CN1920096A - 成膜装置及喷嘴 - Google Patents

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Abstract

本发明的成膜装置包括：气溶胶产生部，将材料颗粒分散在载气中以产生气溶胶；喷嘴，内部设有供所述气溶胶流过的内部通路，该内部通路的一端构成用于接受所述气溶胶从所述气溶胶产生部的供给的供给口，另一端构成用于向被处理材料喷出所述气溶胶的喷出口；窄路，设在所述内部通路中且流路面积比其上游侧的流路面积窄；和冲撞部，设在所述窄路的下游侧且受到通过所述窄路的所述气溶胶流的冲撞，因此，凝集颗粒被粉碎，以微粒化的状态从喷嘴供给，可在被处理材料上形成薄的均匀的膜。

Description

成膜装置及喷嘴
本申请基于在2005年8月24日申请的日本专利申请2005-243033主张优先权，参照其公开的全部内容在此作为援引。
技术领域
本发明涉及采用AD法对陶瓷和金属材料进行成膜的成膜装置及成膜装置中使用的喷嘴。
背景技术
气胶成长法(aerosol deposition method，AD法)可作为喷墨打印机的喷墨头等中使用的压电致动器的压电膜的制造方法。该方法是向基板表面喷射气溶胶(aerosol)，所述气溶胶是使锆钛酸铅(PZT)等压电材料的微粒分散在气体中形成的，使微粒冲撞、堆积在基板上，以形成压电膜。该方法不仅限于压电材料的成膜，也可用于陶瓷材料和金属材料的成膜。
例如特开2003-293159号公报中公开了用于按照上述AD法进行成膜的装置。该装置具有产生气溶胶的气溶胶形成室、向基板喷涂所产生的气溶胶的成膜室、设在成膜室内部的喷嘴，在气溶胶形成室内产生的气溶胶通过输送管导入喷嘴，并从该喷嘴向基板喷射。
图9示出了成膜装置采用的现有的一般喷嘴70的侧剖视图。喷嘴70整体为上下贯通的圆筒状，其内部形成有供气溶胶流过的内部通路71。该内部通路71的下端侧开口与气溶胶的输送管连接，构成用于接受气溶胶的供给口72，上端侧开口构成用于喷出气溶胶的喷出口73。气溶胶从供给口72进入喷嘴70内，在内部通路71中向上流动，通过喷出口73向基板喷射。
导入上述喷嘴之前，在气溶胶产生阶段，颗粒没有充分微粒化，或已经微粒化的颗粒在从气溶胶形成室至喷嘴之间再次凝集，可能以大凝集颗粒的状态喷涂在基板上。上述凝集颗粒由于质量大，冲撞基板时的冲撞能量增大，导致对膜造成损害等，难以形成薄的均匀的膜。
发明内容
本发明的目的在于提供一种采用AD法进行成膜的成膜装置，该装置可形成薄的均匀的膜。
本发明的第一方式提供了一种成膜装置，包括：气溶胶产生部，将材料颗粒分散在载气中以产生气溶胶；喷嘴，内部设有供上述气溶胶流过的内部通路，该内部通路的一端构成用于接受上述气溶胶从上述气溶胶产生部的供给的供给口，另一端构成用于向被处理材料喷出上述气溶胶的喷出口；窄路，设在上述内部通路中且流路面积比其上游侧的流路面积窄；和冲撞部，设在上述窄路的下游侧且受到通过上述窄路的上述气溶胶流冲撞。
本发明的第二方式提供一种用于成膜装置的喷嘴，该成膜装置具有将材料颗粒分散在载气中以产生气溶胶的气溶胶产生部，该喷嘴的内部设有供上述气溶胶流过的内部通路，该内部通路的一端构成用于接受上述气溶胶从上述气溶胶产生部的供给的供给口，另一端构成向上述被处理材料喷射上述气溶胶的喷出口，该喷嘴包括：设在上述内部通路中且流路面积比其上游侧的流路面积窄的窄路、设在上述窄路的下游侧且受到通过上述窄路的上述气溶胶流的冲撞的冲撞部。
