JP5190465B2 - 霧化装置、霧化方法、配線形成装置及び配線形成方法 - Google Patents

Description

本発明は霧化装置、霧化方法、配線形成装置及び配線形成方法に関する。

従来、溶媒中に分散させた材料を霧化して噴出させることにより薄膜や被膜を形成する技術として、特許文献１又は２に記載されているものがある。

特許文献１の記載技術は、有機材料で表面被覆された金属又は非金属の微粒子を溶媒に分散させた溶液を噴霧装置で霧化してノズルから噴射させることにより、被処理部材の表面に、微粒子膜を形成するものである。

また、特許文献２の記載技術は、ソース材料を溶媒に溶解した溶液を超音波振動子によって霧化し、霧化した溶液の微粒子をキャリアガス中に含ませ、そのガスを予め加熱した製膜用基板の表面に吹き付け、微粒子中のソース材料を熱分解させて、製膜用基板上に薄膜を形成するものである。

いずれの従来技術も、所望の品質を保ちつつ一定量の微粒子を形成するためには、材料と溶媒との混合比を常に一定に保つ必要がある。ところが、従来技術では、溶液の粘度の変化や超音波振動子の経時変化などによって混合比が変わり、微粒子の発生量も変化してしまうという問題があった。

そこで、例えば、特許文献３の記載技術では、材料と溶媒の混合物を収容している容器に常に溶媒と材料を導入して容器内の液面を一定に保ったり、霧化させた材料を輸送する速度を一定に保ったりすることにより、上記の問題点の改善を図っている。
特開２００１−１６４３７９号公報 特開２０００−１４４４３５号公報 特開２００１−２５９４９４号公報

ところで、薄膜や被膜を形成する上述した従来技術を、電気的配線の形成に適用することも考えられている。この場合、金属微粒子を霧化することを要するが、金属微粒子の溶媒として、霧化に適した揮発性を有するもの（例えばキシレン）を用いているときには、材料と溶媒の混合物から、溶媒が自然に蒸発したり、噴射時に溶媒も噴射されたりしてしまい、溶媒の量が減少してしまう。溶媒が減少することにより、材料と溶媒との混合比が著しく変化すると、霧化が適切になされず、形成される配線（薄膜や被膜）の品質が劣化する。

揮発性の溶媒を使用して配線を形成する処理を連続して行う場合において、上述した不都合を回避しようとすると、一定時間毎に溶媒のみを補給する必要があり、その度、配線形成を中断しなければならない。

本発明は、以上の点に鑑みなされたものであり、溶媒の補給間隔を長期化することができる霧化装置、霧化方法、配線形成装置及び配線形成方法を提供しようとしたものである。

第１の本発明は、霧化部において材料を溶媒中に溶解させ、その材料及び溶媒を霧化させたミストを、導入されたキャリアガスによって外部に導出する霧化装置において、（１）上記霧化部に対し、上記キャリアガスと気化状態の上記溶媒との混合ガスを供給する溶媒補給部を有し、（２）上記溶媒補給部は、液体溶媒を気化させる空間を備え、液体溶媒を恒温下における揮発により気化させ、外部から導入されたキャリアガスと気化させた溶媒とを上記空間で混合するものであり、（３）上記溶媒補給部は、液体溶媒を気化させる空間を画定する、蓋体により上部開口が閉塞されている有底の第１の筒体を備えると共に、上記霧化部は、材料を溶媒中に溶解させるための空間を画定する、蓋体により上部開口が閉塞されている有底の第２の筒体を備え、（４）上記第１及び第２の筒体はそれぞれ、中心軸が鉛直方向と角度をなすように傾斜して設けられ、（５）上記溶媒補給部から上記霧化部に対し、上記キャリアガスと気化状態の上記溶媒との混合ガスを供給するように、上記第１の筒体の蓋体内部から上記第２の筒体の蓋体内部へと連通する連通管を有することを特徴とする。

