KR20210109579A - 초음파 안개화 장치 - Google Patents

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도시바 미쓰비시덴키 산교시스템 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 원료 용액에 대한 내성이 우수하고, 또한, 적당한 안개화량의 원료 용액 미스트를 생성할 수 있는 초음파 안개화 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그리고, 본 발명인 초음파 안개화 장치(101)에 있어서, 용기(1)의 일부인 세퍼레이터 컵(12) 내에는, 원료 용액(15)이 수용된다. 세퍼레이터 컵(12)의 구성 재질은 불소 수지의 하나인 PTFE이며, 전체 두께가 균일하게 0.5㎜를 갖고 있다. 따라서, 세퍼레이터 컵(12)은, 「저면 BP1의 두께가 0.5㎜ 이하」라는 박막 조건을 충족하고 있다.

Description

초음파 안개화 장치
본 발명은, 초음파 진동자를 사용하여 원료 용액을 미세한 미스트로 안개화 (미스트화)하고, 당해 미스트를 외부로 반송하는 초음파 안개화 장치에 관한 것이다.
전자 디바이스의 제작 현장에 있어서, 초음파 안개화 장치가 이용되는 경우가 있다. 당해 전자 디바이스 제조의 분야에서는, 초음파 안개화 장치는, 초음파 진동자로부터 발진되는 초음파를 이용하여 용액을 미스트화하고, 미스트화된 용액을 반송 가스에 의해 외부로 송출한다. 당해 외부로 반송된 원료 용액 미스트가 기판에 분무됨으로써, 기판 위에는, 전자 디바이스용 박막이 성막된다.
성막에 사용하는 원료 용액에 다양한 용매가 사용되고 있으며, 초음파 진동자가 부식되는 것을 방지하기 위해서, 원료 용액과 초음파 진동자가 접촉하지 않는 더블 챔버 방식이 이용된다. 더블 챔버 방식에서는, 초음파 진동자와 원료 용액을 격리하기 위해서, 저면에 초음파 진동자가 마련되는 수조와는 별도로, 원료 용액을 수용하는 세퍼레이터 컵이 사용된다. 세퍼레이터 컵은, 초음파를 투과시킬 필요가 있어, 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌(PP) 등, 초음파를 투과시키기 쉬운 재료가 구성 재료로서 사용된다. 또한, 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌은, 성형하기 쉬운 특징도 갖고 있다.
상기한 더블 챔버 방식의 초음파 안개화 장치로서 예를 들어 특허문헌 1에서 개시된 안개화 장치가 있다.
국제 공개 제2015/019468호
일반적으로, 원료 용액의 용매로서 용해성이 높은 용매인 톨루엔이나 에테르 등이 사용된다. 왜냐하면, 톨루엔이나 에테르는 수지 용해성이 높은 성질을 갖기 때문이다.
그러나, 종래의 초음파 안개화 장치에 있어서, 원료 용액의 용매로서 톨루엔이나 에테르를 사용한 경우, 용매의 수지 용해성이 높기 때문에, 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌을 구성 재료로 한 세퍼레이터 컵이 팽윤·변형되어 원료 용액의 누설이 발생하거나, 세퍼레이터 컵에 구멍이 형성되어버리기도 한다.
그 결과, 종래의 초음파 안개화 장치는, 원료 용액의 수용 안정성이 나빠지기 때문에, 적당한 안개화량의 원료 용액 미스트를 생성할 수 없다는 문제점이 있었다.
본 발명에서는, 상기와 같은 문제점을 해결하여, 원료 용액에 대한 내성이 우수하고, 또한, 적당한 안개화량의 원료 용액 미스트를 생성할 수 있는 초음파 안개화 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 있어서의 초음파 안개화 장치는, 원료 용액을 수용하는 세퍼레이터 컵을 아래쪽에 갖는 용기와, 상기 용기 내에 있어서 상기 세퍼레이터 컵의 위쪽에 마련되고, 내부가 공동인 내부 공동 구조체와, 내부에 초음파 전달 매체를 수용하는 수조를 구비하고, 상기 수조 및 상기 세퍼레이터 컵은, 상기 세퍼레이터 컵의 저면이 상기 초음파 전달 매체에 잠기도록 위치 결정되고, 상기 수조의 저면에 마련되는 적어도 하나의 초음파 진동자를 더 구비하고, 상기 세퍼레이터 컵은, 구성 재질이 불소 수지이며 두께가 박막 조건을 충족하는 저면을 갖고, 상기 박막 조건은, 「저면의 두께가 0.5㎜ 이하인」 것을 특징으로 한다.
