JP6986264B2 - 薄膜パターンの焼成方法及びマイクロ波焼成装置 - Google Patents
薄膜パターンの焼成方法及びマイクロ波焼成装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6986264B2 JP6986264B2 JP2018021456A JP2018021456A JP6986264B2 JP 6986264 B2 JP6986264 B2 JP 6986264B2 JP 2018021456 A JP2018021456 A JP 2018021456A JP 2018021456 A JP2018021456 A JP 2018021456A JP 6986264 B2 JP6986264 B2 JP 6986264B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- film pattern
- microwave
- magnetic field
- firing
- 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.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Constitution Of High-Frequency Heating (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)
Description
本発明は、薄膜パターンの焼成方法及びマイクロ波焼成装置に関する。
マイクロ波は、電子レンジのような家庭用から利用が広まり、その後、産業用の加熱システムとして、実用的な開発、利用が研究されている。マイクロ波照射により、被加熱対象物が直接発熱するため短時間に加熱できること、熱伝導に起因する温度ムラが少なくできる利点がある。このほかに、非接触で加熱できる、マイクロ波吸収の良いものだけを選択的に加熱できるなどの利点がある。
プリンテッドエレクトロニクスにおける、印刷電極パターンの焼成プロセスなどの産業分野においては、シート状物質の表面に塗工した導電性パターンを連続的に焼成処理することは、該処理の自動化や省力化につながるなど、生産コストや品質向上につながる。そのため、電極パターンのマイクロ波を利用した焼成処理方法について種々の方法が提案されている。
プリンテッドエレクトロニクスにおける、印刷電極パターンの焼成プロセスなどの産業分野においては、シート状物質の表面に塗工した導電性パターンを連続的に焼成処理することは、該処理の自動化や省力化につながるなど、生産コストや品質向上につながる。そのため、電極パターンのマイクロ波を利用した焼成処理方法について種々の方法が提案されている。
印刷した導電性パターンを焼成する工程を行う焼成装置として、マイクロ波焼成装置が挙げられる。マイクロ波は内部加熱方式で迅速な加熱が可能であることから加熱方法の一つに挙げられるが、実際には導電性材料にマイクロ波を照射するとスパーク（アーク放電）を発生する問題がある。特許文献１には、そのスパークを回避する電極パターンが提案されている。
マイクロ波加熱には、空胴共振器内で空間的に電場と磁場を分離したシングルモードの定在波を形成し、単独の電場又は磁場中で加熱する手法がある。シングルモードでの加熱に関しても、特許文献２には、電場成分中で印刷導電パターンにマイクロ波をパルス照射し、スパークを防止しつつ加熱するマイクロ波加熱装置が提案されている。また特許文献３にも電場で導体・半導体の膜を焼成するマイクロ波加熱装置が提案されている。
マイクロ波加熱には、空胴共振器内で空間的に電場と磁場を分離したシングルモードの定在波を形成し、単独の電場又は磁場中で加熱する手法がある。シングルモードでの加熱に関しても、特許文献２には、電場成分中で印刷導電パターンにマイクロ波をパルス照射し、スパークを防止しつつ加熱するマイクロ波加熱装置が提案されている。また特許文献３にも電場で導体・半導体の膜を焼成するマイクロ波加熱装置が提案されている。
しかし、特許文献１に記載された電子デバイスの製造方法では、熱変換材料を熱反応させる目的でマイクロ波照射により導体パターンを発熱させ、間接的な加熱を行うものであり、その効率的に発熱する電極パターンが提案されている。しかし、導電性パターンそのものを焼結する方法ではない。また、特許文献１記載の技術では、マルチモードのマイクロ波を照射しており、スパークに対する考慮が施されておらず、トランジスタのような微小領域のパターンにしか適応できないという制約がある。
また、特許文献２に記載されたマイクロ波加熱装置によるマイクロ波のパルス照射では、加熱の到達温度に制約がある。そのため、到達温度を高めるためにマイクロ波のパルス幅を大きくすると、スパークの問題が生じる。また電界による加熱であるため、スパークを根本的に抑えることは不可能である。
さらに特許文献３に記載された技術では、パターンを電界内の電気力線の方向から３０度以内に傾けた略平行の場を利用することによりスパークを抑える方法が提案されている。しかし、パターンを焼結温度まで加熱する方法として電気力線の影響によるスパークの発生を十分に抑えることができない。
すなわち、上記特許文献１〜３記載の技術では、パターンは必ず電界中の電気力線強度の強い場を通過するため、導電パターンの効率的、安定的、かつ均一な加熱を所望の高いレベルで実現することは難しい。
また、特許文献２に記載されたマイクロ波加熱装置によるマイクロ波のパルス照射では、加熱の到達温度に制約がある。そのため、到達温度を高めるためにマイクロ波のパルス幅を大きくすると、スパークの問題が生じる。また電界による加熱であるため、スパークを根本的に抑えることは不可能である。
さらに特許文献３に記載された技術では、パターンを電界内の電気力線の方向から３０度以内に傾けた略平行の場を利用することによりスパークを抑える方法が提案されている。しかし、パターンを焼結温度まで加熱する方法として電気力線の影響によるスパークの発生を十分に抑えることができない。
すなわち、上記特許文献１〜３記載の技術では、パターンは必ず電界中の電気力線強度の強い場を通過するため、導電パターンの効率的、安定的、かつ均一な加熱を所望の高いレベルで実現することは難しい。
本発明は、薄膜パターンを、スパークを発生させずに、効率良く、均一に、高い再現性で加熱、焼成する薄膜パターンの焼成方法及びマイクロ波焼成装置を提供することを課題とする。
本発明者らは、上記課題に鑑み鋭意検討を重ねた結果、磁場と電場とを発生する円筒型の空胴共振器を用い、薄膜パターンを電場が存在せず磁場が存在する磁場領域に通すこと、その際、薄膜パターンの形状と磁場の振動方向とを特定の関係とすることにより、スパークを発生させずに効率的に、均一に、かつ安定的に薄膜パターンを加熱、焼成できることを見出した。
本発明はこれらの知見に基づきさらに検討を重ね、完成されるに至ったものである。
本発明はこれらの知見に基づきさらに検討を重ね、完成されるに至ったものである。
すなわち、本発明の上記課題は下記の手段により解決される。
［１］
円筒型又は筒中心軸に対して垂直方向の断面が長方形の筒型を除く筒中心軸を中心として対向する２面が平行な多角筒型の空胴共振器のマイクロ波照射空間にシングルモードの定在波を形成し、電界強度が極小で磁界強度が極大となる磁場領域に、導電性材料または誘電体材料若しくはその両方を含む薄膜パターンを有するシートを通して、前記薄膜パターンを焼成する工程を含み、
前記薄膜パターンは、アスペクト比が３．７以上の異方性を有する薄膜パターンであり、該薄膜パターンの前記長軸方向の少なくとも一部を前記磁場領域に発生させた磁場の振動方向に対して４５度以上９０度以下の角度に配して、前記磁場領域に前記シートを通す、薄膜パターンの焼成方法。
［２］
前記薄膜パターンの長軸方向の長さが前記マイクロ波の波長の１／１０以上の長さを有する［１］に記載の薄膜パターンの焼成方法。
［３］
前記焼成は、前記磁場領域の磁場の作用により生じる磁気損失による発熱、及び前記磁場領域の磁場により前記薄膜パターン内に励振される誘導電流による発熱のいずれか一方又は両方の発熱作用により生じる［１］又は［２］に記載の薄膜パターンの焼成方法。
［４］
前記薄膜パターンの上部及び下部に断熱性の薄膜を有する［１］〜［３］のいずれかに記載の薄膜パターンの焼成方法。
［５］
前記定在波は、ＴＭｎ１０（ｎは１以上の整数）モード若しくはＴＥ１０ｎ（ｎは１以上の整数）モードである［１］〜［４］のいずれかに記載の薄膜パターンの焼成方法。
［６］
前記空胴共振器内の前記定在波の形成状態を維持するために、該空胴共振器に形成された定在波の共振周波数の変化に対応して、該空胴共振器に供給するマイクロ波の周波数を自動調整することを含む、［１］〜［５］のいずれかに記載の薄膜パターンの焼成方法。
［７］
円筒型のマイクロ波照射空間を有し、円筒中心軸に沿って磁界強度が一様かつ極大となるＴＭｎ１０（ｎは１以上の整数）モード若しくはＴＥ１０ｎ（ｎは１以上の整数）モードの定在波が形成される空胴共振器と、
前記マイクロ波照射空間内に搬入されるシートが通過する、前記空胴共振器の胴部壁に配された入口と、
前記マイクロ波照射空間内から搬出される前記シートが通過する、前記空胴共振器の胴部壁に配された出口と、
前記シートを、前記入口から搬入し、前記磁界強度が極大となる磁場領域を通過して前記出口から搬出する搬送機構とを有し、
前記シートが有する薄膜パターンの長軸方向の少なくとも一部を、前記磁場領域に発生させた磁場の振動方向に対して４５度以上９０度以下の角度にして、前記磁場領域に前記シートを通過させて該薄膜パターンを加熱焼成するマイクロ波焼成装置。
［８］
前記シートを前記マイクロ波焼成装置によって加熱焼成する前に、前記シートを予備乾燥する前段の装置と、
前記マイクロ波焼成装置によって前記薄膜パターンの焼成後に後処理を行う後段の装置とを備え、
前記搬送機構によって前記シートを連続的に搬送し、前記前段の装置、前記マイクロ波焼成装置及び前記後段の装置によって順に処理を行う［７］に記載のマイクロ波焼成装置。
［９］
前記前段の装置が、薄膜パターンを予備乾燥する、赤外線加熱装置、熱風加熱装置、又はホットプレートを有する［７］又は［８］に記載のマイクロ波焼成装置。
［１０］
前記マイクロ波焼成装置が、１つ若しくは複数の前記空胴共振器を有する［７］〜［９］のいずれかに記載のマイクロ波焼成装置。
［１１］
前記の後段の装置が、前記薄膜パターンを更に焼結するための加熱手段からなり、
前記加熱手段が、エキシマランプ、紫外線ランプ、大気圧プラズマ照射手段又はキセノンフラッシュランプを有する［７］〜［１０］のいずれかに記載のマイクロ波焼成装置。
［１］