第２の本発明は、霧化部において材料を溶媒中に溶解させ、その材料及び溶媒を霧化させたミストを、導入されたキャリアガスによって外部に導出する霧化方法において、（１）液体溶媒を気化させる空間を画定する、蓋体により上部開口が閉塞されていると共に、中心軸が鉛直方向と角度をなすように傾斜して設けられている、有底の第１の筒体を備える溶媒補給部が、液体溶媒を恒温下における揮発により気化させ、外部から導入されたキャリアガスと気化させた溶媒とを上記空間で混合して、上記キャリアガスと気化状態の上記溶媒との混合ガスを作製し、（２）作製された混合ガスを、（２−１）上記第１の筒体の蓋体内部から第２の筒体の蓋体内部へと連通する連通管を介して、（２−２）材料を溶媒中に溶解させるための空間を画定する、蓋体により上部開口が閉塞されていると共に、中心軸が鉛直方向と角度をなすように傾斜して設けられている、有底の上記第２の筒体を備える上記霧化部に対して供給することを特徴とする。

第３の本発明は、霧化装置から供給されたミストをノズルによって基板に噴射すると共に、基板上の噴射位置を制御することにより基板上に電気的な配線を形成する配線形成装置において、上記霧化装置として、第１の本発明の霧化装置を適用したことを特徴とする。

第４の本発明は、霧化工程によって形成させたミストをノズルによって基板に噴射すると共に、基板上の噴射位置を制御することにより基板上電気的な配線を形成する配線形成方法において、上記霧化工程が、第２の本発明の霧化方法を利用していることを特徴とする。

本発明の霧化装置、霧化方法、配線形成装置及び配線形成方法によれば、材料を溶解する溶媒の補給間隔を長期化することができるようになる。

第１の実施形態に係る霧化装置の概略構成を示す図面である。 各実施形態の霧化装置を利用する配線形成装置の一例を部分的に示す概略図である。 図２の浄化用大気プラズマ発生装置の構成を示す概略図である。 第２の実施形態に係る霧化装置の概略構成を示す図面である。

符号の説明

１０…配線形成装置、１８…ペースト材料付着装置、３４…ノズル、３８…ミスト流変換装置、４０、４０Ａ…霧化装置、５０…霧化部、７０、７０Ａ…溶媒補給部。

（Ａ）配線形成装置
本発明による霧化装置の第１及び第２の実施形態の説明に先立ち、霧化装置が適用される配線形成装置について説明する。

図２は、半導体チップ上の配線や液晶ディスプレイ上の配線の形成や、配線欠落箇所の修復などに用いられる配線形成装置１０の一例を部分的に示す概略図である。図２は、配線形成装置１０の説明の簡単化を考慮し、配線形成装置１０が配線形成対象物（図２の説明では、以下、絶縁基板と呼ぶ）１２上に配線１４を形成する使用状態を示している。

配線形成装置１０は、浄化用大気プラズマ発生装置１６と、ペースト材料付着装置１８と、酸素ラジカル分子噴射装置２０とを含む。

浄化用大気プラズマ発生装置１６は、図３に示すように、上端がガス源３０又は３２からのガスの導入口２２ａとなり、下端がプラズマ噴射口２２ｂとなる、例えば、ガラスのような誘電体からなる誘電体管２２と、該誘電体管２２の長手方向へ相互に間隔ｄ１をおいて配置され、それぞれが誘電体管２２を取り巻いて配置される一対の電極２４、２４と、これら電極間に交番電圧あるいはパルス状電圧を印加するための電源装置２６とを備える。

誘電体管２２のガス導入口２２ａには、開閉バルブ２８を経て、一酸化炭素ガスあるいは水素ガスのような還元ガスＧ１および窒素あるいはアルゴン等のキャリアガスＣａが案内可能である。誘電体管２２は、図２に示すように、そのプラズマ噴射口２２ｂが配線１４を形成すべき絶縁基板１２の表面へ向けられている。

開閉バルブ２８が開放されると、キャリアガス源３２からのキャリアガスＣａと共に還元ガス源３０からの還元ガスＧ１が、誘電体管２２内をそのプラズマ噴射口２２ｂに向けて案内される。還元ガスＧ１が案内される誘電体管２２の流路には、電源装置２６からの電圧が印加される一対の電極２４、２４によって、両電極間ｄ１に対応する領域に誘電体バリア放電による放電空間領域が形成されている。そのため、誘電体管２２のガス導入口２２ａからプラズマ噴射口２２ｂへ向けて案内される還元ガスＧ１は、この放電空間領域を経る過程でプラズマ状態におかれる。その結果、この還元ガスＧ１をプラズマ源とするプラズマガスが絶縁基板１２上に噴射される。

