KR20100067098A - 이방성 집속 장치 - Google Patents

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브루스 에이치. 킹
스티븐 베리 울프슨
데이빗 에이치. 라마히
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옵토멕 인코포레이티드
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Abstract

물질을 적층하는 실질적으로 평면형인 조립체가 개시되어 있다. 본 발명의 조립체는 조립되었을 때에, 적어도 하나의 에어로솔 채널과, 외피 가스 플레넘과, 노즐을 획정하는 플레이트들을 포함한다. 이들 부재들은 이방성인 것이 바람직하며, 직사각형인 것이 바람직하다. 상기 에어로솔 채널은 에어로솔 유동의 균일성을 개선하기 위해, 더 세분될 수 있다.

Description

이방성 집속 장치{APPARATUS FOR ANISOTROPIC FOCUSING}
관련 출원의 상호 참조
본 출원은, 2007년 8월 31일자로 발명의 명칭 "이방성 집속 장치"로 출원된 미국 가특허출원 제60/969,445호의 우선권 이익을 주장한다. 상기 특허 출원의 내용은 본 출원의 명세서에 참고로 통합된다.
본 발명은 비대칭 팁 형상을 이용하여 물질 스트림을 이방성으로 집속하는 분야에 관한 것이다.
종래 기술은 일반적으로 유체역학적 집속을 사용하여 액상 및 액상-입자 서스펜션을 고해상도로 마스크리스 적층하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 가장 널리 사용되는 실시형태에서, 에어로솔 스트림(aerosol stream)은 판상 또는 비-판상 타겟 상에 집속 적층되어서, 대응 벌크 물질 근방에서 물리적, 광학적 및/또는 전기적 특성을 달성하기 위한 열적 또는 광화학 처리된 패턴을 형성한다. 상기 공정은 M3D®(마스크리스 메소스케일 물질 적층)(Maskless Mesoscale Material Deposition) 기술로 불리우며, 통상의 후막 공정에 의해 적층되는 선폭보다 작은 오더의 선폭으로 에어로솔화된 물질을 적층하는 데에 사용된다. 적층은 마스크를 사용하지 않고 수행된다. 또한, 상기 M3D® 공정은 1 미크론 미만의 선폭을 갖는 라인을 획정할 수 있다.
상기 M3D® 장치는, 외각 외피 유동 및 내부 에어로솔-충만 반송 유동으로 이루어진 고리모양으로 퍼지는 제트를 형성하기 위해, 에어로솔 제트 적층 헤드를 사용하는 것이 바람직하다. 환상 에어로솔 제팅 공정에서, 에어로솔 스트림은 바람직하게는 에어로솔화 공정 직후 또는 히터 어셈블리를 통과한 후에 적층 헤드로 들어가서, 적층 헤드 오리피스를 향하는 장치의 축을 따라서 지향된다. 처리량은 에어로솔 운반 가스 유량 제어기로 조절되는 것이 바람직하다. 적층 헤드 내부에서, 상기 에어로솔 스트림은 밀리미터 크기의 오리피스를 통과함으로써 초기에 시준되는 것이 바람직하다. 그런 다음, 신생 입자 스트림은, 노즐 막힘을 제거하고 에어로솔 스트림을 집속하는 기능을 하는 환상 외피 가스와 합쳐지는 것이 바람직하다. 운반 가스와 외피 가스 대부분은 일반적으로 공기 또는 불활성 가스를 포함한다. 공기 또는 불활성 가스 중 하나 또는 모두는 변조된 솔벤트 증기 성분을 포함할 수 있다. 일례로, 에어로솔이 수용액으로부터 형성된 경우, 액적 증발을 방지하기 위해 운반 가스 또는 외피 가스에 수증기가 부가될 수 있다.
