JP6103938B2 - ノズル及びノズルを作製する方法 - Google Patents
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Description
直径10.2cmの円形のシリコンウェーハ(図1Aの基板110)を、Wafer World,Inc.,West Palm Beach,Floridaから入手した。このシリコンウェーハを、濃硫酸と30重量%の含水過酸化水素との容量で3:1の混合物中に、約10分間浸漬することによって洗浄した。このウェーハを、次いで脱イオン水で、次にイソプロパノールですすぎ、その後に、空気流の下で乾燥させた。このウェーハを次いで、酪酸で酸性(pH 4〜5)にした190プルーフのエタノールに3−(トリメトキシシリル)プロピルメタクリレートを溶かした2重量パーセントの溶液中に浸した。このウェーハを次いで無水エタノールですすぎ、次いで130℃のオーブン内で10分間にわたって加熱した。
[追加の実施形態]
[実施形態1]
ノズルを製作する方法であって、
(a)多光子反応を受けることが可能な第1の材料を供給する工程と、
(b)多光子過程を用いて前記第1の材料内に第1の微細構造化パターンを形成する工程と、
(c)前記第1の材料とは異なる第2の材料内に前記第1の微細構造化パターンを複製して、前記第2の材料内の第2の微細構造化パターンを備える第1の金型を作製する工程と、
(d)前記第1及び第2の材料とは異なる第3の材料内に前記第2の微細構造化パターンを複製して、前記第3の材料内の複数の微細構造を含んだ第3の微細構造化パターンを備える第2の金型を作製する工程と、
(e)前記第3の材料とは異なる第4の材料の層で前記第2の金型の前記第3の微細構造化パターンを平坦化する工程であって、前記層は、前記第3の微細構造化パターンをなす前記複数の微細構造の各微細構造の頂部を露出させる、工程と、
(f)前記第3の材料を除去する工程であって、結果として、前記第4の材料内にあり、前記第3の微細構造化パターンをなす前記複数の微細構造に対応する複数の穴を有するノズルを得る工程と、を含む方法。
[実施形態2]
前記第1の材料はポリ(メチルメタクリレート)を含む、実施形態1に記載の方法。
[実施形態3]
前記第1の材料は二光子反応を受けることが可能である、実施形態1に記載の方法。
[実施形態4]
前記第1の微細構造化パターンは、複数の離散的微細構造を含む、実施形態1に記載の方法。
[実施形態5]
前記複数の離散的微細構造は、3次元の直線的な形体である離散的微細構造を含む、実施形態4に記載の方法。
[実施形態6]
前記複数の離散的微細構造は、3次元の直線的な形体の一部分である離散的微細構造を含む、実施形態4に記載の方法。
[実施形態7]
前記複数の離散的微細構造は、3次元の曲線的な形体である離散的微細構造を含む、実施形態4に記載の方法。
[実施形態8]
前記複数の離散的微細構造は、3次元の曲線的な形体の一部分である離散的微細構造を含む、実施形態4に記載の方法。
[実施形態9]
前記複数の離散的微細構造は多面体の一部分を含む、実施形態4に記載の方法。
[実施形態10]
前記複数の離散的微細構造は円錐体の一部分を含む、実施形態4に記載の方法。
[実施形態11]
前記複数の離散的微細構造は、先細の離散的微細構造を含む、実施形態4に記載の方法。
[実施形態12]
前記複数の離散的微細構造は、螺旋状の離散的微細構造を含む、実施形態4に記載の方法。
[実施形態13]
前記第1の微細構造化パターンは、二光子過程を用いて前記第1の材料内に形成される、実施形態1に記載の方法。
[実施形態14]
前記第1の材料内に前記第1の微細構造化パターンを形成する工程は、前記第1の材料の少なくとも一部分を露光して、多光子の同時吸収を生じさせることを含む、実施形態1に記載の方法。
[実施形態15]
前記第1の材料内に前記第1の微細構造化パターンを形成する工程は、前記第1の材料のうちの露光された部分を除去することを含む、実施形態14に記載の方法。
[実施形態16]
前記第1の材料内に前記第1の微細構造化パターンを形成する工程は、前記第1の材料のうちの露光されていない部分を除去することを含む、実施形態14に記載の方法。
[実施形態17]
前記第2の材料内に前記第1の微細構造化パターンを複製することは、前記第1の微細構造化パターンを電気メッキすることを含む、実施形態1に記載の方法。
[実施形態18]
前記第2の材料は電気メッキ材料を含む、実施形態1に記載の方法。
[実施形態19]
前記第1の金型は金属を含む、実施形態1に記載の方法。
[実施形態20]
前記第1の金型はニッケルを含む、実施形態1に記載の方法。
[実施形態21]
前記第2の微細構造化パターンは実質的に、凹凸を逆にして前記第1の微細構造化パターンを複製したものである、実施形態1に記載の方法。
[実施形態22]
前記第3の材料内に前記第2の微細構造化パターンを複製する工程は、射出成形することを含む、実施形態1に記載の方法。
[実施形態23]
前記第3の材料はポリマーを含む、実施形態1に記載の方法。
[実施形態24]
前記第3の材料はポリカーボネートを含む、実施形態1に記載の方法。
[実施形態25]
前記第2の金型はポリマーを含む、実施形態1に記載の方法。
