的第一 ITO粉末的平均粒徑為2 μ m(最大值80 μ m)。接著，使用振動球磨機來粉碎第一 ITO粉末，制作成第二 ITO粉末。更具體而言， 在容量50升的樹脂制容器中，放入第一 ITO粉末9kg以及表面涂有樹脂的直徑IOmm的球 (攪拌介質(zhì))50kg，進而，添加純水10升和羧酸系分散劑180毫升，以5小時、振幅8mm的條件，將第一 ITO粉末粉碎。所獲得的第二 ITO粉末的平均粒徑為0. 6 μ m(最大值5 μ m)。在將第二 ITO粉末以200°C干燥M小時后，利用旋轉(zhuǎn)磨機進行破碎。并且，在容量200升的樹脂制容器中，分別投入該第二 ITO粉末40重量％ (56kg)和未用過的原料粉末60重量％ (其中氧化銦粉末75. 6kg,氧化錫粉末8. 4kg)，直徑IOmm的氧化鋯球(攪拌介質(zhì))272kg,并添加純水37. 4升和羧酸系分散劑2. 31升，再進行84小時的混合。由此，制作成包含平均粒徑0. 25μπι(最大值2μπι)的第三ITO粉末的漿料。漿料的濃度78%，粘度200cps。在所制成的漿料添加羧酸系粘結(jié)劑1重量％，以轉(zhuǎn)速20rpm旋轉(zhuǎn)30分鐘，將漿料進行了真空脫泡。準備了縱長415mm，橫寬780mm，厚度17mm的可制作成形體的兩面澆鑄結(jié)構(gòu)的石膏模。調(diào)整脫泡機的澆鑄閥，由此使?jié){料以3kg/cm2的成形壓力流入該石膏模中，并進行了成形。成形時間為80分鐘。將所獲得的成形體放置于30°C環(huán)境的干燥室內(nèi)自然干燥6日，由此獲得縱長380mm、橫寬780mm和厚度17mm的成形體。其后，以600°C、3小時的加熱條件， 在大氣中將成形體脫脂處理。在脫脂后，對成形體進行了燒結(jié)。燒結(jié)溫度1600°C，燒結(jié)時間 8小時。燒結(jié)環(huán)境為氧氣環(huán)境，氧氣導入量為每分鐘200升。所獲得的燒結(jié)體為縱長310mm，橫寬610mm，厚度15mm。通過磨削該燒結(jié)體的兩面且切斷其端面，加工成縱長300mm、橫寬610mm和厚度7mm的大小。燒結(jié)體的平均結(jié)晶粒徑 4. 5 μ m，相對密度99. 9%。將該燒結(jié)體再加工成縱長127mm、橫寬381mm和厚度6mm的大小， 并將其粘接到銅制的襯板上，由此制作成ITO濺射靶。在將該靶安裝于濺射裝置中實施IOOkWh的濺射時，確認在靶表面上幾乎不產(chǎn)生結(jié)瘤。進而，測定出使用該濺射靶而形成的ITO膜OOOnm)的電阻值為0. 2X 10_3Ω · cm。 確認其結(jié)果為，該ITO膜具有與使用僅以未用過的原料粉末燒結(jié)成的ITO靶來形成的ITO 膜相等的電阻值。(比較例)將使用過的ITO靶加熱至200°C后，將其從襯板上剝離，并放入50%稀硫酸中浸漬 M小時，由此除去了附著于表面上的粘接用焊料。將其ITO靶分割為適當?shù)拇笮。瑢⑦@些靶片200kg與純水20升一起投入到容量300升的樹脂制容器中，以35rpm的轉(zhuǎn)速將該容器攪拌M小時，將各靶片破碎。其后，對破碎粉進行分級，回收100 μ m以下的粉末。所獲得的 ITO粉末的平均粒徑為2 μ m(最大值80 μ m)。在容量200升的樹脂制容器中，分別投入該ITO粉末30重量％ (42kg)、未用過的原料粉末70重量％ (其中氧化銦粉末88. 2kg,氧化錫粉末9. 