JP7209952B2 - 強誘電体ナノ粒子集積方法及び電子部品の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、上述のような従来技術の状況に鑑みてなされたものであり、強誘電体ナノ粒子を効率よく集積させる強誘電体ナノ粒子の集積方法、この集積方法に用いる集積装置、及び強誘電体ナノ粒子の集積面積がより大きく、各種の用途において有用な電子部品の製造方法を提供することを目的とする。
1.基板の表面に強誘電体ナノ粒子を集積させる強誘電体ナノ粒子集積方法であって、
前記強誘電体ナノ粒子が分散媒に分散され、且つ帯電された分散液を、前記分散液とは反対の電荷を有するように帯電された前記基板に向けて吐出させ、前記基板の表面に前記分散液を塗着させつつ、塗着された分散液に含まれる分散媒を除去することを特徴とする強誘電体ナノ粒子集積方法。
2.前記強誘電体ナノ粒子が強誘電体の正方晶である前記1.に記載の強誘電体ナノ粒子集積方法。
3.前記分散液が静電噴霧により吐出される前記1.又は2.に記載の強誘電体ナノ粒子集積方法。
4.前記1.乃至3.のうちのいずれか1項に記載の強誘電体ナノ粒子集積方法に用いる強誘電体ナノ粒子集積装置であって、
基板を内部に収容するチャンバーと、前記チャンバーの上部に取り付けられた静電噴霧用ノズルと、前記チャンバーの下部の前記静電噴霧用ノズルの開口部に対向する位置に配置された基板載置用ボードと、前記基板載置用ボードを加熱するためのヒーターと、前記静電噴霧用ノズルに電圧を印加するための電源と、前記基板載置用ボードに電圧を印加するための電源と、を備えることを特徴とする強誘電体ナノ粒子集積装置。
5.前記チャンバーに通気用開口部が設けられ、且つ前記チャンバーに、前記チャンバー内の気体を外部へ排出するためのポンプが配設された前記4.に記載の強誘電体ナノ粒子集積装置。
6.基板と、前記基板の表面に形成された強誘電体ナノ粒子集積体とを備える電子部品の製造方法であって、
強誘電体ナノ粒子が分散媒に分散され、且つ帯電された分散液を、前記分散液とは反対の電荷を有するように帯電された前記基板に向けて吐出させ、前記基板の表面に前記分散液を塗着させつつ、塗着された分散液に含まれる分散媒を除去し、前記強誘電体ナノ粒子集積体を形成することを特徴とする電子部品の製造方法。
また、強誘電体ナノ粒子が強誘電体の正方晶である場合は、各々の結晶が基板表面から順次集積され、各種の電子部品として有用な厚さを有する集積体を容易に形成することができる。
更に、分散液が静電噴霧により吐出される場合は、均質な集積体を容易に形成することができる。
本発明の強誘電体ナノ粒子集積方法に用いる強誘電体ナノ粒子集積装置によれば、チャンバーの上部に取り付けられた静電噴霧用ノズルと、チャンバーの下部の静電噴霧用ノズルの開口部に対向する位置に配置された基板載置用ボードとを備える。これにより、基板載置用ボード上に載置された基板の表面に分散液を吐出させ、塗着させることができ、各種の電子部品として有用な厚さを有する集積体を精度よく形成することができる。
また、チャンバーに通気用開口部が設けられ、且つチャンバーに、チャンバー内の気体を外部へ排出するためのポンプが配設された場合は、分散媒が効率よく除去され、容易に集積体を形成することができる。
本発明の電子部品の製造方法によれば、帯電された分散液が、分散液とは反対の電荷を有するように帯電された基板に向けて吐出される。これにより、基板の表面に所要厚さの集積体が形成され、基板と、強誘電体ナノ粒子集積体とを備える各種の用途において有用な電子部品を製造することができる。
[1]強誘電体ナノ粒子集積方法
本発明の強誘電体ナノ粒子集積方法は、強誘電体ナノ粒子が分散媒に分散され、且つ帯電された分散液を、分散液とは反対の電荷を有するように帯電された基板に向けて吐出させ、基板の表面に分散液を塗着させつつ、塗着された分散液に含まれる分散媒を除去することを特徴とする。
本発明の強誘電体ナノ粒子集積装置(図1参照)は、本発明の強誘電体ナノ粒子集積方法に用いる集積装置であって、基板を内部に収容するチャンバーと、チャンバーの上部に取り付けられた静電噴霧用ノズルと、チャンバーの下部の静電噴霧用ノズルの開口部に対向する位置に配置された基板載置用ボードと、基板載置用ボードを加熱するためのヒーターと、静電噴霧用ノズルに電圧を印加するための電源と、基板載置用ボードに電圧を印加するための電源と、を備えることを特徴とする。