청구항 1에 기재된 본원 발명의 초음파 안개화 장치에 있어서의 세퍼레이터 컵의 저면의 구성 재질은 불소 수지이다. 불소 수지는 폭넓은 용매에 대하여 비교적 높은 내성을 갖는 특성이 있다. 이 때문에, 초음파 안개화 장치의 세퍼레이터 컵은 원료 용액에 대하여 비교적 높은 내성을 발휘할 수 있다.
또한, 청구항 1에 기재된 본원 발명의 세퍼레이터 컵은, 「저면의 두께가 0.5㎜ 이하」라는 박막 조건을 충족함으로써, 저면에 있어서의 초음파의 투과성을 높이고 있기 때문에, 적당한 안개화량으로 원료 용액 미스트를 생성할 수 있다.
그 결과, 청구항 1에 기재된 본원 발명은, 원료 용액에 대한 내성이 우수하고, 또한, 적당한 안개화량의 원료 용액 미스트를 생성할 수 있는 효과를 발휘한다.
본 발명의 목적, 특징, 국면, 및 이점은, 이하의 상세한 설명과 첨부 도면 에 의해 보다 명백해진다.
도 1은 본 발명의 실시 형태 1인 초음파 안개화 장치의 구성을 나타내는 설명도(첫째)이다.
도 2는 실시 형태 1의 초음파 안개화 장치의 구성을 나타내는 설명도(둘째)이다.
도 3은 실시 형태 1의 효과를 나타내는 그래프이다.
도 4는 실시 형태 2인 초음파 안개화 장치의 단면 구조를 나타내는 설명도이다.
도 5는 도 4에서 도시한 세퍼레이터 컵의 저면의 평면 구조를 나타내는 평면도이다.
도 6은 종래의 초음파 안개화 장치의 구성을 나타내는 설명도(첫째)이다.
도 7은 종래의 초음파 안개화 장치의 구성을 나타내는 설명도(둘째)이다.
도 8은 종래의 초음파 안개화 장치의 단면 구조를 나타내는 설명도이다.
도 9는 도 8에서 도시한 세퍼레이터 컵의 저면의 평면 구조를 나타내는 평면도이다.
<실시 형태 1>
도 1 및 도 2는 각각 본 발명의 실시 형태 1인 초음파 안개화 장치(101)의 구성을 모식적으로 나타내는 설명도이다. 도 1은 초기 상태 시(첫째), 도 2는 원료 용액 미스트 MT의 생성 시(둘째)를 나타내고 있다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 초음파 안개화 장치(101)는, 용기(1), 미스트화기인 초음파 진동자(2), 내부 공동 구조체(3) 및 가스 공급부(4)를 구비하고 있다. 또한, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 용기(1)는 상부 컵(11) 및 세퍼레이터 컵(12)이 접속부(5)에 의해 결합된 구조를 하고 있다.
상부 컵(11)은, 내부에 공간이 형성되는 용기이면, 어떠한 형상이어도 된다. 초음파 안개화 장치(101)에서는, 상부 컵(11)은 대략 원통 형상이며, 상부 컵(11) 내에는, 평면으로 보아 원형으로 형성된 측면에 둘러싸인 공간이 형성되어 있다.
한편, 세퍼레이터 컵(12) 내에는, 원료 용액(15)이 수용된다. 세퍼레이터 컵(12)의 구성 재질은 불소 수지의 하나인 PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌(Poly Tetra Fluoro Ethylene))이며, 전체 두께가 균일하게 0.5㎜를 갖고 있다. 즉, 세퍼레이터 컵(12)은 구성 재료가 PTFE이고, 두께가 0.5㎜인 저면 BP1을 갖고 있다.
이와 같이, 실시 형태 1의 세퍼레이터 컵(12)은, 「저면 BP1의 두께가 0.5㎜ 이하」라는 박막 조건을 충족하는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 실시 형태 1에서는, 초음파 진동자(2)는, 세퍼레이터 컵(12) 내의 원료 용액(15)에 대하여 초음파를 인가함으로써, 원료 용액(15)을 미스트화(안개화)하고 있다. 4개의 초음파 진동자(2)(도 1, 도 2는 2개만 도시함)는, 수조(10)의 저면에 배치되어 있다. 또한, 초음파 진동자(2)의 수는, 4개로 한정되지 않고, 1개여도 2개 이상이어도 된다.
