JP2008274318A - Aerosol discharge nozzle and film-forming apparatus - Google Patents
Aerosol discharge nozzle and film-forming apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008274318A JP2008274318A JP2007116067A JP2007116067A JP2008274318A JP 2008274318 A JP2008274318 A JP 2008274318A JP 2007116067 A JP2007116067 A JP 2007116067A JP 2007116067 A JP2007116067 A JP 2007116067A JP 2008274318 A JP2008274318 A JP 2008274318A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- aerosol
- discharge nozzle
- opening
- fine particles
- film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Nozzles (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
Description
本発明は、微粒子を含むエアロゾルを基板等に吹付け、被膜や構造物を基板上に形成するエアロゾルデポジション(以下、ADと記す)法において使用されるエアロゾル吐出ノズルおよび該ノズルを用いた被膜形成装置に関する。 The present invention relates to an aerosol discharge nozzle used in an aerosol deposition (hereinafter referred to as AD) method in which an aerosol containing fine particles is sprayed on a substrate or the like to form a coating or a structure on the substrate, and a coating using the nozzle The present invention relates to a forming apparatus.
基板上の膜の形成方法として、微粒子ビーム堆積法あるいはAD法と呼ばれる脆性材料の膜や構造物の形成方法がある。AD法は、脆性材料の微粒子を含むエアロゾルをノズルから基板に向けて吐出し、基板に微粒子を衝突させて、その機械的衝撃力を利用して脆性材料の多結晶構造物を基板上にダイレクトに形成する方法である(例えば、特許文献1参照)。 As a method for forming a film on a substrate, there is a method for forming a film or structure of a brittle material called a fine particle beam deposition method or an AD method. In the AD method, an aerosol containing fine particles of a brittle material is discharged from a nozzle toward a substrate, the fine particles collide with the substrate, and a polycrystalline structure of the brittle material is directly applied to the substrate by using the mechanical impact force. (See, for example, Patent Document 1).
また、AD法において成膜効率向上のため、いろいろなノズル形状が知られている。例えば、吐出開口から導出されるエアロゾル濃度が均一になるように、エアロゾルが通過するエアロゾル通過空間を有するノズル本体の内部形状を工夫することによって、均一な膜厚の構造物を短時間で作製することを可能にした複合構造物形成用ノズルが知られている(特許文献2参照)。 In addition, various nozzle shapes are known for improving film formation efficiency in the AD method. For example, a structure with a uniform film thickness can be produced in a short time by devising the internal shape of the nozzle body having an aerosol passage space through which the aerosol passes so that the aerosol concentration derived from the discharge opening becomes uniform. A nozzle for forming a composite structure that makes it possible is known (see Patent Document 2).
しかしながら、特許文献2のノズルを用いて長時間複合構造物を形成すると、ノズル内部の壁面あるいはノズルと配管の接続部にセラミックス粉が堆積し、吐出量が安定せず成膜不良となるおそれがある。また、目詰まりや付着物が一気に吐出すると、エアロゾルの脈動が観察され安定運転が確保できない状態になる。このような現象が生じる場合には、従来は定期的に装置を止めて搬送ガスのみ注入し、壁面のクリーニングを実施し、付着物の除去を行なう必要があった。また、搬送ガスによるクリーニングでも清掃不十分の場合にはノズルや配管、ノズルと配管との接続部などを分解してセラミックス粉の堆積物を除去・清掃を余儀なくされ、清掃費の増加や生産性の低下を招くという問題があった。
本発明はこのような問題に対処するためになされたものであり、被膜形成装置を長時間運転してもエアロゾル吐出ノズル廻りでの微粒子の堆積の発生が抑制され、長時間にわたり安定して緻密で均一な被膜を形成可能なエアロゾル吐出ノズル、および該ノズルを用いた被膜形成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to cope with such problems. Even when the film forming apparatus is operated for a long time, the generation of fine particles around the aerosol discharge nozzle is suppressed, and the fine particles can be stably and densely formed for a long time. It is an object of the present invention to provide an aerosol discharge nozzle capable of forming a uniform film and a film forming apparatus using the nozzle.