この誘電体管２２からのプラズマガスの噴射により、このプラズマガスの照射を受けた部分に残存する酸化物が、このプラズマガスとの化学反応により効果的に除去される。このとき、還元ガスＧ１をプラズマガス源とする大気プラズマでは、照射部の温度が６０℃〜８０℃に保持されるので、絶縁基板１２上の照射部およびその周辺に加熱による損傷を与えることはない。

浄化用大気プラズマ発生装置１６の誘電体管２２、すなわち、大気プラズマ噴射ノズル２２は、図示しないが、既知の自動制御機構を用いて、所望のパターンに沿って自動的に移動させることができる。なお、大気プラズマ噴射ノズル２２に代え、絶縁基板１２側を、既知の自動制御機構を用いて、所望のパターンに沿って自動的に移動させることもできる。すなわち、大気プラズマ噴射ノズル２２及び絶縁基板１２間の相対的な移動方法は、既知の種々の方法のいずれを適用しても良い。

還元ガスＧ１をガス源とする大気プラズマガスの噴射により、浄化された絶縁基板１２上の領域には、ペースト材料付着装置１８のノズル３４の噴出口からペースト材料が供給される。このペースト材料付着装置１８のノズル３４を、浄化用大気プラズマ発生装置１６のノズル２２に追従させることにより、絶縁基板１２上の浄化された領域上に、順次、ペースト材料を線状（直線状又は曲線状）に供給し、付着させることができる。

配線１４を形成させる原材料であるペースト材料は、後述するように、ナノ金属粒子と、有機物からなるバインダとを含んでいる。

ペースト材料中のナノ金属粒子は、数ナノないし数１００ナノの粒子径を有する、例えば、金あるいは銀のような良好な導電性を示す金属微粒子である。このような金属微粒子は、表面エネルギーが極めて高いので、金属粒子が相互に直接的に接触すると、この接触によって金属結合を生じる。

ペースト材料中のバインダは、絶縁基板１２上へのペースト材料の付着力を高めることに加えて、不要かつ不意の金属結合を防止すべく、ナノ金属粒子間の直接接触を防止することにより、金属粒子を結合から保護する作用をなしている。このようなバインダは、有機バインダとして、従来よく知られており、酸素、炭素、水素および窒素のような有機物質により形成されている。また、バインダによる保護作用を高める上で、各ナノ金属粒子の表面をバインダの保護膜で覆うことが望ましい。

このようなペースト材料には、ハリマ化成株式会社から販売されている「ナノペースト」（登録商標）を用いることが望ましい。

絶縁基板１２上へペースト材料を付着させる方法は、後述するように、インクジェット方式と同様な方式を用いたノズルにより、ペースト材料をミスト状態（霧化状態）にして吹き付ける方法（以下、ミストジェットと呼ぶ）を適用する。ミストジェット処理では、ノズル３４からの噴射を、螺旋状に出ていくような絞り込んだ噴射とすることで線状の配線を形成させることができる。

ペースト材料をミスト状態（霧状態）にするために、後述する各実施形態の霧化装置が適用される。

ペースト材料により絶縁基板１２上に線状に形成された配線パターン部分１４は、酸素ラジカル分子噴射装置２０により酸素ラジカル分子の照射を受ける。

浄化用大気プラズマ発生装置１６及び酸素ラジカル分子噴射装置２０はほぼ同様な構成を有しているので、酸素ラジカル分子噴射装置２０の詳細構成の図示は省略する。

両装置１６及び２０の根本的な相違点は、浄化用大気プラズマ発生装置１６がプラズマガス源として還元ガス源３０を用いたのに対し、酸素ラジカル分子噴射装置２０として用いる大気プラズマ発生装置は、プラズマガス源として、酸素あるいは空気のような酸化ガス源を用いている点にある。