내부 공동 구조체(3)는, 내부에 공동을 갖는 구조체이다. 용기(1)의 상부 컵(11)의 상면부에는, 개구부가 형성되어 있으며, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 당해 개구부를 통해 내부 공동 구조체(3)가 상부 컵(11) 내에 삽입 관통되도록 배치되어 있다. 여기서, 개구부에 내부 공동 구조체(3)가 삽입 관통되어 있는 상태에 있어서, 내부 공동 구조체(3)와 상부 컵(11)의 사이는 밀폐되어 있다. 즉, 내부 공동 구조체(3)와 상부 컵(11)의 상기 개구부의 사이는, 시일되어 있다.
내부 공동 구조체(3)의 형상은, 내부에 공동이 형성되는 형상의 것이면, 어떠한 형상을 채용해도 된다. 도 1 및 도 2의 구성예에서는, 내부 공동 구조체(3)는, 저면을 갖지 않는, 플라스크 형상의 단면 형상을 갖고 있다. 보다 구체적으로, 도 1에 도시한 내부 공동 구조체(3)에서는, 관부(3A)와, 원뿔대부(3B)와, 원통부(3C)로 구성되어 있다.
관부(3A)는, 원통 형상의 관로부이며, 당해 관부(3A)는, 상부 컵(11)의 상면에 형성된 개구부로부터 삽입 관통되도록, 상부 컵(11) 밖으로부터 상부 컵(11) 안에 이르고 있다. 보다 구체적으로는, 관부(3A)는, 상부 컵(11)의 외측에 배치되는 상측 관부와, 상부 컵(11)의 내측에 배치되는 하측 관부로 구분된다. 그리고, 상측 관부는 상부 컵(11)의 상면 외측으로부터 설치되고, 하측 관부는 상부 컵(11)의 상면 내측으로부터 설치되고, 이들이 설치되어 있는 상태에 있어서, 상측 관부와 하측 관부는, 상부 컵(11)의 상면에 배치된 개구부를 통과하여 연통하고 있다. 관부(3A)의 한쪽 단은, 상부 컵(11)의 밖에 존재하는, 예를 들어 원료 용액 미스트 MT를 이용하여 박막을 성막하는 박막 성막 장치 로에 접속된다. 한편, 관부(3A)의 다른 쪽 단은, 상부 컵(11) 내에 있어서, 상기 원뿔대부(3B)의 상단측에 접속된다.
원뿔대부(3B)는, 외관(측벽면)이 원뿔대 형상이며, 내부에는 공동이 형성되어 있다. 상기 원뿔대부(3B)는, 상면 및 저면이 개방되어 있다. 즉, 내부에 형성되어 있는 공동을 닫고 있으며, 또한, 상면 및 저면을 갖지 않는다. 원뿔대부(3B)는, 상부 컵(11) 내에 존재하고 있으며, 원뿔대부(3B)의 상단측은, 상기한 바와 같이, 관부(3A)의 다른 쪽 단과 접속(연통)되어 있고, 당해 원뿔대부(3B)의 하단부측은, 원통부(3C)의 상단측과 접속되어 있다.
여기서, 원뿔대부(3B)는, 상단측으로부터 하단측을 향해, 끝이 벌어지는 단면 형상을 갖는다. 즉, 원뿔대부(3B)의 상단측의 측벽의 직경이 가장 작고(관부(3A)의 직경과 동일), 원뿔대부(3B)의 하단측의 측벽의 직경이 가장 크고(원통부(3C)의 직경과 동일), 원뿔대부(3B)의 측벽의 직경은, 상단측으로부터 하단측을 향해 매끄럽게 커지게 된다.
원통부(3C)는, 원통 형상을 갖는 부분이며, 당해 원통부(3C)의 상단측은, 상기한 바와 같이, 원뿔대부(3B)의 하단측과 접속(연통)되어 있고, 원통부(3C)의 하단측은, 상부 컵(11)의 저면에 면하고 있다. 여기서, 도 1의 구성예에서는, 원통부(3C)의 하단측은 해방되어 있다(즉, 저면을 갖지 않음).