외피 가스는 에어로솔 인입구 아래의 외피 공기 인입구를 통해 들어가서 에어로솔 스트림과 함께 환상 유동을 형성하는 것이 바람직하다. 에어로솔 운반 가스의 경우에서와 같이, 외피 가스 유량은 유량 제어기로 조절되는 것이 바람직하다. 혼합된 유동은 타켓을 지향하는 오리피스를 통해 고속(~50 m/s)으로 노즐을 빠져나가서, 타겟 상에 충돌한다. 상기 환상 유동은 에어로솔 스트림을 타겟 상에 집속시키고, 약 1 미크론 미만의 크기로 피쳐에 적층되도록 한다. 상기 타겟에 대해 적층 헤드가 상대적으로 이동함으로써 패턴이 형성된다.
M3D 공법과 관련된 종래 기술은 일반적으로 동축 외피 유동 기법을 사용하는 장치를 개시하고 있다. 도 1은 동심 튜브의 가장 단순한 형태를 보여준다. 가장 안쪽의 분무 튜브(10)는 에어로솔 분무 유동 형태의 분무된 물질을 운반한다. 튜브(10)는 조립체(16)의 근위 지점(14)에서 외각 쉘(12)에 동심으로 장착되어 있다. 분무 튜브(10)와 쉘(12) 사이의 환상 공간은 동축 외피 챔버(18)를 형성한다. 외피 가스가 근위 지점(20)에서 외피 챔버(18)로 들어가서, 외피 가스가 외피 챔버(18)의 전장을 이동할 때까지, 외피 가스는 상기 분무 유동과 동축인 완전한 층류를 확립하고 있다. 분무 유동과 외피 유동은 유체역학적 집속이 이루어지는 수렴 영역(22)에서 만난다. 수렴 영역(22)의 원위 콘(24)은 형상적인 집속이 추가로 이루어지도록 한다. 추가의 형상적 집속을 제공하기 위해, 팁(26)이 조립체(16)에 부가될 수 있다.
액상 유세포 분석기는 샘플 유동이 일반적으로 광학적으로 분석할 극세선을 이루도록 유체역학적 집속을 사용한다. 에어로솔 및 가스 외피 M3D 방법과는 달리, 유세포 분석기는 단지 액체만을 사용하므로, 액체의 비압축성과 층류를 유용하여 샘플 물질을 집속한다. 액체 샘플(M3D® 방법에서의 에어로솔 스트림과 유사한, 일반적으로 전처리된 혈액 샘플)은 일반적으로 탈이온수 또는 생리 식염수인 외피 액체에 의해 집속된다. 일반적으로, 약 10 미크론 미만의 폭으로 집속되어서, 당해 생체 세포들이 순차적으로 거의 정렬된다. 집속 챔버로부터, 이들 세포들은 면적이 약 250 제곱 미크론인 내부 정사각형 챔버가 있는 일반적으로 정사각형이며 광학적으로 깨끗한 튜브로 직접 들어간다. 상기 정사각형 플로우 셀은 세포들을 추가로 집속하는 데에는 사용되지 않는다. 일부 경우에서, 플로우 셀의 일 표면에 레이저 광이 지향되고, 광 검출기가 상기 레이저의 반대편과 레이저에 직교하는 위치에 위치하여, 집속된 샘플 스트림을 레이저 빔이 관통할 때에 반사 및 굴절되는 광 모두를 검출하게 된다. 샘플은 본래 셀들의 순차 열로 되어 있기 때문에, 광 패턴의 변화가 분석될 수 있으며, 다양한 셀들이 검출되어서 계수될 수 있다. 또한, 특수 장치를 사용하면, 세포류(stream of cell)가 소팅되어 개별 챔버들 안에 적층될 수 있다. 집속 및 광학 챔버(일반적으로 "플로우 셀"(flow cell)로 불리움)의 구성은 유세포 분석기 커뮤니티에 잘 알려져 있으며, 집속 챔버를 광학 챔버의 입구에 정렬시키는 것이 어렵다는 약점과 고비용이라는 약점이 있다. 대부분의 응용 분야에서, 이들 플로우 셀들은 버려지기 보다는 재 세척되어 재사용될 필요가 있다. 재사용할 때의 약점이 교차 오염과 시간 낭비라는 것은 자명하다. 유세포 분석기는 펌프, 밸브 그리고 다양한 유동 미터를 갖는 복잡하며, 비교적 크기가 큰 것으로 알려져 있다. 잠재적으로 유해한 생물학적 유동을 취급할 때에, 매우 어려울 수 있으며, 이들 기기들을 로드, 언로드 그리고 수리할 때에 위험할 수도 있다.