本発明のエアロゾル吐出ノズルは、微粒子をガス中に分散させたエアロゾルを搬送するエアロゾル配管に接続され、基材の成膜部に向けて上記エアロゾルを吐出するエアロゾル吐出ノズルであって、該エアロゾル吐出ノズルは、上記エアロゾルが通過するエアロゾル通過空間を有するノズル本体と、上記エアロゾル配管の導出開口に接続されて上記エアロゾルを導入する導入開口と、上記エアロゾルを吐出させる矩形の吐出開口とを具備し、上記導入開口が、上記エアロゾル配管の導出開口と同一形状もしくは類似形状を有することを特徴とする。
なお、本発明において「類似形状」とは、エアロゾル吐出ノズルの導入開口と、エアロゾル配管の導出開口との接続部において、通過するエアロゾルから微粒子が失速して堆積するような流体抵抗の変化を少なくする形状であることをいう。
An aerosol discharge nozzle according to the present invention is an aerosol discharge nozzle that is connected to an aerosol pipe that transports an aerosol in which fine particles are dispersed in a gas and discharges the aerosol toward a film forming portion of a base material. The nozzle comprises a nozzle body having an aerosol passage space through which the aerosol passes, an introduction opening connected to the outlet opening of the aerosol pipe to introduce the aerosol, and a rectangular discharge opening for discharging the aerosol, The introduction opening has the same shape or a similar shape as the outlet opening of the aerosol pipe.
In the present invention, the term “similar shape” means that there is less change in fluid resistance such that fine particles are stalled and accumulated from the passing aerosol at the connecting portion between the introduction opening of the aerosol discharge nozzle and the outlet opening of the aerosol pipe. It means that it is a shape to be.
上記導入開口の内壁面と、上記エアロゾル配管の導出開口の内壁面とが段差なく連続的に接続されてなることを特徴とする。
また、上記微粒子は平均粒子径が 0.01〜2μm であることを特徴とする。
また、上記微粒子はセラミックス微粒子であることを特徴とする。
The inner wall surface of the introduction opening and the inner wall surface of the outlet opening of the aerosol pipe are continuously connected without a step.
The fine particles have an average particle size of 0.01 to 2 μm.
The fine particles are ceramic fine particles.
本発明の被膜形成装置は微粒子をガス中に分散させたエアロゾルを、真空チャンバー内でエアロゾル吐出ノズルから基材上に吐出し衝突させて成膜を行なう被膜形成装置であって、このエアロゾル吐出ノズルが、上記本発明のエアロゾル吐出ノズルであることを特徴とする。 The film forming apparatus of the present invention is a film forming apparatus for forming a film by discharging and colliding an aerosol in which fine particles are dispersed in a gas from an aerosol discharge nozzle onto a substrate in a vacuum chamber. Is the aerosol discharge nozzle of the present invention.
本発明のエアロゾル吐出ノズルは、エアロゾルを導入するための導入開口をエアロゾルを搬送するエアロゾル配管の導出開口と同一形状もしくは類似形状として、例えば導入開口の内壁面と、導出開口の内壁面とを段差なく連続的に接続したので、接続部において微粒子の堆積する空間がなくエアロゾルの流れに対する流体抵抗が変わらない。このため、微粒子が堆積することなく、エアロゾルは導出開口と導入開口との間を通過して、所定の微粒子濃度を保ちつつ吐出開口に流れることができる。
この結果、被膜形成装置を長時間運転しても装置を停止してノズルや配管、接続部を分解清掃する必要がなく、長時間にわたり安定して緻密で均一な被膜を形成できる。
In the aerosol discharge nozzle of the present invention, the introduction opening for introducing the aerosol has the same shape as or similar to the outlet opening of the aerosol pipe for carrying the aerosol, for example, a step between the inner wall surface of the inlet opening and the inner wall surface of the outlet opening. Since the connection is continuous, there is no space for depositing fine particles at the connection portion, and the fluid resistance to the aerosol flow does not change. For this reason, the aerosol can flow between the outlet opening and the inlet opening and flow to the discharge opening while maintaining a predetermined particle concentration without depositing fine particles.