円筒型又は筒中心軸に対して垂直方向の断面が長方形の筒型を除く筒中心軸を中心として対向する２面が平行な多角筒型の空胴共振器のマイクロ波照射空間にシングルモードの定在波を形成し、電界強度が極小で磁界強度が極大となる磁場領域に、導電性材料または誘電体材料若しくはその両方を含む薄膜パターンを有するシートを通して、前記薄膜パターンを焼成する工程を含み、
前記薄膜パターンは、アスペクト比が３．７以上の異方性を有する薄膜パターンであり、該薄膜パターンの前記長軸方向の少なくとも一部を前記磁場領域に発生させた磁場の振動方向に対して４５度以上９０度以下の角度に配して、前記磁場領域に前記シートを通す、薄膜パターンの焼成方法。
［２］
前記薄膜パターンの長軸方向の長さが前記マイクロ波の波長の１／１０以上の長さを有する［１］に記載の薄膜パターンの焼成方法。
［３］
前記焼成は、前記磁場領域の磁場の作用により生じる磁気損失による発熱、及び前記磁場領域の磁場により前記薄膜パターン内に励振される誘導電流による発熱のいずれか一方又は両方の発熱作用により生じる［１］又は［２］に記載の薄膜パターンの焼成方法。
［４］
前記薄膜パターンの上部及び下部に断熱性の薄膜を有する［１］〜［３］のいずれかに記載の薄膜パターンの焼成方法。
［５］
前記定在波は、ＴＭｎ１０（ｎは１以上の整数）モード若しくはＴＥ１０ｎ（ｎは１以上の整数）モードである［１］〜［４］のいずれかに記載の薄膜パターンの焼成方法。
［６］
前記空胴共振器内の前記定在波の形成状態を維持するために、該空胴共振器に形成された定在波の共振周波数の変化に対応して、該空胴共振器に供給するマイクロ波の周波数を自動調整することを含む、［１］〜［５］のいずれかに記載の薄膜パターンの焼成方法。
［７］
円筒型のマイクロ波照射空間を有し、円筒中心軸に沿って磁界強度が一様かつ極大となるＴＭｎ１０（ｎは１以上の整数）モード若しくはＴＥ１０ｎ（ｎは１以上の整数）モードの定在波が形成される空胴共振器と、
前記マイクロ波照射空間内に搬入されるシートが通過する、前記空胴共振器の胴部壁に配された入口と、
前記マイクロ波照射空間内から搬出される前記シートが通過する、前記空胴共振器の胴部壁に配された出口と、
前記シートを、前記入口から搬入し、前記磁界強度が極大となる磁場領域を通過して前記出口から搬出する搬送機構とを有し、
前記シートが有する薄膜パターンの長軸方向の少なくとも一部を、前記磁場領域に発生させた磁場の振動方向に対して４５度以上９０度以下の角度にして、前記磁場領域に前記シートを通過させて該薄膜パターンを加熱焼成するマイクロ波焼成装置。
［８］
前記シートを前記マイクロ波焼成装置によって加熱焼成する前に、前記シートを予備乾燥する前段の装置と、
前記マイクロ波焼成装置によって前記薄膜パターンの焼成後に後処理を行う後段の装置とを備え、
前記搬送機構によって前記シートを連続的に搬送し、前記前段の装置、前記マイクロ波焼成装置及び前記後段の装置によって順に処理を行う［７］に記載のマイクロ波焼成装置。
［９］
前記前段の装置が、薄膜パターンを予備乾燥する、赤外線加熱装置、熱風加熱装置、又はホットプレートを有する［７］又は［８］に記載のマイクロ波焼成装置。
［１０］
前記マイクロ波焼成装置が、１つ若しくは複数の前記空胴共振器を有する［７］〜［９］のいずれかに記載のマイクロ波焼成装置。
［１１］
前記の後段の装置が、前記薄膜パターンを更に焼結するための加熱手段からなり、
前記加熱手段が、エキシマランプ、紫外線ランプ、大気圧プラズマ照射手段又はキセノンフラッシュランプを有する［７］〜［１０］のいずれかに記載のマイクロ波焼成装置。
本発明のマイクロ波焼成装置は、スパークを発生させずに、薄膜パターンを、効率良く、均一に再現性高く加熱焼成することができる。
以下に、本発明の薄膜パターンの焼成方法を実施するのに好適なマイクロ波焼成装置について、好ましい一実施形態を、円筒型の空胴共振器を有するマイクロ波焼成装置を一例として、図面を参照して説明する。
図１に示すように、薄膜パターンの焼成装置１は、予備加熱を行う前段の装置（第１群装置２ともいう）、空胴共振器を備えたマイクロ波焼成装置１０（第２群装置３ともいう）を備えている。更に、焼成後の後処理を行う後段の装置（第３群装置４ともいう）を備えている。これらの装置は、第１群装置２、第２群装置３及び第３群装置４の順に配されている。
第１群装置２は、薄膜パターン７をマイクロ波によって加熱、焼成する前に、薄膜パターン７を予備乾燥する加熱装置であり、赤外線加熱装置、熱風加熱装置、ホットプレート、電気炉、等の加熱装置が挙げられるがそれに制約されるものではない。
第２群装置３は、一つ若しくは複数の空胴共振器を有するマイクロ波焼成装置である。図示例では、一つの空胴共振器を用いた例を示したが、二つ以上（複数）の空胴共振器を複数に配置してもよい。
第３群装置４は、第２群装置３によって焼成された導電性の薄膜パターン７を更に焼成（焼結）するための加熱処理を行うものである。上記更に焼成とは、第２群装置３によって十分に焼成されなかった薄膜パターンを含めてすべての薄膜パターンを加熱して十分に焼結することである。例えば、第２群装置３（空胴共振器１１）による焼成において、空胴共振器１１内に形成される磁場で焼結されなかったアスペクト比のパターンも含めて加熱し、すべての薄膜パターン７を焼結することである。またマイクロ波で十分に除去できない残留有機成分等を分解して除去する処理や、導電性の薄膜パターンの表面抵抗を下げる目的のアニール効果を得る処理で使用される。この加熱手段には、エキシマランプ、紫外線ランプ、大気圧プラズマ照射手段、及びキセノンフラッシュランプのいずれかを挙げることができるがこの限りではない。
パターン７を有するシート６は、搬送機構（図示せず）によって、第１群装置２、第２群装置３、第３群装置４の順に搬送され、各装置によってシート６に連続的に処理が行われるが、装置の配置、処理の順番は制約を受けず、任意の順に処理が可能である。
第１群装置２は、薄膜パターン７をマイクロ波によって加熱、焼成する前に、薄膜パターン７を予備乾燥する加熱装置であり、赤外線加熱装置、熱風加熱装置、ホットプレート、電気炉、等の加熱装置が挙げられるがそれに制約されるものではない。
第２群装置３は、一つ若しくは複数の空胴共振器を有するマイクロ波焼成装置である。図示例では、一つの空胴共振器を用いた例を示したが、二つ以上（複数）の空胴共振器を複数に配置してもよい。
第３群装置４は、第２群装置３によって焼成された導電性の薄膜パターン７を更に焼成（焼結）するための加熱処理を行うものである。上記更に焼成とは、第２群装置３によって十分に焼成されなかった薄膜パターンを含めてすべての薄膜パターンを加熱して十分に焼結することである。例えば、第２群装置３（空胴共振器１１）による焼成において、空胴共振器１１内に形成される磁場で焼結されなかったアスペクト比のパターンも含めて加熱し、すべての薄膜パターン７を焼結することである。またマイクロ波で十分に除去できない残留有機成分等を分解して除去する処理や、導電性の薄膜パターンの表面抵抗を下げる目的のアニール効果を得る処理で使用される。この加熱手段には、エキシマランプ、紫外線ランプ、大気圧プラズマ照射手段、及びキセノンフラッシュランプのいずれかを挙げることができるがこの限りではない。
パターン７を有するシート６は、搬送機構（図示せず）によって、第１群装置２、第２群装置３、第３群装置４の順に搬送され、各装置によってシート６に連続的に処理が行われるが、装置の配置、処理の順番は制約を受けず、任意の順に処理が可能である。
次に、本発明のマイクロ波焼成装置１０（第２群装置３）の好ましい一実施形態を、図２を参照して詳説する。
［マイクロ波焼成装置］
図２に示すように、マイクロ波焼成装置１０は、マイクロ波照射空間５１を有する空胴共振器（以下、（円筒型の）空胴共振器ともいう）１１を有する。空胴共振器１１は、円筒型であっても、筒中心軸に対して垂直方向の断面が長方形の筒型（以下。長方形筒型という）を除く筒中心軸を中心として対向する２面が平行な多角筒型であっても、中心軸において磁界強度が極大かつ一様な定在波を形成できる。以下、円筒型の空胴共振器について説明する。
円筒型の空胴共振器１１は、円筒中心軸（以下、中心軸ともいう）Ｃに沿って電場若しくは磁場の強度が一様となる、例えばＴＭ１１０モードの定在波が形成される。
空胴共振器１１には、該空胴共振器の円筒中心軸Ｃを挟んで対向する、空胴共振器１１の胴部壁１１ＳＡに設けられた入口１２と、胴部壁１１ＳＡに対向する胴部壁１１ＳＢに設けられた出口１３とを有する。上記入口１２及び出口１３はスリット状に形成されていることが好ましい。また、空胴共振器１１内において、電場が極小となり、磁界強度が極大かつ均一になる磁場領域５２に、薄膜パターン７を有するシート６を搬送する搬送機構３１を備える。この搬送機構３１によって、入口１２から薄膜パターンを有するシート６がマイクロ波照射空間５１内に入り、加熱処理（焼成処理）され、出口１３から処理されたシート６が出される。上記「シート」は、通常、誘電体であり、フィルムや紙のような薄いものから、ある程度の厚みを有する樹脂基板、セラミックス基板、ガラス基板、酸化物基板のような基板も含む意味に用いる。また「極大」とは、極大点を含むその周囲の磁界強度が他の領域よりも強い部分も含む意味である。例えば、極大値の３／４以上の領域である。また薄膜パターン７は、単独の導電性パターンであってもよく、また複数の導電性パターンが集まった集合パターンであってもよい。さらに導電性パターンに他のパターンを含む複合パターンであってもよい。
空胴共振器１１には、その内部のマイクロ波照射空間５１に定在波を形成するマイクロ波を供給するためのアンテナ２５を有する。
［マイクロ波焼成装置］
図２に示すように、マイクロ波焼成装置１０は、マイクロ波照射空間５１を有する空胴共振器（以下、（円筒型の）空胴共振器ともいう）１１を有する。空胴共振器１１は、円筒型であっても、筒中心軸に対して垂直方向の断面が長方形の筒型（以下。長方形筒型という）を除く筒中心軸を中心として対向する２面が平行な多角筒型であっても、中心軸において磁界強度が極大かつ一様な定在波を形成できる。以下、円筒型の空胴共振器について説明する。
円筒型の空胴共振器１１は、円筒中心軸（以下、中心軸ともいう）Ｃに沿って電場若しくは磁場の強度が一様となる、例えばＴＭ１１０モードの定在波が形成される。