在本发明的成膜装置及喷嘴中，可以通过在上述内部通路中设置妨碍上述气溶胶流动的障碍部件来形成上述窄路。
在本发明的成膜装置及喷嘴中，进入喷嘴的内部通路的气溶胶通过窄路时，流速增加，撞到设在其下游侧的冲撞部上。此时，气溶胶内包含的材料颗粒中，质量小的颗粒绕过冲撞部的壁面，流向下游侧，而质量较大的凝集颗粒由于惯性力较大，无法绕过冲撞部而冲撞于该冲撞部，并被粉碎。这样，凝集颗粒被粉碎，以微粒化的状态从喷嘴供给，因此可在被处理材料上形成薄的均匀的膜。
本发明的成膜装置中，上述冲撞部中的与上述气溶胶流相对的冲撞面可以是相对于上述气溶胶的流动方向倾斜的倾斜面。此时，可减少颗粒的冲撞能量过大而导致颗粒粘固在冲撞面上，或产生气溶胶滞留，或颗粒被吹到一起而堆积等问题。
本发明的成膜装置中，上述冲撞面的倾角相对于上述气溶胶的流动方向可以为45°～60°。优选冲撞面的角度小至可以抑制上述问题的程度，但如果太小，则凝集颗粒对冲撞面的冲撞能量减小，恐怕不能充分粉碎颗粒。因此，冲撞面的倾角优选为45°～60°。
本发明的成膜装置中，在上述内部通路中，上述窄路的流路面积可以为该窄路上游位置处的流路面积的50％以下。如果这样限制流路面积，通过窄路的气溶胶可充分加速，以足以粉碎凝集颗粒的冲撞能量冲撞在冲撞部上。
本发明的成膜装置中，在上述内部通路中，在上述冲撞部的下游侧可以设置流路朝向上述喷出口缩小的收缩部，并且上述喷出口的开口面积为上述收缩部的入口处的流路面积的1/3以下。通过在上述收缩部使流路收缩，即使对冲撞部的冲撞使气溶胶的流动扰乱而减速，仍然可进行充分加速，使材料颗粒获得足以粘固在被处理材料上的冲撞能量。
本发明的成膜装置中，上述障碍部件中与上述气溶胶流相对的相对面可以是相对于上述气溶胶的流动方向倾斜的倾斜面，也可以是向上游侧伸出的弧状面。上述障碍部件还可以是柱状形状。通过上述形状可减少颗粒的冲撞能量过大而导致颗粒粘固在相对面上，或产生气溶胶滞留，或颗粒被吹到一起而堆积等问题。
本发明的成膜装置中，上述相对面的倾角相对于上述气溶胶的流动方向可以为30°～60°。此处，相对面的角度优选小至可以防止上述问题的程度，但如果太小，为了获得必要的流路收缩量、即相对面中与气溶胶的流动方向交叉的方向上的长度，必须要增大沿流动方向的方向上的长度，由此障碍部件必须要大型化。因此优选使相对面的角度为30°～60°。
本发明的成膜装置中，上述障碍部件可以设在上述内部通路的中心轴线上。此时，气溶胶绕过处于中心轴线上的障碍部件，稍稍向外周方向变向地前进，在其下游侧冲撞于内部通路的内壁面。采用上述结构，可将内部通路的内壁面用作冲撞部，避免了喷嘴结构的复杂化。
本发明的成膜装置和喷嘴中，上述喷出口可以形成狭缝状，上述障碍部件可以沿上述喷出口的长度方向形成。本发明的成膜装置中，上述喷出口也可以形成狭缝状，支撑上述障碍部件的支撑部件可以沿上述喷出口的长度方向延伸。采用上述构成，在狭缝长度方向的全长上气溶胶的流动难以发生偏斜，可形成均匀的膜。
本发明的成膜装置中，可以通过将上述障碍部件设在上述收缩部的入口处使上述收缩部的内壁面构成上述冲撞面。此时可以不另外设置冲撞部，由此可避免喷嘴结构的复杂化，可粉碎凝集颗粒，形成均匀的膜。
本发明的成膜装置中，在上述内部通路中，在上述窄路的下游侧可以设置流路面积比上述窄路的流路面积扩大的扩张部。采用该结构，在扩张部上流路急剧扩张而产生乱流，将由冲撞部粉碎后的颗粒的碎片混合。由此可使气溶胶的浓度均匀，形成均匀的膜。