As a result, even if the film forming apparatus is operated for a long time, it is not necessary to stop the apparatus and disassemble and clean the nozzles, pipes, and connecting portions, and a stable and dense and uniform film can be formed over a long period of time.
本発明の被膜形成装置は、上記エアロゾル吐出ノズルを用いるので、エアロゾル配管の導出開口と、エアロゾル吐出ノズルの導入開口との接続部において、微粒子が堆積することなく、長時間にわたり安定して緻密で均一な被膜を形成できる。 Since the coating film forming apparatus of the present invention uses the above-mentioned aerosol discharge nozzle, fine particles are not deposited at the connection portion between the outlet opening of the aerosol pipe and the introduction opening of the aerosol discharge nozzle, and it is stable and dense for a long time. A uniform film can be formed.
本発明においてAD法は、セラミックス等の微粒子をガス中に分散させたエアロゾルを基材に向けてエアロゾル吐出ノズルより吐出し、エアロゾルを基材表面に高速で衝突させ、微粒子の構成材料からなる被膜を基材上に形成させる方法である。 In the present invention, the AD method is a coating made of a constituent material of fine particles, in which an aerosol in which fine particles of ceramics or the like are dispersed in a gas is directed toward a base material, and is ejected from an aerosol discharge nozzle, and the aerosol collides with the base material surface at high speed. Is formed on a substrate.
従来、エアロゾル配管の導出開口とエアロゾル吐出ノズルの導入開口との接続部は、図4(a)に示すように、円形の断面形状を有するエアロゾル配管の導出開口1aと、正方形の断面形状を有するエアロゾル吐出ノズルの導入開口2aとが単純に接続されていた。このため、接続部分の形状が異なるので、例えば内径 5 mm のエアロゾル配管の導出開口1aを、5 mm×5 mm の正方形のエアロゾル吐出ノズルの導入開口2aに接続すると急に断面積が広がりノズル壁面で失速した微粒子はエアロゾルから離脱してノズル2内壁面に付着することが確認された。図4(b)は、導入開口2aから吐出開口2b至るノズル2の内部空間を示す図である。図4(b)において、急に断面積が広がる導入開口2a付近でもっとも多く微粒子の堆積物12が発生することが判明した。
Conventionally, as shown in FIG. 4 (a), the connecting portion between the outlet opening of the aerosol pipe and the inlet opening of the aerosol discharge nozzle has a circular outlet section 1a of the aerosol pipe having a circular sectional shape and a square sectional shape. The introduction opening 2a of the aerosol discharge nozzle was simply connected. For this reason, since the shape of the connecting portion is different, for example, when the outlet opening 1a of the aerosol pipe having an inner diameter of 5 mm is connected to the inlet opening 2a of the 5 mm × 5 mm square aerosol discharge nozzle, the sectional area suddenly increases and the nozzle wall surface It was confirmed that the fine particles that had stalled due to separation from the aerosol adhered to the inner wall surface of the
また、微粒子の付着状況は、エアロゾル配管の導出開口とエアロゾル吐出ノズルの導入開口との接続方法によって異なる。図5は接続方法の一例を垂直断面で示す図である。図5に示すように、エアロゾル配管の導出開口面とエアロゾル吐出ノズルの導入開口面とが同一平面で接続する場合は、断面積の広がる導入開口の両端部でもっとも多くの堆積物の発生が認められ、エアロゾル配管の導出開口の内壁面にも堆積物の発生が認められた。また、エアロゾル吐出ノズルの吐出開口に向かって徐々に堆積物は減少することが認められた。
一方、図6に示すように、エアロゾル配管の導出開口面がエアロゾル吐出ノズルの導入開口面よりも下に押し込む形で接続する場合は、エアロゾル配管の導出開口の内壁面には堆積物の発生が認められないものの、導出開口から出たエアロゾルは断面積の広がる導入開口の両端部まで微粒子が巻き上げられて堆積することが認められた。
Further, the adhesion state of the fine particles differs depending on the connection method between the outlet opening of the aerosol pipe and the inlet opening of the aerosol discharge nozzle. FIG. 5 is a diagram showing an example of a connection method in a vertical section. As shown in FIG. 5, when the outlet opening surface of the aerosol pipe and the introduction opening surface of the aerosol discharge nozzle are connected on the same plane, the largest amount of deposit is observed at both ends of the introduction opening having a wide cross-sectional area. In addition, deposits were observed on the inner wall of the outlet opening of the aerosol pipe. Moreover, it was recognized that the deposit gradually decreased toward the discharge opening of the aerosol discharge nozzle.