このような酸化ガスをプラズマ源とするプラズマが、絶縁基板１２上に噴射されると、このプラズマ中に含まれる酸素ラジカルが、付着された直後の配線部分のペースト材料中の有機バインダと化学反応を生じる。その結果、有機バインダは、主として酸素ラジカルとの化学反応により除去される。上述したペースト材料で形成された配線部分から有機バインダが除去されると、配線部分中のナノ金属粒子が相互に接触する。この相互接触が生じると、上述したように、ナノ金属粒子の表面エネルギーにより、ナノ金属粒子は結合を生じ、配線１４が形成される。

ここで、酸素ラジカル分子噴射装置２０の誘電体管、言い換えると、ノズル３６をペースト材料付着装置１８のノズル３４から所定の間隔をおいて、このノズル３４に追従させることが望ましい。

また、酸化ガスをプラズマガス源とする大気プラズマ発生装置２０のノズル３６から噴射されるプラズマガス中の酸素ラジカル分子の含有率を高め、絶縁基板１２の不要な温度上昇を抑制する上で、誘電体管３６のプラズマ噴射口３６ｂから噴射されるプラズマガス流の温度をできる限り低下させることが望ましい。プラズマ噴射口３６ｂから噴射されるプラズマ流の温度を、例えば、２００℃とすることにより、酸素ラジカル分子の含有率を高め、これにより、周辺部の加熱を招くことなく、配線部分の有機バインダを効果的に除去することができ、例えば、３０秒程度の短時間のプラズマガスの吹き付けによってナノ金属粒子を結合することができる。

各プラズマ発生装置１６、２０として、真空プラズマ発生装置を用いることができる。しかしながら、上述したような大気プラズマ発生装置を用いることにより、加工を受ける絶縁基板１２を真空チャンバ内に配置することなく大気中で処理でき、作業および装置の簡素化を図る上で、大気プラズマ発生装置を用いることが望ましい。

また、ナノ金属粒子と、有機物からなるバインダとを含むペースト材料で形成された配線部分に酸素ラジカル分子を吹き付けることに代えて、活性酸素（オゾン）あるいはこれを含むガスを吹き付けることにより、ペースト材料中の有機物バインダを除去し、これによりペースト材料中のナノ金属粒子を相互に接触させて結合させるようにしても良い。

なお、絶縁基板１２の状態によっては、浄化処理を省略するようにしても良い。この場合には、配線形成装置１０として、浄化用大気プラズマ発生装置１６を備えないものを適用することができる。

また、上述した配線形成装置１０のペースト材料付着装置１８と同様な構成を用い、ペースト材料として絶縁物質を含むものを適用することにより、ミストジェットによって、絶縁層や絶縁パターンを形成することもできる。ここで、絶縁層や絶縁パターンの硬化は、例えば、紫外線照射によって行う。この場合には、大気プラズマ発生装置２０の位置には紫外線照射装置が設けられることになる。

（Ｂ）霧化装置の第１の実施形態
次に、本発明による霧化装置の第１の実施形態を説明する。霧化装置は、上述のように、配線形成装置１０、より具体的にはペースト材料付着装置１８で利用される。

図１は、第１の実施形態に係る霧化装置を含め、ペースト材料付着装置１８の概略構成を示す説明図である。

図１において、ペースト材料付着装置１８は、第１の実施形態の霧化装置４０と、ミスト流変換装置３８と、ノズル３４（図２参照）とを有している。

ミスト流変換装置３８は、霧化装置４０によって霧化されたペースト材料のミスト流を、その流径が所定の流径になるように、また、ミスト流が螺旋状に回転するように変換するものであり、このような変換後のミスト流がノズル３４から絶縁基板１２（図２参照）上に噴射されるようになされている。