空胴共振器１１には、該空胴共振器の円筒中心軸Ｃを挟んで対向する、空胴共振器１１の胴部壁１１ＳＡに設けられた入口１２と、胴部壁１１ＳＡに対向する胴部壁１１ＳＢに設けられた出口１３とを有する。上記入口１２及び出口１３はスリット状に形成されていることが好ましい。また、空胴共振器１１内において、電場が極小となり、磁界強度が極大かつ均一になる磁場領域５２に、薄膜パターン７を有するシート６を搬送する搬送機構３１を備える。この搬送機構３１によって、入口１２から薄膜パターンを有するシート６がマイクロ波照射空間５１内に入り、加熱処理（焼成処理）され、出口１３から処理されたシート６が出される。上記「シート」は、通常、誘電体であり、フィルムや紙のような薄いものから、ある程度の厚みを有する樹脂基板、セラミックス基板、ガラス基板、酸化物基板のような基板も含む意味に用いる。また「極大」とは、極大点を含むその周囲の磁界強度が他の領域よりも強い部分も含む意味である。例えば、極大値の３／４以上の領域である。また薄膜パターン７は、単独の導電性パターンであってもよく、また複数の導電性パターンが集まった集合パターンであってもよい。さらに導電性パターンに他のパターンを含む複合パターンであってもよい。
空胴共振器１１には、その内部のマイクロ波照射空間５１に定在波を形成するマイクロ波を供給するためのアンテナ２５を有する。
例えば、ＴＭ１１０モードの定在波が発生する円筒型の空胴共振器１１の場合、磁場領域５２は、中心軸Ｃにおける電界強度が極小となり、磁界強度が極大となり、中心軸Ｃに沿っては磁界強度が均一となる空間である。シート６は、磁場領域５２を通るように、すなわち中心軸Ｃを通るように配されることが好ましい。したがって、シート６の入口１２と出口１３は、中心軸Ｃを挟んで対向する位置の円筒型の空胴共振器１１の胴部壁１１ＳＡ、１１ＳＢに配されることが好ましい。言い換えれば、入口１２と中心軸Ｃと出口１３とは同一平面を含む位置に配されることが好ましい。
空胴共振器１１には、マイクロ波発生器２１が配され、空胴共振器１１に対してマイクロ波が供給される。一般にマイクロ波周波数は０．３〜３００ＧＨｚのＳバンドが用いられる。又は９００〜９３０ＭＨｚや、５．７２５〜５．８７５Ｈｚが用いられることもある。ただし、これ以外の周波数についても用いるこができる。
空胴共振器１１には、マイクロ波発生器２１が配され、空胴共振器１１に対してマイクロ波が供給される。一般にマイクロ波周波数は０．３〜３００ＧＨｚのＳバンドが用いられる。又は９００〜９３０ＭＨｚや、５．７２５〜５．８７５Ｈｚが用いられることもある。ただし、これ以外の周波数についても用いるこができる。
上記のマイクロ波焼成装置１０では、空胴共振器１１に対して、マイクロ波発生器２１で発生させたマイクロ波をマイクロ波供給口１４から空胴共振器１１内に供給し、空胴共振器１１の中心軸Ｃの位置に定在波を形成する。その定在波の磁界強度が極大となり、電界強度が極小となる部分（空胴共振器１１の中心軸Ｃ及びその近傍）にてシート６の薄膜パターン７を加熱する。
その際、磁場領域５２にシート６が有する薄膜パターン７の長軸方向の少なくとも一部（すなわち一部又は全部）を、磁場領域５２に発生させた磁場の振動方向に対して４５度以上９０度以下の角度にして、該シート６を磁場領域５２内に通過させて、該薄膜パターン７を加熱焼成する。薄膜パターン７の長軸方向の少なくとも一部とは、例えば、シート６に複数の薄膜パターン７が異なる方向に長軸を向けて配されている場合には、磁場の振動方向に対して４５度以上９０度以下の角度に長軸が配されている薄膜パターン７のことである。また薄膜パターンが波線パターン若しくは折れ線パターンの場合には、その薄膜パターンのうち、磁場の振動方向に対して４５度以上９０度以下の角度に長軸が配されている薄膜パターン７のことである。
その際、磁場領域５２にシート６が有する薄膜パターン７の長軸方向の少なくとも一部（すなわち一部又は全部）を、磁場領域５２に発生させた磁場の振動方向に対して４５度以上９０度以下の角度にして、該シート６を磁場領域５２内に通過させて、該薄膜パターン７を加熱焼成する。薄膜パターン７の長軸方向の少なくとも一部とは、例えば、シート６に複数の薄膜パターン７が異なる方向に長軸を向けて配されている場合には、磁場の振動方向に対して４５度以上９０度以下の角度に長軸が配されている薄膜パターン７のことである。また薄膜パターンが波線パターン若しくは折れ線パターンの場合には、その薄膜パターンのうち、磁場の振動方向に対して４５度以上９０度以下の角度に長軸が配されている薄膜パターン７のことである。
上記マイクロ波焼成装置１０では、マイクロ波発生器２１から供給されるマイクロ波は、周波数を調整して供給される。周波数の調整により、空胴共振器１１内に形成される定在波の磁界強度分布を所望の分布状態へと安定的に制御することができる。またマイクロ波の出力によって定在波の強度を調整することができる。つまり、薄膜パターン７の加熱状態を制御することが可能になる。
なお、マイクロ波供給口１４から供給されるマイクロ波の周波数は、空胴共振器１１内に特定のシングルモード定在波を形成することができるものである。
本発明のマイクロ波焼成装置１０の構成について、順に説明する。
なお、マイクロ波供給口１４から供給されるマイクロ波の周波数は、空胴共振器１１内に特定のシングルモード定在波を形成することができるものである。
本発明のマイクロ波焼成装置１０の構成について、順に説明する。
＜空胴共振器＞
マイクロ波焼成装置１０に用いる円筒型の空胴共振器（キャビティー）１１は、一つのマイクロ波供給口１４を有し、マイクロ波を供給した際にシングルモードの定在波が形成されるものであれば特に制限はない。本発明に用いる空胴共振器は、図面に示されるような円筒型に限られない。すなわち、円筒型でなくても、中心軸に対して垂直方向の断面が長方形の筒型を除く中心軸を中心として対向する２面が平行な多角筒型の空胴共振器であっても良い。例えば、中心軸に垂直方向の断面が、正６角形、正８角形、正１２角形、正１６角形等の正偶数角形の筒型、又は正偶数角形の中心軸に対して対向する２面間で潰した形状の多角形の筒型であってもよい。上記の多角筒型の空胴共振器の場合、空胴共振器内部の角は丸みを有してもよい。また、マイクロ波照射空間としては、上記の筒型の他に、上記の丸みを大きくした柱状態、楕円体、等の空間を有する空胴共振器であってもよい。
このような多角形であっても、円筒型と同様の作用（すなわち、中心軸において磁界強度が極大かつ一様な定在波を形成できる）を実現することができる。
空胴共振器１１の大きさも目的に応じて適宜に設計することができる。空胴共振器１１は電気抵抗率の小さいものが望ましく、通常は金属製であり、一例として、アルミニウム、銅、鉄、マグネシウム、黄銅、ステンレス、若しくはそれらの合金等を用いることができる。又は、樹脂やセラミック、金属の表面に電気抵抗率の小さい物質をめっき、蒸着などによりコーティングしてもよい。コーティングには銀、銅、金、スズ、ロジウムを含む材を用いることができる。
マイクロ波焼成装置１０に用いる円筒型の空胴共振器（キャビティー）１１は、一つのマイクロ波供給口１４を有し、マイクロ波を供給した際にシングルモードの定在波が形成されるものであれば特に制限はない。本発明に用いる空胴共振器は、図面に示されるような円筒型に限られない。すなわち、円筒型でなくても、中心軸に対して垂直方向の断面が長方形の筒型を除く中心軸を中心として対向する２面が平行な多角筒型の空胴共振器であっても良い。例えば、中心軸に垂直方向の断面が、正６角形、正８角形、正１２角形、正１６角形等の正偶数角形の筒型、又は正偶数角形の中心軸に対して対向する２面間で潰した形状の多角形の筒型であってもよい。上記の多角筒型の空胴共振器の場合、空胴共振器内部の角は丸みを有してもよい。また、マイクロ波照射空間としては、上記の筒型の他に、上記の丸みを大きくした柱状態、楕円体、等の空間を有する空胴共振器であってもよい。
このような多角形であっても、円筒型と同様の作用（すなわち、中心軸において磁界強度が極大かつ一様な定在波を形成できる）を実現することができる。
空胴共振器１１の大きさも目的に応じて適宜に設計することができる。空胴共振器１１は電気抵抗率の小さいものが望ましく、通常は金属製であり、一例として、アルミニウム、銅、鉄、マグネシウム、黄銅、ステンレス、若しくはそれらの合金等を用いることができる。又は、樹脂やセラミック、金属の表面に電気抵抗率の小さい物質をめっき、蒸着などによりコーティングしてもよい。コーティングには銀、銅、金、スズ、ロジウムを含む材を用いることができる。
＜搬送機構＞
搬送機構３１は、必須な機構ではないが、供給側搬送部３１Ａ、あるいは送り出し側搬送部３１Ｂ、若しくは両者を有する。
若しくは、供給部３１や供給口１２、排出口１３を設置しなくても良い。この場合、被加熱対象物はあらかじめ空胴共振器内の磁界が極大となる位置に配置しておき、しかるべき時間処理した後にマイクロ波を停止し、空胴共振器の一部を開放し非加熱対象物を取り出すことができる。
若しくは、供給部３１として特段の搬送機構を用いず、空胴共振器自体を移動することもできる。この場合は、被加熱対象物６を固定しておき、空胴共振器内の磁界が極大となる位置が非加熱対象物６から外れないように空胴共振器自体を非加熱対象物に沿って平行移動させることが適している。
若しくは、供給口１２や、排出口１３を重力方向に沿って配置することもできる。柔軟性がある被加熱対象物の場合、重力に従って垂下するため、供給口１２を上側にして重力に従って非加熱対象物６を送り出しても良い。若しくは、排出口１３を上側にして重力に逆らって、引き出しても良い。
搬送機構３１は、必須な機構ではないが、供給側搬送部３１Ａ、あるいは送り出し側搬送部３１Ｂ、若しくは両者を有する。
若しくは、供給部３１や供給口１２、排出口１３を設置しなくても良い。この場合、被加熱対象物はあらかじめ空胴共振器内の磁界が極大となる位置に配置しておき、しかるべき時間処理した後にマイクロ波を停止し、空胴共振器の一部を開放し非加熱対象物を取り出すことができる。
若しくは、供給部３１として特段の搬送機構を用いず、空胴共振器自体を移動することもできる。この場合は、被加熱対象物６を固定しておき、空胴共振器内の磁界が極大となる位置が非加熱対象物６から外れないように空胴共振器自体を非加熱対象物に沿って平行移動させることが適している。
若しくは、供給口１２や、排出口１３を重力方向に沿って配置することもできる。柔軟性がある被加熱対象物の場合、重力に従って垂下するため、供給口１２を上側にして重力に従って非加熱対象物６を送り出しても良い。若しくは、排出口１３を上側にして重力に逆らって、引き出しても良い。
＜マイクロ波の供給＞
マイクロ波の供給には、マイクロ波発生器２１、マイクロ波増幅器２２、アイソレータ２３、インピーダンス整合器２４、アンテナ２５を備えることが好ましい。
マイクロ波の供給には、マイクロ波発生器２１、マイクロ波増幅器２２、アイソレータ２３、インピーダンス整合器２４、アンテナ２５を備えることが好ましい。