本发明的成膜装置中，上述内部通路的包围着上述障碍部件的内壁面可以朝向下游侧形成锥状。此时，形成锥状的内壁面构成冲撞部，上游侧的区域构成扩张部。这样可以用所谓“锥状的内壁面”的一个构造来形成冲撞部和扩张部。因此，可避免喷嘴结构的复杂化，可粉碎凝集颗粒，形成均匀的膜。
本发明的成膜装置中，上述内部通路的内壁面的表面粗糙度可以在RZ 0.3μm以下。通过如上所述使内壁面具有一定程度以上的粗糙度，可抑制材料颗粒附着在该内壁面上。
附图说明
图1是第一实施方式的成膜装置的概略图。
图2是第一实施方式的喷嘴的侧剖视图。
图3A是图2的IIIA-IIIA线剖视图，图3B是图2的IIIB-IIIB线剖视图。
图4是第二实施方式的喷嘴的侧剖视图。
图5A是图4的VA-VA线剖视图，图5B是图4的VB-VB线剖视图。
图6是第三实施方式的喷嘴的侧剖视图。
图7是图6的VII-VII线剖视图。
图8是其它实施方式的喷嘴的侧剖视图。
图9是现有喷嘴的侧剖视图。
具体实施方式
(第一实施方式)
下面参照图1～图3详细说明将本发明具体化的第一实施方式。
图1示出了将本发明具体化的成膜装置1的概略图。该成膜装置1具有：将材料颗粒M分散在载气中以形成气溶胶Z的气溶胶产生器10、及从喷嘴30喷出气溶胶Z并使其附着在基板B(被处理材料)上的成膜腔20。
气溶胶产生器10中具有内部可容纳材料颗粒M的气溶胶室11、安装在该气溶胶室11上并振动气溶胶室11的加振装置12。用于导入载气的储气瓶G通过导入管13与气溶胶室11连接。导入管13的前端在气溶胶室11内部位于底面附近，埋在材料颗粒M中。载气可采用例如氦气、氩气、氮气等不活泼气体及空气、氧气等。
成膜腔20中具有用于安装基板B的平台21、和设在该平台21下方的喷嘴30。真空泵P通过粉末回收装置22与该成膜腔20连接，其可以使成膜腔20内部减压。
如图2所示，喷嘴30整体上形成沿上下方向贯通的圆筒状，其内部形成有供气溶胶Z流过的内部通路31。该内部通路31的下端侧开口与气溶胶供给管14连接，构成用于接受气溶胶Z的供给口32，另一方面，上端侧开口形成狭缝状，构成用于喷出气溶胶Z的喷出口33。从供给口32至喷出口33的长度为70～100mm。上述狭缝状的喷出口33在长度方向上为10～15mm，宽度方向为0.2～0.5mm。从气溶胶室11通过气溶胶供给管14供给的气溶胶Z从供给口32进入喷嘴30内，在内部通路31中向上流动，通过喷出口33向基板B喷射。
该内部通路31中，在供给口32的稍稍上方位置设有阻挡部35(障碍部件)。阻挡部35由镍合金或不锈钢形成圆锥状，考虑到耐冲撞性，其表面可以经仿钻结晶碳(diamond-like carbon，DLC)涂敷。圆锥的顶点35A朝向下侧(上游侧)，并且连结圆锥顶点35A和底面35B的中心点的轴与内部通路31的中心轴线L一致。由此，阻挡部35中与气溶胶Z的气流相对的面，即圆锥面35C(相对面)相对于气溶胶Z的流动方向(喷嘴30的延伸方向)倾斜。构成该圆锥面35C的母线的倾角θ1相对气溶胶Z的流动方向(内部通路31的中心轴线L的延伸方向)设定在30°～60°的范围。
另一方面，内部通路31的内壁31A中包围上述障碍部件的部分中设有朝向下游侧形成锥状的锥部36。该锥部36由镍合金或不锈钢形成，考虑到耐冲撞性，其表面优选经过DLC涂敷。锥部的起始端，即小径侧的端部36B位于与阻挡部35的下游侧端部(圆锥底面35B)相对应的位置的稍稍下游位置，锥部的终端，即大径侧的端部36C位于阻挡部35的上游侧端部(圆锥的顶点35A)的下游、且位于下游侧端部(圆锥底面35B)上游的位置。