특허 제6,537,501호에 개시되어 있는 바와 같이, 1회용 평면형 액상 취급 조립체가 유세포 분석기 분야에 주지되어 있다. 많은 튜브와 개별 밸브를 구비하기 보다는, 일반적으로 플라스틱 소재의 복수의 박층을 사용하는 소형 액체 취급 카세트가 사용된다. 각 층은 유동 경로가 있는 다양한 챔버를 구비하거나, 하나의 채널과 다른 채널을 분리하는 단순한 장벽일 수 있다. 정확한 방향을 지향하며 조립될 때에, 유동들이 한 층에서 다른 층으로 흐르는 곳에서 유동성 "회로판"(circuit board)이 형성된다. 이와 같이 층이 있는 장치를 사용하여, 샘플 유동을 광학 챔버 내로 집속하는 데에 2차원 집속 챔버들이 사용될 수 있다.
본 발명은 비대칭 팁 형상을 이용하여 물질 스트림을 이방성으로 집속하는 물질 적층 조립체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 물질 적층 조립체는, 커버 플레이트들 중 어느 하나 또는 모두는 물질을 포함하는 에어로솔용 인입구 및 하나 이상의 외피 가스 인입구를 포함하는, 제1 커버 플레이트 및 제2 커버 플레이트와, 상기 에어로솔 인입구와 유체 연통하는 적어도 하나의 에어로솔 채널과 이방성 노즐을 포함하며, 상기 커버 플레이트들 사이에 밀봉되어 있는 인서트를 포함하고, 상기 하나 이상의 외피 가스 인입구는 상기 적어도 하나의 에어로솔 채널의 출구와 상기 노즐의 입구를 둘러싸는 외피 플레넘(sheath plenum)과 유체 연통한다. 상기 인서트는 서로 조립되어 상기 에어로솔 채널 및 상기 노즐을 형성하는 2개의 미러 이미지 플레이트를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 외피 가스는 상기 외피 플레넘과 상기 노즐 내에서 상기 에어로솔을 둘러싸고 집속하는 것이 바람직하다. 상기 외피 플레넘은 이방성인 것이 바람직하다. 상기 노즐은 직사각형인 것이 바람직하고, 상기 에어로솔 채널은 직사각형이고, 상기 직사각형 노즐에 정렬되어 있는 것이 바람직하다. 상기 노즐은 물질을 적층하는 중에 기판에 대해 이동할 수 있는 것이 바람직하고, 선택적으로는 상기 노즐은 상기 노즐 및 상기 기판의 이동 방향에 대해 경동될(tiltable) 수 있다. 본 발명 적층 조립체는 상기 하나 이상의 외피 가스 인입구 및 상기 외피 플레넘과 연결되어 있는 채널들을 또한 포함하고, 상기 채널들은 상기 외피 가스가 상기 외피 플레넘에 들어가서 상기 에어로솔 채널 내에서 상기 에어로솔의 유동 방향과 실질적으로 평행한 방향으로 이동하도록 구성되는 것이 바람직하다.
선택적으로, 상기 인서트는 에어로솔 채널을 포함하는 팁 끼움쇠(tip shim)를 포함한다. 상기 팁 끼움쇠는 변형가능한 것이 바람직하고, 상기 팁 끼움쇠의 변형은 상기 에어로솔 채널 팁의 폭에 따라 변하는 것이 바람직하다.