여기서, 도 1 및 도 2의 구성예에서는, 내부 공동 구조체(3)에 있어서의, 관부(3A)로부터 원뿔대부(3B)를 거쳐 원통부(3C)로 연장되는 방향의 중심축은, 상부 컵(11)의 원통 형상의 중심축과 대략 일치하고 있다. 또한, 내부 공동 구조체(3)는 일체 구조이어도, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 관부(3A)의 일부를 구성하는 상측 관부, 관부(3A)의 타부를 구성하는 하측 관부, 원뿔대부(3B) 및 원통부(3C)의 각 부재를 조합해서 구성되어도 된다. 도 1의 구성예에서는, 상부 컵(11)의 외측 상면에 상측 관부의 하단부가 접속되고, 상부 컵(11)의 내측 상면에 하측 관부의 상단부가 접속되고, 당해 하측 관부의 하단부에, 원뿔대부(3B) 및 원통부(3C)를 포함하는 부재가 접속됨으로써, 복수의 부재가 포함되는 내부 공동 구조체(3)가 구성되어 있다.
상기 형상의 내부 공동 구조체(3)가 상부 컵(11)의 내부에 삽입 관통되도록 배치됨으로써, 상부 컵(11) 내는 2개의 공간으로 구분된다. 첫 번째 공간은, 내부 공동 구조체(3)의 내부에 형성되는 공동부이다. 이하, 이 공동부를 「미스트화 공간(3H)」이라고 칭한다. 미스트화 공간(3H)은, 내부 공동 구조체(3)의 내측면에 의해 둘러싸인 공간으로 된다.
두 번째 공간이, 상부 컵(11)의 내면과 내부 공동 구조체(3)의 외측면에 의해 형성되는 공간이다. 이하, 이 공간을 「가스 공급 공간(1H)」이라고 칭한다. 이와 같이, 상부 컵(11) 내는 미스트화 공간(3H)과 가스 공급 공간(1H)으로 구획된다.
또한, 미스트화 공간(3H)과 가스 공급 공간(1H)은 원통부(3C)의 하방 개구부를 통해 연결되어 있다.
또한, 도 1 및 도 2의 구성예에서는, 내부 공동 구조체(3)의 형상과 상부 컵(11)의 형상으로부터 알 수 있는 바와 같이, 가스 공급 공간(1H)은, 상부 컵(11)의 상부측이 가장 넓고, 상부 컵(11)의 하측으로 진행됨에 따라서 좁아져 있다. 즉, 관부(3A)의 외측면과 상부 컵(11)의 내측면에 의해 둘러싸이는 부분의 가스 공급 공간(1H)이 가장 넓고, 원통부(3C)의 외측면과 상부 컵(11)의 내측면에 둘러싸이는 부분의 가스 공급 공간(1H)이 가장 좁아져 있다.
가스 공급부(4)는, 상부 컵(11)의 상면에 배치되어 있다. 가스 공급부(4)로부터는, 초음파 진동자(2)에 의해 미스트화된 원료 용액 미스트 MT(도 2 참조)를, 내부 공동 구조체(3)의 관부(3A)를 통해 외부로 반송하기 위한 캐리어 가스 G4가 공급된다. 캐리어 가스 G4로서, 예를 들어 고농도의 불활성 가스를 채용할 수 있다. 또한, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 가스 공급부(4)에는, 공급구(4a)가 마련되어 있고, 용기(1) 내에 존재하는 공급구(4a)로부터, 캐리어 가스 G4가 용기(1)의 가스 공급 공간(1H) 내에 공급된다.
가스 공급부(4)로부터 공급된 캐리어 가스 G4는, 가스 공급 공간(1H) 내에 공급되고, 당해 가스 공급 공간(1H) 내에 충만된 후, 원통부(3C)의 하방 개구부를 통해 미스트화 공간(3H)에 도입된다.
또한, 실시 형태 1의 초음파 안개화 장치(101)에서는, 용기(1)의 세퍼레이터 컵(12)은, 컵 형상이며, 내부에 원료 용액(15)을 수용하고 있다. 세퍼레이터 컵(12)의 저면 BP1은 측면부로부터 중앙을 향해 완만하게 경사져 있으며, 소정의 곡률을 갖는 구면형으로 형성되어 있다.
또한, 수조(10)는 초음파 전달 매체인 초음파 전달수(9)로 충전되어 있다. 초음파 전달수(9)는, 수조(10)의 저면에 배치된 초음파 진동자(2)로부터 발생한 초음파 진동을, 세퍼레이터 컵(12) 내의 원료 용액(15)으로 전달하는 기능을 갖고 있다.