内部通路31中锥部36的上游侧构成与锥部36的小径侧的端部36B直径大致相同的直管部34，直管部34下游侧的端部34A的位置与锥部36下游侧的端部36C的位置一致。阻挡部35的顶点35A位于该直管部34内。
如图3所示，从阻挡部35的圆锥面35C向狭缝状的喷出口33的长度方向，分别形成圆柱形的2个连结轴35D彼此向相反的方向突出，上述连结轴35D的前端在内部通路31中固定在直管部34的下游侧端部34A。
通过上述阻挡部35和锥部36在内部通路31中形成了窄路34B和扩张部37，且锥部36构成通过窄路34B而来的气溶胶Z所冲撞的冲撞部。即，在直管部34中，从与阻挡部35的顶点35A对应的位置直到下游侧端部34A为止的区域构成流路面积比其上游侧变窄的窄路34B，在与锥部36对应的区域中，阻挡部35的底面35B下游侧的区域构成流路比窄路34B扩大的扩张部37。锥部36的锥面36A构成通过窄路34B而来的气溶胶Z所冲撞的冲撞面。
内部通路31的流路面积(截面面积)在窄路34B中，从与阻挡部35的顶点35A对应的位置开始逐渐变窄，在直管部34与锥部36之间的边界位置(与直管部34的端部34A和锥部36的大径侧的端部36C所对应的位置。相当于图2的线IIIA-IIIA的位置)收缩最大。超过该边界位置，则流路面积暂时扩大，但随着朝向下游由于锥面36A和圆锥面35C又逐渐变窄。此后，超过阻挡部35的端部(圆锥底面35B)进入扩张部37时，流路面积一下子扩大。另外，窄路34B中流路最窄的位置处的流路面积为其上游的流路面积的50％以下。
而且，上述锥面36A的倾角θ2相对于沿着通过锥部36之前(上游侧)的窄路34B的气溶胶的流动方向、也就是沿着构成阻挡部35的圆锥面35C的母线的方向，设定为45°～60°的范围。
在内部通路31中的该扩张部37的稍稍下游位置设有使流路向下游侧平滑地收缩的收缩部38。该收缩部38最终收缩成与喷出口33相同形状的狭缝状，从其终端部(上端部)至喷出口33为止的通路构成截面形状与喷出口33的形状相同的细的前端通路39。前端通路39的长度为20～30mm。设定收缩部38中流路的收缩量，使得终端位置处的截面面积(等于喷出口33的开口面积)为内部通路31中收缩部38的入口38A、即收缩开始位置处的截面面积的1/3以下，由此可对气溶胶Z进行充分加速，并从喷出口33喷出。
另外，内部通路31的内壁面31A形成表面粗糙度RZ在0.3μm以下的平滑表面，由此材料颗粒M不会附着在内壁面31A上。
下面说明上述构成的本实施方式的成膜装置和喷嘴的动作及原理。
用成膜装置1形成材料颗粒M的膜时，首先将基板B置于平台21上。接着向气溶胶室11内加入材料颗粒M。材料颗粒M可采用例如压电材料锆钛酸铅(PZT)。
此后，从储气瓶G导入载气，其气压使材料颗粒M飞起。与此同时，通过加振装置12振动气溶胶室11，使材料颗粒M与载气混合，产生气溶胶Z。接着，用真空泵P对成膜腔20内减压。这样，利用气溶胶室11与成膜腔20之间的压差将气溶胶室11内的气溶胶Z加速至高速，并使其通过气溶胶供给管14进入喷嘴30的内部通路31。图2中用箭头示出了气溶胶Z的流动。
进入喷嘴30的内部通路31的气溶胶Z通过设置阻挡部35而形成的窄路34B时，流速增加，同时变成沿圆锥面35C的方向的流动，撞到设在其下游侧的锥部36的锥面36A上。此时，气溶胶Z内包含的材料颗粒M中，质量小的微粒沿锥部36的锥面36A变向，流向下游侧，而质量较大的凝集颗粒由于惯性力较大，无法容易地改变方向而冲撞于该锥部36，并被粉碎。这样，凝集颗粒被粉碎，以微粒化的状态供给，因此可在基板B上形成薄的均匀的膜。此时，为了粉碎凝集颗粒而利用相对气溶胶Z的流动方向倾斜的锥面36A，可防止冲撞能量过大而导致材料颗粒M粘固在锥部36上，或产生气溶胶Z滞留，或材料颗粒M被吹到一起而堆积在锥面36A上等问题。