空胴共振器１１の中心軸Ｃに平行な壁面（円筒の内面）又はその近傍には、マイクロ波供給口１４が設けられている。一実施形態において、マイクロ波供給口１４は、高周波を印加することができるアンテナ２５を有している。図１では、同軸導波管変換器を用いたマイクロ波供給口１４を示している。この場合アンテナ２５は電界励振型のモノポールアンテナとなっている。このとき定在波を効果的に形成するためには、マイクロ波供給口１４と空胴共振器１１の間に適切な開口部としてアイリス（図示せず）を用いても良い。また、導波管１４を用いず直接空胴共振器１１にアンテナを設置してもよい。この場合は空胴共振器側壁近傍に時間励振アンテナとなるループアンテナ（図示せず）を設置してもよい。又は、空胴共振器上面若しくは下面に電界励振となるモノポールアンテナを設置することも可能である。
アンテナ２５は、マイクロ波発生器２１からマイクロ波の供給を受ける。具体的には、マイクロ波発生器２１に、各ケーブル２６（２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄ）を順に介して、上記のマイクロ波増幅器２２、アイソレータ２３、整合器２４、アンテナ２５の順に接続されている。
各ケーブル２６には、例えば同軸ケーブルが用いられる。この構成では、マイクロ波発生器２１から発せられたマイクロ波を、各ケーブル２６を介してアンテナ２５によってマイクロ波供給口１４から空胴共振器１１内に供給する。
アンテナ２５は、マイクロ波発生器２１からマイクロ波の供給を受ける。具体的には、マイクロ波発生器２１に、各ケーブル２６（２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄ）を順に介して、上記のマイクロ波増幅器２２、アイソレータ２３、整合器２４、アンテナ２５の順に接続されている。
各ケーブル２６には、例えば同軸ケーブルが用いられる。この構成では、マイクロ波発生器２１から発せられたマイクロ波を、各ケーブル２６を介してアンテナ２５によってマイクロ波供給口１４から空胴共振器１１内に供給する。
［マイクロ波発生器］
本発明のマイクロ波加熱装置１に用いるマイクロ波発生器２１は、例えば、マグネトロン等のマイクロ波発生器や、半導体固体素子を用いたマイクロ波発生器を用いることができる。マイクロ波の周波数を微調整できるという観点から、ＶＣＯ（Voltage-Controlled oscillator：電圧制御発振器）やＶＣＸＯ（Voltage-controlled Xtal oscillator)若しくはＰＬＬ（Phase-locked loop）発振器を用いることが好ましい。
本発明のマイクロ波加熱装置１に用いるマイクロ波発生器２１は、例えば、マグネトロン等のマイクロ波発生器や、半導体固体素子を用いたマイクロ波発生器を用いることができる。マイクロ波の周波数を微調整できるという観点から、ＶＣＯ（Voltage-Controlled oscillator：電圧制御発振器）やＶＣＸＯ（Voltage-controlled Xtal oscillator)若しくはＰＬＬ（Phase-locked loop）発振器を用いることが好ましい。
［マイクロ波増幅器］
図１のマイクロ波加熱装置１はマイクロ波増幅器２２を備える。マイクロ波増幅器２２は、マイクロ波発生器２１によって発生されたマイクロ波の出力を増幅する機能を有する。その構成に特に制限はないが、例えば、高周波トランジスタ回路で構成される半導体固体素子を用いることが好ましい。マイクロ波発生器としてマグネトロンなど発振出力が大きいものを用いた場合はマイクロ波増幅回路を用いないこともできる。
図１のマイクロ波加熱装置１はマイクロ波増幅器２２を備える。マイクロ波増幅器２２は、マイクロ波発生器２１によって発生されたマイクロ波の出力を増幅する機能を有する。その構成に特に制限はないが、例えば、高周波トランジスタ回路で構成される半導体固体素子を用いることが好ましい。マイクロ波発生器としてマグネトロンなど発振出力が大きいものを用いた場合はマイクロ波増幅回路を用いないこともできる。
［アイソレータ］
図１のマイクロ波加熱装置１はアイソレータ２３を備える。アイソレータ２３は、空胴共振器１１内で発生する反射波の影響を抑制してマイクロ波発生器２１を保護するためのものであり、一方向（アンテナ２５方向）にマイクロ波が供給されるようにするものである。マイクロ波増幅器２２やマイクロ波発生器２１が反射波により破損する恐れがない場合は、アイソレータを設置しなくてもよい。この場合は装置が小型化できることや、低コスト化が可能になるメリットがある。
図１のマイクロ波加熱装置１はアイソレータ２３を備える。アイソレータ２３は、空胴共振器１１内で発生する反射波の影響を抑制してマイクロ波発生器２１を保護するためのものであり、一方向（アンテナ２５方向）にマイクロ波が供給されるようにするものである。マイクロ波増幅器２２やマイクロ波発生器２１が反射波により破損する恐れがない場合は、アイソレータを設置しなくてもよい。この場合は装置が小型化できることや、低コスト化が可能になるメリットがある。
［整合器］
図１のマイクロ波加熱装置１は整合器２４を備える。整合器２４は、マイクロ波発生器２１〜アイソレータ２３のインピーダンスとアンテナ２５のインピーダンスを整合させる（合わせる）ためのものである。不整合による反射波が生じてもマイクロ波増幅器２２やマイクロ波発生器２１が損傷を受けうる恐れがない場合は整合器を設置しなくてもよい。若しくは、あらかじめ不整合が発生しないようアンテナ構造やマイクロ波増幅器２２の持つ回路定数やケーブル２６を調整することで、整合器を設置しないこともできる。この場合は装置が小型化できることや、低コスト化が可能になるメリットがある。
図１のマイクロ波加熱装置１は整合器２４を備える。整合器２４は、マイクロ波発生器２１〜アイソレータ２３のインピーダンスとアンテナ２５のインピーダンスを整合させる（合わせる）ためのものである。不整合による反射波が生じてもマイクロ波増幅器２２やマイクロ波発生器２１が損傷を受けうる恐れがない場合は整合器を設置しなくてもよい。若しくは、あらかじめ不整合が発生しないようアンテナ構造やマイクロ波増幅器２２の持つ回路定数やケーブル２６を調整することで、整合器を設置しないこともできる。この場合は装置が小型化できることや、低コスト化が可能になるメリットがある。
［アンテナ］
アンテナ２５には、例えば、モノポールアンテナやループアンテナ若しくはパッチアンテナを用いることができる。モノポールアンテナの場合、空胴共振器１１の筐体や、マイクロ波供給口の筐体を接地面とし機能するよう、筐体とは絶縁体を介し空間内にアンテナ端部を露出する（図示せず）。ループアンテナの場合ループアンテナの端部は、図示しないが、空胴共振器壁面など接地電位と接続する。このアンテナ２５にマイクロ波（高周波）を印加することで、ループ内に磁界が励振され空胴共振器内に定在波を形成する形態とすることができる。
例えば、上記の円筒状の空胴共振器においてＴＭ１１０のシングルモード定在波を形成させた場合、中心軸Ｃにおいて、磁界強度が最大になり、中心軸Ｃ方向に磁界強度が均一になる。したがって、シート６において、その上面に存在する、又はシート自体である被加熱対象物を、均一に、高効率にマイクロ波加熱することが可能になる。
アンテナ２５には、例えば、モノポールアンテナやループアンテナ若しくはパッチアンテナを用いることができる。モノポールアンテナの場合、空胴共振器１１の筐体や、マイクロ波供給口の筐体を接地面とし機能するよう、筐体とは絶縁体を介し空間内にアンテナ端部を露出する（図示せず）。ループアンテナの場合ループアンテナの端部は、図示しないが、空胴共振器壁面など接地電位と接続する。このアンテナ２５にマイクロ波（高周波）を印加することで、ループ内に磁界が励振され空胴共振器内に定在波を形成する形態とすることができる。
例えば、上記の円筒状の空胴共振器においてＴＭ１１０のシングルモード定在波を形成させた場合、中心軸Ｃにおいて、磁界強度が最大になり、中心軸Ｃ方向に磁界強度が均一になる。したがって、シート６において、その上面に存在する、又はシート自体である被加熱対象物を、均一に、高効率にマイクロ波加熱することが可能になる。
＜制御系統＞
上記マイクロ波加熱装置１には、被加熱対象物のシート６の温度を測定する熱画像計測装置（サーモビュアー）４１若しくは、放射温度計（図示せず）が配されている。空胴共振器１１には、熱画像計測装置４１若しくは放射温度計（図示せず）によってシート６の温度分布を測定するための窓１５が配されている。熱画像計測装置４１によって測定されたシート６の温度分布の測定画像若しくは放射温度計によって計測された温度情報は、ケーブル４２を介して制御部４３に送信される。更に、空胴共振器１１の胴壁１１Ｓには電磁波センサ４４が配されている。電磁波センサ４４によって検出した共振器１１内の電磁界エネルギーに応じた信号は、ケーブル４５を介して制御部４３に送信される。制御部４３は電磁波センサ４４の信号をもとに、空胴共振器１１内に発生させた定在波の形成状況（共振状況）を検知することができる。定在波が形成されている、つまり共振しているときは、電磁波センサ４４の出力が大きくなる。電磁波センサ４４の出力が極大となるよう、マイクロ波発生器の発振周波数を調整することで、空胴共振器１１の持つ共振周波数と一致するようマイクロ波周波数を制御することができる。被加熱対象物の状況（挿入状態、温度等）により共振周波数は変動するため、この制御は適切な間隔で行う必要がある。変化が速い場合、被加熱対象物の供給速度が速い場合は、供給速度が変動する場合は、１ミリ秒〜１秒の間隔で行うことが望ましい。被加熱対象物が固定されている場合や供給速度が変動しない場合など変化が小さい場合は、１０秒〜１分間隔でもよい。又は、加熱前に一度、共振周波数を求めておけば、その後、常時制御する必要がない場合もある。
上記マイクロ波加熱装置１には、被加熱対象物のシート６の温度を測定する熱画像計測装置（サーモビュアー）４１若しくは、放射温度計（図示せず）が配されている。空胴共振器１１には、熱画像計測装置４１若しくは放射温度計（図示せず）によってシート６の温度分布を測定するための窓１５が配されている。熱画像計測装置４１によって測定されたシート６の温度分布の測定画像若しくは放射温度計によって計測された温度情報は、ケーブル４２を介して制御部４３に送信される。更に、空胴共振器１１の胴壁１１Ｓには電磁波センサ４４が配されている。電磁波センサ４４によって検出した共振器１１内の電磁界エネルギーに応じた信号は、ケーブル４５を介して制御部４３に送信される。制御部４３は電磁波センサ４４の信号をもとに、空胴共振器１１内に発生させた定在波の形成状況（共振状況）を検知することができる。定在波が形成されている、つまり共振しているときは、電磁波センサ４４の出力が大きくなる。電磁波センサ４４の出力が極大となるよう、マイクロ波発生器の発振周波数を調整することで、空胴共振器１１の持つ共振周波数と一致するようマイクロ波周波数を制御することができる。被加熱対象物の状況（挿入状態、温度等）により共振周波数は変動するため、この制御は適切な間隔で行う必要がある。変化が速い場合、被加熱対象物の供給速度が速い場合は、供給速度が変動する場合は、１ミリ秒〜１秒の間隔で行うことが望ましい。被加熱対象物が固定されている場合や供給速度が変動しない場合など変化が小さい場合は、１０秒〜１分間隔でもよい。又は、加熱前に一度、共振周波数を求めておけば、その後、常時制御する必要がない場合もある。