On the other hand, as shown in FIG. 6, in the case where connection is made in such a manner that the outlet opening surface of the aerosol pipe is pushed below the introduction opening face of the aerosol discharge nozzle, deposits are generated on the inner wall surface of the outlet opening of the aerosol pipe. Although not recognized, it was confirmed that the aerosol exiting the outlet opening was deposited with fine particles rolled up to both ends of the inlet opening where the cross-sectional area widened.
本発明は以上の観察結果を考慮して、堆積物の発生を抑制することができるエアロゾル吐出ノズルを完成させるに至ったものである。すなわち、本発明ではこの接続部において、図1〜図2に示すようにエアロゾル配管の導出開口の形状とエアロゾル吐出ノズルの導入開口の形状とを同一もしくは類似形状にすることで、微粒子の堆積する空間をなくし、エアロゾルの流れに対する流体抵抗を一定に保たせている。このため微粒子が堆積することなく、エアロゾルは導出開口と導入開口との間を通過して、所定の微粒子濃度を保ちつつ吐出開口に流れることができる。 In view of the above observation results, the present invention has completed an aerosol discharge nozzle capable of suppressing the generation of deposits. That is, in the present invention, in this connection portion, the shape of the outlet opening of the aerosol pipe and the shape of the inlet opening of the aerosol discharge nozzle are the same or similar as shown in FIGS. Space is eliminated and the fluid resistance to aerosol flow is kept constant. For this reason, the aerosol can flow between the outlet opening and the inlet opening and flow to the discharge opening while maintaining a predetermined particle concentration without depositing the particles.
本発明の一実施例に係るエアロゾル吐出ノズルを図に基づいて説明する。図1は本発明のエアロゾル吐出ノズルの一例を示す分解斜視図である。図1に示すように、本発明のエアロゾル吐出ノズル2は、エアロゾル配管1の導出開口1aの断面形状と同一の断面形状である円形の導入開口2cと、該導入開口2cから連続して変位しているノズル2本体の内部空間の開放端である吐出開口2bとを有する。図1は分解斜視図であるが、使用時にはエアロゾル配管の導出開口1aと、エアロゾル吐出ノズル2の導入開口2cとが接続される。また、導入開口2cの内壁面と、導出開口1aの内壁面とは段差なく連続的に接続されている。
An aerosol discharge nozzle according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an exploded perspective view showing an example of the aerosol discharge nozzle of the present invention. As shown in FIG. 1, the
導出開口1aを出たエアロゾルは、導入開口2cを通過するとき、導出開口1aと導入開口2cとの接続部で流体抵抗が変わることなく安定した流れで通過できる。接続部を通過したエアロゾルは、導入開口2cから矩形状の先端吐出開口2bに向かって連続して変位している内部空間形状を有するノズル本体2を通過するので、安定した流れを維持でき堆積物を発生させることなく吐出開口2bから基材に向かって吐出される。
When the aerosol exits the outlet opening 1a passes through the inlet opening 2c, the aerosol can pass in a stable flow without changing the fluid resistance at the connection portion between the outlet opening 1a and the inlet opening 2c. The aerosol that has passed through the connecting portion passes through the
図2は本発明のエアロゾル吐出ノズルの他の例を示す分解斜視図である。図2に示すように、本発明のエアロゾル吐出ノズル2は、エアロゾル配管1の導出開口1bの断面形状と同一の断面形状である正方形の導入開口2aと、該導入開口2aから連続して変位しているノズル2本体の内部空間の開放端である吐出開口2bとを有する。この場合、エアロゾル配管1は搬出調整部1cにおいて円形の断面形状から予め内部空間形状を連続的に変位させ導出開口1bの断面形状を正方形にしたものを用いる。