另外，窄路34B中最窄部分的流路面积为该窄路34B上游位置处的流路面积的50％以下。由此，通过窄路34B的气溶胶Z可充分加速，以足以粉碎凝集颗粒的冲撞能量冲撞在锥面36A上。而且，优选锥面36A的角度小至可以抑制上述问题的程度，但如果太小，则凝集颗粒对锥面36A的冲撞能量减小，恐怕不能充分粉碎凝集颗粒。因此，倾角θ2相对于气溶胶Z的流动方向(沿着构成阻挡部35的圆锥面C的母线的方向)设定为45°～60°。
以圆锥的顶点35A朝向下侧(上游侧)的姿态设置阻挡部35，从而与气溶胶Z的气流相对的表面、即圆锥面35C相对于气溶胶Z的流动方向倾斜。由此可防止冲撞能量过大而引起材料颗粒M粘固在阻挡部35上，或产生气溶胶Z滞留，或材料颗粒M被吹到一起而堆积在阻挡部35的表面上等问题。另外，优选倾角θ1小至可以防止上述问题的程度，但如果太小，为了获得必要的流路收缩量，即圆锥面35C中与气溶胶Z的流动方向交叉的方向上的延伸长度，阻挡部35整体必须要大型化。因此倾角θ1相对于气溶胶Z的流动方向(内部通路31的中心轴线L的延伸方向)设定为30°～60°。
通过窄路34B的气溶胶Z到达设在其下游侧的扩张部37。该扩张部37中，因气溶胶Z的流路急剧扩张而产生乱流，对冲撞锥部36所产生的凝集颗粒的碎片加以混合。由此可使气溶胶Z的浓度均匀。
另外，本实施方式中，用锥部36和阻挡部35构成的简单结构形成了用于粉碎材料颗粒M的冲撞部和用于混合的扩张部37。即，该锥部36的锥面36A构成用于粉碎凝集颗粒的冲撞面，并且由锥部36扩张的区域中，不存在阻挡部35的区域(阻挡部35的底面35B下游侧的区域)构成扩张部37。由此，可避免喷嘴30的结构复杂化，并可以粉碎凝集颗粒，形成均匀的膜。
通过扩张部37的气溶胶Z进而进入下游侧的收缩部38。在收缩部38中，通过使流路收缩直到流路面积为入口38A处流路面积的1/3以下，在扩张部37中暂时减速的气溶胶Z得以充分加速，可以使材料颗粒M获得足以粘固在基板B上的冲撞能量。
通过收缩部38和前端通路39的气溶胶Z从喷出口33中喷出。喷出的气溶胶Z中包含的材料颗粒M冲撞并堆积在基板B上，形成膜。
如上所述，根据本实施方式，在从气溶胶室11至喷嘴30之间再凝集而产生的较大的凝集颗粒在喷嘴30内再次被粉碎，从而可形成薄的均匀的膜。
(第二实施方式)
下面参照图4和图5说明本发明的第二实施方式。本实施方式与第一实施方式主要的不同点在于阻挡部45中与气溶胶Z的气流相对的表面是圆弧状面，以及冲撞部46向内部通路41伸出。另外，与第一实施方式相同的结构用同一标号表示，且不再赘述。
本实施方式的喷嘴40用于与第一实施方式相同的成膜装置1中。喷嘴40与第一实施方式同样地形成为具有内部通路41的圆筒状，该内部通路41的下端侧开口构成供给口42，上端侧开口构成狭缝状的喷出口43。
在该喷嘴40的内部通路41中的供给口42的稍稍上方(下游位置)，通过设置阻挡部45(障碍部件)而形成窄路44。阻挡部45形成圆柱形，其轴向沿着喷出口43的狭缝长度方向，且其径向的中心位置位于内部通路41的中心轴线L上。即，阻挡部45的中心轴与内部通路41的中心轴正交。