制御部４３では、検出された周波数に基づいて、空胴共振器１１内に一定の周波数の定在波が立つマイクロ波の周波数を、ケーブル４６を介してマイクロ波発生器２１にフィードバックする。このフィードバックに基づいて、制御部４３では、マイクロ波発生器２１から供給されるマイクロ波の周波数を精密に制御する。このようにして、空胴共振器１１内に定在波を安定して発生させることができる。したがって、定在波によって被加熱対象物のシート６を効率良く、高い再現性で、均一に加熱することができる。また、制御部４３では、マイクロ波増幅器２２にマイクロ波の出力を指示することによって、一定の出力のマイクロ波をアンテナ２５に供給できるように調整することができる。あるいは、マイクロ波増幅器２２の増幅率は変化させず、マイクロ波発生器２１とマイクロ波増幅器２２の間に設置した減衰器（図示せず）の減衰率を制御部４３の指示により調整することもできる。マイクロ波出力は、熱画像計測装置４１若しくは放射温度計の指示値をもとに、被加熱対象物を目的温度となるようフィードバック制御してもよい。マイクロ波発振器２１としてマグネトロンのような大出力を出せる装置を用いた場合は、マイクロ波発生器２１に対し、マイクロ波出力を調整するよう、制御部４３の指示を与えても良い。
電磁波センサ４４を用いない制御方法として、空胴共振器１１の反射波の大きさを測定しその値を利用してもよい。反射波の測定はアイソレータ２３から得られるアイソレーション量を用いることができる。若しくは、整合器２４（設置しない場合は、マイクロ波供給口に接続したケーブル２６Ｄ）とアイソレータ２３の間に設置する方向性結合器（図示せず）から得られる反射信号を用いることができる。反射波信号が極小となるよう、マイクロ波発生器の周波数を調整することで、空胴共振器１１へのマイクロ波のエネルギーを効率的に供給することができる。このとき、空胴共振器１１の共振周波数とマイクロ波発生器の周波数が一致している可能性が高い。ただし、この方法ではケーブル２６やアンテナ２５、導波管１４などでマイクロ波が消費されている可能性もあり、かならずしも共振周波数と一致していない場合もある。
＜薄膜パターンの加熱＞
本発明のマイクロ波焼成装置１０では、薄膜パターン７は、導電性材料、誘電体材料又はその両方を含む材料（複合材料）で構成される。このような薄膜パターン７は、空胴共振器１１内部の磁界強度に対応させて配される。特に、空胴共振器１１内に形成された定在波の磁界強度が極大になる部分に沿って配せば、より効率的な加熱が可能になる。具体的には、シート６が空胴共振器１１の中心軸Ｃを通るように、入口１２から供給され出口１３から排出される。
本発明のマイクロ波焼成装置１０では、薄膜パターン７は、導電性材料、誘電体材料又はその両方を含む材料（複合材料）で構成される。このような薄膜パターン７は、空胴共振器１１内部の磁界強度に対応させて配される。特に、空胴共振器１１内に形成された定在波の磁界強度が極大になる部分に沿って配せば、より効率的な加熱が可能になる。具体的には、シート６が空胴共振器１１の中心軸Ｃを通るように、入口１２から供給され出口１３から排出される。
図２に示したマイクロ波焼成装置１０においては、上記薄膜パターン７であれば、特に制限はなく、液体、固体、粉末およびそれらの混合物であっても加熱することができる。
薄膜パターン７を液体、固体又は粉末とした場合は、それらをシート６上に配して搬送することで連続的に薄膜パターン７の温度を制御することができる。本発明のマイクロ波焼成装置１０はシート６上の薄膜パターン７を選択的に加熱することができる。
薄膜パターン７を液体、固体又は粉末とした場合は、それらをシート６上に配して搬送することで連続的に薄膜パターン７の温度を制御することができる。本発明のマイクロ波焼成装置１０はシート６上の薄膜パターン７を選択的に加熱することができる。
図２に示した形態において、定在波の周波数は、空胴共振器１１内に定在波を形成できれば特に制限はない。上記マイクロ波供給口１４からマイクロ波を供給した場合、空胴共振器１１内に上述した定在波が形成される周波数とすることが好ましい。中心軸Ｃに磁界強度の極大領域を形成するモードとして、ＴＭｎ１０（ｎは１以上の整数）モード（例えばＴＭ２１０、ＴＭ３１０のモード）や、ＴＥ１０ｎ（ｎは１以上の整数）モードが挙げられる。空胴共振器１１の中心軸Ｃに沿って磁界強度の極大部を効率的に形成できる点で、ＴＭ１１０の定在波であることが好ましい。
又はＴＥ１０ｎ（ｎは１以上の整数）モードであってもよい。この場合もｎ＝１のＴＥ１０１モードが最も好ましく、ＴＥ１０２、ＴＥ１０３モードであってもよい。
又はＴＥ１０ｎ（ｎは１以上の整数）モードであってもよい。この場合もｎ＝１のＴＥ１０１モードが最も好ましく、ＴＥ１０２、ＴＥ１０３モードであってもよい。
上記空胴共振器１１は、通常、共振周波数がＩＳＭ（Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｍｅｄｉｃａｌ）バンド内に収まるよう設計される。ただし、空胴共振器１１や装置全体から空間に放射される電磁波のレベルを、周囲への安全や通信等に影響を及ぼさないよう抑制できる機構を有してあれば、ＩＳＭバンド以外の周波数で設計してもよい。
上記のマイクロ波焼成装置１０では、空胴共振器１１内にマイクロ波を供給して特定の定在波を形成させると、空胴共振器１１の中心軸Ｃにおいて磁場が発生しかつ当該磁場を極大とすることができ、また中心軸方向に磁場を均一に分布させることができる。このとき、磁場が極大かつ均一に発生する中心軸Ｃに沿う領域には、事実上、電場が発生していない。このため、薄膜パターン７を有するシート６を入口１２から入れて中心軸Ｃを通して出口１３より送り出させると、電場によるスパーク（アーク放電）を発生することなく、中心軸Ｃにおいて極大になっている磁場をシート６の幅方向に均一に照射することができる。この磁場の照射によって薄膜パターン７に誘導電流が発生し、薄膜パターン７の内部が誘導加熱される。
上記加熱では、シート６が樹脂（例えばポリイミド）で形成され、そのシート６上に導電性材料からなる薄膜パターン７が配されている場合、薄膜パターン７は加熱されるが樹脂のシート６は加熱されない。一般的に樹脂は磁気損失がほぼ無く、磁場を照射しても樹脂には誘導電流が発生しないため、加熱されない。一方、薄膜パターン７には誘導電流が発生するため、加熱される。このように、薄膜パターン７を選択的に加熱することができる。
上記加熱では、シート６が樹脂（例えばポリイミド）で形成され、そのシート６上に導電性材料からなる薄膜パターン７が配されている場合、薄膜パターン７は加熱されるが樹脂のシート６は加熱されない。一般的に樹脂は磁気損失がほぼ無く、磁場を照射しても樹脂には誘導電流が発生しないため、加熱されない。一方、薄膜パターン７には誘導電流が発生するため、加熱される。このように、薄膜パターン７を選択的に加熱することができる。
上記説明したように、マイクロ波焼成装置１０は、例えばＴＭ１１０モードの定在波を形成する円筒型の空胴共振器１１を使用することによって、中心軸Ｃに磁界が集中するため、その領域が磁界の極大域となり、中心軸方向に磁界強度が均一になる。このため、中心軸Ｃを通る薄膜パターン７に対する温度制御性（均一性）が高くなる。また、定在波を形成するマイクロ波の周波数、出力を制御することによって、常に一定の定在波を形成することができるため、より温度制御性が向上し、更に均一な加熱を実現できる。
電磁波センサ４４によって空胴共振器１１内の電磁界エネルギーに応じた信号を正確に検出することができる。そのため、検出した電磁界エネルギーに応じた信号に基づいて空胴共振器１１内に発生させた定在波の形成状況（共振状況）を検知することができる。この検知情報に基づき制御部によって、マイクロ波の周波数を安定して共振するように制御する。このようにして、空胴共振器１１内に安定して定在波を発生させることができる。したがって、定在波によって薄膜パターンを効率良く、均一に加熱することができ、かつ、空胴共振器内の定在波の形成状態を安定的に維持することができる。
次に、本発明の薄膜パターンの焼成方法の好ましい一実施形態を、図１及び２を参照して説明する。
本発明の薄膜パターンの焼成方法は、上記したマイクロ波焼成装置１０を用いて行うことが好ましい。
まず、マイクロ波焼成装置１０の前段の装置である第１群装置２によって、シート６に印刷（例えば、スクリーン印刷）された薄膜パターン７を予備乾燥させる。第１群装置２には、例えばホットプレートを用いる。ホットプレートを用いて、印刷された薄膜パターン７を、例えば、３０℃〜１２０℃にて１秒〜１０分、乾燥させる。この予備乾燥は、パターン７の焼成温度かつ基板の耐熱温度以下であれば特に制限なく、薄膜パターン７に含まれる溶媒成分が乾燥するまで行うことが好ましい。上記予備乾燥では、ホットプレートを用いたが、前述の他の予備乾燥を行う加熱装置を用いることもできる。
まず、マイクロ波焼成装置１０の前段の装置である第１群装置２によって、シート６に印刷（例えば、スクリーン印刷）された薄膜パターン７を予備乾燥させる。第１群装置２には、例えばホットプレートを用いる。ホットプレートを用いて、印刷された薄膜パターン７を、例えば、３０℃〜１２０℃にて１秒〜１０分、乾燥させる。この予備乾燥は、パターン７の焼成温度かつ基板の耐熱温度以下であれば特に制限なく、薄膜パターン７に含まれる溶媒成分が乾燥するまで行うことが好ましい。上記予備乾燥では、ホットプレートを用いたが、前述の他の予備乾燥を行う加熱装置を用いることもできる。
次に、第２群装置３の円筒型の空胴共振器１１のマイクロ波照射空間５１に磁場と電場とが分離されるシングルモードの定在波を形成する。定在波が形成されたマイクロ波照射空間５１内において、事実上、電場が存在せず、磁場が存在する、上記説明した磁場領域５２に、薄膜パターン７を有するシート６を通して、薄膜パターン７を焼成する。薄膜パターン７は、シート６の上面及び下面のいずれか一方の面又は両面に形成されたものであり、例えば、スクリーン印刷によって、印刷されたものである。したがって、シート面６Ｓに印刷された薄膜パターン７は、溶剤等を含む濡れた状態となっている。この濡れた状態の薄膜パターン７（７Ａ）を焼成することで、乾燥し焼結された導電性の薄膜パターン７（７Ｂ）を得る。