[実施形態26]
前記第3の微細構造化パターンは実質的に、凹凸を逆にして前記第2の微細構造化パターンを複製したものである、実施形態1に記載の方法。
[実施形態27]
前記第3の微細構造化パターンを平坦化する工程は、前記第3の微細構造化パターンを電気メッキすることを含む、実施形態1に記載の方法。
[実施形態28]
前記第3の微細構造化パターンを平坦化する工程は、前記第4の材料で前記第3の微細構造化パターンをコーティングすることを含む、実施形態1に記載の方法。
[実施形態29]
前記第3の微細構造化パターンを平坦化する工程は、前記第4の材料で前記第3の微細構造化パターンを電気メッキすることを含む、実施形態1に記載の方法。
[実施形態30]
前記第3の微細構造化パターンを平坦化する工程は、前記第4の材料の一部分を除去することを含む、実施形態29に記載の方法。
[実施形態31]
前記コーティングされた第4の材料の前記一部分は研削法によって除去される、実施形態30に記載の方法。
[実施形態32]
前記第4の材料は電気メッキ材料を含む、実施形態1に記載の方法。
[実施形態33]
前記ノズルは金属を含む、実施形態1に記載の方法。
[実施形態34]
前記ノズルはニッケルを含む、実施形態1に記載の方法。
[実施形態35]
前記ノズルはセラミックを含む、実施形態1に記載の方法。
[実施形態36]
前記セラミックは、シリカ、ジルコニア、アルミナ、チタニア、又は、イットリウム、ストロンチウム、バリウム、ハフニウム、ニオビウム、タンタル、タングステン、ビスマス、モリブデン、スズ、亜鉛、57〜71の範囲の原子番号を有するランタニド元素、セリウム、及びそれらの組合わせの酸化物からなる群から選択される、実施形態35に記載の方法。
[実施形態37]
中空内部と、該中空内部を前記ノズルの外側と連通させる少なくとも1つの穴とを備えるノズルであって、前記少なくとも1つの穴は、
第1の形状を有する、前記ノズルの前記中空内部にある穴入口と、
前記第1の形状とは異なる第2の形状を有する、前記ノズルの前記外側にある穴出口とを備える、ノズル。
[実施形態38]
前記第1の形状は楕円形状であり、前記第2の形状は円形状である、実施形態37に記載のノズル。
[実施形態39]
前記第1の形状はレーストラック形状であり、前記第2の形状は円形状である、実施形態37に記載のノズル。
[実施形態40]
前記第1の形状の外周は、緊密に詰められた円の外弧を含み、前記外弧は曲線状のフィレットで連結されている、実施形態37に記載のノズル。
[実施形態41]
前記穴入口は300マイクロメートル未満の直径を有する、実施形態37に記載のノズル。
[実施形態42]
前記穴入口は200マイクロメートル未満の直径を有する、実施形態41に記載のノズル。
[実施形態43]
前記穴入口は160マイクロメートル以下の直径を有する、実施形態42に記載のノズル。
[実施形態44]
前記穴出口は300マイクロメートル未満の直径を有する、実施形態37に記載のノズル。
[実施形態45]
前記穴出口は100マイクロメートル未満の直径を有する、実施形態44に記載のノズル。
[実施形態46]
前記穴出口は40マイクロメートル以下の直径を有する、実施形態45に記載のノズル。
[実施形態47]
前記ノズルは二光子過程を用いて形成される、実施形態37に記載のノズル。
[実施形態48]
前記ノズルは燃料噴射ノズルである、実施形態37に記載のノズル。
[実施形態49]
前記ノズルは一体構造である、実施形態37に記載のノズル。
[実施形態50]
前記ノズルは金属を含む、実施形態37に記載のノズル。
[実施形態51]
前記ノズルはセラミックを含む、実施形態37に記載のノズル。
[実施形態52]
前記セラミックは、シリカ、ジルコニア、アルミナ、チタニア、又は、イットリウム、ストロンチウム、バリウム、ハフニウム、ニオビウム、タンタル、タングステン、ビスマス、モリブデン、スズ、亜鉛、57〜71の範囲の原子番号を有するランタニド元素、セリウム、及びそれらの組合わせの酸化物からなる群から選択される、実施形態51に記載のノズル。
[実施形態53]
中空内部と、該中空内部をノズルの外側と連通させる少なくとも1つの穴とを備えるノズルであって、前記少なくとも1つの穴は、前記ノズルの前記中空内部にある穴入口と、前記ノズルの前記外側にある穴出口とを備え、前記少なくとも1つの穴は、前記穴入口から前記穴出口にかけて回転する横断面を有する、ノズル。
[実施形態54]
前記横断面は、前記穴入口から前記穴出口にかけて増加する回転率を有する、実施形態53に記載のノズル。
[実施形態55]
前記横断面は、前記穴入口から前記穴出口にかけて減少する回転率を有する、実施形態53に記載のノズル。
[実施形態56]
前記横断面は、前記穴入口から前記穴出口にかけて一定の回転率を有する、実施形態53に記載のノズル。
[実施形態57]
前記穴入口は第1の形状を有し、前記穴出口は、前記第1の形状とは異なる第2の形状を有する、実施形態53に記載のノズル。
[実施形態58]
最外方の円を含んだ同心円の配列をなして配置された複数の穴を備え、前記離散的ノズル穴は、前記最外方の円の直径が前記同心円の配列の各円の少なくとも1つの離散的ノズル穴を含むことがないように配置されている、実施形態53に記載のノズル。