阻挡部45中与气溶胶Z的气流相对的表面是圆柱形的外周面45A，即向上游侧伸出的圆弧状面。另外，基于与第一实施方式相同的理由，窄路44中流路最窄的位置(相当于图4的线VB-VB的位置)处的流路面积优选为该窄路44上游位置处的流路面积的50％以下。
该阻挡部45轴向的两端部分别固定在内部通路41的内壁面41A上。
在内部通路41中的该阻挡部45的稍稍上方设有冲撞部46。该冲撞部46在内部通路41的整个圆周上形成为向中心轴线L侧伸出的圆环状。该冲撞部46的下侧面46A构成朝向中心轴线L侧上升的上倾斜面，上侧面46B构成朝向内侧下降的倾斜面。另外，基于与第一实施方式相同的理由，优选气溶胶Z所冲撞的冲撞面、即下侧面46A的倾角θ3相对于气溶胶Z的流动方向(中心轴线L的延伸方向)设定为45°～60°。
在内部通路41中的该冲撞部46的下游位置，与第一实施方式相同地设有收缩部48和前端通路49。
采用具有上述喷嘴40的成膜装置1形成材料颗粒M的膜时，与第一实施方式同样地将基板B置于平台21上。此后，在气溶胶室11中产生气溶胶Z，并导入喷嘴40。图4中用箭头示出了气溶胶Z的流动。
进入喷嘴40的内部通路41的气溶胶Z通过设置阻挡部45而形成的窄路44时，流速增加，撞到设在其下游侧的冲撞部46的下侧面46A上。由此与第一实施方式同样地，可以使凝集颗粒粉碎，形成微粒。此时，阻挡部45的轴向沿着喷出口43的狭缝长度方向，并且其径向的中心位置位于内部通路41的中心轴线L上。由此，气溶胶Z在阻挡部45长度方向(与喷出口43的长度方向一致)的全长上几乎均等地分开，同时通过窄路44，因此喷出口43长度方向上的气溶胶Z的流动难以发生偏斜，可形成均匀的膜。而且，阻挡部45中与气溶胶Z的气流相对的相对面是圆柱形的外周面45A，即向上游侧伸出的圆弧状面。由此，与相对面为倾斜面(圆锥面35C)的第一实施方式相同，可防止因冲撞能量过大而导致材料颗粒M粘固在阻挡部45上，或产生气溶胶Z滞留，材料颗粒M被吹到一起而堆积等问题。
在冲撞部46的下游且在收缩部48的上游的区域中，在内部通路41中没有特别设置构成气溶胶Z流动障碍的部件，由此，该区域与窄路44相比，起到流路面积相对扩大的扩张部47的作用。该扩张部47中，与第一实施方式相同，流路急剧扩大而产生乱流，将与冲撞部46冲撞而被粉碎的材料颗粒M的碎片混合起来。由此，可使气溶胶Z的浓度均匀。
通过扩张部47的气溶胶Z与第一实施方式同样地经过收缩部48、前端通路49从喷出口43喷出。喷出的气溶胶Z中包含的材料颗粒M冲撞并堆积在基板B上，形成膜。
采用上述本实施方式，与第一实施方式同样，在从气溶胶室11至喷嘴40之间再凝集而产生的较大的凝集颗粒在喷嘴40内再次被粉碎，从而可形成薄的均匀的膜。此外，沿着喷出口43的狭缝的长度方向形成阻挡部45。由此，在狭缝长度方向的全长上，气溶胶Z的流动难以发生偏斜，可形成更均匀的膜。
(第三实施方式)
下面参照图6和图7说明本发明的第三实施方式。本实施方式与第一实施方式主要的不同点在于，通过将阻挡部55设在收缩部58的入口处，使收缩部58的内壁面58B构成冲撞面。另外，与第一实施方式相同的结构用同一标号表示，且不再赘述。
本实施方式的喷嘴50可用于与第一实施方式相同的成膜装置1。喷嘴50与第一实施方式同样地是具有内部通路51的圆筒状，该内部通路51的下端侧开口构成供给口52，上端侧开口构成狭缝状的喷出口53。在该喷嘴50的内部通路51中的下游侧与第一实施方式相同地设有收缩部58和前端通路59。