焼成前のパターン７Ａは、金属粒子、樹脂成分、溶媒などで構成されており、焼成前はパターン７Ａ内に多量の樹脂成分が残っている。焼成によって、金属粒子そのものが焼き固まるほかにも、この樹脂成分を焼き飛ばすことでも金属粒子間の接触が良くなり、導電性が向上する。
なお、上記「焼成」は、「薄膜パターンの原料粉末を成形し、加熱して、収縮、緻密化させ、一定の形状と強度をもつ焼結体を得る工程」をいう。すなわち、薄膜パターンの原料を高熱で焼いて性質に変化を生じさせることである。「焼結」は、「薄膜パターンの原料粉末が高温で焼き固まる現象」をいう。具体的には、焼結過程の最初は、薄膜パターンの原料粉末の粒子間に隙間が見られるが、高温環境下（融点よりも低い温度）で焼結が起こると、粒子間の接触面積が増加して隙間が減少し、焼き固まり、一定の安定した形状と強度を確保する。
焼成前のパターン７Ａは、金属粒子、樹脂成分、溶媒などで構成されており、焼成前はパターン７Ａ内に多量の樹脂成分が残っている。焼成によって、金属粒子そのものが焼き固まるほかにも、この樹脂成分を焼き飛ばすことでも金属粒子間の接触が良くなり、導電性が向上する。
なお、上記「焼成」は、「薄膜パターンの原料粉末を成形し、加熱して、収縮、緻密化させ、一定の形状と強度をもつ焼結体を得る工程」をいう。すなわち、薄膜パターンの原料を高熱で焼いて性質に変化を生じさせることである。「焼結」は、「薄膜パターンの原料粉末が高温で焼き固まる現象」をいう。具体的には、焼結過程の最初は、薄膜パターンの原料粉末の粒子間に隙間が見られるが、高温環境下（融点よりも低い温度）で焼結が起こると、粒子間の接触面積が増加して隙間が減少し、焼き固まり、一定の安定した形状と強度を確保する。
本発明の薄膜パターンの焼成方法では、マイクロ波照射空間５１に供給されたマイクロ波（図示せず）によって、シングルモードの定在波が形成され、そして磁場と電場とが形成される。このようなマイクロ波照射空間５１において、電場が事実上存在せず、磁場が存在する磁場領域５２に薄膜パターン７を有するシート６を通すことから、磁場の影響を受けて薄膜パターン７内に誘導電流が発生し、薄膜パターン７が自己加熱される。一方、磁場領域５２は電場が事実上形成されていないので、シート６は電場の影響を受けることがない。そのため、薄膜パターン７に、電場の影響によるスパーク現象（アーク放電）が発生しない。このような磁場加熱により、薄膜パターン７が加熱されて焼成される。その際、薄膜パターン７の形状及び配置方向によって昇温挙動が異なる。以下、昇温挙動が異なることについて説明する。
薄膜パターン７は、アスペクト比が３．７以上の異方性を有する薄膜パターンである。以下に薄膜パターン７のアスペクト比の規定方法について説明する。図３及び４に示すように、焼成される薄膜パターン７には、線状パターン、矩形状パターン又は複雑な形状のパターン等、種々の形状のパターンがある。又、同様の形状のパターンが繰り返される繰り返しパターンがある。なお、図面において、２点鎖線にて示した長方形パターンは、見やすくするため、薄膜パターンから少し離間した状態に描かれている。実際には、薄膜パターンの外形に長方形パターンの外形の一部又は全部（薄膜パターンの外形が長方形の場合）が一致している。
薄膜パターン７のアスペクト比は以下のように規定する。
図３（Ａ）に示した長方形の薄膜パターン７Ａ（細長い長方形の線状パターン（図示せず）も含む）場合、長方形の長辺と短辺の比（長辺／短辺）が薄膜パターン７Ａのアスペクト比になる。この場合も下記と同様に、薄膜パターン７Ａと同形状の長方形パターン（図示せず）が設定される。
一方、図３（Ｂ）に示した長方形の角部に隅切がある薄膜パターン７Ｂ、及び図３（Ｃ）に示した台形の薄膜パターン７Ｃは、薄膜パターン７Ｂ、７Ｃに外接する長方形パターン８Ｂ、８Ｃのアスペクト比を薄膜パターン７Ｂ、７Ｃのアスペクト比とする。
更に図３（Ｄ）〜（Ｆ）に示した複雑な形状の薄膜パターン７Ｄ〜７Ｆの場合、薄膜パターン７Ｄ〜７Ｆにそれぞれに外接する長方形パターン８Ｄ〜８Ｆを規定し、その長方形パターン８Ｄ〜８Ｆのアスペクト比を薄膜パターン７Ｄ〜７Ｆのアスペクト比とする。その際、長方形パターン８Ｄ〜８Ｆの面積に対して薄膜パターン７Ｄ〜７Ｆの面積を引いた面積の値が最小になるように、長方形パターン８Ｄ〜８Ｆの大きさを決定することが好ましい。
図４（Ｇ）に示した内部に空間７Ｓがある薄膜パターン７Ｇの場合、薄膜パターン７Ｇに外接する長方形パターンと空間７Ｓに外接する長方形パターンとの両方でアスペクト比を判定する。例えば、外接する長方形パターンと空間の長方形パターンのアスペクト比のうち、大きい値を電極パターン７のアスペクト比とする。
又は薄膜パターン７Ｇを幅方向に２分割し、２分割した両方の薄膜パターンに対してそれぞれに外接する長方形パターンを規定する。この場合、２分割した他方の薄膜パターンに対しても同様に長方形パターンを規定することができる。
図４（Ｈ）に示した繰り返しパターンで構成される薄膜パターン７Ｈの場合、一つの縦方向パターンとそれに隣接する一つの横方向パターンに分割して測定パターンとして長方形パターン８Ｈを規定する。この場合、前述の図３（Ｄ）の場合と同様になる。したがって、縦方向パターンとは長手方向のパターンをいい、横方向パターンとは短手方向のパターンをいう。
図３（Ａ）に示した長方形の薄膜パターン７Ａ（細長い長方形の線状パターン（図示せず）も含む）場合、長方形の長辺と短辺の比（長辺／短辺）が薄膜パターン７Ａのアスペクト比になる。この場合も下記と同様に、薄膜パターン７Ａと同形状の長方形パターン（図示せず）が設定される。
一方、図３（Ｂ）に示した長方形の角部に隅切がある薄膜パターン７Ｂ、及び図３（Ｃ）に示した台形の薄膜パターン７Ｃは、薄膜パターン７Ｂ、７Ｃに外接する長方形パターン８Ｂ、８Ｃのアスペクト比を薄膜パターン７Ｂ、７Ｃのアスペクト比とする。
更に図３（Ｄ）〜（Ｆ）に示した複雑な形状の薄膜パターン７Ｄ〜７Ｆの場合、薄膜パターン７Ｄ〜７Ｆにそれぞれに外接する長方形パターン８Ｄ〜８Ｆを規定し、その長方形パターン８Ｄ〜８Ｆのアスペクト比を薄膜パターン７Ｄ〜７Ｆのアスペクト比とする。その際、長方形パターン８Ｄ〜８Ｆの面積に対して薄膜パターン７Ｄ〜７Ｆの面積を引いた面積の値が最小になるように、長方形パターン８Ｄ〜８Ｆの大きさを決定することが好ましい。
図４（Ｇ）に示した内部に空間７Ｓがある薄膜パターン７Ｇの場合、薄膜パターン７Ｇに外接する長方形パターンと空間７Ｓに外接する長方形パターンとの両方でアスペクト比を判定する。例えば、外接する長方形パターンと空間の長方形パターンのアスペクト比のうち、大きい値を電極パターン７のアスペクト比とする。
又は薄膜パターン７Ｇを幅方向に２分割し、２分割した両方の薄膜パターンに対してそれぞれに外接する長方形パターンを規定する。この場合、２分割した他方の薄膜パターンに対しても同様に長方形パターンを規定することができる。
図４（Ｈ）に示した繰り返しパターンで構成される薄膜パターン７Ｈの場合、一つの縦方向パターンとそれに隣接する一つの横方向パターンに分割して測定パターンとして長方形パターン８Ｈを規定する。この場合、前述の図３（Ｄ）の場合と同様になる。したがって、縦方向パターンとは長手方向のパターンをいい、横方向パターンとは短手方向のパターンをいう。
そして、薄膜パターン７の長軸の少なくとも一部（すなわち一部又は全部）が、磁場領域に発生させた磁場の振動方向（中心軸Ｃに対して垂直方向）に対して４５度以上９０度以下の角度を有して配される。「長軸」とは、薄膜パターンの長手方向に延びる幅方向中心を通る軸である。例えば、折れ線パターンのように、直交する方向に線状パターンが配されている場合には、折れ線パターンを構成する各線状パターンの長軸を磁場の振動方向に対して４５度に配することができる。このように配することで、折れ線パターンを構成するどの線状パターンの長軸も磁場の振動方向に対して４５度に配されることになる。
一方、薄膜パターン７の形状が図３（Ｂ）〜（Ｆ）、図４（Ｇ）〜（Ｈ）に一例として示したパターン形状の場合には、長方形パターン８Ｂ〜８Ｈの幅方向中央を通る長手方向を長軸とする。
一方、薄膜パターン７の形状が図３（Ｂ）〜（Ｆ）、図４（Ｇ）〜（Ｈ）に一例として示したパターン形状の場合には、長方形パターン８Ｂ〜８Ｈの幅方向中央を通る長手方向を長軸とする。
薄膜パターンの長軸方向の長さは、マイクロ波照射領域に供給されるマイクロ波の波長の１／１０以上の長さを有することが好ましい。
上記の焼成方法における薄膜パターン７の焼成は、磁場領域５２の磁場の作用により生じる磁気損失による発熱、及び磁場領域５２の磁場により薄膜パターン７内に励振される誘導電流による発熱のいずれか一方又は両方による。
上記薄膜パターンの焼成方法においては、薄膜パターンの上部及び下部に絶縁性の薄膜を有していてもよい。この薄膜パターンは単独パターンであっても、いくつかの薄膜パターンが集まって構成される集合パターンであってもよい。上記「絶縁性」とは、電気抵抗が高く、磁場で加熱されず、熱伝導率が低いものであることをいう。
絶縁性の薄膜としては、好ましくは、樹脂、セラミックス、ガラス、酸化物、等の薄膜が挙げられる。より好ましくは、樹脂、酸化物が挙げられる。絶縁性の薄膜の厚さは、１ｎｍ〜１ｃｍが好ましく、２０ｎｍ〜５００μｍがさらに好ましい。
絶縁性の薄膜としては、好ましくは、樹脂、セラミックス、ガラス、酸化物、等の薄膜が挙げられる。より好ましくは、樹脂、酸化物が挙げられる。絶縁性の薄膜の厚さは、１ｎｍ〜１ｃｍが好ましく、２０ｎｍ〜５００μｍがさらに好ましい。
マイクロ波照射空間に形成される定在波は、ＴＭｎ１０（ｎは１以上の整数）モード若しくはＴＥ１０ｎ（ｎは１以上の整数）モードが好ましい。この定在波と一致した共振周波数からなるマイクロ波エネルギーを空胴共振器１１に供給し、共振周波数の変化に対して常に目的のモードの定在波が形成されるよう、空胴共振器１１に供給するマイクロ波の周波数を自動調整することが好ましい。具体的には、前述したように、マイクロ波発生器２１において、マイクロ波周波数を微調整する方法が挙げられる。
上記空胴共振器１１内にて加熱、焼成された薄膜パターン７は、第３群装置４によって、第２群装置３にて焼成された薄膜パターン７を更に焼結するための加熱処理を行う。第３群装置４では、例えば、エキシマランプ、例えば１７２ｎｍ（Ｘｅエキシマランプ）の高エネルギーの真空紫外線を使って有機物を分解する処理を行うことが好ましい。
以下に、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定して解釈されるものではない。
［実施例１〜８］