즉, 초음파 전달수(9)는, 초음파 진동자(2)로부터 인가된 초음파의 진동 에너지를 세퍼레이터 컵(12) 내에 전달할 수 있도록, 수조(10) 내에 수용되어 있다.
전술한 바와 같이, 세퍼레이터 컵(12)의 저면 BP1에는, 미스트화될 원료 용액(15)이 수용되어 있으며, 원료 용액(15)의 액면(15A)은, 접속부(5)의 배치 위치보다도 하측에 위치하고 있다(도 1 및 도 2 참조).
그리고, 세퍼레이터 컵(12)은 저면 BP1 전체가 초음파 전달수(9)에 잠기도록, 세퍼레이터 컵(12) 및 수조(10)는 위치 결정 설정되어 있다. 즉, 세퍼레이터 컵(12)의 저면 BP1은, 수조(10)의 저면에 접하지 않고, 수조(10)의 저면의 위쪽에 배치되어, 세퍼레이터 컵(12)의 저면 BP1과 수조(10)의 저면의 사이에 초음파 전달수(9)가 존재한다.
이와 같은 구성의 초음파 안개화 장치(101)에 있어서, 초음파 진동자(2)가 초음파 진동을 인가하면, 초음파의 진동 에너지가 초음파 전달수(9) 및 세퍼레이터 컵(12)의 저면 BP1을 통해 세퍼레이터 컵(12) 내의 원료 용액(15)에 전달된다.
그렇게 하면, 도 2에 도시한 바와 같이, 액면(15A)으로부터 액기둥(6)이 상승하여, 원료 용액(15)은, 액 입자 및 미스트로 이행하여, 미스트화 공간(3H) 내에서 원료 용액 미스트 MT가 얻어진다. 가스 공급 공간(1H) 내에서 생성된 원료 용액 미스트 MT는, 가스 공급부(4)로부터 공급된 캐리어 가스 G4에 의해 관부(3A)의 상부 개구부를 통해 외부에 공급된다.
도 6 및 도 7은 각각 종래의 초음파 안개화 장치(200)의 구성을 모식적으로 나타내는 설명도이다. 도 6은 초기 상태 시(첫째), 도 7은 원료 용액 미스트 MT의 생성 시(둘째)를 나타내고 있다.
이하, 도 1 및 도 2에서 도시한 실시 형태 1의 초음파 안개화 장치(101)와 마찬가지의 개소는 동일 부호를 붙여 설명을 요약한다.
초음파 안개화 장치(101)의 용기(1)에 대응하는 용기(51)는 상부 컵(61) 및 세퍼레이터 컵(62)의 조합 구조에 의해 구성된다. 상부 컵(61)은 상부 컵(11)과 마찬가지로 구성된다.
실시 형태 1의 세퍼레이터 컵(12)에 대응하는 종래의 세퍼레이터 컵(62)은, 구성 재료로서, 초음파를 투과시키기 쉬운 폴리프로필렌(PP)를 채용하고, 전체 두께가 균일하게 1.0㎜를 갖고 있다.
세퍼레이터 컵(62)의 두께를 가능한 한 얇게 하여 초음파의 투과성을 유지하고(초음파에 의한 진동 에너지의 감쇠를 억제하고), 또한, 세퍼레이터 컵(62)의 형상을 유지하도록, 세퍼레이터 컵(62)의 두께는 1.0㎜로 설정되어 있다.
도 3은 실시 형태 1의 효과를 나타내는 그래프이다. 도 3은 캐리어 가스 G4의 유량[L/min]을 횡축으로 하고, 생성되는 원료 용액 미스트 MT의 안개화량[g/min]을 종축에 나타내고 있다.
도 3에서는, 원료 용액(15)으로서 34℃의 증류수를 사용하여, TDK사 제조의 형식 NB-59S-09S-0의 초음파 진동자(2)를 수조(10)의 저면에 4개 배치하고, 4개의 초음파 진동자(2)의 진동 주파수 1.6㎒로 설정하여 행한 실험 결과를 나타내고 있다. 또한, 캐리어 가스 G4로서 질소 가스를 사용하고 있다.