図2は分解斜視図であるが、使用時にはエアロゾル配管の導出開口1aと、エアロゾル吐出ノズル2の導入開口2cとが接続される。また、導入開口2aの内壁面と、導出開口1bの内壁面とは段差なく連続的に接続されている。
FIG. 2 is an exploded perspective view showing another example of the aerosol discharge nozzle of the present invention. As shown in FIG. 2, the
FIG. 2 is an exploded perspective view. In use, the outlet opening 1a of the aerosol pipe and the introduction opening 2c of the
搬出調整部1cを通過するエアロゾルは、円形の配管断面形状から正方形の断面形状である導出開口1bに向かって連続して変位している内部空間を通過するので、安定した流れを維持でき堆積物を発生させることなく導出開口1bに向かって流れる。
導出開口1bを出たエアロゾルは、導入開口2aを通過するとき、導出開口1bと導入開口2aとの接続部で流体抵抗が変わることなく安定した流れで通過できる。接続部を通過したエアロゾルは、導入開口2aから矩形状の先端吐出開口2bに向かって連続して変位している内部空間形状を有するノズル本体2を通過するので、上記同様に堆積物を発生させることなく吐出開口2bから基材に向かって吐出される。
The aerosol passing through the carry-out adjusting portion 1c passes through the internal space continuously displaced from the circular pipe cross-sectional shape toward the lead-out opening 1b having a square cross-sectional shape, so that a stable flow can be maintained. It flows toward the lead-out opening 1b without generating.
When the aerosol exits the outlet opening 1b passes through the inlet opening 2a, the aerosol can pass through the connecting portion between the outlet opening 1b and the inlet opening 2a with a stable flow without changing the fluid resistance. The aerosol that has passed through the connecting portion passes through the
本発明の一実施例に係る被膜形成装置を図3に基づいて説明する。図3は平板基材上にセラミックス被膜を形成する場合の被膜形成装置を示す図である。
図3に示すように、AD法による被膜形成装置3は、エアロゾル発生装置4と、真空チャンバー5を有する。真空チャンバー5内には、セラミックス被膜形成対象である基材6と、エアロゾル配管1に接続された、本発明のエアロゾル吐出ノズル2とが配設されている。真空チャンバー5の内部は真空ポンプ7によって減圧されるとともに、セラミックス微粒子の混入を防止するため、真空ポンプ7の直前に微粒子フィルター8が設けられている。基材6は、真空チャンバー5内において、XYテーブル9上に固定され水平方向に移動させられる(図中A)。
A film forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a view showing a film forming apparatus in the case of forming a ceramic film on a flat substrate.
As shown in FIG. 3, the film forming apparatus 3 based on the AD method includes an aerosol generator 4 and a
内部にセラミックス微粒子を有するエアロゾル発生装置4は、外部にガス供給設備10を備え、ガス供給設備10から供給される搬送ガスによってセラミックス微粒子と搬送ガスとからなるエアロゾルが形成され、搬送ガスの流れと真空ポンプ7の吸引とによりエアロゾルは真空チャンバー5内のエアロゾル吐出ノズル2に供給される。エアロゾルの搬送ガスとしては、不活性ガスを使用する。使用可能な不活性ガスとしては、アルゴン、窒素、ヘリウム等が挙げられる。
なお、以上の構成において、エアロゾル吐出ノズル以外のエアロゾル発生装置等については、AD法において通常使用される任意の装置・部品等を利用できる。
The aerosol generation device 4 having ceramic fine particles inside includes a
In the above-described configuration, any device or component normally used in the AD method can be used for the aerosol generating device other than the aerosol discharge nozzle.