8kg)以及直徑IOmm的氧化鋯球(攪拌介質(zhì))272kg,并添加純水37. 4升和羧酸系分散劑2. 31升，并進行84小時混合。 所獲得的漿料的平均粒徑0. 7 μ m(最大值10 μ m)，濃度78%，粘度200cps。在所制成的漿料中添加1重量％的羧酸系粘結(jié)劑，以轉(zhuǎn)速20rpm旋轉(zhuǎn)30分鐘，將漿料進行了真空脫泡。準備了縱長415mm，橫寬780mm，厚度17mm的可制成成形體的兩面澆鑄結(jié)構(gòu)的石膏模。調(diào)整脫泡機的澆鑄閥，由此使?jié){料以3kg/cm2的成形壓力流入該石膏模中，并進行了成形。成形時間為80分鐘。將所獲得的成形體放置于30°C環(huán)境的干燥室內(nèi)自然干燥6日，由此獲得縱長380mm、橫寬780mm和厚度17mm的成形體。其后，以600°C、3小時的加熱條件， 在大氣中將成形體脫脂處理。在脫脂后，對成形體進行了燒結(jié)。燒結(jié)溫度1600°C，燒結(jié)時間 8小時。燒結(jié)環(huán)境為氧氣環(huán)境，氧氣導入量為每分鐘200升。所獲得的燒結(jié)體為縱長310mm，橫寬610mm，厚度15mm。通過磨削該燒結(jié)體的兩面且切斷其端面，加工成縱長300mm、橫寬610mm和厚度7mm的大小。燒結(jié)體的平均結(jié)晶粒徑 7. Oym,相對密度99. 2%。將該燒結(jié)體再加工為縱長127mm、橫寬381mm和厚度6mm的大小， 并將其粘接在銅制的襯板上，由此制作成ITO濺射靶。在將該靶安裝到濺射裝置中實施IOOkWh的濺射時，確認在靶表面上產(chǎn)生較多的結(jié)瘤。進而，測定出使用該濺射靶而形成的ITO膜OOOnm)的電阻值為0. 8X 10_3 Ω · cm。確認其結(jié)果這，該ITO膜的電阻值高于使用僅以未用過的原料粉末而燒結(jié)成的ITO靶來成膜的ITO膜。以上，對本發(fā)明的實施方式進行了說明，當然，本發(fā)明并不局限于此，能夠基于本發(fā)明的技術的思想實施各種的變形。例如，在以上的實施方式中，使用了第二 ITO粉末的制作振動球磨機，但也可以使用濕式噴射式磨機等其他粉碎方法。另外，在以上的實施方式中，將成形體的燒結(jié)環(huán)境設為氧氣環(huán)境作為，但不受限于此，也可以設為大氣環(huán)境。附圖標記說明2…(使用過的)濺射靶加…燒結(jié)片3a，北…樹脂制容器4…成形模Pl…第一 ITO粉末P2…第二 ITO粉末P3…第三ITO粉末S…漿料義…燒結(jié)體
權利要求
1.一種ITO燒結(jié)體制造方法，其中，在容器內(nèi)對以氧化銦和氧化錫為主成分的燒結(jié)片堆進行攪拌，使其破碎，而制作出具有第一平均粒徑的第一 ITO粉末；利用介質(zhì)攪拌磨機或噴射式磨機對所述第一 ITO粉末進行破碎，由此制作出具有小于所述第一平均粒徑的第二平均粒徑的第二 ITO粉末；將氧化銦粉末以及氧化錫粉末與所述第二 ITO粉末混合起來，并將其混合粉末粉碎， 由此制作出具有小于所述第二平均粒徑的第三平均粒徑的第三ITO粉末； 將包含所述第三ITO粉末的漿料澆鑄于模具中來制作出成形體； 再對所述成形體進行燒結(jié)。
2.根據(jù)權利要求1所述的ITO燒結(jié)體制造方法，其中，制作所述第一ITO粉末的工序是在樹脂制容器內(nèi)對所述燒結(jié)片堆進行破碎。
3.根據(jù)權利要求2所述的ITO燒結(jié)體制造方法，其中，制作所述第三ITO粉末的工序是利用介質(zhì)攪拌磨機來制作所述第三ITO粉末。