도 3에 있어서, 안개화량 변화 L1은 세퍼레이터 컵(12)의 구성 재료가 PTFE이며, 저면 BP1의 막 두께 t가 0.3㎜인 경우를 나타내고 있다. 안개화량 변화 L2는 세퍼레이터 컵(12)의 구성 재료가 PTFE이며, 저면 BP1의 막 두께 t가 0.5㎜인 경우를 나타내고 있다. 안개화량 변화 L3은 세퍼레이터 컵(12)의 구성 재료가 PTFE이며, 저면 BP1의 막 두께 t가 0.6㎜인 경우를 나타내고 있다. 즉, 안개화량 변화 L1 내지 L3은 실시 형태 1의 초음파 안개화 장치(101)에 관한 실험 결과이다.
한편, 안개화량 변화 L4는, 세퍼레이터 컵(62)의 구성 재료가 PP이며, 저면 BP6의 막 두께 t가 1.0㎜인 경우를 나타내고 있다. 즉, 안개화량 변화 L4는 종래의 초음파 안개화 장치(200)에 관한 실험 결과이다.
도 3의 안개화량 변화 L3에 나타낸 바와 같이, 세퍼레이터 컵(12)의 구성 재료로서 PTFE를 채용하고, 또한, 저면 BP1의 막 두께가 0.6㎜인 경우, 세퍼레이터 컵(12)의 저면 BP1에 있어서의 초음파의 투과성이 우수하지 않아, 원료 용액 미스트 MT를 실질적으로 얻지 못한다.
그러나, 도 3의 안개화량 변화 L2와 같이, 저면 BP1의 막 두께를 0.5㎜로 설정하면, 즉, 저면 BP1이 상기 박막 조건을 충족하면, 세퍼레이터 컵(12)의 저면 BP1에 있어서의 초음파의 투과성이 개선되어, 유효한 안개화량으로 원료 용액 미스트 MT를 얻을 수 있다.
또한, 도 3의 안개화량 변화 L1과 같이, 저면 BP1의 막 두께를 0.3㎜로 설정하면, 세퍼레이터 컵(12)의 저면 BP1에 있어서의 초음파의 투과성이 대폭 개선되어, 안개화량 변화 L4에서 나타낸 종래의 초음파 안개화 장치(200)를 상회하는 안개화량으로 원료 용액 미스트 MT를 얻을 수 있다.
도 3의 실험 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 세퍼레이터 컵(12)의 구성 재료로서 채용한 PTFE는, 막 두께를 0.5㎜ 이하로 설정하면, 초음파의 투과성은, 원료 용액 미스트 MT의 안개화량이 실용 레벨에 도달된다는 것이 확인되었다.
또한, 세퍼레이터 컵(12)의 구성 재료로서 채용한 PTFE는, 막 두께를 0.3㎜ 이하로 설정하면, 초음파의 투과성이 원료 용액 미스트 MT의 안개화량이 종래를 초과하는 높은 수준에 도달된다는 것이 확인되었다.
또한, 초음파의 투과성은 음향 임피던스로 정해진다. PTFE로 제한하지 않고, 불소 수지의 음향 임피던스는 1.15[×106㎏/m2s] 전후이기 때문에, 세퍼레이터 컵(12)의 구성 재료를 불소 수지로 하면, 도 3에서 도시한 경우와 마찬가지의 결과가 얻어질 것으로 추측된다.
이상과 같이, 실시 형태 1의 초음파 안개화 장치(101)는, 세퍼레이터 컵(12)의 「저면 BP1의 두께가 0.5㎜ 이하」라는 박막 조건을 충족하는 구성을 기본 구성으로 하고, 세퍼레이터 컵(12)의 「저면 BP1의 두께가 0.3㎜ 이하」라는 한정 박막 조건을 충족하는 구성을 한정 구성으로 하고 있다. 즉, 상기 박막 조건은 상기 한정 박막 조건을 포함하고 있다.
상술한 바와 같이, 실시 형태 1의 초음파 안개화 장치(101)에 있어서의 세퍼레이터 컵(12)의 구성 재질은, 불소 수지인 PTFE이다. PTFE로 대표되는 불소 수지는 폭넓은 용매에 대하여 비교적 높은 내성을 갖는 특성이 있다. 이 때문에, 초음파 안개화 장치(101)의 세퍼레이터 컵(12)은 원료 용액(15)에 대하여 비교적 높은 내성을 발휘할 수 있다.