本発明の被膜形成装置においてエアロゾル吐出ノズル2からエアロゾルを吐出しつつ、基材6をXYテーブル9により水平方向に移動させて、または、エアロゾル吐出ノズル2を移動させて、基材6上に所望の形状・厚さの被膜を形成する。
In the film forming apparatus of the present invention, while discharging the aerosol from the
本発明のエアロゾル吐出ノズルおよび被膜形成装置において使用できる微粒子としては被膜形成可能なものであればよく、主にセラミックス微粒子が挙げられる。セラミックス微粒子としては、例えば、アルミナ、ジルコニア、チタニア等の酸化物、炭化ケイ素、窒化ケイ素等の微粒子が挙げられる。これらの中で、それぞれのセラミックスにおいて、真比重が小さい方がエアロゾル化しやすいことから、アルミナ微粒子が好ましい。
セラミックス微粒子以外でも、シリコン、ゲルマニウムなどのへき開性の強い脆性材料の微粒子を使用することも可能である。
The fine particles that can be used in the aerosol discharge nozzle and the film forming apparatus of the present invention may be fine particles capable of forming a film, and mainly include ceramic fine particles. Examples of the ceramic fine particles include oxides such as alumina, zirconia, and titania, and fine particles such as silicon carbide and silicon nitride. Among these, alumina fine particles are preferable because each ceramic has a smaller true specific gravity and is more easily aerosolized.
In addition to ceramic fine particles, fine particles of brittle materials with strong cleavage, such as silicon and germanium, can also be used.
本発明のエアロゾル吐出ノズルおよび被膜形成装置において使用する微粒子の平均粒子径は、0.01〜2μm であることが好ましい。0.01μm 未満では凝集しやすくエアロゾル化は困難であり、2μm をこえるとAD法での膜形成はできない(膜成長しない)。なお、本発明において平均粒子径は日機装株式会社製:レーザー式粒度分析計マイクロトラックMT3000によって測定した値である。
また、被膜形成を良好に行なうため、基材への衝突時に微粒子が容易に粉砕するように、ボールミル、ジェットミル等の粉砕機を用いて微粒子にクラックを予め形成しておくことが好ましい。
The average particle size of the fine particles used in the aerosol discharge nozzle and the film forming apparatus of the present invention is preferably 0.01 to 2 μm. If it is less than 0.01 μm, it is easy to agglomerate and it is difficult to form an aerosol. In the present invention, the average particle diameter is a value measured by Nikkiso Co., Ltd .: Laser type particle size analyzer Microtrac MT3000.
Further, in order to satisfactorily form a film, it is preferable to previously form cracks in the fine particles using a pulverizer such as a ball mill or a jet mill so that the fine particles are easily pulverized upon collision with the substrate.
実施例1
図1に示す 内径 5 mm の円形状の導入開口2c、および、10 mm×1 mmの矩形状の吐出開口2bを有するエアロゾル吐出ノズル2を備えた、図3に示す被膜形成装置3を用いて、基材6(SUJ2製、30 mm×30 mm×2 mm (鏡面仕上げ))の表面にアルミナ微粒子からなる被膜をAD法により形成した。
AD法は、真空チャンバー5内において 100 Pa 以下の減圧下で、固定したエアロゾル吐出ノズル2のノズル先端部の吐出開口2bからアルミナ微粒子を含むエアロゾルを、上記基材6に向けて吐出して被膜形成を行なった。基材6は 10 mm/分の速度でストローク 15 mm で往復動させて 60 分間成膜した。
アルミナ微粒子は、大明化学工業社製:タイミクロンTM-DARを用い、平均粒子径 0.16μm で、10 Pa 以下の減圧下、加熱乾燥処理して使用した。なお、搬送ガスにはヘリウムを用い、粒子速度は搬送ガス流量で制御した。
Example 1
Using the coating film forming apparatus 3 shown in FIG. 3 provided with an
In the AD method, an aerosol containing fine alumina particles is discharged from the
Alumina fine particles were manufactured by Daimei Chemical Industry Co., Ltd .: Tymicron TM-DAR, and used after heat-drying under reduced pressure of 10 Pa or less with an average particle size of 0.16 μm. Helium was used as the carrier gas, and the particle velocity was controlled by the carrier gas flow rate.