4.根據(jù)權利要求3所述的ITO燒結(jié)體制造方法，其中，所述第三平均粒徑為0.20 μ m以上且0. 30 μ m以下。
5.根據(jù)權利要求1所述的ITO燒結(jié)體制造方法，其中，所述第三ITO粉末中的所述第二混合粉末的混合比率為10重量％以上且40重量％以下。
6.根據(jù)權利要求1所述的ITO燒結(jié)體制造方法，其中，所述燒結(jié)片堆為使用過的ITO濺射靶的分割片堆。
7.—種ITO濺射靶制造方法，其中，在容器內(nèi)對以氧化銦和氧化錫為主成分的燒結(jié)片堆進行攪拌使其破碎，而制作出具有第一平均粒徑的第一 ITO粉末；利用介質(zhì)攪拌磨機或噴射式磨機對所述第一 ITO粉末進行破碎，由此制作出具有小于所述第一平均粒徑的第二平均粒徑的第二 ITO粉末；將氧化銦粉末以及氧化錫粉末與所述第二 ITO粉末混合起來，并將其混合粉末粉碎， 由此制作出具有小于所述第二平均粒徑的第三平均粒徑的第三ITO粉末； 將包含所述第三ITO粉末的漿料澆鑄于模具中來制作出成形體； 再對所述成形體進行燒結(jié)。
8.—種ITO濺射靶，其中，在容器內(nèi)對以氧化銦和氧化錫為主成分的燒結(jié)片堆進行攪拌，使其破碎，而制作出具有第一平均粒徑的第一 ITO粉末；利用介質(zhì)攪拌磨機或噴射式磨機對所述第一 ITO粉末進行破碎，由此制作出具有小于所述第一平均粒徑的第二平均粒徑的第二 ITO粉末；將氧化銦粉末以及氧化錫粉末與所述第二 ITO粉末混合起來，并將其混合粉末粉碎， 由此制作出具有小于所述第二平均粒徑的第三平均粒徑的第三ITO粉末； 將包含所述第三ITO粉末的漿料澆鑄于模具中來制作出成形體； 再對所述成形體進行燒結(jié)而制作成所述ITO濺射靶。
9.根據(jù)權利要求8所述的ITO濺射靶，其中，所述第三平均粒徑為0.20 μ m以上且 0. 30ym 以下。
10.根據(jù)權利要求8所述的ITO濺射靶，其中，所述第三ITO粉末中的所述第二混合粉末的混合比率為10重量％以上且40重量％以下。
11.根據(jù)權利要求8所述的ITO濺射靶，其中，所述燒結(jié)片堆為使用過的ITO濺射靶的分割片堆。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供能夠低成本地制造出高品質(zhì)的燒結(jié)體的ITO燒結(jié)體制造方法以及ITO濺射靶制造方法。本發(fā)明的一實施方式的ITO燒結(jié)體制造方法包括通過在容器內(nèi)一邊對以氧化銦和氧化錫作為主成分的燒結(jié)片堆進行攪拌使其破碎，而制作出具有第一平均粒徑的第一ITO粉末的工序。利用介質(zhì)攪拌磨機或噴射式磨機對所述第一ITO粉末進行破碎，由此制作出具有小于所述第一平均粒徑的第二平均粒徑的第二ITO粉末。將氧化銦粉末以及氧化錫粉末與所述第二ITO粉末混合起來，并將其混合粉末粉碎，由此出制作具有小于所述第二平均粒徑的第三平均粒徑的第三ITO粉末。在將包含所述第三ITO粉末的漿料澆鑄于模具中而制作出成形體后，再對成該形體進行燒結(jié)。
文檔編號C04B35/622GK102264666SQ20108000371
公開日2011年11月30日 申請日期2010年10月20日 優(yōu)先權日2009年10月28日
發(fā)明者木浦幸一, 樋高直人, 里之園馨, 長山五月 申請人:株式會社愛發(fā)科