또한, 실시 형태 1의 기본 구성은, 세퍼레이터 컵(12)은 「저면 BP1의 두께가 0.5㎜ 이하」라는 박막 조건을 충족함으로써, 저면 BP1에 있어서의 초음파의 투과성을 높이고 있기 때문에, 실용 레벨의 안개화량으로 원료 용액 미스트 MT 생성 할 수 있다.
그 결과, 실시 형태 1의 초음파 안개화 장치(101)의 기본 구성은, 원료 용액(15)에 대한 내성이 우수하고, 또한, 적당한 안개화량의 원료 용액 미스트 MT를 생성할 수 있는 효과를 발휘한다.
또한, 실시 형태 1의 초음파 안개화 장치(101)의 한정 구성의 세퍼레이터 컵(12)은 「저면 BP1의 두께가 0.3㎜ 이하」라는 한정 박막 조건을 충족함으로써, 저면 BP1에 있어서의 초음파의 투과성을 보다 높여, 더욱 높은 안개화량의 원료 용액 미스트 MT를 생성할 수 있다.
<실시 형태 2>
도 4는 본 발명의 실시 형태 2인 초음파 안개화 장치(102)에 있어서의 세퍼레이터 컵(12B)의 단면 구조를 나타내는 설명도이다. 도 5는 도 4에서 도시한 세퍼레이터 컵(12B)의 저면 BP2의 평면 구조를 나타내는 평면도이다. 도 5에서는 저면 BP2측으로부터 본 평면도를 나타내고 있다.
도 4 및 도 5에 있어서, 실시 형태 1의 초음파 안개화 장치(101)와 마찬가지의 구성부는, 동일 부호를 붙여 설명을 적절히 생략하고, 실시 형태 2의 특징 개소를 중심으로 설명한다.
도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 세퍼레이터 컵(12B)은 실시 형태 1의 세퍼레이터 컵(12)과 달리, 저면 BP2는 균일한 막 두께는 아니고, 2종류의 막 두께를 갖고 있다. 이하, 이 점을 상세히 설명한다.
저면 BP2는, 0.5㎜ 이하의 비교적 얇은 막 두께의 4개의 박막 영역 R1과, 0.5㎜를 초과하는 비교적 두꺼운 막 두께의 후막 영역 R2로 구분되어 있다.
4개의 박막 영역 R1은 4개의 초음파 진동자(2)에 대응하여 설정된다. 4개의 박막 영역 R1은 각각, 대응하는 초음파 진동자(2)로부터 인가되는 초음파가 투과하는 초음파 투과 영역의 전체를 포함하는 영역으로 설정되어 있다. 그리고, 저면 BP2에 있어서, 4개의 박막 영역 R1 이외의 전체 영역이 후막 영역 R2로 설정된다. 또한, 세퍼레이터 컵(12)의 측면 및 상면의 막 두께도 후막 영역 R2와 동일한 막 두께로 설정된다.
이와 같이, 세퍼레이터 컵(12B)의 저면 BP2는, 4개의 초음파 진동자(2)에 대응하는 4개의 박막 영역 R1을 갖고 있다. 4개의 박막 영역 R1은 각각, 4개의 초음파 진동자(2) 중 대응하는 초음파 진동자(2)로부터 발생하는 초음파를 투과시키는 초음파 투과 영역을 포함하고 있다.
그리고, 실시 형태 2의 초음파 안개화 장치(102)의 세퍼레이터 컵(12B)은, 4개의 박막 영역 R1의 두께(≤0.5㎜)를, 다른 영역의 두께(>0.5㎜)보다 얇게 설정하고 있다.
이와 같이, 실시 형태 2의 세퍼레이터 컵(12B)의 저면에 있어서, 4개의 박막 영역 R1은 각각 「두께가 0.5㎜ 이하」라는 박막 조건을 충족하고, 후막 영역 R2는 상기 박막 조건을 충족하지 않는다.
도 8은 종래의 초음파 안개화 장치(200)의 단면 구조를 나타내는 설명도이다. 도 9는 도 8에서 도시한 세퍼레이터 컵(62)의 저면 BP6의 평면 구조를 나타내는 평면도이다. 도 9에서는 저면 BP6측으로부터 본 평면도를 나타내고 있다.
도 8 및 도 9에 있어서, 도 6 및 도 7에서 나타낸 초음파 안개화 장치(200)와 마찬가지의 구성부는, 동일 부호를 붙여 설명을 적절히 생략한다.