第１の実施形態の霧化装置４０は、大きくは、霧化部５０と、溶媒補給部７０とでなっている。

霧化部５０は、連通管４１を介してミスト流変換装置３８に繋がっており、霧化されたペースト材料のミスト流をミスト流変換装置３８に供給するものである。

霧化部５０は、温水などの所定温度の恒温用液体５１が収容された恒温槽５２を有し、恒温用液体５１には、上述したペースト材料（例えば、金ナノペースト）と、ペースト材料を溶かす溶媒（希釈剤；例えばキシレン）の混合物５３を収容した材料収容容器５４が侵漬されている。材料収容容器５４は、例えば傾斜して設置されており、また、恒温槽５２の内部であって材料収容容器５４の最も低い位置の近傍には超音波振動子５５が設けられている。超音波振動子５５は、その超音波振動により、恒温用液体５１や材料収容容器５４を介して、混合物５３に霧化するためのエネルギーを供給して霧化させるものである。

材料収容容器５４の上部開口は、蓋体５６によって塞がれるようになされている。蓋体５６は、流体導入口５７及び流体導出口５８を有する。流体導出口５８は、材料収容容器５４の中心軸が通るように設けられており、材料収容容器５４の内部側については、内部を軸方向に途中まで延びる内部管５９に繋がっており、また、材料収容容器５４の外部側については、ミスト流変換装置３８に繋がっている連通管４１に繋がっている。流体導入口５７は、導入流体が材料収容容器５４の中心軸に向かうように設けられており、材料収容容器５４の外部側については、溶媒補給部７０に繋がっている連通管４２に繋がっており、材料収容容器５４の内部側については、内部管５９に周囲への放出開口６０に繋がっている。

従って、溶媒補給部７０から供給された、後述するようなキャリアガス及び溶媒の混合ガス（混合気体）は、流体導入口５７から材料収容容器５４内部に導入され、内部管５９の周囲を下降し、内部管５９の最下端の開口から内部管５９の内部に導入され、内部管５９、流体導出口５８及び連通管４１を順次介してミスト流変換装置３８側に供給されるようになる。この際、超音波振動エネルギーにより霧化した混合物５３の気体もこの流れに取り込まれ、内部管５９の最下端の開口から内部管５９の内部に導入され、内部管５９、流体導出口５８及び連通管４１を順次介してミスト流変換装置３８側に供給される。

詳細構成の図示は省略するが、蓋体５６は、連通管４１が離脱された際に内部のガス状態などを維持するためのバルブや、連通管４２が離脱された際に内部のガス状態などを維持するためのバルブを備えている。これらバルブは逆止弁であっても良く、作業者が開閉自在なものであっても良い。

溶媒補給部７０は、連通管４３を介して図示しないキャリアガス源に繋がり、また、連通管４２を介して霧化部５０に繋がっている。溶媒補給部７０は、キャリアガス源から供給された、不活性ガスでなるキャリアガス（例えば窒素ガス）と、溶媒を霧化（気化）したガスとの混合ガスを得て、霧化部５０に供給する（溶媒を補給する）ものである。なお、キャリアガス源は常時キャリアガスを出力しているものではなく（但し、このようなものであっても良い）、配線形成時のみキャリアガスを出力し、それ以外では、キャリアガスの出力を待機しているものであっても良い。

溶媒補給部７０は、温水などの所定温度の恒温用液体７１が収容された恒温槽７２を有し、恒温用液体７１には、液体状態の溶媒７３（混合物５３における溶媒と同一のものである）を収容した溶媒収容容器７４が侵漬されている。溶媒収容容器７４は、例えば傾斜して設置されており、また、恒温槽７２の内部であって溶媒収容容器７４の最も低い位置の近傍には超音波振動子７５が設けられている。超音波振動子７５は、その超音波振動により、恒温用液体７１や溶媒収容容器７４を介して、液体溶媒７３に霧化するためのエネルギーを供給して霧化させるものである。

溶媒収容容器７４の上部開口は、蓋体７６によって塞がれるようになされている。蓋体７６は、流体導入口７７及び流体導出口７８を有する。流体導出口７８は、溶媒収容容器７４の中心軸が通るように設けられており、溶媒収容容器７４の内部側については、内部を軸方向に途中まで延びる内部管７９に繋がっており、また、溶媒収容容器７４の外部側については、霧化部５０に繋がっている連通管４２に繋がっている。流体導入口７７は、導入流体が溶媒収容容器７４の中心軸に向かうように設けられており、溶媒収容容器７４の外部側については、キャリアガス源に繋がっている連通管４３に繋がっており、溶媒収容容器７４の内部側については、内部管７９に周囲への放出開口８０に繋がっている。