実施例１〜８は、ポリイミド製のシート上に導電性銀ペースト（トーヨーケム株式会社、商品名ＲＥＸＡＬＰＨＡ）をスクリーン印刷し、表１に記載した所定のサイズの厚さ０．０１２ｍｍで導電性の薄膜パターンを形成した測定試料１〜８を作製した。表１に記載した各サイズは、ホットプレートによる乾燥前のサイズである。そして図１に示した薄膜パターンの焼成装置１０を用いて、各測定試料１〜８をホットプレートに載せ、薄膜パターンをホットプレートで６０℃にて２０分乾燥させ、溶媒を除去した。円筒型の空胴共振器（キャビティ）内にはＴＭ１１０モードの定在波を形成させた。各試験シート１〜８は、各薄膜パターンの長軸方向が空胴共振器の円筒中心軸において、磁界の振動方向に対して９０度の方向になるように配置した。この状態にて、各試験シート１〜８を空胴共振器１０の入口１２から円筒中心軸Ｃの磁場領域を通り出口１３から出るように搬送機構３１によって搬送した。空胴共振器１０内において各薄膜パターンに、周波数２．４５ＧＨｚ、出力１００Ｗのマイクロ波を照射し、ＴＭ１１０モードの定在波を形成し、薄膜パターンを加熱、焼成し、導電性を付与した。そのときの薄膜パターンの温度変化を熱画像計測装置（サーモビュアー）にて測定した。熱画像計測装置には、日本アビオニクス社製ＩｎｆｒＲＥＣ Ｈ８０００（商品名）を用いた。マイクロ波の照射１分後の温度を測定し記録した。その後、マイクロ波照射後の各薄膜パターンの体積抵抗率を測定した。体積抵抗率は、三菱ケミカルアナリテック社製ロレスタ-ＧＸ ＭＣＰ-Ｔ６１０にて、４端子プローブによって測定した。
薄膜パターンの形状をパラメータとした体積抵抗率と加熱到達温度との関係は図３に示した通りである。
実施例１〜８は、ポリイミド製のシート上に導電性銀ペースト（トーヨーケム株式会社、商品名ＲＥＸＡＬＰＨＡ）をスクリーン印刷し、表１に記載した所定のサイズの厚さ０．０１２ｍｍで導電性の薄膜パターンを形成した測定試料１〜８を作製した。表１に記載した各サイズは、ホットプレートによる乾燥前のサイズである。そして図１に示した薄膜パターンの焼成装置１０を用いて、各測定試料１〜８をホットプレートに載せ、薄膜パターンをホットプレートで６０℃にて２０分乾燥させ、溶媒を除去した。円筒型の空胴共振器（キャビティ）内にはＴＭ１１０モードの定在波を形成させた。各試験シート１〜８は、各薄膜パターンの長軸方向が空胴共振器の円筒中心軸において、磁界の振動方向に対して９０度の方向になるように配置した。この状態にて、各試験シート１〜８を空胴共振器１０の入口１２から円筒中心軸Ｃの磁場領域を通り出口１３から出るように搬送機構３１によって搬送した。空胴共振器１０内において各薄膜パターンに、周波数２．４５ＧＨｚ、出力１００Ｗのマイクロ波を照射し、ＴＭ１１０モードの定在波を形成し、薄膜パターンを加熱、焼成し、導電性を付与した。そのときの薄膜パターンの温度変化を熱画像計測装置（サーモビュアー）にて測定した。熱画像計測装置には、日本アビオニクス社製ＩｎｆｒＲＥＣ Ｈ８０００（商品名）を用いた。マイクロ波の照射１分後の温度を測定し記録した。その後、マイクロ波照射後の各薄膜パターンの体積抵抗率を測定した。体積抵抗率は、三菱ケミカルアナリテック社製ロレスタ-ＧＸ ＭＣＰ-Ｔ６１０にて、４端子プローブによって測定した。
薄膜パターンの形状をパラメータとした体積抵抗率と加熱到達温度との関係は図３に示した通りである。
［比較例１〜８］
一方、比較例１〜８は、各パターンの長軸方向を磁界の振動方向に対して０度の方向に配置した以外、実施例１〜８と同様にして作製し、実施例１〜８と同様にして焼成を行った。薄膜パターンの形状をパラメータとした体積抵抗率と加熱到達温度との関係は図３に示した通りである。
一方、比較例１〜８は、各パターンの長軸方向を磁界の振動方向に対して０度の方向に配置した以外、実施例１〜８と同様にして作製し、実施例１〜８と同様にして焼成を行った。薄膜パターンの形状をパラメータとした体積抵抗率と加熱到達温度との関係は図３に示した通りである。
図３は、各薄膜パターンのマイクロ波照射時の到達温度および照射後に測定した体積抵抗率を示す。なお、１ｍｍ×４０ｍｍ、２ｍｍ×４０ｍｍの薄膜パターンの加熱温度は、その長軸方向を磁場の振動方向に対して９０度の位置に配置した場合に、マイクロ波を照射した１０秒以内にポリイミド製シートの耐熱温度を超えた。しかも、熱画像計測装置の測定上限の３００℃を超えたため、３００℃として記録しているが、実際は更に高温まで昇温している。
この結果から、磁場の振動方向に対して０度方向に薄膜パターンの長軸を配置した薄膜パターンはいずれもほとんど昇温せず、体積抵抗率も高いことがわかった。また磁場の振動方向に対して９０度の位置に薄膜パターンの長軸を配置した薄膜パターンは、細く長い（アスペクト比が大きい）パターンほど高温まで昇温していることがわかった。
この結果から、薄膜パターンの形状と配置の方向によって、焼成の可否や到達温度の違いがあることが明らかになった。
この結果から、磁場の振動方向に対して０度方向に薄膜パターンの長軸を配置した薄膜パターンはいずれもほとんど昇温せず、体積抵抗率も高いことがわかった。また磁場の振動方向に対して９０度の位置に薄膜パターンの長軸を配置した薄膜パターンは、細く長い（アスペクト比が大きい）パターンほど高温まで昇温していることがわかった。
この結果から、薄膜パターンの形状と配置の方向によって、焼成の可否や到達温度の違いがあることが明らかになった。
また、図４は、磁場の振動方向に対して薄膜パターンの長軸方向を９０度にした、各薄膜パターンのマイクロ波照射時の到達温度と薄膜パターンの長さの関係を示す。
この結果から、薄膜パターンの長軸方向の長さが２６ｍｍ以上の薄膜パターンは、いずれも、１０秒以内に１３０℃以上に昇温されることがわかった。また図４と同様に、磁場の振動方向に対して９０度に長軸を配置した薄膜パターンは、細く長い（アスペクト比が大きい）パターンほど高温まで昇温していることがわかった。
よって、本発明の焼成方法では、薄膜パターンの長軸の長さが２６ｍｍ以上であり、アスペクト比が３．７以上であり、薄膜パターンの長軸が磁場領域の磁場の振動方向に対して４５度以上の角度を有して配されていることが重要であることがわかった。
この結果から、薄膜パターンの長軸方向の長さが２６ｍｍ以上の薄膜パターンは、いずれも、１０秒以内に１３０℃以上に昇温されることがわかった。また図４と同様に、磁場の振動方向に対して９０度に長軸を配置した薄膜パターンは、細く長い（アスペクト比が大きい）パターンほど高温まで昇温していることがわかった。
よって、本発明の焼成方法では、薄膜パターンの長軸の長さが２６ｍｍ以上であり、アスペクト比が３．７以上であり、薄膜パターンの長軸が磁場領域の磁場の振動方向に対して４５度以上の角度を有して配されていることが重要であることがわかった。
１ 薄膜パターンの焼成装置
２ 前段の装置（第１群装置）
３ マイクロ波焼成装置（第２群装置）
４ 後段の装置（第３群装置）
６ シート
７ 薄膜パターン
１０ マイクロ波焼成装置
１１ 空胴共振器
１２ 入口
１３ 出口
１４ マイクロ波供給口
１５ 窓
２１ マイクロ波発生器
２２ マイクロ波増幅器
２３ アイソレータ
２４ 整合器
２５ アンテナ
２６ ケーブル
３１ 搬送機構
３１Ａ 供給側搬送部
３１Ｂ 送り出し側搬送部
４１ 熱画像計測装置
４２、４５、４６、４７ ケーブル
４３ 制御器
４４ 電磁波センサ
Ｃ 空胴中心軸（中心軸）
２ 前段の装置（第１群装置）
３ マイクロ波焼成装置（第２群装置）
４ 後段の装置（第３群装置）
６ シート
７ 薄膜パターン
１０ マイクロ波焼成装置
１１ 空胴共振器
１２ 入口
１３ 出口
１４ マイクロ波供給口
１５ 窓
２１ マイクロ波発生器
２２ マイクロ波増幅器
２３ アイソレータ
２４ 整合器
２５ アンテナ
２６ ケーブル
３１ 搬送機構
３１Ａ 供給側搬送部
３１Ｂ 送り出し側搬送部
４１ 熱画像計測装置
４２、４５、４６、４７ ケーブル
４３ 制御器
４４ 電磁波センサ
Ｃ 空胴中心軸（中心軸）
Claims (11)
- 円筒型又は筒中心軸に対して垂直方向の断面が長方形の筒型を除く筒中心軸を中心として対向する２面が平行な多角筒型の空胴共振器のマイクロ波照射空間にシングルモードの定在波を形成し、電界強度が極小で磁界強度が極大となる磁場領域に、導電性材料または誘電体材料若しくはその両方を含む薄膜パターンを有するシートを通して、前記薄膜パターンを焼成する工程を含み、
前記薄膜パターンは、アスペクト比が３．７以上の異方性を有する薄膜パターンであり、該薄膜パターンの前記長軸方向の少なくとも一部を前記磁場領域に発生させた磁場の振動方向に対して４５度以上９０度以下の角度に配して、前記磁場領域に前記シートを通す、薄膜パターンの焼成方法。 - 前記薄膜パターンの長軸方向の長さが前記マイクロ波の波長の１／１０以上の長さを有する請求項１に記載の薄膜パターンの焼成方法。
- 前記焼成は、前記磁場領域の磁場の作用により生じる磁気損失による発熱、及び前記磁場領域の磁場により前記薄膜パターン内に励振される誘導電流による発熱のいずれか一方又は両方の発熱作用により生じる請求項１又は２に記載の薄膜パターンの焼成方法。
- 前記薄膜パターンの上部及び下部に断熱性の薄膜を有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の薄膜パターンの焼成方法。
- 前記定在波は、ＴＭｎ１０（ｎは１以上の整数）モード若しくはＴＥ１０ｎ（ｎは１以上の整数）モードである請求項１〜４のいずれか１項に記載の薄膜パターンの焼成方法。
- 前記空胴共振器内の前記定在波の形成状態を維持するために、該空胴共振器に形成された定在波の共振周波数の変化に対応して、該空胴共振器に供給するマイクロ波の周波数を自動調整することを含む請求項１〜５のいずれか１項に記載の薄膜パターンの焼成方法。
- 円筒型又は筒中心軸に対して垂直方向の断面が長方形の筒型を除く筒中心軸を中心として対向する２面が平行な多角筒型のマイクロ波照射空間を有し、筒中心軸に沿って磁界強度が一様かつ極大となるＴＭｎ１０（ｎは１以上の整数）モード若しくはＴＥ１０ｎ（ｎは１以上の整数）モードの定在波が形成される空胴共振器と、
前記マイクロ波照射空間内に搬入されるシートが通過する、前記空胴共振器の胴部壁に配された入口と、
前記マイクロ波照射空間内から搬出される前記シートが通過する、前記空胴共振器の胴部壁に配された送り出し口と、
前記シートを、前記入口から搬入し、前記磁界強度が極大となる磁場領域を通過して前記出口から搬出する搬送機構とを有し、
前記シートが有する薄膜パターンの長軸方向の少なくとも一部を、前記磁場領域に発生させた磁場の振動方向に対して４５度以上９０度以下の角度にして、前記磁場領域に前記シートを通過させて該薄膜パターンを加熱焼成するマイクロ波焼成装置。 - 前記シートを前記マイクロ波焼成装置によって加熱焼成する前に、前記シートを予備乾燥する前段の装置と、