本発明の電子部品の製造方法は、強誘電体ナノ粒子が分散媒に分散され、且つ帯電された分散液を、分散液とは反対の電荷を有するように帯電された基板に向けて吐出させ、基板の表面に分散液を塗着させつつ、塗着された分散液に含まれる分散媒を除去し、強誘電体ナノ粒子集積体を形成することを特徴とする。
図1のような強誘電体ナノ粒子集積装置10を用いて基板4の表面に強誘電体ナノ粒子集積体を形成した。この装置10は、チャンバー1の内部において、電源81により荷電された静電噴霧用ノズル2により正帯電の強誘電体ナノ粒子が分散媒に分散された分散液を連続的に流下させ、予熱された基板載置用ボード3上の負帯電の基板4に向けて吐出させ、集積させつつ、分散媒を除去し、基板4の表面に強誘電体ナノ粒子集積体を形成する装置である。
分散液供給手段7から、電源81により接地され、+4kVに荷電された静電噴霧用ノズル2に、平均粒子寸法29.6nm(標準偏差10%以下)のチタン酸バリウムのナノ粒子を高沸点溶剤であるメシチレンに7mg/mLの濃度で分散させた分散液を70μL/分の流速で供給しながら、30秒間静電噴霧させ、基板載置用ボード3に載置され、電源82により接地され、-2kVに荷電された基板4上に集積させた。また、集積された分散液からメシチレンを気化させ、効率よく除去するため、基板4が載置された基板載置用ボード3を、ハロゲンランプにより下方より60℃に加熱した。更に、気化したメシチレンがチャンバー1内に滞留しないようにポンプ6により排気した。その結果、排気と同時に通気用開口部11から大気が流入することで、チャンバー1内は大気雰囲気に保持された。
-4kVに荷電された基板4を用いた他は、実施例1と同様にして強誘電体ナノ粒子集積体を形成した。その結果、図3の走査型電子顕微鏡による観察画像のように、基板4の表面にチタン酸バリウムナノ粒子が配列され、集積されてなる厚さ略500nmの強誘電体ナノ粒子集積体を形成することができた。
基板4に電圧を印加しなかった他は、実施例1と同様にして強誘電体ナノ粒子集積体の形成を試みた。その結果、図4の走査型電子顕微鏡による観察画像のように、基板4の表面に比較的大寸の液滴が付着した状態となり、均一な集積層は形成されなかった。
静電噴霧用ノズル2を+12Vに荷電させるとともに、基板4に電圧を印加しなかった他は、実施例1と同様にして強誘電体ナノ粒子集積体の形成を試みた。その結果、図5の走査型電子顕微鏡による観察画像のように、基板4の表面に粒子が凝集して数百nm程度の2次粒子が堆積した状態となった。
Claims (9)
- 基板の表面に強誘電体ナノ粒子を集積させる強誘電体ナノ粒子集積方法であって、
前記強誘電体ナノ粒子が、圧力760mmHgにおける沸点が150℃~200℃の範囲にある分散媒に分散され、且つ帯電された分散液を、前記分散液とは反対の電荷を有するように帯電された前記基板に向けて吐出させ、前記基板の表面に前記分散液を塗着させつつ、塗着された分散液に含まれる分散媒を除去することを特徴とする強誘電体ナノ粒子集積方法。 - 前記分散液における強誘電体ナノ粒子の濃度が2~20mg/mLである請求項1に記載の強誘電体ナノ粒子集積方法。
- 前記分散液が吐出される前記基板が、50℃~90℃に予熱されている請求項1又は2に記載の強誘電体ナノ粒子集積方法。
- 前記強誘電体ナノ粒子が強誘電体の正方晶である請求項1乃至3のいずれか一項に記載の強誘電体ナノ粒子集積方法。
- 前記分散液が静電噴霧により吐出される請求項1乃至4のいずれか一項に記載の強誘電体ナノ粒子集積方法。
- 基板と、前記基板の表面に形成された強誘電体ナノ粒子集積体とを備える電子部品の製造方法であって、
強誘電体ナノ粒子が、圧力760mmHgにおける沸点が150℃~200℃の範囲にある分散媒に分散され、且つ帯電された分散液を、前記分散液とは反対の電荷を有するように帯電された前記基板に向けて吐出させ、前記基板の表面に前記分散液を塗着させつつ、塗着された分散液に含まれる分散媒を除去し、前記強誘電体ナノ粒子集積体を形成することを特徴とする電子部品の製造方法。 - 前記分散液における強誘電体ナノ粒子の濃度が2~20mg/mLである請求項6に記載の電子部品の製造方法。
- 前記分散液が吐出される前記基板が、50℃~90℃に予熱されている請求項6又は7に記載の電子部品の製造方法。
- 前記分散液が静電噴霧により吐出される請求項6乃至8のいずれか一項に記載の電子部品の製造方法。
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