従って、キャリアガス源から供給されたキャリアガスは、流体導入口７７から溶媒収容容器７４内部に導入され、内部管７９の周囲を下降し、内部管７９の最下端の開口から内部管７９の内部に導入され、内部管７９、流体導出口７８及び連通管４２を順次介して霧化部５０側に供給されるようになる。この際、超音波振動エネルギーにより霧化した溶媒７３の気体もこの流れに取り込まれ、内部管７９の最下端の開口から内部管７９の内部に導入され、内部管７９、流体導出口７８及び連通管４２を順次介して霧化部５０側に供給される。

詳細構成の図示は省略するが、蓋体７６は、連通管４２が離脱された際に内部のガス状態などを維持するためのバルブや、連通管４３が離脱された際に内部のガス状態などを維持するためのバルブを備えている。これらバルブは逆止弁であっても良く、作業者が開閉自在なものであっても良い。

第１の実施形態の霧化装置４０において、キャリアガス源から供給されたキャリアガスは、溶媒補給部７０を通ることにより、霧化（気化）された少量の溶媒７３と混合され、この混合ガスは、霧化部５０を通ることにより、霧化（気化）されたペースト材料（と溶媒との混合物）と混合され、これにより、キャリアガスと霧化されたペースト材料とを含むミスト流（気化された溶媒も含まれている）がミスト流変換装置３８に供給される。

なお、気化された溶媒は、ミスト流変換装置３８に供給する必要はないが、ペースト材料を霧化する際に溶媒も霧化され、ミスト流変換装置３８に供給されてしまうものである。

第１の実施形態の霧化装置４０によれば、霧化部５０にキャリアガス源から供給されたキャリアガスを直接導入するのではなく、キャリアガス源から供給されたキャリアガスを溶媒補給部７０に導入し、キャリアガスと霧化した溶媒との混合ガスを霧化部５０に導入するようにしたので、以下の効果を奏することができる。

材料収容容器５４の内部における、霧化されたペースト材料と霧化された溶媒との混合物（混合ガス）における混合比を制御し易い。溶媒だけを霧化する溶媒補給部７０が存在するので、溶媒収容容器７４における超音波振動子７５の制御によって、混合比が所定の値に制御することが容易である。その結果、第１の実施形態の霧化装置４０を利用した配線形成装置における配線材料（ペースト材料）の塗布精度を高いものとすることができる。

また、霧化部５０に溶媒がほぼ常時少しずつ補給されるので、霧化部５０にキャリアガス源から供給されたキャリアガスを直接導入する場合に比較し、霧化部５０から、安定した混合ガスを出力できる時間を長くすることができる。

例えば、霧化部５０にキャリアガス源から供給されたキャリアガスを直接導入する場合には、溶媒の補給が５時間毎に必要であったが、第１の実施形態の霧化装置４０によれば、溶媒の補給が２０時間毎で良くなった。仮に、配線形成装置の１日の稼働時間が８時間であれば、霧化部５０にキャリアガス源から供給されたキャリアガスを直接導入する場合には、稼働開始前に溶媒を挿入するだけでなく、稼働を一時停止し、溶媒を挿入するメインテナンス動作が必要であったが、第１の実施形態の霧化装置４０を適用すれば、稼働開始前に溶媒を挿入するだけで、１日の稼働を保証することができる。

（Ｃ）霧化装置の第２の実施形態
次に、本発明による霧化装置の第１の実施形態を説明する。霧化装置は、上述のように、配線形成装置１０、より具体的にはペースト材料付着装置１８で利用される。

図４は、第２の実施形態に係る霧化装置を含め、ペースト材料付着装置１８の概略構成を示す説明図であり、第１の実施形態に係る図１との同一、対応部分には同一、対応符号を付して示している。

第２の実施形態の霧化装置４０Ａも、大きくは、霧化部５０と、溶媒補給部７０Ａとでなっている。第２の実施形態の霧化装置４０Ａは、主に、溶媒補給部７０Ａの構成が第１の実施形態のものと異なっている。なお、溶媒補給部７０Ａと霧化部５０とを繋げている連通管４２に、霧化（気化）されている輸送途中の溶媒が液化するのを防止する液化防止用ヒータ線４４が巻回されていることも第１の実施形態とは異なっている。