상기 적어도 하나의 에어로솔 채널의 적어도 일부분은 선택적으로 교호방식으로 오프셋된 디바이더들을 포함하거나, 선택적으로 복수의 소형 서브-채널들로 세분되어 있을 수 있다. 상기 서브-채널들은 축 방향 2열로 정렬되어 있고, 제1 열의 서브-채널들은 제2 열의 서브-채널들과 오프셋되어 있는 것이 바람직하다. 선택적으로, 상기 제1 열의 서브-채널들은 상기 제2 열의 서브-채널들에 대해 경사져 있으며, 이 경우, 인접하는 서브-채널들 내의 에어로솔 유동이 상기 에어로솔 채널을 빠져나갈 때에 각 유동들이 교차하는 것이 바람직하다.
발명의 상세한 설명에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 목적, 장점 및 신규한 특징, 그리고 본 발명이 적용될 수 있는 범위를 기재한다. 당업자라면 아래에 기재되어 있는 기재 사항을 탐색하고, 본 발명을 실시해 봄으로써 본 발명이 당업자에게 분명해질 것이다. 첨부된 청구범위에 특히 지적되어 있는 수단과 이들 수단의 조합에 의해 본 발명의 목적과 장점이 실현되고 얻어질 수 있다.
본 발명에 의하면, 세선의 이방성 적층 패턴을 형성시킬 수 있으며, 적층 균일성이 개선되는 효과가 있다.
본 명세서에 통합되어 명세서의 일부를 구성하는 첨부된 도면은 본 발명의 하나 이상의 실시형태를 도시하며, 명세서에 기재되어 있는 사항과 함께 본 발명의 원리를 설명한다. 이들 도면은 본 발명의 하나 이상의 바람직한 실시형태를 설명할 목적으로 도시한 것이고, 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
도 1은 동심 튜브를 사용하는 종래 나노 적층 헤드의 개략도이다.
도 2는 직사각형 노즐 장치의 평면 조립체의 개략 분해도이다.
도 3은 튜브를 사용하지 않는 평면 조립체의 개략도이다.
도 4는 튜브를 사용하지 않는 평면 조립체의 다른 실시형태의 개략도이다.
도 5는 층류 프로파일을 설명하는 도면이다.
도 6은 도 5에 도시한 유동 프로파일에 의한 적층 패턴을 보여주는 도면이다.
도 7은 정류 과정을 설명하는 도면이다.
도 8은 다수의 작은 층류들이 서로 밀집해 있는 패턴을 보여주는 도면이다.
도 9는 분무 채널 내의 복수의 정사각형 채널을 보여주는 개략도이다.
도 10은 도 9의 분무 채널과 다른 채널 내의 복수의 채널들을 보여주는 개략도이다.
도 11은 도 9 및 도 10의 분무 채널과 다른 채널 내의 복수의 채널들을 보여주는 개략도이다.
본 발명은 비대칭 노즐 형상을 사용하여 물질 유동을 이방성 집속하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 그러한 장치를 제작하는 하나의 간단한 방법은 2개의 동축 직사각형 튜브를 압출하고, 이들 직사각형 튜브를 도 1에 나타낸 동심 튜브 장치와 유사하게 조립한 후에, 도 1에 도시한 형태와 유사하게 소형 직사각형 팁 튜브를 부착하는 것이다. 본 발명은 평면형 조립체를 사용하는 것이 바람직하다. 평면형 조립체는 외피 및 폐기물 플레넘의 통상의 분무장치를 구비하는 집속 노즐 어레이를 구성할 수 있게 할 뿐만 아니라 채널 디자인에 큰 융통성을 제공한다. 직사각형 노즐은 단지 이들 평면 조립체에 사용될 수 있는 팁 형상의 일례이다.