実施例2
実施例1において用いたノズル2の導入開口2cを、図2に示す導入開口2aの形状に変えて実施例1と同様に処理して、基材6に成膜した。このときエアロゾル配管1は搬出調整部1cにおいて円形の断面形状から予め内部空間形状を連続的に変位させ導出開口1bの断面形状を正方形にしたものを用いた。
Example 2
The introduction opening 2c of the
比較例1
実施例1において用いたノズル2の導入開口2cを、図4(a)に示す導入開口2aの形状に変えて実施例1と同様に処理して、基材6に成膜した。このときエアロゾル配管1は円形の断面形状の吐出開口1aがノズルの導入開口2aと同一平面になるようにノズルと接続したものを用いた。
Comparative Example 1
The introduction opening 2c of the
成膜した基材をエタノール溶液で超音波洗浄後、断面観察したところ実施例1および実施例2では緻密かつ透明で滑らかな表面を有するαアルミナ被膜が 24μm の厚さで形成していた。一方、比較例1ではαアルミナ被膜が 5μm 以下の厚さで形成していた。
また、これらのノズルを 60 分間連続使用したとき、実施例1および実施例2では成膜効率の低下は認められず、使用後に分解したノズルには微粒子の堆積も認められなかった。これに対し比較例1では 60 分間連続使用したとき、成膜効率の低下が認められ、使用後に分解したノズルには微粒子の堆積も認められた。
When the formed substrate was ultrasonically cleaned with an ethanol solution and observed in cross section, in Example 1 and Example 2, an α-alumina coating having a dense, transparent and smooth surface was formed to a thickness of 24 μm. On the other hand, in Comparative Example 1, the α-alumina coating was formed with a thickness of 5 μm or less.
Further, when these nozzles were used continuously for 60 minutes, no decrease in film formation efficiency was observed in Examples 1 and 2, and no fine particles were deposited on the nozzles decomposed after use. On the other hand, in Comparative Example 1, when the film was used continuously for 60 minutes, the film formation efficiency was reduced, and fine particles were also deposited on the nozzle decomposed after use.
本発明のエアロゾル吐出ノズルを備えた被膜形成装置は、エアロゾル吐出ノズル廻りでの微粒子の堆積の発生が抑制され、長時間にわたり安定して緻密で均一な被膜を形成可能であるので、各種産業部品等へのセラミックス被膜形成等に好適に利用できる。 The coating film forming apparatus equipped with the aerosol discharge nozzle of the present invention is capable of forming a fine and uniform film stably over a long period of time by suppressing the generation of fine particles around the aerosol discharge nozzle. For example, it can be suitably used for forming a ceramic film on the surface.