在该收缩部58的入口58A处，通过设置阻挡部55来设置窄路54。该阻挡部55形成与第二实施方式同样的圆柱形，圆柱的轴向沿着喷出口53的狭缝长度方向，并且其径向的中心位置与内部通路51的中心轴线L正交，阻挡部55中的与气溶胶Z的气流相对的相对面为圆柱形的外周面55A，即向上游侧伸出的圆弧状面。阻挡部55的轴向两端部分别固定在内部通路51的内壁面51A上。另外，基于与第一实施方式相同的理由，优选窄路54中流路最窄的位置处的流路面积为该窄路54上游位置处的流路面积的50％以下。
采用具有上述喷嘴50的成膜装置1形成材料颗粒M的膜时，与第一实施方式同样地将基板B置于平台21上。此后，在气溶胶室11中产生气溶胶Z，并导入喷嘴50。图6中用箭头示出了气溶胶Z的流动。
进入喷嘴50的内部通路51的气溶胶Z通过设置阻挡部55而形成的窄路54时，流速增加，进入设在其下游侧的收缩部58中。此后，朝向下游侧冲撞在形成锥状的收缩部58的内壁面58B上。由此与第一实施方式同样地，凝集颗粒被粉碎而形成微粒。如上所述，本实施方式中，通过将阻挡部55设在收缩部58的入口58A处而将收缩部58的内壁面58B用作冲撞面。
另外，与第二实施方式同样，阻挡部55的轴向沿着喷出口53的狭缝长度方向，并且其径向的中心位置位于内部通路51的中心轴线L上，因此，在喷出口53长度方向的全长上，气溶胶Z的流动难以发生偏斜，可形成均匀的膜。而且，阻挡部55中的与气溶胶Z的气流相对的相对面是圆柱形的外周面55A，即向上游侧伸出的圆弧状面，因此，与第二实施方式相同，可防止因材料颗粒M的冲撞能量过大而导致颗粒粘固在阻挡部55上，或产生气溶胶Z滞留，或材料颗粒M被吹到一起而堆积等问题。
通过收缩部58、前端通路59的气溶胶Z从喷出口53喷出。喷出的气溶胶Z中包含的材料颗粒M冲撞并堆积在基板B上，形成膜。
如上所述，根据本实施方式，与上述实施方式同样，在从气溶胶室11至喷嘴50之间再凝集而产生的较大的凝集颗粒在喷嘴50内再次被粉碎，从而可形成薄的均匀的膜。此外，将阻挡部55设在收缩部58的入口58A处，从而将收缩部58的内壁面58B用作冲撞面，因此可以不另外设置冲撞部。由此，可避免将喷嘴50结构复杂化，可粉碎凝集颗粒，形成均匀的膜。
(其它实施方式)
本发明的技术范围不由上述实施方式限定，例如下述内容也包含在本发明的技术范围内。此外，本发明的技术范围也覆盖等同方案的范围。
例如图8所示的喷嘴60，从内部通路61的设有阻挡部63的位置起的上游侧部分构成流路截面的直径较小的小径部61B，通过使该小径部61B的内径(流路截面的直径)与阻挡部63的截面圆直径基本相同或小一些，可将内部通路61的内壁面61A用作冲撞部。即，通过使从设置阻挡部63的位置起的上游侧部分构成小径部61B，流过该小径部61B的所有气溶胶Z绕过阻挡部63，变成向内部通路61的外周侧稍稍倾斜的气流，冲撞于内部通路61的内壁面61A。采用上述结构，避免了喷嘴60结构的复杂化，可使在内部通路61中流动的几乎全部气溶胶Z确实地冲撞于内壁面61A，可提高对凝集颗粒的粉碎作用。
障碍部件的形状不一定仅限于上述实施方式所述的圆锥形或圆柱形，也可以是例如四棱锥、三棱锥等锥体，也可以是半球状或四棱柱、三棱柱等柱状。
上述实施方式中使用压电材料PZT作为材料颗粒，但只要是通过气胶生长法形成膜时可以使用的材料，材料颗粒的种类没有特别限制，例如也可以使用绝缘材料氧化铝。
第一实施方式中，设有2个连结轴35D，但也可以设置3个或3个以上连结轴，此时可沿阻挡部的外周方向等间隔地突出。