도 2는 이방성 집속을 하는 직사각형 노즐 평면 조립체의 일 실시형태의 분해도이다. 모두 4개의 층들이 2개의 정렬홀(28) 내에 배치되는 다웰 핀(dowel pin)에 정렬되는 것이 바람직하다. 상기 층들은 홀(30) 내의 스크류에 의해 단지 압축되어서 서로 밀봉되는 것이 바람직하다. 압축 밀봉이 기능을 발휘하기 위해, 모든 정합면들은 마무리 가공이 잘 되어야 하며, 바람직하게는 폴리싱된다. 선택적으로, 하이 듀로미터 플라스틱 기판과 같이, 압축 중에 타겟이 약간 변형될 수 있는 경우에는, 미세한 결함과 스크래치들 대부분은 변형된 재료들이 둘러쌈으로써 밀봉될 수 있다. 너무 연질의 기판을 사용하면, 조립체를 밀봉하는 데에 필요로 하는 압축력이 노즐 형상에 상당한 영향을 미칠 위험이 있다. 조립체를 밀봉하는 다른 방법으로 개스킷 및/또는 접착제를 사용하는 방법이 사용될 수도 있다. 다만, 개스킷과 접착제만으로 한정되는 것은 아니다.
에어로솔 분무(aerosol mist)가 분무포트(32)를 통해 조립체 내로 들어간다. 외피 가스(sheath gas)가 외피포트(34)를 통해 조립체 내로 들어간다. 도 3에 상세하게 도시되어 있는 거울 대칭형으로 조립되어, 직사각형 분무 채널(52)을 형성하는 동일한 분무 채널 플레이트(36, 38) 2개가 있다. 상부 플레이트(40)가 분무 채널 플레이트(36)의 표면(42)에 대해 밀봉한다. 하부 플레이트(44)는 분무 채널 플레이트(38)의 배면에 대해 밀봉한다(도 2에는 도시하지 않음). 도 3에서, 상부 플레이트(40)와 하부 플레이트(44)(도 3에는 미도시)가 조립되면, 분무 채널(52)의 각 측면(54), 상부(56) 및 하부(미도시) 주위에 외피 플레넘들이 형성된다. 수렴영역(58)은 그 대부분이 이방성 유체 집속 영역이다. 도 2에 도시한 영역(48)에서 이방성 형태의 집속이 이루어진다. 유동은 팁(50)에서 노즐을 빠져나간다.
직사각형 팁은 등각 코팅(conformal coating)과 같은 응용 분야에 유용하다. 이는 직사각형 팁이 넓고 편평한 분사 패턴을 제공하기 때문이다. 상기 팁은 분무를 비대칭으로 집속하여, 헤드가 장변 측과 직교하는 방향으로 이동할 때에는 넓은 선폭을 제공하고, 헤드가 단변 측과 직교하는 방향으로 이동할 때에는 좁은 선폭을 제공한다. 후자의 패턴은 적층 두께를 증가시킬 수 있는데, 이는 더 많은 물질이 적층되기 때문이다. 이와 유사한 방식으로 사용되는 멀티-노즐 적층 헤드가 사용될 수도 있다. 물질 적층 방향에 대해 헤드를 경사지게 함으로써, 상기 값들 사이의 임의의 패턴 폭을 형성할 수 있다. 또한, (통상 사용되는 원형 튜브 또는 정사각형 채널 대신) 직사각형 분무 채널을 사용함으로써, 직사각형 분무 채널을 직사각형 노즐 팁과 동일한 방향으로 배향한다면 적층 패턴 효과의 균일성을 개선할 수 있다. 직사각형 노즐 팁의 세선 축과 동일한 방향으로 적층할 때에, 팁이 막힐 가능성을 최소화하고 에어로솔 분무를 집속하여 보다 작은 적층 패턴(세선)을 형성하기 위해, 외피 유동이 필요하다.