第２の実施形態の溶媒補給部７０Ａも、連通管４３を介して図示しないキャリアガス源に繋がり、また、液化防止用ヒータ線４４が巻回された連通管４２を介して霧化部５０に繋がっており、キャリアガス源から供給されたキャリアガスと、溶媒を霧化（気化）したガスとの混合ガスを得て、霧化部５０に供給するものである。

溶媒補給部７０Ａは、温水などの所定温度の恒温用液体７１が収容された恒温槽７２を有し、恒温用液体７１には、液体状態の溶媒７３（混合物５３における溶媒と同一のものである）を収容した溶媒収容容器７４が侵漬されている。溶媒収容容器７４は、例えば傾斜して設置されている。この第２の実施形態では、第１の実施形態とは異なり、恒温槽７２の内部に超音波振動子は設けられていない。なお、恒温用液体７１の温度は、例えば第１の実施形態のものより高くしており、液体状態の溶媒７３の気化（揮発）が盛んに行われるようになされている。

溶媒収容容器７４の上部開口は、蓋体７６Ａによって塞がれるようになされている。蓋体７６Ａは、流体導入口７７Ａ及び流体導出口７８Ａを有する。流体導出口７８Ａは、導出流体が溶媒収容容器７４の中心軸から径方向（円筒とは限らないがこの用語を用いている）に向かうように設けられており、溶媒収容容器７４の内部側については、内部を軸方向に途中まで延びる内部管７９の周囲からの導入開口８１に繋がっており、また、溶媒収容容器７４の外部側については、霧化部５０に繋がっている連通管４２に繋がっている。流体導入口７７Ａは、溶媒収容容器７４の中心軸が通るように設けられており、溶媒収容容器７４の外部側については、キャリアガス源に繋がっている連通管４３に繋がっており、溶媒収容容器７４の内部側については、内部管７９に繋がっている。

この第２の実施形態の場合、液体状態の溶媒７３は、内部管７９の先端開口が侵漬する程度の量が収容されている。液体状態の溶媒７３の収容量が大量であるため、液体状態の溶媒７３の自然気化量も多量である。従って、溶媒収容容器７４内部の上部空間は気化した溶媒で飽和しているとみなせる程度となっている。キャリアガス源から供給され、内部管７９を通ってきたキャリアガスは、液体状態の溶媒７３を通過して、溶媒収容容器７４内部の上部空間に移動し、飽和している気化溶媒と混合され、流体導出口７８Ａから連通管４２に導出される。なお、キャリアガスが液体状態の溶媒７３を通過することによって、その気化が推進される。

溶媒収容容器７４から出力された気化溶媒は飽和状態にあったものであり、液化し易い。そのため、上述したように、連通管４２に液化防止用ヒータ線４４を巻回し、気化溶媒の液化を防止することとした。

詳細構成の図示は省略するが、蓋体７６Ａも、連通管４２が離脱された際に内部のガス状態などを維持するためのバルブや、連通管４３が離脱された際に内部のガス状態などを維持するためのバルブを備えている。これらバルブは逆止弁であっても良く、作業者が開閉自在なものであっても良い。

第２の実施形態における他の構成は、第１の実施形態と同様であり、その説明は省略する。

第２の実施形態の霧化装置によっても、第１の実施形態と同様な効果を奏することができる。

但し、第２の実施形態の場合、溶媒収容容器７４の気化溶媒が飽和していることにより（飽和によって常に同じ濃度）、霧化部５０の混合比を制御し易いものとなっている。

また、第２の実施形態の場合、溶媒補給部７０Ａが液体状態の溶媒の自然気化によって気化した溶媒を得るものであるので、第１の実施形態の霧化装置以上に、溶媒の補給間隔を長期化することが期待できる。

（Ｄ）他の実施形態
上記各実施形態の技術思想を、適用可能ならば同時に適用するようにしても良い。例えば、第１の実施形態の霧化装置においても、連通管４２に液化防止用ヒータ線４４を巻回するようにしても良い。また例えば、第２の実施形態における溶媒収容容器７４が超音波振動子を有するものであっても良い。