도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이, 세퍼레이터 컵(62)은 저면 BP6에 있어서도 균일한 막 두께를 갖고 있다. 즉, 저면 BP6은, 1.0㎜로 균일하게 설정된다. 또한, 세퍼레이터 컵(62)의 측면 및 상면의 막 두께도 동일한 막 두께(1.0㎜)로 설정된다.
이와 같이, 실시 형태 2의 초음파 안개화 장치(102)는, 세퍼레이터 컵(12B)의 저면 BP2에 있어서, 4개의 박막 영역 R1(적어도 하나의 박막 영역)은 상기 박막 조건을 충족하고, 4개의 박막 영역 R1 이외의 다른 영역인 후막 영역 R2는 상기 박막 조건을 충족하지 않는 것을 특징으로 하고 있다.
실시 형태 2의 초음파 안개화 장치(102)는, 상기 특징을 지님으로써, 세퍼레이터 컵(12B)에 있어서, 후막 영역 R2의 막 두께를, 0.5㎜를 초과해 비교적 두껍게 설정함으로써, 원료 용액(15)에 대한 내성을 최대한으로 높일 수 있다.
또한, 실시 형태 2의 초음파 안개화 장치(102)는, 실시 형태 1의 초음파 안개화 장치(101)와 마찬가지로, 각각이 초음파 투과 영역을 포함하는 4개의 박막 영역 R1은 「두께가 0.5㎜ 이하」라는 박막 조건을 충족하고 있다.
이 때문에, 실시 형태 2의 초음파 안개화 장치(102)는, 실시 형태 1의 초음파 안개화 장치(101)와 마찬가지로, 적당한 안개화량으로 원료 용액 미스트 MT를 생성할 수 있는 효과를 발휘한다.
또한, 실시 형태 1의 한정 구성과 같이, 4개의 박막 영역 R1의 두께를 0.3㎜ 이하로 설정하여, 한정 박막 조건을 충족시킴으로써, 실시 형태 2에 있어서도, 더욱 높은 안개화량의 원료 용액 미스트 MT를 생성할 수 있음은 물론이다.
본 발명은 상세히 설명되었지만, 상기한 설명은, 모든 국면에 있어서, 예시이지 본 발명이 그에 한정되는 것은 아니다. 예시되지 않은 무수한 변형예가, 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 상정될 수 있는 것이라고 이해된다.
1: 용기
2: 초음파 진동자
3: 내부 공동 구조체
4: 가스 공급부
9: 초음파 전달수
10: 수조
12, 12B: 세퍼레이터 컵
15: 원료 용액
101, 102: 초음파 안개화 장치
BP1, BP2: 저면
R1: 박막 영역
R2: 후막 영역

Claims (3)

  1. 원료 용액을 수용하는 세퍼레이터 컵을 아래쪽에 갖는 용기와,
    상기 용기 내에 있어서 상기 세퍼레이터 컵의 위쪽에 마련되고, 내부가 공동인 내부 공동 구조체와,
    내부에 초음파 전달 매체를 수용하는 수조를 구비하고, 상기 수조 및 상기 세퍼레이터 컵은, 상기 세퍼레이터 컵의 저면이 상기 초음파 전달 매체에 잠기도록 위치 결정되며,
    상기 수조의 저면에 마련되는 적어도 하나의 초음파 진동자를 더 구비하고,
    상기 세퍼레이터 컵은, 구성 재질이 불소 수지이며 두께가 박막 조건을 충족하는 저면을 갖고,
    상기 박막 조건은, 「저면의 두께가 0.5㎜ 이하인」것을 특징으로 하는,
    초음파 안개화 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 박막 조건은, 「저면의 두께가 0.3㎜ 이하」라는 한정 박막 조건을 포함하는,
    초음파 안개화 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 세퍼레이터 컵의 저면은, 상기 적어도 하나의 초음파 진동자에 대응하는 적어도 하나의 박막 영역을 갖고, 상기 적어도 하나의 박막 영역은 각각, 상기 적어도 하나의 초음파 진동자 중 대응하는 초음파 진동자로부터 인가되는 초음파를 투과시키는 초음파 투과 영역을 포함하고,
    상기 세퍼레이터 컵의 저면에 있어서, 상기 적어도 하나의 박막 영역은 상기 박막 조건을 충족하고, 상기 적어도 하나의 박막 영역 이외의 다른 영역은 상기 박막 조건을 충족하지 않는 것을 특징으로 하는,
    초음파 안개화 장치.
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