[実施形態59]
前記同心円の配列をなす各円は、等しく離間された離散的ノズル穴を備える、実施形態58に記載のノズル。
[実施形態60]
前記穴入口は300マイクロメートル未満の直径を有する、実施形態53に記載のノズル。
[実施形態61]
前記穴入口は200マイクロメートル未満の直径を有する、実施形態60に記載のノズル。
[実施形態62]
前記穴入口は160マイクロメートル以下の直径を有する、実施形態61に記載のノズル。
[実施形態63]
前記穴出口は300マイクロメートル未満の直径を有する、実施形態53に記載のノズル。
[実施形態64]
前記穴出口は100マイクロメートル未満の直径を有する、実施形態63に記載のノズル。
[実施形態65]
前記穴出口は40マイクロメートル以下の直径を有する、実施形態64に記載のノズル。
[実施形態66]
前記ノズルは二光子過程を用いて形成される、実施形態53に記載のノズル。
[実施形態67]
前記ノズルは燃料噴射ノズルである、実施形態53に記載のノズル。
[実施形態68]
前記ノズルは一体構造である、実施形態53に記載のノズル。
[実施形態69]
前記ノズルは金属を含む、実施形態53に記載のノズル。
[実施形態70]
前記ノズルはセラミックを含む、実施形態53に記載のノズル。
[実施形態71]
前記セラミックは、シリカ、ジルコニア、アルミナ、チタニア、又は、イットリウム、ストロンチウム、バリウム、ハフニウム、ニオビウム、タンタル、タングステン、ビスマス、モリブデン、スズ、亜鉛、57〜71の範囲の原子番号を有するランタニド元素、セリウム、及びそれらの組合わせの酸化物からなる群から選択される、実施形態70に記載のノズル。
Claims (11)
- ノズルを製作する方法であって、
(a)多光子反応を受けることが可能な第1の材料を供給する工程と、
(b)多光子過程を用いて選択的に前記第1の材料を反応させて前記第1の材料内に第1の微細構造化パターンを形成する工程であって、前記多光子過程が、重合化を、前記第1の材料を露光させるために用いる光の集束ビームの焦点領域に制限又は限定することを可能とする工程と、
(c)前記第1の材料とは異なる第2の材料内に前記第1の微細構造化パターンを複製して、前記第2の材料内の第2の微細構造化パターンを備える第1の金型を作製する工程と、
(d)前記第2の材料とは異なる第3の材料内に前記第2の微細構造化パターンを複製して、前記第3の材料内の複数の微細構造を含んだ第3の微細構造化パターンを備える第2の金型を作製する工程と、
(e)前記第3の材料とは異なる第4の材料内に前記第3の微細構造化パターンを複製して複製された構造を作製する工程と、
(f)前記複製された構造の第4の材料を平坦化して、前記第3の微細構造化パターンをなす前記複数の微細構造の各微細構造の頂部を露出させる工程と、
(g)前記第3の材料を除去する工程であって、結果として、前記第4の材料内にあり、前記第3の微細構造化パターンをなす前記複数の微細構造に対応する複数の穴を有するノズルを得る工程と、を含む方法。 - 前記第1の微細構造化パターンは、複数の離散的微細構造を含み、前記複数の離散的微細構造は、螺旋状の離散的微細構造を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記第1の材料内に前記第1の微細構造化パターンを形成する工程は、前記第1の材料の少なくとも一部分を露光して、多光子の同時吸収を生じさせることを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記第1の材料内に前記第1の微細構造化パターンを形成する工程は、前記第1の材料のうちの露光された部分を除去することを含む、請求項3に記載の方法。
- 前記第1の材料内に前記第1の微細構造化パターンを形成する工程は、前記第1の材料のうちの露光されていない部分を除去することを含む、請求項3に記載の方法。
- 前記第2の材料内に前記第1の微細構造化パターンを複製することは、前記第1の微細構造化パターンを電気メッキすることを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記第2の微細構造化パターンは実質的に、凹凸を逆にして前記第1の微細構造化パターンを複製したものである、請求項1に記載の方法。
- 前記第3の材料内に前記第2の微細構造化パターンを複製する工程は、射出成形することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記第2の金型はポリマーを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記第3の微細構造化パターンを複製する工程は、前記第3の微細構造化パターンを電気メッキすること又は前記第4の材料で前記第3の微細構造化パターンをコーティングすることを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記第3の微細構造化パターンを複製する工程は、前記第4の材料で前記第3の微細構造化パターンを電気メッキすることを含む、請求項1に記載の方法。
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