Claims (20)

1.一种成膜装置，包括：气溶胶产生部，将材料颗粒分散在载气中以产生气溶胶；
喷嘴，内部设有供所述气溶胶流过的内部通路，该内部通路的一端构成用于接受所述气溶胶从所述气溶胶产生部的供给的供给口，另一端构成用于向被处理材料喷出所述气溶胶的喷出口；
窄路，设在所述内部通路中且流路面积比其上游侧的流路面积窄；和
冲撞部，设在所述窄路的下游侧且受到通过所述窄路的所述气溶胶流的冲撞。
2.如权利要求1所述的成膜装置，其特征在于，所述冲撞部中的与所述气溶胶流相对的冲撞面是相对于所述气溶胶的流动方向倾斜的倾斜面。
3.如权利要求2所述的成膜装置，其特征在于，所述冲撞面的倾角相对于所述气溶胶的流动方向为45°～60°。
4.如权利要求1所述的成膜装置，其特征在于，在所述内部通路中，所述窄路的流路面积为该窄路上游位置处的流路面积的50％以下。
5.如权利要求1所述的成膜装置，其特征在于，在所述内部通路中，在所述冲撞部的下游侧设置流路朝向所述喷出口缩小的收缩部，并且，所述喷出口的开口面积为所述收缩部的入口处的流路面积的1/3以下。
6.如权利要求5所述的成膜装置，其特征在于，通过在所述内部通路中设置妨碍所述气溶胶流动的障碍部件来形成所述窄路。
7.如权利要求6所述的成膜装置，其特征在于，所述障碍部件中与所述气溶胶流相对的相对面是相对于所述气溶胶的流动方向倾斜的倾斜面。
8.如权利要求7所述的成膜装置，其特征在于，所述相对面的倾角相对于所述气溶胶的流动方向为30°～60°。
9.如权利要求6所述的成膜装置，其特征在于，所述障碍部件中与所述气溶胶流相对的相对面是向上游侧伸出的弧状面。
10.如权利要求6所述的成膜装置，其特征在于，所述障碍部件设在所述内部通路的中心轴线上。
11.如权利要求6所述的成膜装置，其特征在于，所述障碍部件为柱状形状。
12.如权利要求6所述的成膜装置，其特征在于，所述喷出口形成狭缝状，所述障碍部件沿所述喷出口的长度方向形成。
13.如权利要求6所述的成膜装置，其特征在于，所述喷出口形成狭缝状，支撑所述障碍部件的支撑部件沿所述喷出口的长度方向延伸。
14.如权利要求6所述的成膜装置，其特征在于，通过将所述障碍部件设在所述收缩部的入口处使所述收缩部的内壁面构成所述冲撞面。
15.如权利要求1所述的成膜装置，其特征在于，在所述内部通路中，在所述窄路的下游侧设置流路面积比所述窄路的流路面积扩大的扩张部。
16.如权利要求6所述的成膜装置，其特征在于，所述内部通路的包围着所述障碍部件的内壁面朝向下游侧形成锥状。
17.如权利要求1所述的成膜装置，其特征在于，所述内部通路的内壁面的表面粗糙度在RZ 0.3μm以下。
18.一种喷嘴，用于成膜装置，该成膜装置具有将材料颗粒分散在载气中以产生气溶胶的气溶胶产生部，
该喷嘴的内部设有供所述气溶胶流过的内部通路，该内部通路的一端构成用于接受所述气溶胶从所述气溶胶产生部的供给的供给口，另一端构成向所述被处理材料喷射所述气溶胶的喷出口，
该喷嘴包括：设在所述内部通路中且流路面积比其上游侧的流路面积窄的窄路、和设在所述窄路的下游侧且受到通过所述窄路的所述气溶胶流的冲撞的冲撞部。
19.如权利要求18所述的喷嘴，其特征在于，通过在所述内部通路中设置妨碍所述气溶胶流动的障碍部件来形成所述窄路。
20.如权利要求19所述的喷嘴，其特征在于，所述喷出口形成狭缝状，所述障碍部件沿所述喷出口的长度方向形成。
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