도 4는 상부 플레이트(60)와 하부 플레이트(61)가 거의 동일하고, 2개의 동일한 외피 끼움쇠(sheath shim)(64, 66) 사이에 팁-끼움쇠(63)를 끼워 넣음으로써 분무 채널(62)이 획정되는 일 실시형태를 도시한다. 이러한 노즐은 다른 활용 분야에 대해서는 다른 팁 끼움쇠(63)가 사용될 수 있도록 하면서도, 매니폴드 분무, 가스 및 폐기물에 동일한 평면 조립체가 사용될 수 있도록 한다. 상기 팁-끼움쇠는 스탬핑, 절삭, 레이저 커팅, 와이어 EDM, 포토에칭 또는 기타 다른 제작 공정으로 제작될 수 있다. 또한, 어닐링된 스테인리스 강 또는 하이 듀로미터 프라스틱(high durometer plastic) 같은 변형가능한 소재로 일례로 폭이 1 mm인 통상의 분무 채널 폭을 구비하는 단일 팁-끼움쇠 장치가 제작될 수 있다. 제작 과정 중에, 분무 채널(62)의 원위 팁이 소망하는 폭으로 되도록 정렬 핀들(65) 사이의 거리가 설정될 수 있다. 이에 따라 적층 라인의 폭이 변경된다. 또한, 상기 층들 사이의 밀봉이 유지될 수 있는 것으로 추정되거나, 사용자가 적당한 물질의 집속에 있어 잠시 중단되는 것을 용인할 수 있다면, 노즐을 변경하거나 노즐을 회전시키지 않고서도 팀 폭을 증가시키기 위해, 단순히 정렬 핀들(65)을 이동시킴으로써 상기 팁은 다양한 선폭으로 적층할 수 있다.
정류(flow straightening)
도 5에 도시한 바와 같이, 층류 중앙부 물질 속도가 층류 가장자리 물질 속도보다 빠르기 때문에, 노즐 내의 층류(laminar flow)는 물질이 균일하지 않게 적층하게 한다. 따라서, 패턴의 가장자리보다는 중앙부에 더 많은 물질이 적층된다. 기판이 노즐에 대해 이동할 때에, 도 6에 도시한 바와 같이 패턴의 가장자리를 따르는 부분보다는 중앙부에 더 많은 물질이 적층되는, 균일하지 않은 적층 패턴이 형성된다. 그러나 난류는 일반적으로 집속이 불량하고, 가장자리 획정이 불량하기 때문에, 난류보다는 층류가 바람직하다. 정류는 층류, 특히 와이드 패턴의 적층 균일성을 개선한다. 정류는 유체역학 분야에서 이미 주지되어 있으며, 대형 보어 튜브에서 난기류를 줄이는 확립된 방법으로, 도 7과 도 8에 도시한 바와 같이 층류 프로파일을 보다 균일하게 한다.
층류 프로파일을 "정류"하는 일 형태에서, 와이드 직사각형 분무 채널은 와이드 직사각형 팁에 정렬된다. 상기 분무 채널은 도 9에 도시한 바와 같이, 복수의 소형 서브-채널들(68)로 분할된다. 상기 서브-채널들은 직사각형, 원형, 정사각형 또는 임의의 다른 형상일 수 있다. 선택적으로, 상기 분무 채널은 도 10에 도시한 바와 같이 교호방식으로 오프셋된 디바이더(70)와 같은 다른 형상을 포함하여서, 보다 균일한 유동 패턴을 형성할 수 있다. 도 7 및 도 8에 나타낸 패턴과 유사하게, 상기 구성은 서로 근접하게 적층되는 다수의 소형 층류 패턴들로 인해, 적층 밀도가 작은 리플(ripple)들로 된다. 도 11에 도시한 바와 같이, 한 열의 채널의 중앙부가 아래쪽 열의 인접 채널 벽 위에 직접 위치하는 것과 같이, 한 열의 분무 서브-채널을 다른 열의 분무 서브-채널과 교호방식으로 배치함으로써 이러한 리플들이 감소될 수 있다. 도 11은 축 방향으로 정렬된 서브-채널들(72)을 도시한다. 한 열의 채널들을 다른 열의 채널들에 대해 경사지게 하고, 유동이 이방성 집속 영역으로 들어가듯이 각 열들을 교차시킴으로서, 국부적인 균일성이 추가로 개선될 수 있다.
상기 분무 채널을 교호방식으로 세분하는 실시형태는, 정렬되며 단일 와이드 노즐을 공급하는, 임의의 형상의 복수의 인접 분무 튜브 또는 채널들을 사용한다. 이 실시형태에서, 모든 튜브들 또는 채널들에 공통되는 단일 외피 플레넘이 있는 것이 바람직하다.