上記各実施形態では、溶媒補給部が１段のものを示したが、上記各実施形態におけるような複数の溶媒補給部を直列的に多段に接続し、最終段の溶媒補給部の後段に霧化部を設けるようにしても良い。

本発明の霧化装置の用途は配線形成装置に限定されず、ミストジェット処理を利用して微粒子の薄膜を形成する処理を含む装置に広く適用することができる。

本発明による配線形成装置は、例えば、配線欠落を修理するために利用できる他、配線を描画して形成する装置に適用することができる。本発明による霧化装置は、例えば、配線形成装置に適用することができる。

Claims (7)

1. 霧化部において材料を溶媒中に溶解させ、その材料及び溶媒を霧化させたミストを、導入されたキャリアガスによって外部に導出する霧化装置において、
   上記霧化部に対し、上記キャリアガスと気化状態の上記溶媒との混合ガスを供給する溶媒補給部を有し、
   上記溶媒補給部は、液体溶媒を気化させる空間を備え、液体溶媒を恒温下における揮発により気化させ、外部から導入されたキャリアガスと気化させた溶媒とを上記空間で混合するものであり、
   上記溶媒補給部は、液体溶媒を気化させる空間を画定する、蓋体により上部開口が閉塞されている有底の第１の筒体を備えると共に、上記霧化部は、材料を溶媒中に溶解させるための空間を画定する、蓋体により上部開口が閉塞されている有底の第２の筒体を備え、
   上記第１及び第２の筒体はそれぞれ、中心軸が鉛直方向と角度をなすように傾斜して設けられ、
   上記溶媒補給部から上記霧化部に対し、上記キャリアガスと気化状態の上記溶媒との混合ガスを供給するように、上記第１の筒体の蓋体内部から上記第２の筒体の蓋体内部へと連通する連通管を有する
   ことを特徴とする霧化装置。
2. 上記溶媒補給部は、液体溶媒を上記空間で飽和状態になるまで気化させることを特徴とする請求項１に記載の霧化装置。
3. 上記溶媒補給部から上記霧化部への上記混合ガスの移動時における気化溶媒の液化を防止する液化防止構成部を上記連通管に対して設けたことを特徴とする請求項２に記載の霧化装置。
4. 上記材料が金属粒子と有機物でなるバインダとを混合させた金属ペーストであることを特徴とする請求項１に記載の霧化装置。
5. 霧化部において材料を溶媒中に溶解させ、その材料及び溶媒を霧化させたミストを、導入されたキャリアガスによって外部に導出する霧化方法において、
   液体溶媒を気化させる空間を画定する、蓋体により上部開口が閉塞されていると共に、中心軸が鉛直方向と角度をなすように傾斜して設けられている、有底の第１の筒体を備える溶媒補給部が、液体溶媒を恒温下における揮発により気化させ、外部から導入されたキャリアガスと気化させた溶媒とを上記空間で混合して、上記キャリアガスと気化状態の上記溶媒との混合ガスを作製し、
   作製された混合ガスを、
   上記第１の筒体の蓋体内部から第２の筒体の蓋体内部へと連通する連通管を介して、
   材料を溶媒中に溶解させるための空間を画定する、蓋体により上部開口が閉塞されていると共に、中心軸が鉛直方向と角度をなすように傾斜して設けられている、有底の上記第２の筒体を備える上記霧化部に対して供給する
   ことを特徴とする霧化方法。
6. 霧化装置から供給されたミストをノズルによって基板に噴射すると共に、基板上の噴射位置を制御することにより基板上に電気的な配線を形成する配線形成装置において、
   上記霧化装置として、請求項１〜４のいずれかに記載の霧化装置を適用したことを特徴とする配線形成装置。
7. 霧化工程によって形成させたミストをノズルによって基板に噴射すると共に、基板上の噴射位置を制御することにより基板上電気的な配線を形成する配線形成方法において、
   上記霧化工程が、請求項５に記載の霧化方法を利用していることを特徴とする配線形成方法。

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