1 エアロゾル配管
2 エアロゾル吐出ノズル
3 被膜形成装置
4 エアロゾル発生装置
5 真空チャンバー
6 基材
7 真空ポンプ
8 微粒子フィルター
9 XYテーブル
10 ガス供給設備
11 導出調整部
12 堆積物
DESCRIPTION OF
Claims (5)
該エアロゾル吐出ノズルは、前記エアロゾルが通過するエアロゾル通過空間を有するノズル本体と、前記エアロゾル配管の導出開口に接続されて前記エアロゾルを導入する導入開口と、前記エアロゾルを吐出させる矩形の吐出開口とを具備し、
前記導入開口が、前記エアロゾル配管の導出開口と同一形状もしくは類似形状を有することを特徴とするエアロゾル吐出ノズル。 An aerosol discharge nozzle that is connected to an aerosol pipe that conveys an aerosol in which fine particles are dispersed in a gas and discharges the aerosol toward a film forming portion of a substrate,
The aerosol discharge nozzle includes a nozzle body having an aerosol passage space through which the aerosol passes, an introduction opening that is connected to a discharge opening of the aerosol pipe and introduces the aerosol, and a rectangular discharge opening that discharges the aerosol. Equipped,
The aerosol discharge nozzle, wherein the introduction opening has the same shape or a similar shape as the outlet opening of the aerosol pipe.
前記エアロゾル吐出ノズルが、請求項1ないし請求項4のいずれか一項記載のエアロゾル吐出ノズルであることを特徴とする被膜形成装置。 A film forming apparatus for forming a film by discharging and colliding an aerosol in which fine particles are dispersed in a gas from an aerosol discharge nozzle onto a substrate in a vacuum chamber,
The said aerosol discharge nozzle is an aerosol discharge nozzle as described in any one of Claim 1 thru | or 4. The film formation apparatus characterized by the above-mentioned.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007116067A JP2008274318A (en) | 2007-04-25 | 2007-04-25 | Aerosol discharge nozzle and film-forming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007116067A JP2008274318A (en) | 2007-04-25 | 2007-04-25 | Aerosol discharge nozzle and film-forming apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008274318A true JP2008274318A (en) | 2008-11-13 |
Family
ID=40052661
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007116067A Pending JP2008274318A (en) | 2007-04-25 | 2007-04-25 | Aerosol discharge nozzle and film-forming apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008274318A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100964060B1 (en) * | 2009-09-08 | 2010-06-16 | 서울대학교산학협력단 | Apparatus and method of depositing powder through transient supply of conveying gas |
-
2007
- 2007-04-25 JP JP2007116067A patent/JP2008274318A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100964060B1 (en) * | 2009-09-08 | 2010-06-16 | 서울대학교산학협력단 | Apparatus and method of depositing powder through transient supply of conveying gas |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5573046B2 (en) | Film forming apparatus and film forming method | |
JP5660748B2 (en) | Low temperature aerosol deposition method and article | |
KR101497985B1 (en) | Method and apparatus for application of twin wire arc spray coating | |
KR101807444B1 (en) | Plasma device part and manufacturing method therefor | |
JP2008045191A (en) | Apparatus and method for depositing coating film | |
JP2008285743A (en) | Film formation system | |
JP2008202117A (en) | Nozzle for film deposition system, and film deposition system | |
JP2008274318A (en) | Aerosol discharge nozzle and film-forming apparatus | |
JP4044515B2 (en) | Aerosol deposition system | |
JP2008029977A (en) | Aerosol discharge nozzle and coating-film forming device | |
JP2008111154A (en) | Method for forming coating film | |
JP2008110293A (en) | Aerosol discharge nozzle and filming device | |
JP5190766B2 (en) | Composite structure forming apparatus and method for forming composite structure | |
JP2006198577A (en) | Classification method of finely divided particle and film forming method | |
JP2003119573A (en) | Composite structure manufacturing equipment | |
KR100988175B1 (en) | Ceramic coating film forming device | |
JP2008069399A (en) | Film deposition method | |
JP2008196012A (en) | Aerosol-producing apparatus | |
JP2008291285A (en) | Coating film forming apparatus | |
JP4590594B2 (en) | Aerosol deposition system | |
JP2007253079A (en) | Film deposition apparatus and film deposition method | |
JP2007254826A (en) | Apparatus and method for depositing coating film | |
JP7595504B2 (en) | Film forming apparatus and film forming method | |
JP4649642B2 (en) | Powder recovery apparatus and film forming apparatus with powder recovery apparatus | |
JP5049626B2 (en) | Structure manufacturing method and structure manufacturing apparatus |