이들 바람직한 실시형태들을 특히 참조하면서 본 발명을 기재하였지만, 다른 실시형태들도 동일한 결과를 달성할 수 있다. 본 발명의 변형예 및 변조예들이 당업자게는 자명하며, 첨부된 청구범위 내의 모든 변형예와 균등물을 커버한다. 본 명세서에서 인용하는 모든 참고문헌, 출원, 특허 및 간행물들은 참고로 통합된다.

Claims (17)

  1. 물질 적층 조립체로서,
    커버 플레이트들 중 어느 하나 또는 모두는 물질을 포함하는 에어로솔용 인입구 및 하나 이상의 외피 가스 인입구를 포함하는 제1 커버 플레이트 및 제2 커버 플레이트와,
    상기 에어로솔 인입구와 유체 연통하는 적어도 하나의 에어로솔 채널과 이방성 노즐을 포함하며, 상기 커버 플레이트들 사이에 밀봉되어 있는 인서트를 포함하고,
    상기 하나 이상의 외피 가스 인입구는 상기 적어도 하나의 에어로솔 채널의 출구와 상기 노즐의 입구를 둘러싸는 외피 플레넘과 유체 연통하는 것을 특징으로 하는 물질 적층 조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 인서트는, 서로 조립되어 상기 에어로솔 채널 및 상기 노즐을 형성하는 2개의 미러 이미지 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 물질 적층 조립체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 외피 가스는 상기 외피 플레넘과 상기 노즐 내에서 상기 에어로솔을 둘러싸고 집속하는 것을 특징으로 하는 물질 적층 조립체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 노즐은 직사각형인 것을 특징으로 하는 물질 적층 조립체.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 에어로솔 채널은 직사각형이고, 상기 직사각형 노즐에 정렬되어 있는 것을 특징으로 하는 물질 적층 조립체.
  6. 제1항에 있어서,
    물질을 적층하는 중에, 상기 노즐이 기판에 대해 상대적으로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 물질 적층 조립체.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 노즐은, 상기 노즐 및 상기 기판의 이동 방향에 대해 경동될 수 있는 것을 특징으로 하는 물질 적층 조립체.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 외피 가스 인입구 및 상기 외피 플레넘과 연결되어 있는 채널들을 또한 포함하고, 상기 채널들은 상기 외피 가스가 상기 외피 플레넘에 들어가서 상기 에어로솔 채널 내에서 상기 에어로솔의 유동 방향과 실질적으로 평행한 방향으로 이동하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 물질 적층 조립체.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 인서트는 에어로솔 채널을 포함하는 팁 끼움쇠를 포함하는 것을 특징으로 하는 물질 적층 조립체.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 팁 끼움쇠는 변형가능한 것을 특징으로 하는 물질 적층 조립체.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 팁 끼움쇠의 변형은 상기 에어로솔 채널의 팁의 폭에 따라 변하는 것을 특징으로 하는 물질 적층 조립체.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 에어로솔 채널의 적어도 일부분은 복수의 소형 서브-채널들로 세분되어 있는 것을 특징으로 하는 물질 적층 조립체.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 서브-채널들은 축 방향 2열로 정렬되어 있고, 제1 열의 서브-채널들은 제2 열의 서브-채널들과 오프셋되어 있는 것을 특징으로 하는 물질 적층 조립체.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 열의 서브-채널들은 상기 제2 열의 서브-채널들에 대해 경사져 있는 것을 특징으로 하는 물질 적층 조립체.
  15. 제14항에 있어서,
    인접하는 서브-채널들 내의 에어로솔 유동이 상기 에어로솔 채널을 빠져나갈 때에 각 에어로솔 유동이 교차하는 것을 특징으로 하는 물질 적층 조립체.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 에어로솔 채널의 적어도 일부분은 교호방식으로 오프셋되어 있는 디바이더들을 포함하는 것을 특징으로 하는 물질 적층 조립체.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 외피 플레넘은 이방성인 것을 특징으로 하는 물질 적층 조립체.
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