前記マイクロ波焼成装置によって前記薄膜パターンの焼成後に後処理を行う後段の装置とを備え、
前記搬送機構によって前記シートを連続的に搬送し、前記前段の装置、前記マイクロ波焼成装置及び前記後段の装置によって順に処理を行う請求項７に記載のマイクロ波焼成装置。 - 前記前段の装置が、薄膜パターンを予備乾燥する、赤外線加熱装置、熱風加熱装置、又はホットプレートを有する請求項７又は８に記載のマイクロ波焼成装置。
- 前記マイクロ波焼成装置が、１つ若しくは複数の前記空胴共振器を有する請求項７〜９のいずれか１項に記載のマイクロ波焼成装置。
- 前記後段の装置が、前記薄膜パターンを更に焼結するための加熱手段からなり、
前記加熱手段が、エキシマランプ、紫外線ランプ、大気圧プラズマ照射手段又はキセノンフラッシュランプを有する請求項７〜１０のいずれか１項に記載のマイクロ波焼成装置。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018021456A JP6986264B2 (ja) | 2018-02-08 | 2018-02-08 | 薄膜パターンの焼成方法及びマイクロ波焼成装置 |
| TW108104157A TWI841549B (zh) | 2018-02-08 | 2019-02-01 | 微波加熱方法、微波加熱裝置及化學反應方法 |
| US16/968,079 US11883789B2 (en) | 2018-02-08 | 2019-02-07 | Microwave heating method, microwave heating apparatus, and chemical reaction method |
| KR1020207021949A KR20200115516A (ko) | 2018-02-08 | 2019-02-07 | 마이크로파 가열 방법, 마이크로파 가열 장치 및 화학반응 방법 |
| CN201980008403.1A CN111602465B (zh) | 2018-02-08 | 2019-02-07 | 微波加热方法、微波加热装置和化学反应方法 |
| EP19750634.8A EP3751963A4 (en) | 2018-02-08 | 2019-02-07 | MICROWAVE HEATING METHOD, MICROWAVE HEATING DEVICE AND CHEMICAL REACTION METHOD |
| PCT/JP2019/004351 WO2019156142A1 (ja) | 2018-02-08 | 2019-02-07 | マイクロ波加熱方法、マイクロ波加熱装置及び化学反応方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018021456A JP6986264B2 (ja) | 2018-02-08 | 2018-02-08 | 薄膜パターンの焼成方法及びマイクロ波焼成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2019140213A JP2019140213A (ja) | 2019-08-22 |
| JP6986264B2 true JP6986264B2 (ja) | 2021-12-22 |
Family
ID=67694652
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2018021456A Active JP6986264B2 (ja) | 2018-02-08 | 2018-02-08 | 薄膜パターンの焼成方法及びマイクロ波焼成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6986264B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7446599B2 (ja) * | 2019-12-16 | 2024-03-11 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 樹脂乾燥装置及び樹脂乾燥方法 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58164288A (ja) * | 1982-03-25 | 1983-09-29 | 株式会社リコー | 膜集積回路用基板の製造方法 |
| JP4759668B2 (ja) * | 2004-05-11 | 2011-08-31 | 株式会社Ｉｄｘ | マイクロ波加熱装置 |
| JP2006221958A (ja) * | 2005-02-10 | 2006-08-24 | Idx Corp | 導電性又は磁性薄膜を有するシート状被加熱物のマイクロ波による加熱方法及び装置 |
| JP2010274383A (ja) * | 2009-05-29 | 2010-12-09 | Nisshin Seisakusho:Kk | メタルボンド砥石の製造方法及び製造装置 |
| JP5681847B2 (ja) * | 2010-09-30 | 2015-03-11 | 株式会社サイダ・Ｆｄｓ | マイクロ波装置 |
| KR20140009379A (ko) * | 2011-02-25 | 2014-01-22 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 막 형성 방법 및 막 형성 장치 |
| JP6290089B2 (ja) * | 2012-09-25 | 2018-03-07 | 昭和電工株式会社 | マイクロ波加熱装置 |
| JP6179473B2 (ja) * | 2014-07-23 | 2017-08-16 | コニカミノルタ株式会社 | 導電パターン作製装置 |
| JP2017200671A (ja) * | 2016-05-02 | 2017-11-09 | 昭和電工株式会社 | マイクロ波を使用した化学反応装置 |
-
2018
- 2018-02-08 JP JP2018021456A patent/JP6986264B2/ja active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2019140213A (ja) | 2019-08-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111602465B (zh) | 微波加热方法、微波加热装置和化学反应方法 | |
| JP7241379B2 (ja) | はんだ実装方法及びマイクロ波加熱装置 | |
| TWI573167B (zh) | Microwave radiation mechanism and surface wave plasma processing device | |
| JP4018151B2 (ja) | 無線周波とマイクロ波とを利用した材料の処理 | |
| WO2014159590A1 (en) | Microwave plasma spectrometer using dielectric resonator | |
| JP6812433B2 (ja) | マイクロ波エネルギーを用いて誘電体材料を処理するための方法及び装置 | |
| JP2003504827A (ja) | セラミックのマイクロ波乾燥方法 | |
| US6222170B1 (en) | Apparatus and method for microwave processing of materials using field-perturbing tool | |
| JP3677017B2 (ja) | スロットアレイアンテナおよびプラズマ処理装置 | |
| JP6986264B2 (ja) | 薄膜パターンの焼成方法及びマイクロ波焼成装置 | |
| WO2019156142A1 (ja) | マイクロ波加熱方法、マイクロ波加熱装置及び化学反応方法 | |
| JP2020173958A (ja) | マイクロ波加熱装置及びマイクロ波加熱方法 | |
| WO2021095723A1 (ja) | 実装用配線基板、電子部品実装基板、電子部品の実装方法、マイクロ波加熱方法及びマイクロ波加熱装置 | |
| Wu et al. | Investigation of instabilities in microstrip-sustained microplasma | |
| JP7389444B2 (ja) | マイクロ波加熱装置、加熱方法及び化学反応方法 | |
| EP3481149B1 (en) | High-frequency heating device | |
| JP2020194676A (ja) | プラズマ密度モニタ、プラズマ処理装置、およびプラズマ処理方法 | |
| JP7253985B2 (ja) | マイクロ波供給機構、プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 | |
| JP2020202052A (ja) | プラズマ電界モニタ、プラズマ処理装置、およびプラズマ処理方法 | |
| CN117356175A (zh) | 电子部件的安装方法及电子部件安装用局部屏蔽基板 | |
| JP2005243650A (ja) | スロットアレイアンテナおよびプラズマ処理装置 | |
| US20240365523A1 (en) | Method of mounting electronic devices and partially shielded board for mounting electronic devices | |
| JP2011060637A (ja) | マイクロ波照射装置 | |
| RU156462U1 (ru) | Устройство для свч-нагрева диэлектрических материалов | |
| JP3466674B2 (ja) | マイクロ波誘電加熱装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20201126 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20211116 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20211119 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6986264 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |